声屏障工程团结路中桥50.6米钢箱梁的吊装简算

方辉

摘要：本文以格拉铁路声屏障中桥钢箱梁吊装施工为例，简要列出了技术参数的简算过程，论证钢箱梁在吊装过程中是否会变形、破损，为下一步施工提供技术上的支持。

Abstract： In this paper， the steel girder construction of Gela Railway sound barrier mid-bridge is taken as an example. The brief process of the technical parameters is briefly listed. Whether the steel box girder will be deformed or damaged during the hoisting process will be provided technically for the next construction support.

关键词：钢箱梁；吊装；简算

Key words： steel box girder；lifting；simplified calculation

中图分类号：U442.5+9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0149-02

1 工程概况

本次吊装地点位于团结路中桥横跨公路处钢箱梁，长50.6m，重量39T，钢箱梁尺寸：1.5m×1.2m（宽×高），钢箱梁中间44m范围内顶板、底板、腹板厚度10mm，拉萨方向端头4m范围内顶板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm，拉萨方向端头3m范围内顶板、底板厚度16mm，腹板厚度10mm。

2 施工日期

运输及吊装日期：2017年10月10日。

3 主要工作内容

团结路中桥声屏障50.6m长钢箱梁运转与吊装。

4 封锁范围

2017年10月10日早7点前采用彩钢瓦围挡，距离施工现场两侧100m范围内将路面全面封闭。一切车辆严禁通行。

5 技术参数简算

5.1 钢箱梁的运输

运输车选用80T汽车托盘炮运输机械设备，斯太尔威滕TT80托盘炮车，单轴荷载14吨，最大载重80T，牵引车最大载重80T，分体式托盘车最大载重50T，钢箱梁自重39T，运输车满足施工要求。

5.2 钢丝绳的选用（GB/T 24811.1-2009起重机和起重机械钢丝绳的选择 附录B）

现场拟采用图1所示方法吊装。

5.2.1 钢丝绳直径的确定

简算最左侧、最右侧吊点钢丝绳（假设四点平均受力，实际值比假设值小）：

本次吊装的钢箱梁总重量39T，采用双机抬吊，两台吊车四点受力，钢丝绳四股受力，每股平均9.75T，换算为95.55kN。

用作绑扎吊索的安全起重量不仅与绳索的夹角有关，而且与绑扎时钢丝绳的曲率半径有关，如图3，一般曲率半径大于绳径6倍以上时，起重能力不受影响；当曲率半径为绳径的5倍时，起重能力降低到原起重能力的85%，4倍时降低到80%；3倍时降低到75%；2倍时降低到65%；1倍时降低到50%。本次吊装采用双股钢丝绳捆绑（钢箱梁棱角处需加垫橡胶垫，防止吊装过程中损坏钢丝绳，造成事故）。

按照图2、图3所示，在双股钢丝绳捆绑一处钢箱梁的单股钢丝绳所受最大拉力为95.55kN，根据使用工况确定的机构工作级别为M4，根据市场最常见钢丝绳绳型和等级的K值为0.356（见GB/T 24811.1 P2），R0值为1770kN/mm2，根据（GB/T 24811.1 P2）表1查的C值为0.080。

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

根据实际使用要求，所选择的钢丝绳的最小直径不小于26mm。

上述兩点吊装选用32mm钢丝绳满足施工需求。

简算中间两个吊点钢丝绳：

按吊装26.44+6=32.44m计算拉力，39×9.8÷50.6×32.44÷2=122.52kN，

按（GB/T 24811.1 P3）6.3的式（2）：

上述两点吊装选用32mm钢丝绳满足施工需求。

5.2.2 钢丝绳长度的确定

根据钢丝绳实际受力计算：当被起吊物体重量一定时，钢丝绳与铅垂线的夹角a愈大，吊索所受的拉力愈大；或者说，吊索所受的拉力一定时，起重量随着a角的增大而降低。如图2所示（GB/T 24811.1-2009起重机和起重机械钢丝绳的选择）

P——每根钢丝绳所受的拉力（N）；Q——起重设备的重力（N）；n——使用钢丝绳的根数；a——钢丝绳与铅垂线的夹角。

如图1所示，吊点布置，每根钢丝绳长12m。

5.3 吊车的选用

拟选用中联QY70T吊车一台，中联QY130T吊车一台，采用双机抬吊的吊装方法。

5.3.1 场地条件：综合考虑施工现场场地大小，道路路况及邻近建筑物分布情况。团结路两侧有10m高路灯杆，对吊车摆放造成干扰，吊车摆放位置、钢箱梁运输车停放位置如图4所示。

5.3.2 吊装机械的参数核算

本工程中钢箱梁属于超长构件（50.6m），因此选择两台机械，综合考虑场地限制，选择吊车进行抬吊。因场地狭小，工作幅度较小，安全系数取1.1，荷载分配为均分，在上述情况下，单台吊车承受起重荷载为：G=39/2×1.1=21.45T

图中显示130T的起吊工作半径为17.47m（此时为最不利工况下，钢箱梁安放就位时半径13.6m），根据中联QY130T吊车性能参数表，支腿全伸，在工作角度45°工况下，经计算臂长伸长至24.7m，最大起吊重量22.8T，吊钩+钢丝绳取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<22.8T满足施工要求。endprint

图中显示70T的起吊工作半径为8.5m（此時为最不利工况下，钢箱梁安放就位时半径6.28m），根据中联QY70T吊车性能参数表，支腿全伸，在工作角度45°工况下，经计算臂长伸长至12m，最大起吊重量23.5T，吊钩+钢丝绳取0.6T，工作重量：21.45T+0.6T=22.05T<23.5T满足施工要求。

综上所述，拟采用的机械设备及材料均满足施工需要。

6 机械、材料选定

7 钢箱梁变形计算

本工程钢箱梁采用Q235钢材，钢材厚度：最厚处16mm，最薄处10mm，故屈服强度值是235MPa，设计抗压、抗拉、抗弯强度值均为215MPa，抗剪强度值125MPa。吊点处钢箱梁顶板、底板、腹板钢板厚度均为10mm。

吊点设置详见图1所示。

7.1 最外侧两点钢丝绳拉力取95.55kN，则水平力

F1=cos60°×95.55=47.8kN

受力面积：0.032×1.5=0.048m2，压强：47.8÷0.048=0.996MPa

0.996MPa<125Mpa（抗剪强度）

0.996MPa<215Mpa（抗压、抗拉、抗弯强度值）

竖向力F2=sin60°×95.55=82.75kN

受力面积：0.032×1.5=0.048m2，压强：82.75÷0.048=1.7MPa

1.7MPa<125MPa（抗剪强度）

1.7MPa<215MPa（抗压、抗拉、抗弯强度值）

7.2 内侧两点钢丝绳拉力取122.52kN，则水平力

F3=cos60°×122.52=61.26kN

受力面积：0.032×1.5=0.048m2，压强：61.26÷0.048=1.3MPa

1.3MPa<125MPa（抗剪强度）

1.3MPa<215MPa（抗压、抗拉、抗弯强度值）

竖向力F4=sin60°×122.52=106.1kN

受力面积：0.032×1.5=0.048m2，压强：106.1÷0.048=2.2MPa

2.2MPa<125MPa（抗剪强度）

2.2MPa<215MPa（抗压、抗拉、抗弯强度值）

由此可知钢丝绳处钢箱梁体不会变形、破损。

8 结语

通过验算，机械设备及材料均满足施工需要，钢箱梁在吊装过程中不会变形、破损，可以按照之前既定的施工方案进行施工。

参考文献：

[1]龙驭球.结构力学教程[M].北京：中国教育出版社，2000.

[2]范钦珊.材料力学[M].北京：北京大学出版社，2009.

[3]杨建勇，成菲.城市高架桥梁钢箱梁的吊装施工技术[J].中国建材科技，2016（06）.endprint