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大型多跨桁架整体吊装施工技术应用

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2019-12-04 20:46

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摘要:以普光气田某多跨桁架为实例,阐述了在山区复杂自然地理环境下,场地狭小跨越工程困难,施工设备到达现场困难的情况下,通过对桁架施工方案的选择,最终选择使用大型吊装设备进行吊装,并对方案进行验算,确保了桁架整体吊装施工技术的成功,取得了较好的效益,解决了山区场地狭小的施工难题。

　　　关键词:多跨桁架;吊装;技术应用

　　　0引言

　　普光气田某桁架跨越工程,为四墩三跨式钢筋砼框架结构和钢桁架结构,总长度为173.5m;三个桁架总长度161m,其中1#～2#墩钢桁架长度为55m,2#～3#墩钢桁架长度为68m,3#～4#墩桁架长度为38m,其中2#—3#墩距沟底绝对高度达到68m以上。桁架采用正三角结构,采用焊接结构,边长4.0m,高3.5m,桁架上弦杆采用?准273×12无缝钢管,下弦杆采用?准219×10无缝钢管,水平支撑及水平支撑斜为H型钢HW150×150、无缝钢管?准159×8,立撑和斜立支撑采用?准159×8无缝钢管。桁架基本参数见表1。

　　1施工方案选择

　　根据已完工的桁架跨越工程所采用的施工方案,桁架施工方案包括牵引发送、整体吊装,满堂红脚手架搭设组装平台等方式,若采用牵引发送方案,难以提供足够长的预制平台,现场预制场地长度不足15m,预制—发送—预制—发送周期较长,并且由于桁架之间跨度较大使安全风险性较大。满堂红脚手架搭设方案,则由于桁架基础距离地面较高,脚手架搭设高空工作量极大,在冲沟内搭设如此高的脚手架稳定性则较差,容易在冲沟受到山洪影响造成脚手架垮塌,造成不可估量的损失。鉴于此,应采用桁架在预制场地预制,地面组装后再进行整体吊装的施工方案。

　　2大型吊车选择

　　2.1 履带吊车选用一台大型履带吊车,根据吊装现场和吊装负荷,可考虑260T履带吊车进行,但采用履带加上配重自身重量近500T,吊车存在组装周期长,对进场地道路要求高的特点,尤其1#—2#墩55m桁架的吊装,去2#墩平台现有的道路和场地很难满足履带吊车行走和作业,而旁边山体因稳定性较差已无法在扩展足够的场地,给履带吊车的安全使用带来极大的困难。同时三个桁架吊装主吊车位置不同,场地道路承载力不够,吊车组装后不能自行行走,必须重新将吊车配重和大臂拆除后到吊装位置重新组装,而由于整个场地非平整场地,具有一定的坡度,则造成吊车吊臂组装在空中进行,这将造成吊车组装时间较长,也是制约整体吊装施工的主要因素。

　　2.2 轮式汽吊1#-2#墩桁架、3#-4#墩桁架可采用一台大型汽吊单独作业就位,2#-3#墩可采用两台大型汽车吊车抬吊进行吊装作业,两台吊车配合作业时必须合理选择适当的吊装位置来解决汽吊吊装能力不足和臂长不够的缺点。此外另安排一台汽吊配合,从山谷冲沟下组装点将各预制桁架摆到适合两台主吊吊桩的位置。由于选用汽车吊车时,对吊车进场道路和作业场地要求相应比履带吊车吊车低,汽吊自重相对履带吊车自重轻很多,对地基承载能力要求也相对较低。

　　2.3 综合上述因素,加上大型履带吊车进出场地及组装费用远高于汽吊,拟选用汽吊进行作业。通过对现场实际考察,预制后采用两台大型汽车的方案可完成此工程吊装任务。

　　2.4 根据1#-2#墩桁架,2#-3#墩桁架,3#-4#墩桁架的重量计算,结合现场吊装环境和各吊车,选用1台300T、1台200T、1台130T汽车吊,完全能满足桁架的吊装要求。

　　3吊装方案

　　3.1 1#—2#墩桁架吊装方案

　　3.1.1该段桁架长55m,预制中不考虑检修通道走道板,只上护栏和管道桁架重量约31.5T,查300T吊车参数表能满足要求,将桁架能够一次顺利就位。

　　3.1.2 吊装计算

　　3.1.2.1 吊装负荷:桁架吊装总量31.5T,考虑到钢丝绳、吊钩等重量,吊车的负荷可按G=32.5T计算;

　　3.1.2.2 桁架结构验算

　　①节点的强度计算。A 抗拉强度验算:上弦杆材质为Q235B,其许用拉应力为σ=120MPa,吊点位置受垂直力F1=K×G/2=1.2×14×9.8×103=1.6464×105(N)(其中动载系数取K=1.2);受力截面A=3.1416×2732-(273-2×12)2/4=9839mm2;吊点位置受力σ=F/A=1.6464×105/9839=16.74MPa <120 MPa。B 抗剪强度验算:相应的许用剪应力τ=0.8×σ= 96(MPa);吊点位置受垂直力F2=K×G/2=1.2×14×9.8×103=1.6464×105(N)(其中动载系数取K=1.2);受力截面A=3.1416×2732-(273-2×12)2/4=9839mm2;吊点位置受力σ=F/A=1.6464×105/39358=16.74MPa <96 MPa。C 通过验证吊点强度满足要求。 [page]

　　②桁架节点强度计算。桁架最近的节点在吊装时受力最大,因此桁架的强度验算可最近节点所受力走位校核的依据;节点处采用双面角焊缝,设计焊缝高度8mm,焊缝长度780mm,计算长度780mm;节点材质为Q235B,其许用拉应力为σ=120MPa,其径向载荷F=K×G/4=1.2×14×9.8×103=1.6464×105(N);焊缝宽度为:L=8ctg45°×2=16mm;焊缝面积为:S=16×780×2=24960mm2 ;T=F/S=1.6464×105÷24960=6.6(MPa);结论:节点满足强度要求。

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