装配式盖梁墩柱拼装落地式支撑体系研究

装配式盖梁墩柱拼装落地式支撑体系研究

白伟，陈宏，王聪，康馨宇，王燕

市政一建设工程有限责任公司

摘  要：装配式建筑在整个工程建设中，具备灵活性，低碳节约型特征。在我国现代化社会不断发展过程中，随着城市化进程的逐渐提升，装配式建筑发挥十分重要的作用。但是，在一些方面应用还未普及，相关施工经验及成果较为缺乏。基于此，我们准备在装配式桥梁下部结构的施工工艺方面进行研究。

该研究的侧重点点在于厂内预制构件加工完成后的吊运工作及构件实施安装工作两个方面。桥梁下部预制构件一般为钢筋混凝土结构，其特点为自重大、尺寸大，构件的吊运过程就显得比较重要；与此同时，在进行桥梁下部盖梁预制构件的安装作业前，设置临时支撑设施对于顺利完成施工作业任务来说也是不可或缺的。

关  键  词： 装配式；预制；单机作业；落地式支架；

中图分类号：U 445 文献标识码：A

引言：

近年来，随着社会经济技术的快速发展，城市现代化进程也在不断加快。人们对建筑产品的功能需求、高品质和快速施工缩短工期的要求越来越强烈，传统的施工工艺越来越跟不上时代发展的脚步。建筑行业正逐渐向工厂化集中生产的方向发展，逐步推进工业化进程。而为了适应城市发展的速度，预制装配式施工工艺能在保证建筑结构质量的前提下，缩短现场施工周期，节约社会劳动力，减少对工程周边环境影响，提高机械化程度，实现装配式施工的标准化，有利于保证装配式工程的施工质量。

1项目介绍

1.1项目概述

预制装配式盖梁是桥梁整体预制的关键环节，起着承上启下的重要作用。国内目前桥梁建设蓬勃发展，桥梁的施工影响也越来越收到社会各方的重视。常规施工工艺也愈发显现出自身的诸多弊端，因此预制装配式的发展将会是今后的工程行业发展趋势。

1.2预制盖梁概况

（1）该研究分两阶段进行：

1、厂内预制构件加工制作，与此同时进行构件安装准备工作，最主要的就是临时支撑设施的设置，按照承载力及安全施工的要求在预制盖梁两端相应部位设置落地式临时支撑设施。

2、构件达到相应强度等级，进行吊运、安装工作。

（2）按照构件最大重量考虑，预制盖梁重量约为185t。

2 施工总体安排                

施工顺序：

第一步：按照设计位置预埋钢板+吊耳组合结构。本项目盖梁分为上、下盖梁，因此预埋钢板+吊耳组合结构设置需分别考虑。

1、上盖梁设置1组预埋钢板+吊耳组合结构，间距8m，盖梁居中位置设置具体分布如下图所示：

2、下盖梁设置2组预埋钢板+吊耳组合结构，间距5~6m，盖梁居中位置设置具体分布如下图所示：

第二步：预制盖梁的强度达到要求后，预制构件吊运采用650T轮式起重机或不低于同等级的履带式起重机进行单机吊装转运作业。如下图所示：

第三步：安装前，在盖梁两端分别设置两组落地式临时支撑设施，顶部设置千斤顶用以调整高程。如下图所示：

第四步：采用650T轮式起重机或不低于同等级的履带式起重机进行吊装就位作业。

3 预制盖梁吊运与安装

预制盖梁施工流程：：厂内预制构件→构件吊运→设置落地式临时支撑设施→预制盖梁安装→临时支撑设施拆除及现场清理。

3.1吊车选择

预制盖梁最大长度为18m，重量为185吨。

选用1台不小于650t汽车起重机或不低于同等级履带起重机进行吊装作业。650t汽车起重机性能表如下图所示：

3.2施工工艺方法

1、临时支撑设施搭设

预制盖梁安装之前需要搭设临时支撑设施，盖梁临时支撑设施投入材料如下表所示：

一侧临时支撑设施横桥向布置2根立杆，等间距布置为2m，斜、横联根据高度等间距分布设置。

临时支撑设施顶部设置千斤顶与盖梁底板顶紧并通过千斤顶来调整预制盖梁的安装高程。

2、预制构件的转运

(1)首先将满足吊运要求的预制盖梁构件使用1台650T轮式起重机或不低于同等级的履带起重机通过吊索具与预埋吊耳可靠连接，将预制盖梁构件起吊。

(2)构件吊起离开地面台座20cm后停车, 仔细检查轮式起重机（履带起重机）、吊索等重要的相关部位，经确认无误后，进行下一部工作。

(3)对讲机指挥轮式起重机（履带起重机）进行起升（起升过程中预制盖梁构件应始终保持水平）当预制盖梁构件底离地面2.5m时停车。

(4)指挥运输车辆驶入预制盖梁构件下方并对正, 并在预制盖梁构件两端下设置枕木支撑，避免预制盖梁构件与运输车辆直接接触。指挥轮式起重机（履带起重机）缓慢落梁, 预制盖梁构件中心线与运输车辆中心线对正后再将预制盖梁构件装在运梁车上。

(5)预制盖梁构件就位后，立即将其固定。采用钢筋、铁条等将盖梁外露钢筋与运输车辆进行焊接加固，确保梁体运输过程中的整体稳定性。

4工艺说明

4.1钢丝绳选择

参照预制盖梁最大重量185吨计算，采用吊耳连接吊装的方法，吊装选择Ф60，长度为10米钢丝绳8根。根据钢丝绳吊索长度折算出钢丝绳吊索与盖梁水平最不利的夹角为68°，由于预制盖梁重量均匀因此不考虑不均匀载荷系数。则每股钢丝绳吊索受力为：

每股钢丝绳吊索受力为质量最大盖梁为185t，预设4个吊点。

F1=G/8/sin68°=185×10³/8/0.927=249KN，通过初步估算选用6×37+1，Ф60的钢丝绳吊索，查表计算如下：S=P×S1

式中S----钢丝绳的最大破断拉力，

S1----查表，6×37+1，Ф60钢丝破最大断拉力为1880KN，

钢丝绳的安全系数取6计算，则钢丝绳最大安全拉力为：

F2=1880/6=313.3KN

F2>F1，选用6×37+1，Ф60的钢丝绳吊索符合吊装要求。

4.2吊耳的设计和验算

（1）吊耳的样式和基本参数

吊耳大样图

钢材和焊接材料的设计强度指标

（2）吊耳的强度验算

根据上文的吊耳大样图所示，最大拉力作用的最不利位置在C-D断面，最大剪力作用的最不利位置在A-B断面。为便于计算，根据上文“钢丝绳承载力验算”一节的内容，吊耳承受的最大拉力值和剪力值均采取249kN。

根据《钢结构设计标准》GB50017-2017第8.1.1条的内容，吊耳的强度验算按以下公式：

截面的正应力计算结果为：

毛截面屈服：σ=249.0×103/（2×（145）×25）=34.4N/mm2<[f]=295N/mm2，满足规范要求。

净截面断裂：σ=249.0×103/（2×（145-45）×25）=49.8N/mm2<[fM]=0.7×470=329N/mm2，满足规范要求。

截面的剪应力计算结果为：

τ=249×103/（145-45）×25=99.6N/mm2<[fv]=170N/mm2，满足规范要求。

（3）吊耳焊缝强度计算

根据上文“钢丝绳承载力验算”一节的内容，以及本节吊耳的样式，已知的参数如下

根据下图所示公式

验算对接焊缝的应力。

求得，其对接焊缝的正应力为：σ=（249.0×103×cos68°）/（290×25）=12.8N/mm2≤[ftw]=295N/mm2。

求得其对接焊缝的剪应力为：τ=（249.0×103×sin68°）/（290×25）=31.8N/mm2≤[ftw]=170N/mm2。

同时，再根据《钢结构设计标准》（GB50017-2017）11.2.1条第二款的规定：在对接和T形连接中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。在同时受有较大正应力和剪应力处，按下式计算折算应力：

求得其折算应力：

=56.5N/mm2≤1.1×[ftw]=1.1×295=324.5N/mm2

综上，计算得出的对接焊缝正应力和折算应力小于对接焊缝的抗拉强度设计指标，满足规范要求。

5 结  语

本研究主要集中在装配式桥梁下部结构的吊运以及安装两方面的施工工艺，通过本次针对性的研究能够更好的将先进的施工工艺应用于今后相关桥梁工程施工中并能大大提升施工速度缩短施工周期。装配式桥梁下部结构施工工艺的应用，初期会使项目的造价增多，但是随着施工工艺越来越成熟以及应用的范围越来越广，总的经济效益肯定比传统的施工工艺有较大的提升，与此同时也会为之后的相关桥梁工程的施工提供宝贵的施工经验。

参  考  文 献

[1]《起重机械安全规程》 GB6067.1-2010

[2]《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》GB/T5972-2016

[3]《预制拼装桥墩技术规程》DG/TJ 08-2160-2015

[4]《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

[5]《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

[6]《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG3363-2019

[7]《钢结构设计标准》GB50017-2017