30M跨架橋機架設方案及計算書

1、衡昆國道主干線云南富寧至廣南高速公路第三合同段30M跨架橋機架設方案及計算書編制單位：中鐵二十三局集團一公司富廣高速公路項目經(jīng)理部 項目主管人：技術(shù)負責人：計 算 人：編 制 日 期： 2006年 6月 1日一 結(jié)構(gòu)介紹衡昆國道主干線云南富寧至廣南高速公路第三合同段全長 8.215Km,安登特大橋、安登 1大橋、戈風大橋為 30 米預制安裝 T 梁，安登中橋為預制安裝 20 米空心板。受地形限制 4 座橋梁均采用 拼裝式架橋機架設。此架橋機結(jié)構(gòu)參考中國鐵道部建筑研究設計院設計， 南京登峰起重 設備制造有限公司制造的 NF120t/40m 型架橋機設計而成。在此只對 縱梁和橫梁進行受力計算。二

2、技術(shù)參數(shù)額定起重量T2x60適用跨度M30適應縱坡8%吊鉤提升速度M/min天車運行速度M/min邊梁架設速度M/min過孔運行速度M/min橋機橫移速度M/min運梁平車速度M/min斜橋斜角可滿足架設任意斜角彎橋半徑 m230總功率Kw70三 結(jié)構(gòu)概述 該橋機為了運輸方便和現(xiàn)場安裝，主結(jié)構(gòu)采用銷軸連接及法蘭 連接，其結(jié)構(gòu)見總裝圖。（ 一 ） 主梁主梁是架橋機的主要承力構(gòu)件， 每列主梁全長 48米（共 2列）， 主梁上、下鋪設軌道滿足天車運行和過孔的需要，為了方便拼 裝，每列主梁由 3m×1.5m 貝雷片拼裝而成， 其特點是：結(jié)構(gòu)簡 單、剛性好、穩(wěn)定性可靠、抗風性強、安裝、拆卸便利

3、等優(yōu)點。（ 二 ） 天車由縱移天車和橫移起重臺車擔梁天車由上下輪箱組、擔梁、橫移小車、卷揚機、定、動滑輪 組、起升裝置等組成。它的功能是提升運送預制梁，并一次性 架設邊梁，輪箱上的電機通過擺線針輪減速機，開式齒輪組將 動力傳給車輪，實現(xiàn)天車在主梁上運行。天車上的卷揚機通過動、靜滑輪組提起或放下預制梁。（ 三 ） 托輪箱中托輪箱采用雙層輪箱， 分為上輪箱， 下輪箱及轉(zhuǎn)盤三部分， 它由箱體、電機、擺線針輪減速機、開式齒輪副與車輪等部件 組成。輪箱支座、支座馬鞍、支座銷軸、轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)盤銷軸等組 成。上下層輪箱通過轉(zhuǎn)盤可以任意調(diào)整角度便于斜橋和彎橋的 架設。中托輪箱支撐在橋機主梁下部是橋機過孔及橫移架梁

4、的 主要動力（ 四 ） 前框架前框架為組焊件，它是將兩列主梁采用銷軸連成整體。銷軸 在主梁的中心軸線上，很方便滿足任意角度梁的架設。后上橫梁裝在主梁后端上部，采用鋼板焊接而成，兩端通過 轉(zhuǎn)向法蘭與主梁相連接。前框架、天車橫擔梁，后上橫梁的長度都可以自由調(diào)節(jié)，可 以滿足不同梁寬的架設。（ 五 ） 前支腿前支腿由前支輪箱、 連桿轉(zhuǎn)向法蘭、 前伸縮筒、伸縮導向架、 定位銷軸、液壓升降裝置等組成。前支腿安裝在主梁前端，它 是橋機的前端支撐及橫移運行機構(gòu)， 前支腿輪箱與橋機雙層托 輪的下層輪箱共同實現(xiàn)整機橫移，可滿足整幅梁的架設。（ 六 ） 后支腿后支腿是由伸縮筒、伸縮導向架、定位銷軸、液壓升降裝置 等

5、組成。 它是橋機的后部支撐， 液壓升降裝置可以頂起主梁和 收起后支腿，配合前支腿頂起主梁，以便運送中托輪箱，中托 輪組以及橫移軌道等其它工作的完成。（ 七 ） 中拖輪中拖輪由輪箱、立柱、地梁等組成，它是橋機過孔時的后部 支撐，通過調(diào)整地梁下的墊木調(diào)整中拖輪高度。 中拖輪支撐在 主梁下弦中端， 橋機過孔完畢后落下中拖輪， 橋機既可橫移架 梁。四 安裝調(diào)試( 一 ) 運梁軌道安裝在橋面上選擇預制梁最佳受力位置鋪設枕木， 枕木上面鋪設 軌道墊板。( 二) 橫移軌道安裝架橋機在橫移梁軌道上運行架設預制梁， 所以橫移軌道安裝 很重要，基礎(chǔ)必須堅實牢靠，縱向和橫向均應校平后方可使用。 如果橫向坡度較大，每

6、間隔 2 米用支架或枕木墊平、抄實，保 證橫向水平。( 三) 架橋機安裝1 主梁的安裝(1) 按要設運梁軌道(2) 在橋面上擺放托輪箱橫移軌道，調(diào)整平后將前托輪箱按過孔 方向放在上部，兩托輪箱中心距為 5 米。(運梁軌道置于中間 ) 接上臨時電源，檢驗中托輪箱車輪轉(zhuǎn)向是否一致。(3) 將中托輪距中支輪箱后約 6 米處調(diào)整高度與拖輪箱相平， 兩 中拖輪中心距為 2.2 米。(4) 按主梁編號依次將主梁用銷軸連接成整體， 前端放在中托輪 箱上，后端放在中拖輪上。(5) 連接主梁前框架及中間臨時連接系。(6) 連接主梁后橫梁。(7) 安裝后支腿。(8) 安裝電器裝置。注：安裝過程中注意編號對應2 前

7、支腿安裝(1) 將前支腿各部件組裝成整體，用吊車或手拉葫蘆吊起并用螺栓固定主梁前端。(2) 將前支橫移軌道墊在主前支腿下部調(diào)平并固定。3 天車的安裝(1) 將天車下輪箱體吊起放在主梁軌道上。(2) 將起吊平車放在下箱體的軌道上。4 電器設備的安裝接線后各驅(qū)動電機轉(zhuǎn)向正確一致， 制動器工作靈敏， 各安全裝置安 全牢靠。5 吊鉤(即滑動輪 )的安裝按要求纏繞鋼絲繩，安裝吊鉤。(1) 鋼絲繩需先從吊鉤中部穿入。(2) 端頭固定鋼絲繩扣應使用 3 圈以上。(3) 穿完后吊鉤自然下垂不得扭轉(zhuǎn)，鋼絲繩互相不得干涉。五 使用在架橋機試車前， 必須檢查電動機的轉(zhuǎn)向是否符合要求。 運行 機構(gòu)電動機必須轉(zhuǎn)向相同，

8、 調(diào)整卷揚機制動瓦片與制動間隙， 檢查各 減速機構(gòu)內(nèi)油量是否充足，各個油嘴、油杯、油管、油路是否暢通， 待一切經(jīng)檢查確認正常后方可試車運轉(zhuǎn)。1 空載試驗(1) 天車空載沿主梁軌道來回行走數(shù)次，車輪無明顯打滑現(xiàn)象。啟 動，制動正?？煽俊?2) 開動起升機構(gòu)，空吊升降數(shù)次，開關(guān)動作靈敏準確。(3) 把兩臺天車開至跨中， 整機在前后 5 米范圍內(nèi)行走數(shù)次， 啟動， 制動車輪不打滑，運行平穩(wěn)。2 靜載試驗 把兩臺開車載梁停在橋跨中，起升額定負荷，再起升倍額定負 荷離地面 100毫米處，懸停 1分鐘后卸去負荷， 檢查橋機主梁是 否有殘余變形，反復數(shù)次后，主梁不得有殘余變形，檢查實際上 拱度應大于 4cm

9、.3 動載試驗以倍額定負荷使起升機構(gòu)和天車在 5 米范圍內(nèi)反復運轉(zhuǎn)，啟動， 各制動機構(gòu)的制動器、電器控制靈敏、準確、可靠，主梁震動正 常，機構(gòu)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，卸載后各機構(gòu)和主梁無損傷和變形。六 過孔步驟：第一步： 把架橋機各部分按要求組裝完成， 經(jīng)調(diào)試合格后把中 托雙層輪箱及天車置于正確位置。 收起前支腿， 并把前支橫梁道 軌臨時固結(jié)在前支腿上， 收起后支撐千斤頂， 把雙層輪箱的下層 輪箱與中支橫移梁道軌用夾軌器臨時固結(jié)。第二步： 啟動雙層輪箱上的上層輪箱的電機減速機， 在電力拖 動下主梁向前平移， 這時，同時啟動天車的下層輪箱使兩天車同 步后移，上梁前移到前方橋墩的上方。放下前支橫移軌道，并用 枕

10、木每間隔 2 米墊實牢靠。調(diào)整前支腿的高度， 使整個橋機保持 水平。第三步：把雙層輪箱的上層輪箱用夾軸器與主梁下軌道臨時固 結(jié)，解除下層輪箱與中支橫移軌道之間的連接。第四步：啟動后支撐千斤頂，作為主梁的輔助支撐。把兩天車 后移至主梁尾部。第五步：利用運梁平車把預制梁從存梁處運至架橋現(xiàn)場喂梁， 兩天車卷揚機提起預制梁前行，把預制梁放到合適的位置上，然 后，整個橋機架設下一片梁，如此反復。第六步：邊梁的架設，考慮到架設邊梁時橋機必須安全，所以， 盡可能不讓橋機懸出。第七步：整跨橋架設完畢，開始準備第二孔過孔。七 中梁架設(1) 用運梁平車配合橋機天車把預制梁喂至橋機內(nèi)部。(2) 兩天車吊起預制梁，

11、通過橫移將其放置要求位置。八 邊梁架設(1) 用運梁平車運邊梁喂到橋機內(nèi)。(2) 用兩天車吊起邊梁， 然后橫移架橋機， 將整個橋機開到適當位置 處，然后開動起重小車橫移到邊梁位置，放好邊梁，連接牢固。九 架設1 橋機整體拼裝完畢后須配重過孔， 過孔完畢后用運梁車配合橋機前天車將預制梁喂到橋機內(nèi)部，用后天車將預制梁后端吊起將其放到要求位置，架設邊梁時參考以上條文。2 架設斜橋時根據(jù)其橋軸線與橋墩的夾角，將兩列主梁前后錯位， 用調(diào)節(jié)盤上的轉(zhuǎn)交調(diào)整斜度以達到各種斜度要求，這時前支腿隨 之變動，過孔原理同上。3. 架設彎橋時原理同架設斜橋。十 維護保養(yǎng) 正確使用，定期檢查，合理保養(yǎng)才能保證起重機的安全

12、工作，延 長其使用壽命。1. 金屬結(jié)構(gòu)的維護保養(yǎng) 主梁是橋機金屬結(jié)構(gòu)中最主要的受力結(jié)構(gòu)件，保養(yǎng)的好壞直接關(guān) 系到橋機的性能，安全和壽命，因此，使用中應加倍注意保養(yǎng)。(1) 必須避免急劇的啟動，制動，打反車。(2) 檢查各梁連接焊縫，發(fā)現(xiàn)裂縫應停止使用，實施重焊。(3) 當發(fā)現(xiàn)主梁有殘余變形或主梁換穩(wěn)現(xiàn)象，應立即停止使用，并酌 情加以處理。(4) 定期進行油漆保養(yǎng)，以防金屬結(jié)構(gòu)銹蝕。2. 主要部件的維護保養(yǎng)(1) 鋼絲繩應定期潤滑， 潤滑前應清除污垢， 凡在任何擰結(jié)處發(fā)現(xiàn)斷 裂超過 6 根，應立即報廢予以更新。(2) 軸承必須始終保持潤滑狀態(tài)， 定期涂油，涂油前清洗干凈， 若發(fā) 現(xiàn)溫度高，噪音大

13、，須認真檢查，若有損壞及時更換。(3) 當各處車輪磨損超過原厚度的 15%或有崩裂應更新。 天車、運梁平車、中支、前支主動車輪的工作直徑在不均勻磨損后新產(chǎn)生的 相對偏差，不得超過公稱直徑的 1/60 ，如果超差，允許重新車 削，但不能小于原公稱直徑的 10mm(4) 減速機構(gòu)內(nèi)不能缺油，應定期更換，發(fā)現(xiàn)異常及噪聲及時檢修。(5) 起升機構(gòu)的制動器每天檢查一次， 運行機構(gòu)的制動器 2 至 3 天檢 查一次，檢查時注意制動系統(tǒng)各部動作是否靈活， 瓦塊應貼合在 制動輪上，表面無損傷，起升機構(gòu)的制動器必須可靠的保證額定 起重量的倍，及時更換破損的睛雨棚。3. 電氣設備的維護保養(yǎng) 為保證橋機的安全工作，

14、必須熟悉橋機各種事故發(fā)生的原因和排 除方法。(1) 經(jīng)常保持電氣設備的清潔，如電阻器、控制屏、接觸器等，清除 內(nèi)外部灰塵、污垢，防止漏電、擊穿、短路等不良現(xiàn)象發(fā)生。(2) 經(jīng)常觀察電動機轉(zhuǎn)子滑線、電刷接觸是否良好。(3) 電動機、電磁鐵、繼電器、電磁開關(guān)等發(fā)出的聲音是否正常。(4) 檢查凸輪控制器， 接觸器是否有燒毛現(xiàn)象， 如有應及時更換或用 砂布磨平后再用。(5) 使用條件惡劣時，應定期測量電動機、電線、絕緣電阻，注意電 纜滑線絕緣與各項外殼接地。(6) 滑線軌上的鐵銹，污物必須隨時清除。(7) 各電氣設備安裝是否牢靠， 是否有松動現(xiàn)象， 活動部位是否轉(zhuǎn)動靈活，做到經(jīng)常檢查，消除不良因素。4

15、. 安全操作注意事項(1) 不得吊運超過起重機額定起重量的重物， 達到額定起重量的吊重 行走應以運梁小車輔助。(2) 嚴禁吊架超過該機定額起重量的重物。(3) 空中運行時吊鉤的高度不得低于人的高度。(4) 嚴禁用吊鉤斜拉重物和地埋重物。 ( 尤其橫移時 )(5) 不得利用電機的突然反向旋轉(zhuǎn)作為運行機構(gòu)的制動， 只有在發(fā)生 意外事故時方允許用此方法。(6) 禁止利用限位開關(guān)作為正常操作的停電， 限位開關(guān)只能在發(fā)生意 外方允許用此方法。(7) 司機和工作人員離開時， 吊鉤上不準懸掛物， 各控制手柄扳到零 位，切斷電源。夜間定人值班。(8) 嚴格遵守安全操作規(guī)程，嚴格按起重操作規(guī)范操作。(9) 下班

16、時應做好當天的記錄，便于以后合理操作。(10) 在有臺風的地區(qū)使用時， 如有 6 級以上大風天氣， 必須用鏈 子、鋼纜將整機緊緊栓牢在地面上，以防強風刮翻。(11) 盡是避免夜間操作，以防強風刮翻。一 受力驗算1. 說明雙導梁架橋機縱梁采用國產(chǎn)貝雷片拼裝而成， 為單層三排加強貝 雷桁架結(jié)構(gòu)。 T梁重量為每邊吊裝受力 32t ，取超重系數(shù)為，每邊按Q=起重量驗算。其具體構(gòu)造見 <架橋機總體布置圖 >2. 計算依據(jù)<3 合同段標段工程施工圖 ><公路橋涵設計規(guī)范 ><公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 > <公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 JTJ025-86

17、><鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GB50017-2003> <配式公路鋼橋使用手冊 >3. 荷載(1) 單根縱梁自重貝雷片：× 33=加強桿：× 66=支撐架：× 32=銷子：× 60=鋼軌： 16KN軌枕： 5KN=q=/L=32=m(2) T 梁自重根據(jù)設計圖紙中跨中梁： 63t/24.21 立方米，中跨邊梁： 22.45 立方米邊跨中梁： 24.59 立方米，邊跨邊梁： 22.83 立方米4 起重小車的計算：（1） 起升鋼絲繩的計算：本架橋機采用 6×37 起升鋼絲繩，鋼絲繩直徑 17.5mm，破斷拉 力總和為 p=?；?/p>

18、車組采用公司現(xiàn)有的起重量為 80t 門滑車組。根據(jù)橋 梁施工工程師手冊。鋼絲繩的容許拉力 T（安全荷載 ）為：T=a ·p·n/k1= 384KN （滿足要求）a 換算系數(shù)p 破斷拉力總和K1- 鋼絲繩安全系數(shù)，取 K13n 滑車組的工作繩數(shù)（2）車架的受力計算： 車架行走梁單邊由二根 36a 槽鋼組合而成，卷揚機及滑輪組 承重橫梁由二根 36a 槽鋼和二根 22a 槽鋼組合而成，具體結(jié)構(gòu)及尺寸 詳見平車結(jié)構(gòu)圖。a. 單邊車架行走梁驗算：Mmax=PL/4= 【（384×+60×） /2 ×】/4= Qmax=P/2=（384 ×+6

19、0××1/2 ×1/2= =Mmax/Wx×= 106/ ×2× 103)=73MPa<145MPa 滿足要求3 3 4Q·Sx/(I x· ) × 103×× 103/ ×104××2)=<85MPa 滿 足要求b. 承重橫梁的計算Mmax PL/4=【 (384 ×+60××】/4= Qmax=P/2=(384 ×+60×× 1/2=Mmax/Wx=×106/ ×

20、;2×103+×2×103)= <145MPa 滿足要求=Q·Sx/(I x·)= × 103×× 103+× 103)/ 【+×104×+×2】= <85MPa 滿足要求5 橫梁驗算(2) 說明橫梁由四根 I 40b工字鋼組合而成。前后縱梁下承行走橫梁結(jié) 構(gòu)與縱梁頂橫梁結(jié)構(gòu)相似(詳見結(jié)構(gòu)圖) ，受力更為有利，在 此只對縱梁頂橫梁進行受力驗算。3) 受力計算計算簡圖Mmax=PL/4=(K × G 小 + *Q)*L/4=(384*+60*4=Qmax=

21、384*+60*= =Mmax/Wx=*160/（4*1139*103+*2*10 3）=145MPa滿足要求3 3 4 max=Q*Sx/（ Ix* ） =（ *10 3*10 3） /（22781*10 4*4）=85MPa滿足要求注：查公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范A3 鋼容許彎曲應力 =145MPa，容許剪應力 =85MPa6、縱梁受力驗算（1）、縱梁彎矩及剪力驗算 共驗算兩種受力狀況工況一：當導梁過孔時， 縱梁懸臂伸出， 到達前跨支撐位置時， 受力最不利，詳見受力簡圖一。工況二： 當導梁過孔完畢， 前后支撐固定好， 開始定點起吊時， 受力最不利，詳見受力簡圖二。受力驗算（一）：當導梁

22、懸臂伸出過孔時， 按懸臂梁受力驗算， 受力計算圖如下受力簡圖（一） 彎矩Mmax=ql 2/2+pl=2 ×322+30×32= 滿足要求安全系數(shù)： K=M/Mmax=注：查裝配式公路鋼橋使用手冊 ，單排加強貝雷桁架容許彎矩 M= 剪力Q A=p+ql=30+×32=<Q滿足要求安全系數(shù)： K=Q/Qmax= 注：查裝配式公路鋼橋使用手冊 ，單排加強貝雷桁架容許剪力 Q= 受力驗算（二）：當導梁過孔完畢， 開始定點起吊時， 按簡支梁驗算，受力計算如 下圖：取起重沖擊系數(shù)： KII= ，起重動載系數(shù) II = （起重機設計 手冊）橫梁、小車及吊具： G小=60

23、KNP=(KII ×G小+II ×Q)=(× 60÷2+×384÷2)=彎矩MAP=P/L×（ 2×+）× 2=32×× 2= P/L ×（2×）×（） =32×× = Mqmax=q2l/8= （× 322） /8=686 經(jīng)分析自重均布荷載和集中荷載兩種受力彎矩疊加， 縱梁最大彎矩位 于 C 點 16m處。Mmax（= MAP.14.5 ） /+Mqmax=（×） /+686= <M滿足要求安全系數(shù)： K=M/Mmax=注：查裝配式公路鋼橋使用手冊 ，單排三層貝雷桁架容許彎矩M=剪力Qmax=（× 48×24+× +×30）÷ 32=< Q滿足要求安全系數(shù)： K=Q/Qmax= 注：查裝配式公路鋼橋使用手冊 ，單排三層貝雷桁架容許彎矩 Q= KN。（2）、縱梁推移時縱向穩(wěn)定計算：縱梁推移時的穩(wěn)定計算， 以縱梁后支腿鉸支座 A 為坐標原點取力 矩，在鉸支座后面的重量對坐標原點所產(chǎn)生的力矩（平衡力矩） ，必 須大于在前端懸出部分的重量對坐標原點所產(chǎn)生的力矩 （傾覆力矩）。 縱梁推移后端以 T 梁單端自重 Q=29