桥面板吊装方案

桥面板吊装方案（精选5篇）

桥面板吊装方案 第1篇

海泊河流域综合整治防洪工程挡潮闸工程 桥 面 板 吊 装 施 工 方 案

编制人： 审核人： 审批人：

青岛瑞源工程集团有限公司 2013年3月

海泊河流域综合整治防洪工程挡潮闸工程交通桥施工时，交通桥的桥面板为预制钢筋砼板。交通桥预制桥面板砼浇筑量为167m3，砼强度等级为C40，砼保护层厚度为25mm。桥面板共35块，每块长度为11.71~11.96mm，单块重量为11.35~13.68t,厚度为550mm；

一、砼预制板的吊装堆放

1.砼预制板的强度达到设计强度的75%以上时，才可对其进行堆放装运，堆放装运时防止碰损。

2.砼预制板堆放场地平整坚实，构件堆放时要轻稳不得引起砼构件的损坏。交通桥桥面板施工工艺流程

二、安装准备工作

1、经检查，独立交通桥桥面板尺寸及墩（台）帽尺寸、平面位置、高程均准确，且砼表面平整，并已冲洗干净。

2、经检测，桥面板及墩台砼强度达到设计要求，具备吊装条件。

3、橡胶支座已进场，经开箱检查，具备质量保证书、出厂合格证等质量证明文件。

4、经测量工程师测量放样，独立交通桥桥面板橡胶支座位置及桥面板安装位置均已确定，并用记号笔标明准确位置。

5、施工场地已平整，运输道路已压实处理。

二、吊装步骤

1、将橡胶支座放置于墩台已标明的支座位置上。

2、本工程独立交通桥桥面板单块最大吨位为13.68吨。在预制场，拟用25吨汽车吊将梁板吊装至平板车上。空心板搁支时，用垫木支承，搁支点与吊点位置一致。

3、经用平板车运至西侧桥台旁，用架设在西侧桥台北侧80吨吊车，将桥面板吊装至墩8台已标明的位置上。吊装过程中，使用慢挡，避免桥面板出现强烈的碰撞。

4、若支座出现松动现象，当场用1cm厚钢板垫于橡胶支座下面，确保桥面板平稳，不出现翘动现象。

四、安装部位测量放线

构件安装前，使用经纬仪和水准仪检测、校核支撑结构的尺寸和高程，并在支撑结构上标出每块板位置的中心线和标高。

五、砂浆找平层施工

砂浆找平层施工前，首先将安放橡胶支座的区域进行凿毛处理，砂浆找平层施工时，应于24h前在其相应部位洒水湿润。找平层为1：2的水泥砂浆垫层，找平层应用木抹子摸两遍，砂浆初凝后用湿润的草袋覆盖养护，砂浆找平层的顶面高程及断面尺寸应与施工图纸相符。

六、安放板式橡胶支座

在安放橡胶支座的位置上弹出墨线，橡胶支座安放位置应准确，支座底部与砂浆找平层之间涂刷氯丁胶。

七、桥面板运输 吊运构件时，其强度不应低于构件设计强度的75%，起吊绳索与构件水平面的夹角不得小于45°，起吊桥面板时，应注意避免构件变形，防止发生裂缝和损坏，在起吊前应做临时加固措施。

25t汽车吊将桥面板吊放到40t平板运输车上，由40t平板运输车将其运送到起吊地点。桥面板两边底部用方木垫起，防止桥面板在运输过程中相互碰撞损坏。

八、桥面板安装就位

构件吊装采用50t汽车吊。

平板运输车与汽车吊停放位置应靠近桥面板安装区，并平行错位，两车间距应便于吊装。桥面板两边的吊钩拴上牵引绳，用于吊装时调整板位。用50t汽车吊将桥面板吊起安放到桥面板的预定部位。桥面板安装工艺流程如下：

九、安全保护措施

为确保吊装安全，对吊装运输车辆经过的通道进行交通管制，安排专人守护号交叉路口，树立警示标识，疏导交通，严防过往行人车辆接近吊装车辆。在吊车作业半径范围内，即桥面板吊装区域，用警戒绳索进行围挡，并派专人看护，防止非吊装作业人员进入吊装区域。吊装期间，由专业起吊人员指挥吊装，对停车信号，不论何人发出都立即执行。整个吊装期间，由施工队长协调人员、设备及材料的调度。专业安全员负责进行安全巡查，对整个吊装过程进行跟踪检查，发现问题，立即停止吊装

十、绞缝砼灌注

顺交通桥轴线方向的板缝底部用木模板条封住，木模板条与桥面板顶部木横杠用铁丝绑扎固定，每1m设一个铁丝绑扎点。垂直交通桥轴线方向的板缝用木板挡住，木板与砼面应贴紧，防止砼漏浆。

木模板使用前应用专用的脱模剂涂刷。绞缝砼浇筑示意图

板缝砼灌注24h前应洒水湿润。

C40砼用吊车运至浇筑点，将砼卸到铁皮板上，人工用平板锨将砼倒入板缝内。板缝砼应分层灌注，每层灌注深度不宜超过15cm，每层灌注后用φ10的钢筋均匀插捣，使砼密实。砼初凝后覆盖湿润草袋进行养护。

三、安全生产保证措施

1、从事吊装的人员必须佩带安全帽。

2、吊车作业前，仔细检查刹车系统、液压系统以及吊钩，排除隐患，并保证作业的连续性。

3、吊车作业时，吊车起重臂下严禁站人，并设专业人员指挥吊装。

4、吊装前，仔细检查钢丝绳的情况，对有破损和毛刺、断丝现象的钢丝绳必须进行更换。

5、吊装人员在起吊之前，当吊装物起吊一定高度时，必须离开吊装物，禁止有人在吊装物下停留和工作。

6、吊装人员在作业中，应集中注意力，注意临边作业和高空作业。

7、吊装人员作业时，应有一人指挥，不得多人负责指挥。指挥信号明确，并符合标准规定。

四、质量保证措施

1、抓质量管理，确保工程质量符合设计要求，让监理工程师和项目法人满意，争创优质工程，这是项目部管理、组织、实施本工程的指导思想和出发点。

2、还应有与之配套的质量管理措施作保证，强化每个施工人员的管理责任。我公司在施工过程中严格按照质量体系程序所规定的要求执行，将质量体系要素所涉及到的施工过程的质量活动分解到各个职能部门及人员。

3、在工程施工的过程中，严格按照施工过程控制程序执行。

4、项目总工分阶段对施工“五大员”、班组长进行施工组织设计、进度计划和技术要求交底，并保留记录。项目总工对施工过程作业人员进行技术指导，根据设计、监理的变更要求和工序反映的质量偏差，及时提出新的技术措施，解决工序作业的技术问题。

5、质检员按规定检查工序投入使用的材料及每道工序施工完成的阶段产品和工程产品组织检查是否符合规定的质量标准，并做好记录和签名。

6、严格执行“三检制”制度

设立专职质检员，由专业工程师任职，赋予其质量一票否决权。施工过程中，严格执行“三检制”，即自检、互检、终检。工序交接必须有班组间的交接检查，工序质量评定必须在班组自检基础上方能进行专检，并填写质量评定表；对监理工程师及设计人员提出的问题，工长应亲自监督整改，直到合格。

7、技术交底的目的是使施工管理和作业人员了解掌握施工方案、工艺要求、工程内容、技术标准、施工程序、质量标准、工期要求、安全措施等，做到心中有数，施工有据。施工技术交底，以书面交底为主，包括结构图、表和文字说明。交底资料必须详细、直观，符合施工规范和工艺细则要求，并经第二人复核确认无误后，方可交付使用。青岛瑞源工程集团有限公司

桥面板吊装方案 第2篇

正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展

正交异性桥面板的疲劳问题一直是桥梁建设中的`关键和热点问题,各国学者在此领域取得了一系列研究成果.时至今日,正交异性桥面板的结构形式较当初已经发生很大变化,大量新的研究成果相继涌现.从正交异性桥面板的设计参数和构造细节入手,对近来正交异性桥面板的疲劳研究进展进行综述分析.

作 者：赵欣欣 刘晓光 张玉玲 作者单位：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京,100081刊 名：钢结构英文刊名：STEEL CONSTRUCTION年，卷(期)：25(8)分类号：关键词：正交异性桥面板 疲劳 设计参数 构造细节

钢梁桥面板制造方案 第3篇

南钦铁路三岸邕江特大桥主桥为下承式双线铁路钢桁拱, 桥址位于南宁市东南郊三岸园艺场附近, 南北高速公路三岸邕江大桥下游40米处。主桥长540m, 其中主跨276米, 两边跨各132米, 为连续钢桁拱桥结构。拱肋上、下弦分别采用不同方程的二次抛物线, 主桁采用N型桁架, 桁宽15m, 除C11E12、E12C13节间长度为15m外, 其余节间长度均为12m。主桁上、下弦及拱弦均为箱型截面整体节点, 腹杆为箱型截面或工型截面;吊杆为焊接八边形截面;平联、横联等连接系部分为工型截面;桥面系为无纵梁正交异形面板带U型纵肋结构。全桥总计约12719.4吨。

2 桥面板的制造

2.1 桥面板组装与焊接

2.1.1 桥面板采用反装法, 在专用拼装胎架上进行拼装。

采用3+1节段拼装。专用胎架设计为两套, 每套可一次同时组装4个节段B类桥面板。端部可组装A、D类桥面板。胎架周边均设置有模拟与各向相邻杆件连接的定位接头。胎架底部每个横梁定位处均分布有5个H型钢支墩, 支墩上设置分配梁, 分配梁顶面应抄平。见下图:

2.1.2 将各面板部件按编号放入组装平台上。

第一轮先组装端横梁 (D类桥面板) , 以端横梁U肋为基准, 依次向后组装A类桥面板和B类桥面板。每个节段U肋与前一个节段U肋都用标准U肋拼接板通过冲钉定位及螺栓紧固相互关系, 如有U肋间有错孔现象而无法用标准拼接板栓接的, 暂不连接。将两面板部件施定位焊相互固定, 并在对接焊缝全长范围每隔500mm～800mm设置马板。

2.1.3 安装横梁单元。

横梁腹板槽口一一插入面板单元各U肋, 两端盖板孔群及腹板孔群通过拼接板与平台模拟接头定位连接。检查两个横梁盖板间的各向关系尺寸及对角线。检查合格后, 对横梁腹板与面板施定位焊。见下图:

2.1.4 各部位与模拟胎模连接可靠, 尺寸检查合格后进行焊接。

先焊接面板部件与面板部件间的对接焊缝, 然后焊接横梁单元与面板单元焊缝。焊接过程中, 定位拼接板紧固定位、不拆卸。

a.先焊接面板相互对接焊缝, 采用富氩气体保护焊进行焊接。焊接顺序应从中间往两边进行。

b.焊接横梁与面板的焊缝, 由中间往两边对称施焊, 再焊接横梁与U肋的立焊缝, 见下图。

2.1.5 焊后由中向四周锤击焊缝。

在胎模上通过固定在模拟腹板接头的拼接板, 采用空心钻水平钻出横梁腹板部分孔群。对U肋连接有错孔处, 用仅钻一半孔群的U肋拼接板, 将一半已钻孔群与U肋连接, 另一半按相邻U肋孔划出孔位, 再采用空心钻钻出另一半孔群。工件吊出胎模后, 用局部样板通过已钻的部分定位孔, 钻出剩余孔群。

2.1.6

采用专用吊具, 将构件翻身。

2.1.7 以孔为基准, 划出横梁腹板及面板整体切割线, 采用半自动切割机切除事先预留的整体切割余量, 再切割出面板四周工地待焊坡口。

工地面板对接采用底部贴陶瓷衬垫、单面焊双面成型工艺, 检查是否有影响衬垫穿入的部位。

2.1.8 一轮组装焊接后, 前3个节段可吊出组装胎架, 构件翻身进入下一工序。

最后一个节段吊入组装胎架的第一个节段位置, 以此节段为基准, 进入下一轮的3个节段桥面板组装焊接。按此循环将全桥桥面板制造完。

2.1.9

将每个桥面板编号, 工地架设安装时按编号对好入座。

2.2 工地焊接

工地桥面板对接焊缝采用单面焊接双面成形的焊接方法。在桥面板对接缝下平面粘贴陶瓷衬垫。采用富氩混合气体保护焊打底焊与埋弧自动焊盖面焊进行焊接。

施焊前, 检查桥面板高差和平整度, 清除待焊区域的有害物, 使其表面露出金属光泽。对待焊部位进行预热处理, 预热温度按焊接工艺评定试验确定。

定位焊的长度和间距符合制造规则要求, 定位焊焊角高度不大于面板厚度。

焊接顺序:

桥面板焊缝是在拘束状况下施焊, 主要减少因焊接而产生的焊接变形, 其焊接顺序要求如下:

(1) 先焊接桥面板与桥面板节段间横向对接焊缝; (2) 再焊接桥面板与下弦杆、系杆间的纵向对接焊缝。

焊接时应从中间往两边对称施焊。焊接完成后, 对纵横向对接焊缝, 特别是T形焊缝交叉部位, 应采用超声波冲击法进行消应, 其它部位可采用手工锤击消应法进行消应, 并沿应力方向对焊缝余高打磨匀顺。

2.3 涂装要求

2.3.1 涂装环境要求:

氟碳面漆温度不得低于5℃, 特制环氧富锌防锈底漆不得低于10℃。其余涂装环境温度在10℃～38℃之间, 相对湿度80%以下 (当与油漆说明书不符时, 应执行油漆相应产品施工说明书) 。构件表面结露不得涂装, 金属表面温度高于露点3℃以上方可施工, 涂装后4小时内应保护免受雨淋。

2.3.2

涂装施工前, 制造厂和油漆供应商应进行专项涂装工艺试验, 涂装工艺试验报监理工程师确认, 工艺试验合格后方可进行正式涂装施工。试板按钢梁外表面涂装体系进行涂装施工和检查。

2.3.3 涂装材料、工艺要求应遵守下列规定:

a.应按图纸规定涂层配套进行喷涂, 涂装材料、工艺及性能要求等亦应符合图纸要求。涂装的油漆应按批送国家检验机构进行抽样检验。施工方案必须符合油漆厂商提供的使用说明所规定的要求。

b.涂装前应仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置, 制造厂应对批量油漆的主要性能指标进行检验。

c.对双组份涂料要明确混合比例, 并搅拌均匀、熟化后使用。混合后如超过使用期, 否则不得使用。

d.涂料应按涂装方法 (喷涂或刷涂) 、工作温度、湿度, 用规定的稀释剂。如变动稀释剂的品种和用量, 必须经监理工程师的批准, 否则不得使用。

e.应留出工地焊缝处不涂油漆, 以免影响焊接质量。

f.构件在运输和安装过程中, 对损坏的油漆应进行补涂, 对大面积损伤的, 必须重新打砂按层修补。局部小面积损伤者用手工打磨, 进行修补。

2.3.4 经喷砂清理后的杆件应在4小时以内进行摩擦面喷铝。

喷铝范围为最边缘螺栓孔中心外延100mm。喷铝完成后, 用直尺和记号笔, 在铝面上, 边缘螺栓孔中心外延100mm处划出铝面和油漆面的分界线。喷铝工作应在涂装底漆之前完成。

2.3.5 经喷砂清理后的杆件应在12小时以内进行涂装。

第一道漆未实干前不得涂第二道, 底漆未实干前不得涂面漆。

2.3.6

涂装后应在规定的位置, 涂刷杆件标记, 并核对钢印号。

2.3.7

钢梁构件拼接安装完成后, 对所有拼接板之间的缝隙端口必须用弹性腻子 (如以聚硫橡胶为基料的阻蚀型防腐密封剂HM105) 封闭严实后再进行工地涂装。

2.4 栓接表面抗滑移系数试验

2.4.1 钢梁出厂时栓接表面抗滑移系数试验值应不小于0.55, 安装前不小于0.45, 抗滑移系数试验应符合《铁路钢桥栓接面抗滑移系数试验方法》 (TB 2137-90) 的规定。试验结果报监理工程师确认。

2.4.2 抗滑移系数试件与钢梁同材质、同工艺、同批制造, 随钢梁批次发运及存放。

2.4.3 抗滑移系数试件制造规格及数量执行设计技术文件。

3 结束语

桥面板吊装方案 第4篇

关键词：桥梁结构；正交异性桥面板；夹层结构；简单支承；稳定性能；实验及数值计算

中图分类号：U448.38 文献标识码：A

夹层结构正从航空航天、船舶制造及修理领域引入桥梁建造及加固中，特别是钢桥面板中传统的正交异性钢桥面板由于钢面板的平面尺寸大，需要焊接密集的加劲肋才能保证钢面板有足够的刚度，而且车轮下局部应力集中严重，加上桥面板在整体受力下的其他应力作用，焊缝容易出现疲劳裂纹，国内外多座正交异性钢桥面板都出现此病害.

过多地增加钢面板厚度或加劲肋尺寸将导致成本增加过大.考虑到夹层板刚度大，芯层材料相对钢材有一定弹性，对抗冲击、振动有利，重要的是芯层材料要有很小的重力密度，尽量少增加自重.在提高结构使用性能的同时，少增加或不增加综合成本.目前土木建筑中，采用钢板聚氨酯夹层板结构是比较理想的，芯层为实心时，一般厚20～50 mm，再厚宜做成蜂窝空心的芯层.该种夹层板现已用于船舶制造和修理中，也正处于桥梁应用和实验研究中.文中模拟桥面受力状态，首先对简支钢板聚氨酯正交异性夹层板进行模型实验及数值计算分析，探讨该种板的基本稳定性能.再采用ANSYS软件对纵向加劲肋间距、芯层厚度、面板厚度改变时的夹层板进行线性稳定和考虑材料及几何非线性的稳定性能计算分析.

1模型实验及数值计算

1.1模型实验

考虑到实桥中正交异性钢桥面板的纵隔板间距大于横隔板间距，即一个节段内桥面板横向尺寸大于纵向尺寸，桥面板原型取纵桥向一个横肋间距，横桥向约布置两台车的宽度，即纵向取2.8 m，横向取5.76 m.实验模型采用相似比1/4缩小，钢板聚氨酯正交异性桥面板模型的其他尺寸均按与实桥同一相似比缩小，但采用实桥材料，即材料相似比1/1.此外，考虑到实桥中一个节段内的钢桥面板的四边为变化复杂的弹性支承，实验中难以准确模拟，本文先探讨该种正交异性夹层板简支状态下的基本稳定性能.

具体的夹层桥面板分析模型尺寸和材料为：板长700 mm，宽1 440 mm，纵向加劲肋长等于板长700 mm，芯层厚11 mm.考虑到实验模型的钢板太薄时会造成焊接困难，也不易购买，采用两层钢面板厚均为2 mm.普通钢桥面板闭口加劲肋间距一般为600 mm，考虑尺寸相似比1/4后为150 mm，由于夹层桥面板的面板刚度增加，纵向加劲肋间距可放大，考虑到模型制作及加载的方便，取普通钢桥面板的大约2倍，即288 mm，共4条.同样考虑，加劲肋的梯形截面尺寸可取肋高54 mm，上口宽60 mm，下口宽33 mm，肋板厚2 mm.单个车轮重按相关规范标准车轮重取70 kN，设计时认为是恒定的.考虑集中力相似比1/16缩小后为4.375 kN，车轮着地面积考虑相似比后为横向150 mm，纵向50 mm.如果严格按相关规范的车轮间距，应加4个车轮局部荷载，这样会降低板的整体屈曲临界荷载，但分散布置的车轮对有纵肋支承的连续板来说，反而会提高板的局部屈曲临界荷载.考虑到本文研究目的是该种正交异性夹层板在有竖向局部荷载作用下的稳定基本力学性能，需要尽量模拟桥面板的受力状况，但实验中是难以准确模拟的.如钢桥面板作为主梁的顶板，四周为梁的腹板和横肋变弹性支承，而非简支.因此暂加一个车轮荷载研究，采用多个重型锚具堆载即可满足加载要求，否则，需要同时设置水平向和竖向的反力架.钢板材料因采购问题，采用Q235钢板，弹性模量E=2.1×105 MPa，考虑材料非线性时，超过屈服强度后取Et=0.03E，即本构关系采用双折线简化模型.泊松比为0.35，重力密度为78.5 kN/m3.聚氨酯弹性模量为800 MPa，泊松比为0.46，重力密度为11.5 kN/m3.在将加工好的夹层板实验模型送到专业厂家灌注聚氨酯芯层前，钢面板与芯层结合面预先经过喷砂除锈及粗糙处理，以保证芯层与钢板的黏结力[11].

本实验制做了2个相同的模型，夹层板端部大样如图1所示.正交异性夹层板跨中截面、顶面及底面各应变采集点编号如图2和图3所示，各采集点均采集纵横2个方向的应变.板底应变片分布如图4所示，板顶应变片分布如图5所示.试验加载装置为平置反力架，采用2台150 t千斤顶同步按每10 kN逐级加载，模型板为长边简支状态，板中心将穿置重型锚具堆载，其下有考虑相似比后的车轮着地面积大小的垫板，以模拟车轮局部分布力，如图5所示.

这些应变主要用于监测各部位应变是否超出钢板屈服所对应的应变，同时反映失稳时板的应力分布规律.实验前经有限元稳定试算，发现当压力增加至1 362.8 kN时加劲肋端部附近先出现失稳现象，因此板底应变片大多布置在肋底.

虽然车轮的数量、重量和作用位置都会影响失稳时临界荷载的大小，但对桥面板的受力规律或性能影响不大，且避免了设置双向反力架装置的困难.因此，千斤顶水平加载前，只在板顶中心固定有局部均布力作用面积大小的垫板，再在垫板的底盘上堆载重型锚具加载，以模拟车轮作用.第一块板按10 kN逐级加载至1 301.3 kN时有多个肋底采集点应变明显超出钢板屈服所对应的应变，即达到临界荷载而停止.卸载后发现加劲肋两端附近的肋板出现凹凸，说明纵向加劲肋数量减少一半后，夹层板的刚度仍较大，如图6所示.第二块板按相同方式加载，并超过第一块板临界荷载至1 401.5 kN时，端部附近钢面板有测点应变超出屈服强度所对应的应变，卸载后观察到，不仅加劲肋两端附近的肋板出现凹凸，钢面板也凹凸变形，如图7所示.主要原因是由于该端是加力端，即使板件尺寸加工准确，也有一定的应力集中现象，从而使板端受力较大，首先出现局部凹凸变形.1.2数值计算

数值计算模型与实验模型的尺寸、材料、受力和支承方式完全相同.为了让夹层板的两钢面板及芯层共同传力，不采用夹层单元Shell99，从而将夹层

板按3层考虑，两层钢面板采用Shell93板单元，共1 814个，芯层采用Solid95实体单元，共778个，梯形加劲肋也采用Shell93单元，横截面上底板及腹板均划分为2个单元，共518个单元.由于钢板与芯层的结合面经过喷砂粗糙处理，其黏结强度能满足正常使用要求[11]，因此，钢板与芯层单元共用节点，即结合面不会产生滑移.板平面单元的网格划分一般为40 mm×40 mm大小，但在应变采集点及荷载作用位置附近逐渐加密至10 mm×10 mm.模型的边界条件仍为板的长边简支.计算中，为了让加力端的压应力沿板长边方向均匀施压，加力端均设置了刚性板，均布压力向板顶稍有偏心.板的两侧设边板并适当加厚，以防夹层板两侧自由端先失稳而中止计算，加力图式如图8所示.计算考虑了材料非线性及几何非线性影响.

1.3实验及计算结果分析

由于沿板短边方向的应力相对于长边方向较大，本实验测点多，图形也会多，以下仅给出第一块板被加载至失稳时各测点的实验测试和有限元计算沿板短边方向的应力变化值，如图9～图13所示.

从图9和图10可看出，板顶各测点沿板短边方向的压应力越靠近板中心越大，显然受到车轮作用下板的弯曲影响而增大了板顶压应力.从图11至图13可看出，板底各测点沿板短边方向的压应力越靠近板中心越小，显然也受到车轮作用下板的弯曲影响而减小了板底压应力，但影响程度远不如板顶应力.这与车轮作用下夹层桥面板截面弯曲中性轴位置有关.无论是板顶或板底测点，不考虑轮压影响时靠加力端越近应力越大，但考虑轮压影响时对板顶应力的影响程度大于对板底应力的影响.第一块板的计算临界荷载与实验临界荷载比值为1 362.8/1 301.5=1.047，说明较吻合.

2夹层桥面板参数变化对稳定性的影响

采用ANSYS软件对上述计算模型分别进行尺寸参数的改变，分析对临界荷载及失稳状态的影响.模型的尺寸、材料、单元划分、支承条件、受力状态均与上述有限元计算模型相同，计算分为线性稳定性计算和考虑钢板材料非线性及几何非线性计算，前者主要用于分析参数变化对前4阶屈曲模态的影响，后者用于分析对稳定临界荷载的影响.

2.1加劲肋间距变化对稳定性能的影响

夹层桥面板模型的面板厚度，肋板厚度均为2 mm，芯层厚11 mm，其他条件不变时，加劲肋间距分别为：240 mm， 288 mm， 360 mm和480 mm，即加劲肋条数分别为5， 4， 3和2条时，临界荷载的变化如图14.线性计算前四阶屈曲模态描述见表1.夹层板的平面尺寸一定时，加劲肋数量减少，肋的总刚度减小，同时由于夹层板的肋间距离增加，夹层板的面外刚度也在减小.本模型的4阶屈曲模态始终伴随有肋屈曲，说明夹层板的初始刚度较大.因此，其他条件不变时，通过改变加劲肋间距，肋的刚度发生变化，夹层板的刚度也随之发生相应变化.

纵向加劲肋间距/mm

2.2芯层厚度变化对稳定性能的影响

夹层桥面板模型的面板厚度，肋板厚度均为2 mm，加劲肋间距为288 mm，其他条件不变时，芯层厚度分别为：5 mm， 7 mm， 9 mm， 11 mm， 13 mm和15 mm时临界荷载的变化如图15所示，线性计算的前4阶屈曲模态描述见表2.纵向加劲肋一定时，芯层厚度的增加意味着夹层板刚度的增加.当芯层厚度为9 mm时，结构屈曲由夹层板先屈曲转变为加劲肋屈曲，成为板和肋屈曲的分界值，也说明前述加载实验模型在纵向加劲肋数量比普通正交异性钢桥面板少一半时，芯层厚度为11 mm仍属偏厚.也说明芯层厚度的变化对夹层桥面板的刚度影响较大.且随着总刚度的增加，屈曲临界荷载值也增加.

芯层厚度/mm

2.3钢面板厚度变化对稳定性能的影响

夹层桥面板模型的肋板厚2 mm，芯层厚11 mm， 加劲肋间距288 mm，其他条件不变时，钢面板厚度分别为：1 mm， 1.25 mm， 1.5 mm， 1.75 mm和2 mm时，临界荷载的变化如图16所示，线性计算前4阶屈曲模态描述见表3.纵向加劲肋及芯层厚度一定时，夹层板的钢面板厚度缓慢增加意味着夹层板刚度缓慢增加，而屈曲始终发生在加劲肋上，这说明夹层板的刚度初始值太大，且随着总刚度的缓慢增加，屈曲临界荷载也缓慢增加.

钢面板厚度/mm

以上各参数变化时弹性稳定计算代表性的3种屈曲模态如图17～图19所示.由于本文试验模型的边界条件及车轮数量与实桥受力状况有一定差异，以下所得结论主要为定性方面的.

3结论

1）简支正交异性夹层桥面板模型的实验值基本与非线性有限元稳定计算值吻合，临界荷载时板的端部应力大于板中部应力，特别是纵向加劲肋底部的应力较明显.

2）当夹层桥面板处于受压状态时，轮压作用对板顶应力的影响大于对板底应力的影响.

3）芯层厚度、纵向加劲肋间距、钢面板厚度，这3个参数对桥面板的稳定性能影响依次减弱.由于夹层板厚度关系着整个桥面板的造价和自重，厚度变化范围相对较小，建议设计时先设定合理的芯层和钢板厚度，再通过试算选择纵向加劲肋的数量，或者通过多参数优化计算，确定最佳参数组合.

参考文献

[1]FARMER I. Sandwich plate system for new build and repair[J]. Structural Engineer， 2006， 84（5）： 22-26.

[2]SEDLACEK G， FELDMANN M， GESSLER A. SPS-applications in bridge design—safety and economy aspects[J]. PU Magazine， 2006， 2（4）： 5-12.

[3]邵旭东， 张哲， 刘梦麟， 等. 正交异性钢RPC组合桥面板弯拉强度的实验研究[J]. 湖南大学学报：自然科学版，2012， 39（10）： 7-13.

SHAO Xudong， ZHANG Zhe， LIU Mengling， et al. Research on bending tensile strength for composite bridge deck system composed of orthotropic steel deck and thin RPC topping[J]. Journal of Hunan University： Natural Sciences， 2012， 39（10）： 7-13. （In Chinese）

[4]PFEIL M S， BATTISTA R C， MERGULHAO A J R. Stress concentration in steel bridge orthotropic decks[J]. Journal of Constructional Steel Research， 2005， 61（8）：1172-1184.

[5]SIM H B， UANG C M. Stress analyses and parametric study on fullscale fatigue tests of ribtodeck welded joints in steel orthotropic decks[J]. Journal of Bridge Engineering， 2012， 17（5）： 765-773.

[6]TEIXEIRA F S， KOLSTEIN H， BIJLAARD F. Fatigue behavior of bonded and sandwich systems for strengthening orthotropic bridge decks[J]. Composite Structures， 2013， 97： 117-128.

[7]DE FREITAS S T， KOLSTEIN H， BIJLAARD F. Sandwich system for renovation of orthotropic steel bridge decks[J]. Journal of Sandwich Structures and Materials， 2011， 13（3）： 279-301.

[8]DE FREITAS S T， KOLSTEIN H， BIJLAARD F. Parametric study on the interface layer of renovation solutions for orthotropic steel bridge decks[J]. ComputerAided Civil and Infrastructure Engineering， 2012， 27（2）：143-153.

[9]VOERMANS J， SOUREN W， BOSSELAAR M. Strengthening the orthotropic steel deck structure of the movable bridge across the Hartelkanaal， the Netherlands[J]. Journal of the International Association for Bridge and Structural Engineering （IABSE）， 2014， 24（3）： 420-424.

[10]单成林. 钢弹性体夹层正交异性桥面板受力性能分析[J]. 湖南大学学报：自然科学版，2010， 37（12）： 18-23.

SHAN Chenglin. Analysis of the mechanical property of orthotropic bridge deck with steelelastomer sandwich structure[J]. Journal of Hunan University： Natural Sciences， 2010， 37（12）： 18-23. （In Chinese）

[11]陈晓东， 周南桥， 张海.钢/聚氨酯/钢复合板材制造工艺的研究[J]. 塑料工业，2008， 36（4）： 63-66.

北京大郊亭桥预制钢桥吊装 第5篇

Z4、Z5匝道桥跨越大郊亭桥段为连续梁桥,梁的主体部分为钢板焊接而成的箱型钢梁,桥面部分为钢筋水泥结构。Z4、Z5匝道桥钢箱梁部分均为4跨,长度分别为218.76m和185.3m。

2段全长404.6m的钢箱梁由北京市市政一建设工程有限责任公司钢结构施工处分段制作,其中Z4匝道桥分成8段,Z5分成7段,共15段,制作完成后,运抵广渠路施工现场进行吊装,通过高强螺栓装为整体。组装完成后进行桥面系统钢筋混凝土施工及张拉施工,最后进行桥面沥青混凝土施工。

预制钢桥施工难点

Z4、Z5匝道桥预制钢桥运输吊装的难点体现在以下几个方面:

施工时间短

本标段处于东四环大郊亭桥与广渠路交汇处,是北京东部地区的交通要道,车流量非常大,只能利用夜间6h进行运输吊装施工。

现场工况复杂

吊装现场位于现况道路、桥区及拟安装桥梁投影的地面上。大郊亭桥地下东西走向的地铁7号线正在施工,要确保不对地铁结构及周围土体造成扰动。

吊装运输难度大

1 5段预制钢桥制作完成后,需穿越昌平区、海淀区和朝阳区以及五环路上的多座桥梁,运至广渠路,运距约为77km。Z4匝道桥跨越大郊亭桥的钢桥总跨度约60m,在钢结构施工处分成3段制作。吊装这3段钢桥时,其最大质量达178t,长度为36m、宽度为7.3m、高度为3m,安装高度达到25m。而大郊亭桥上由于承载能力和交通疏导等原因,无法设置临时支撑,必须在空中实现3段预制钢桥的对接安装。

施工方案

起重机选择

这15段预制钢桥,每段钢桥质量从65t到178t不等,根据各段的钢桥质量和起重机所能停放的位置,吊装方式选择1台起重机起吊或2台起重机抬吊。

吊装Z4匝道桥跨大郊亭桥上方的176t钢桥,考虑到大郊亭桥的承载能力,钢桥和起重机只能停放在大郊亭桥下辅路位置,而且只能使用1台起重机才能将其吊至大郊亭桥上方。经过实地测量,起重机停放位置距离该钢桥就位位置为28m,考虑到吊装施工应尽量减小对地面以下结构的载荷,减下对地铁施工的影响,该段钢桥吊装首选起重能力大、接地比压小的履带式起重机。经过多方比较决定选择徐工500t履带起重机。

查阅了该起重机的起重性能表,得知该起重机自重175 t,机身配重200t,当配备250t超起配重、主卷扬钢丝绳穿8组滑轮、用15股钢丝绳起吊、起吊工作半径28m时,该起重机额定起重量为191.5t。而此段钢桥重量为176t,当选用200t吊钩自重3.5t,所配钢丝绳重量为2.5t,起重机实际起吊的总质量应达到182t。吊车负荷系数95.04%,经过分析该起重机起重能力完全满足起吊该段钢桥要求。

当该起重机吊起钢桥向大郊亭桥上方就位时,吊臂长度应满足该段钢桥起吊高度要求,且起吊后该段钢桥不能触碰起重机吊臂,也不能碰触大郊亭桥边沿。经计算,当选用66m主臂,吊装时吊臂距离大郊亭桥0.91m。

当该起重机将该段钢桥吊装到安装位置后,需在空中与已安装钢桥对接。此时需使用另一台起重机辅助抬吊该段钢桥,以便在对接时调整该段钢桥的精确位置。经过比较,决定使用1台250t起重机协助就位,抬吊时该起重机的起吊半径为12m,此位置该起重机额定起重量为102t,实际分担给该起重机的质量为51t,起重机负荷系数为55.88%,能够满足该抬吊该段钢桥的要求。

其他各段钢桥质量均小于145t,起吊半径均小于12m,选用1台350t全地面起重机、1台250t全地面起重机即可。起重机配备情况见附表。

索具使用方法和强度计算

单机吊装时,每段钢桥设置4个吊耳,吊耳位置为钢桥长度方向的1/4处,钢丝绳与钢桥水平夹角大于60°,对称于钢桥中心布置。

双机抬吊时,每段钢桥设置4～8个吊耳,每台起重机挂2～4个吊点,吊点距钢桥端部2.5m位置,两端对称布置。

以Z4匝道桥跨大郊亭桥为例,钢桥质量为176t,采用4根钢丝绳,钢丝绳与钢桥的水平夹角为60°,每根钢丝绳承受的拉力为51t。选用钢丝绳型号为637+1,公称直径为64mm、公称抗拉强度为1870MPa,该型号绳芯钢丝绳破断拉力为273t,考虑钢丝绳动载荷安全系数,钢丝绳因绕捻产生受力不均匀系数,计算出该钢丝绳完全满足施工安全要求。

吊耳强度计算

吊耳需根据吊装方案设置其位置,每段钢箱粱对称设置4～8个吊耳,吊耳布置在钢桥顶板靠近横隔板处,以避免钢桥顶板受力变形,并保证吊耳与钢桥具有较好的连接强度,吊耳在钢桥加工厂制作,并采用CO2气体保护焊焊接在钢桥上。

吊耳承受的拉力与钢丝绳承受的拉力相同,各个吊耳结构尺寸均经过严格计算确定。吊耳孔先穿入吊环,再与钢丝绳连接,吊耳孔径较吊环轴大10～20mm,确定为80mm。吊耳外缘高度为80mm,吊耳选用厚度为28mm、公称抗拉强度为325MPa的Q345B型钢板制作。经过计算,每个吊耳屈服拉力为298t、抗剪强度为178t,该强度均满足吊装要求。

辅助机具

钢桥对接时,为了能够适当调整钢桥衔接处的高度,以便将连接螺栓穿入对接处钢桥的连接孔内,在桥台支座上需准备沙箱。沙箱由外筒、内筒和沙子组成,外筒直径约为40mm的圆型钢桶,底部有螺栓丝堵。外筒里面装入沙子,再将内筒放入外筒内的沙子上。钢桥吊装前,先将沙箱放在桥台或临时支撑上,吊装时钢桥首先由沙箱支撑,当需要降低钢桥高度时,将外筒底部的螺栓丝堵拧开,沙子从外筒底部流出,内筒即会慢慢下降,直至钢桥落在桥台支座上。由于Z4、Z5匝道桥为连续梁,需将各段钢桥用高强螺栓连接牢固后,再将其放在桥台支座上,故该项吊装工程共准备了60个沙箱。沙箱只能下降不能提升,为此准备了4个50t螺旋千斤顶,以便提升钢桥时使用。

施工现场准备

吊装施工充分利用了现况道路,检查现况道路承载力,勘测了吊装作业区域的地下管线位置、走向、管径、埋深、材质及输送介质情况,对于危险部位采取避开措施,承载力不足的部位采用50cm厚级配沙石碾压密实,以保证地基的稳定性,确保起重机吊装安全。

为使钢桥的就位和安装简便,沿Z4、Z5匝道桥走向的地面,除大郊亭桥外,在各段钢桥栓接部位支搭临时支撑。Z4匝道桥共设置6处临时支撑,Z5匝道桥共设置6处临时支撑。临时支撑的高程可通过计算得出,支搭完成后进行实测,实测结果与钢桥下平面设计值对比,使其成为连贯的曲线。桥台及临时支撑上放上沙箱,调整沙箱标高至合格高程为止。

接地比压计算

500t履带起重机履带接地部位长度9m,履带链板宽度1.2m,2条履带链板轨距7.8m。经计算,将该起重机的自重、机载配重、超起配重、吊钩和索具的重量、钢桥重量组合后,起重机履带最大接地比压为379kPa,经现场勘查和测试,为了保证地铁7号线地下施工安全,决定在该起重机吊装作业场地铺垫规格为6m3m的钢板路基箱,以提高地基承载能力。

500t履带起重机空载行驶时的重量达到375t,为保证行驶时不对地下工程造成扰动,行驶路段的地面铺筑40mm厚钢板。250t履带起重机作业时也要在履带下方垫40mm厚钢板。

350t和250t全地面起重机作业时在每个支腿下方垫2.5m2.5m、2.2m2.2m钢板路基箱。

运输

捆扎方式钢桥装车时对称承载,确保车辆均匀平稳。钢桥装车支垫点选择钢桥有横隔板处,钢桥支撑点下放置长度适宜的H型钢作为辅助支撑物,防止钢桥局部受力过大造成变形。

为防止运输过程中,因颠簸和倾斜造成钢桥位移,装车后须进行捆扎。每车组选用直径为19.5mm钢丝绳打围,并配备8只倒链刹紧。梁体与车体之间用硬木支垫,梁体与硬木之间铺垫毛毯或胶皮,防止污损梁体漆面。钢丝绳镖绳捆扎梁体处要垫上钢包角,防止钢丝绳断裂及钢桥边缘变形。运输过程中驾驶员和助手要经常停车检查倒链的松紧度,发现松动及时紧固。

运输路线钢梁起运地点位于昌平区南口镇南雁路,运输时间需4h。为了保证晚上22:00时能够到达施工现场,白天进行钢桥装车,傍晚18:00开始起运,此时正是下班高峰,为了减少对交通干线的影响。车辆行驶速度不超过30km/h,以保证行车安全。在20:00之前在郊区次干线行驶,待20:00之后再进入城市东五环、东四环主干线。22:30时到达大郊亭桥施工现场。

吊装过程

吊装计划

先从Z4匝道桥的最南端开始吊装,逐段向北吊装3段,跨越大郊亭桥的合拢段暂时不吊,再紧邻大郊亭桥逐段向东吊装4段,最后吊装跨越大郊亭桥的合拢段。Z5匝道桥共分成7段,从南到东逐段吊装。

每天完成1～2段的吊装,夜间先吊装占用交通段,不占用交通段可在白天吊装。每晚11:00时交通疏导人员在交管、路政部门有关人员配合下进行封路,断绝交通,并进行交通导行。此时起重机进入现场进行吊装准备工作,断路时间为晚上23:00至次日6:00时。共15段钢桥,10天吊装完成。

吊装安全

吊装时需临时封闭现场,派专人负责交通安全。吊装开始时,起重机在现场指挥人员的指挥下到达吊装地点做好起吊准备工作。起重工将起吊钢丝绳挂于吊钩上,运梁车徐徐进入吊装地点停在起重机侧面就位,起重工将钢丝绳挂于钢桥吊耳处,指挥人员发出起吊信号,待钢丝绳略微受力后,起重工松解运梁车捆扎钢桥的倒链、钢丝绳。指挥人员指挥起重机起吊,将钢桥吊离运梁车20cm后停止起吊,滞留1～2min,观察起重机是否平稳,吊钩及钢丝绳保持垂直,钢桥保持水平,检查起重机的工作状况和地面承载力,各项检查无误后继续起吊。当钢桥吊到超过运梁车车头高度时,停止起升,此时运梁车迅速驶离。正式吊装前,清除钢桥表面的污物和泥土等。

运梁车移走后,指挥人员指挥起重机驾驶员将钢桥吊至安装指定位置,钢桥到达橡胶支座或沙箱上方5cm左右处停止,指挥人员指挥起重机驾驶员将钢桥中轴线(钢桥两侧边线)与盖梁处中轴线(钢桥就位的边线)对齐,钢桥端侧与盖梁所标端侧线对齐后,指挥人员指挥起重机驾驶员将钢桥落下。钢桥落下后及时将其稳固,指挥人员确认钢桥已固定好后,指挥起重工摘钩。摘钩后钢桥安装人员开始进行钢桥螺栓的连接。

吊装钢桥作业时,钢桥下严禁站人,与吊装作业无关人员和不直接参加吊装的人员,不得进入吊装作业范围内。施工现场4级以上风速时,应停止安装作业。Z4、Z5匝道桥钢桥的吊装方法分单机吊装和双机抬吊。

单机吊装

单机吊装时,需在钢桥的两端系上缆风绳,以便控制钢桥的方向,防止吊装时受风载或惯性剧烈摇摆与周围的设施发生碰撞。

单机吊装需设2名指挥人员,1人站立地面起重机侧,指挥起重机操作人员将钢桥从运梁车上卸下,另1人站立桥台上,指挥钢桥安装就位。2名指挥人员所站位置能将指挥信号传达至起重机驾驶员,指挥人员手势、哨音必须明确、简练,以保证钢桥安装位置的准确。

双机抬吊双机抬吊需设置3名指挥人员,1名主指挥人员站立桥台上,用哨声配合旗语进行指挥,另外2名辅助指挥人员分别站立2台起重机侧面,观察起重机及起吊状况,辅助指挥人员要与主指挥人员保持沟通。

双机抬起钢桥离开运梁车5～10cm后,要停止起升,观察2台起重机的负载是否均衡,无问题后方可继续吊装。起钩时2台起重机起吊速度保持一致,统一由主指挥人员指挥,另2名辅助指挥人员观察起重机钢丝绳的垂直度和钢桥水平度。待起重机起升到高于桥墩后停止,主指挥人员指挥起重机转臂。2名辅助指挥人员通过观察起重机钢丝绳垂直度和钢桥水平度,以确认2台起重机转臂是否协调,发现不协调时,立即停止转杆,待调整完后,方可继续转臂。2台起重机转臂到指定位置后,缓慢放钩,待钢桥与支架完全就位后方可摘钩。

以Z4匝道桥紧邻大郊亭桥东侧段钢桥为例进行说明吊装方法。该段钢桥长37m、重145t,为东西走向,东西两端各设置1个临时支墩。采用1台250t履带起重机和1台350全地面起重机双机抬吊。

250t履带起重机携带86.9t配重、吊臂长34.5m,停放于该段钢桥西侧临时支墩处,将吊臂下放,使吊钩处于11m作半径。350t全地面起重机停放于该段钢桥东侧临时支墩处,伸出支腿将起重机支起后,组装142t配重,将吊臂伸至28.3m长度,将吊臂下放,使吊钩处于10m工作半径。运梁车负载该段钢桥驶入2台起重机之间停稳,起重工将2台起重机吊钩挂在该段钢桥上,指挥人员指挥起重机将钢桥吊起,运梁车驶离吊装地点。2台起重机同时起吊,将钢桥吊至超过临时支墩的高度。指挥人员指挥250t履带起重机向前行驶,指挥350t全地面起重机转臂,将钢桥送入两个临时支墩的上部就位。

合拢段吊装Z4匝道桥跨大郊亭桥段钢桥长36m、重178t,该段是在Z4匝道桥和东段吊装完成后进行吊装,故该段吊装后Z4匝道桥实现合拢,使用1台500t履带起重机在大郊亭桥西辅路桥区单机吊装,1台250t起重机在大郊亭桥东侧辅路桥区辅助抬吊就位。

吊装前一天,在500t履带起重机行走地面铺放40mm厚钢板,在大郊亭桥东侧辅路,该起重机起吊停机位置铺设钢板路基箱,在大郊亭桥东侧辅路250t起重机停机处铺放40mm厚钢板。

吊装准备阶段,500t履带起重机运至大郊亭桥西侧空旷场地组装,机身及履带组装完成后,安装66m吊臂和250t车身配重,起重机总质量为375t,安装完成后待命。吊装当晚,500t履带起重机行驶至大郊亭桥西侧辅路的路基箱上,正对钢桥就位处将起重机停稳。运梁车将钢桥也运至大郊亭桥西侧辅路侧,与500t履带起重机平行停放,将起重机吊臂转至正对运梁车及钢桥处,吊钩下放,将起吊钢丝绳与钢桥连接,待其钢丝绳承受一定拉力后暂停起吊。为500t履带起重机安装250t超起配重。超起配重安装完成后,在起吊钢桥的同时超起配重起吊,超起配重、钢桥离开地面后停机,检查起重机起吊平稳性。继续起吊钢桥,待钢桥的高度超过大郊亭桥后转臂,当接近钢桥就位处时停机。

此时,250t起重机已在大郊亭桥东侧待命,当钢桥到达就位处时,将250t履带起重机吊钩挂于钢桥另一端,由2台起重机双机抬吊同时落钩,使钢桥就位。安装人员用高强螺栓将钢桥两端连接牢固。

吊装定位

吊装定位重点是控制钢桥的中轴线位移、各截段的标高、桥面的横坡、各截段的高度差以及钢桥侧板的垂直度。

每段钢桥在制造厂制作完成后,在钢桥上标记上中心线、标高等便于检测的控制线的位置。桥台、桥梁支座及临时支撑标出高程,桥台、临时支撑上放置沙箱,标出沙箱的高程,这些高程作为钢桥就位的水平高程。在盖梁上及桥梁支座上放出每片钢桥的纵向中心线、钢桥端线位置,作为箱梁就位控制的依据,这些中心线作为钢桥就位的中轴线基准。为使中轴线比对方便,可将钢桥边缘作为辅助参考基准。

吊装时按顺序逐跨进行吊装,以保证钢桥外沿轮廓过渡圆滑。吊装时钢桥的中心线与桥台、桥梁支座及临时支墩上的中心线对齐,各截段的中心线不能偏离整个桥梁的中心线,逐跨吊装时随时与设计中心线符合。

检测钢桥的高程符合整个桥梁的高程,高程的控制可使用沙箱及千斤顶进行调整,至合格并固定。吊装时兼顾设计高程和高强螺栓连接孔的对孔位置,吊装就位后各段钢桥接口中心处顶面标高允许偏差符合要求。

安装时边安装边进行校正、验收,直到符合质量要求方可脱钩,每根梁安装后都要进行上述调整。完成后要分别复测一次。测量控制要使用经纬仪、全占仪等高精度测量仪器,测量结果按规定及时填写。