人行天桥钢箱梁吊装性能分析和计算

陈诚

摘 要 随着钢结构在市政工程中的广泛运用，钢构件的吊装分析和计算已成为钢结构工程施工中重要环节。芜湖市赭山西路-长宁路交叉口人行天桥主桥采用钢箱梁结构形式，在施工过程中吊装难度大，项目通过构件分段、设置吊点、索具选用、吊装性能分析及计算等确保吊装安全。

关键词 钢结构;市政工程;施工技术;吊装计算

1项目概况

芜湖市赭山西路-长宁路交叉口人行天桥主桥L1～L5呈Z形布置，主桥北侧为L5、L4-1和L4-2，其中L4-1和L4-2跨越长宁街北面路口，分别连接钢扶梯T1和T2，主桥南侧为L3、L1-1和L1-2，其中L1-1和L1-2跨越长宁街南面路口，分别连接钢扶梯T3和T4，主桥L2跨越赭山西路整幅路面，与L3与L5之间设置伸缩缝，全桥共设置4处扶梯，桥下部结构为内灌混凝土钢管立柱、钢筋混凝土承台及钻孔灌注桩[1]。

主桥钢箱梁L2顶板宽4.4m，底板宽2.2m，高1m，顶板底板厚度为14mm，腹板厚度为12mm，钢箱梁内和挑臂均设有加劲肋，钢箱梁内每隔2m设一道横隔板，顶板和底板隔300mm设置一道纵肋;边跨钢箱梁顶板宽2.9m，底板宽2.7m，高1m，顶板底板厚度为14mm，腹板厚度为12mm，边跨箱梁两端分别连接钢扶梯。

2钢箱梁吊装总体思路

该工程钢结构属箱型梁结构，工程位于芜湖市区五一广场附近，赭山西路为城市主干道，长宁街为城市次干道，施工区域附近商业区、居民区多，往来车流量大，需协调封路。现场场地紧张，施工期间进出运输构件、吊装施工时间有特别控制，不具备地面拼装条件，因此桥主体采用分段吊装，分段点处设立组装胎架，钢箱梁在组装胎架上面搁置、对接完成后，焊工通过人孔进入钢箱梁内部进行焊接。晚间吊装时间限制为晚上10点至早晨6点，钢箱梁选用75t汽车吊吊装，钢扶梯待钢天桥主体吊装完毕后，采用25T汽车吊吊装[2]。

3吊装现场平面布置

根据现场实际道路情况及钢桥结构自身尺寸，天桥吊装段分7段，由北面-南面依次吊装。现场不设置箱型梁堆放场，箱型梁运至现场后直接吊装。

在钢箱梁L5和L4-1对接处设置组装胎架1，在钢箱梁L4-1和L4-2对接处设置组装胎架2。（南面L3与L1-1、L1-1与L1-2组装胎架与之相同）。

4吊装性能分析

（1）验算模型。因钢箱梁L2钢梁长度和重量均为最大值，选用钢箱梁L2的吊装作为吊机吊装验算模型。

（2）吊具的選用及验算

1）卡环安全校核

已知条件：钢箱梁最大重量为32.8T，设8个吊点，按照6个吊点作用计算，查起重相关手册取动载综合指数1.65;

校核：查起重相关手册可得，选S-DW35-2型卡环起重能力为35T

35t≥（32.8t/6）x1.65=9.02

结论：卡环符合要求。

2）钢丝绳安全校核

已知L2钢箱梁重量32.8t  总长度23.9m  L1=2m  L2=12m，

取动力系数为1.65，G=32.8*1.65=54.12 t

吊点横向间距B=2.2m ， 吊点高度H=3m ，吊索水平夹角： α=69 ?

则β=tan-1{H/[（L12 +B2） 1/2]/2}=63.6 ?

吊索分支数：考虑吊装失效，n=6， 每支采用1根（股）

吊索长度：C=H/sinβ=3.35m

吊索受力：F=G/（nsinβ）=100.71kN

选用钢丝绳6x37+1，则钢丝绳的破断力为：

Fg =Fx K / a = 100.71x 9 / 0.82 =1105.35 kN

K ---- 安全系数，取9;

a ---- 钢丝绳破断拉力换算系数，取0.82

按照抗拉强度为1700N/mm?计，则需钢丝绳直径需大于

d=（Fg/0.3σ）1/2=46.6mm

查表得：直径为47.5mm的6x37+1复合钢丝绳，抗拉强度1700 N/mm?，则：破断拉力Fg= 1430kN >1105.35 kN，

结论：8根（直径为47.5mm的6x37+1复合钢丝绳）符合要求。

5组装胎架

4个组装胎架在工厂加工完成后运至现场，吊装胎架时，25T汽车吊停在非机动车道上，构件运输车将胎架运至汽车吊吊装范围内直接起吊，先安装北面胎架1和胎架2，再安装南面胎架1和胎架2。

组装胎架基础处理采用≥20厚，宽3000，长4000米的钢板铺设在路面上，路面需要平整压实，部分外露管线需要套钢管保护，钢板用膨胀螺栓与地面固定，胎架定位标高调整好后焊接在钢板上。

6胎架拆除

钢箱梁对接完成后经第三方探伤检测合格后，并满足胎架工况计算的要求后方可拆除组装胎架。分部用两个千斤顶同时顶起钢箱梁下翼缘板，使钢箱梁与胎架短柱柱头脱离。测量已经焊接完成的钢箱梁底面标高，同时降低2个千斤顶3cm，然后观测钢箱梁梁底的沉降值，沉降值在3cm以内则可进行卸载，卸载完毕后，将胎架柱头割除，胎架底部与钢板分开，使用25t吊车直接吊装胎架至运输车运出现场。

参考文献

[1] 《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册[M].第四版.北京：中国建筑工业出版社，2003：750-773.

[2] 罗顶瑞，朱兆华.大型吊装组织设计与方案实例分析[M].北京：化学工业出版社，2007：133-147.