30M跨架橋機(jī)架設(shè)方案及計算書[一類建筑]

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(jī)架設(shè)方案及計算書編制單位：中鐵二十三局集團(tuán)一公司富廣高速公路項目經(jīng)理部項目主管人：技術(shù)負(fù)責(zé)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(fēng)大橋為30米預(yù)制安裝T梁，安登中橋為預(yù)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(jī)架設(shè)。 此架橋機(jī)結(jié)構(gòu)參考中國鐵道部建筑研究設(shè)計院設(shè)計，南京登峰起重設(shè)備制造有限公司制造的NF120t/40m型架橋機(jī)設(shè)計而成。在此只對縱梁和橫梁進(jìn)行受力計算。二 技術(shù)參數(shù)額定起重量 T2x60適用跨

2、度M30適應(yīng)縱坡8%吊鉤提升速度M/min0.75天車運(yùn)行速度M/min1.2邊梁架設(shè)速度M/min1.2過孔運(yùn)行速度M/min1.2橋機(jī)橫移速度M/min1.2運(yùn)梁平車速度M/min1.2/1.2斜橋斜角可滿足架設(shè)任意斜角彎橋半徑m230總功率Kw70三 結(jié)構(gòu)概述 該橋機(jī)為了運(yùn)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(jī)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(shè)軌道滿足天車運(yùn)行和過孔的需要，為了方便拼裝，每列主梁由3m1.5m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(fēng)性強(qiáng)、安裝、拆卸便利等優(yōu)點。(二) 天車由縱移

3、天車和橫移起重臺車擔(dān)梁天車由上下輪箱組、擔(dān)梁、橫移小車、卷揚(yáng)機(jī)、定、動滑輪組、起升裝置等組成。它的功能是提升運(yùn)送預(yù)制梁，并一次性架設(shè)邊梁，輪箱上的電機(jī)通過擺線針輪減速機(jī)，開式齒輪組將動力傳給車輪，實現(xiàn)天車在主梁上運(yùn)行。天車上的卷揚(yáng)機(jī)通過動、靜滑輪組提起或放下預(yù)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(jī)、擺線針輪減速機(jī)、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(shè)。中托輪箱支撐在橋機(jī)主梁下部是橋機(jī)過孔及橫移架梁的主要動力。(四) 前框架前框架為組焊件，它是將兩列

4、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(shè)。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(dān)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(shè)。(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(dǎo)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(jī)的前端支撐及橫移運(yùn)行機(jī)構(gòu)，前支腿輪箱與橋機(jī)雙層托輪的下層輪箱共同實現(xiàn)整機(jī)橫移，可滿足整幅梁的架設(shè)。(六) 后支腿 后支腿是由伸縮筒、伸縮導(dǎo)向架、定位銷軸、液壓升降裝置等組成。它是橋機(jī)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

5、梁，以便運(yùn)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(jī)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(jī)過孔完畢后落下中拖輪，橋機(jī)既可橫移架梁。四 安裝調(diào)試(一) 運(yùn)梁軌道安裝 在橋面上選擇預(yù)制梁最佳受力位置鋪設(shè)枕木，枕木上面鋪設(shè)軌道墊板。(二) 橫移軌道安裝 架橋機(jī)在橫移梁軌道上運(yùn)行架設(shè)預(yù)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(yīng)校平后方可使用。如果橫向坡度較大，每間隔2米用支架或枕木墊平、抄實，保證橫向水平。(三) 架橋機(jī)安裝 1 主梁的安裝 (1) 按要設(shè)運(yùn)梁軌道 (2)

6、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(yùn)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(yīng)。2 前支腿安裝(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

7、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(shè)備的安裝 接線后各驅(qū)動電機(jī)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(yīng)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(jī)試車前，必須檢查電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否符合要求。運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動機(jī)必須轉(zhuǎn)向相同，調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)制動瓦片與制動間隙，檢查各減速機(jī)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(rèn)正常后方可試車運(yùn)轉(zhuǎn)。1

8、 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，制動正常可靠。 (2) 開動起升機(jī)構(gòu)，空吊升降數(shù)次，開關(guān)動作靈敏準(zhǔn)確。 (3) 把兩臺天車開至跨中，整機(jī)在前后5米范圍內(nèi)行走數(shù)次，啟動，制動車輪不打滑，運(yùn)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(fù)荷，再起升1.25倍額定負(fù)荷離地面100毫米處，懸停1分鐘后卸去負(fù)荷，檢查橋機(jī)主梁是否有殘余變形，反復(fù)數(shù)次后，主梁不得有殘余變形，檢查實際上拱度應(yīng)大于4cm.3 動載試驗 以1.1倍額定負(fù)荷使起升機(jī)構(gòu)和天車在5米范圍內(nèi)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動，各制動機(jī)構(gòu)的制動器、電器控制靈敏、準(zhǔn)確、可靠，主梁震動正常，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，卸

9、載后各機(jī)構(gòu)和主梁無損傷和變形。六 過孔 步驟： 第一步：把架橋機(jī)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(jī)減速機(jī)，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，并用枕木每間隔2米墊實牢靠。調(diào)整前支腿的高度，使整個橋機(jī)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

10、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(yùn)梁平車把預(yù)制梁從存梁處運(yùn)至架橋現(xiàn)場喂梁，兩天車卷揚(yáng)機(jī)提起預(yù)制梁前行，把預(yù)制梁放到合適的位置上，然后，整個橋機(jī)架設(shè)下一片梁，如此反復(fù)。 第六步：邊梁的架設(shè)，考慮到架設(shè)邊梁時橋機(jī)必須安全，所以，盡可能不讓橋機(jī)懸出。 第七步：整跨橋架設(shè)完畢，開始準(zhǔn)備第二孔過孔。七 中梁架設(shè) (1) 用運(yùn)梁平車配合橋機(jī)天車把預(yù)制梁喂至橋機(jī)內(nèi)部。 (2) 兩天車吊起預(yù)制梁，通過橫移將其放置要求位置。八 邊梁架設(shè) (1) 用運(yùn)梁平車運(yùn)邊梁喂到橋機(jī)內(nèi)。 (2) 用兩天車吊起邊梁，然后橫移架橋機(jī)，將整個橋機(jī)開到適當(dāng)位置處，然后開動起重小車橫移到邊梁位置，放好

11、邊梁，連接牢固。九 架設(shè) 1 橋機(jī)整體拼裝完畢后須配重過孔，過孔完畢后用運(yùn)梁車配合橋機(jī)前天車將預(yù)制梁喂到橋機(jī)內(nèi)部，用后天車將預(yù)制梁后端吊起將其放到要求位置，架設(shè)邊梁時參考以上條文。 2架設(shè)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(dá)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(shè)彎橋時原理同架設(shè)斜橋。十 維護(hù)保養(yǎng) 正確使用，定期檢查，合理保養(yǎng)才能保證起重機(jī)的安全工作，延長其使用壽命。1. 金屬結(jié)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)主梁是橋機(jī)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(jī)的性能，安全和壽命，因此，使用中應(yīng)加倍注意保養(yǎng)。(1) 必須避免急劇的啟動，制

12、動，打反車。(2) 檢查各梁連接焊縫，發(fā)現(xiàn)裂縫應(yīng)停止使用，實施重焊。(3) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)主梁有殘余變形或主梁換穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)立即停止使用，并酌情加以處理。(4) 定期進(jìn)行油漆保養(yǎng)，以防金屬結(jié)構(gòu)銹蝕。2. 主要部件的維護(hù)保養(yǎng)(1) 鋼絲繩應(yīng)定期潤滑，潤滑前應(yīng)清除污垢，凡在任何擰結(jié)處發(fā)現(xiàn)斷裂超過6根，應(yīng)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，須認(rèn)真檢查，若有損壞及時更換。(3) 當(dāng)各處車輪磨損超過原厚度的15%或有崩裂應(yīng)更新。天車、運(yùn)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

13、削，但不能小于原公稱直徑的10mm(4) 減速機(jī)構(gòu)內(nèi)不能缺油，應(yīng)定期更換，發(fā)現(xiàn)異常及噪聲及時檢修。(5) 起升機(jī)構(gòu)的制動器每天檢查一次，運(yùn)行機(jī)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(yīng)貼合在制動輪上，表面無損傷，起升機(jī)構(gòu)的制動器必須可靠的保證額定起重量的1.25倍，及時更換破損的睛雨棚。3. 電氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)為保證橋機(jī)的安全工作，必須熟悉橋機(jī)各種事故發(fā)生的原因和排除方法。(1) 經(jīng)常保持電氣設(shè)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(jī)轉(zhuǎn)子滑線、電刷接觸是否良好。(3) 電動機(jī)、電磁鐵、繼電

14、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(yīng)及時更換或用砂布磨平后再用。(5) 使用條件惡劣時，應(yīng)定期測量電動機(jī)、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(shè)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. 安全操作注意事項(1) 不得吊運(yùn)超過起重機(jī)額定起重量的重物，達(dá)到額定起重量的吊重行走應(yīng)以運(yùn)梁小車輔助。(2) 嚴(yán)禁吊架超過該機(jī)定額起重量的重物。(3) 空中運(yùn)行時吊鉤的高度不得低于人的高度。(4) 嚴(yán)禁用吊鉤斜拉重物和地埋重物。(尤其橫移時)(5)

15、不得利用電機(jī)的突然反向旋轉(zhuǎn)作為運(yùn)行機(jī)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(jī)和工作人員離開時，吊鉤上不準(zhǔn)懸掛物，各控制手柄扳到零位，切斷電源。夜間定人值班。(8) 嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，嚴(yán)格按起重操作規(guī)范操作。(9) 下班時應(yīng)做好當(dāng)天的記錄，便于以后合理操作。(10) 在有臺風(fēng)的地區(qū)使用時，如有6級以上大風(fēng)天氣，必須用鏈子、鋼纜將整機(jī)緊緊栓牢在地面上，以防強(qiáng)風(fēng)刮翻。(11) 盡是避免夜間操作，以防強(qiáng)風(fēng)刮翻。十一 受力驗算1. 說明雙導(dǎo)梁架橋機(jī)縱梁采用國產(chǎn)貝雷片拼裝而成，為單層三排加強(qiáng)貝雷桁架結(jié)構(gòu)

16、。T梁重量為每邊吊裝受力32t，取超重系數(shù)為1.2，每邊按Q=38.4t起重量驗算。其具體構(gòu)造見2. 計算依據(jù)3. 荷載(1) 單根縱梁自重貝雷片：2.733=89.1KN加強(qiáng)桿：0.566=52.8KN支撐架：0.2132=6.72KN銷子：0.0360=1.8KN鋼軌：16KN軌枕：5KN=171.42KNq=/L=171.42/32=5.36KN/m(2) T梁自重根據(jù)設(shè)計圖紙中跨中梁：63t/24.21立方米，中跨邊梁：58.4t/22.45立方米邊跨中梁：63.9t/24.59立方米，邊跨邊梁：59.4t/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(jī)采

17、用637起升鋼絲繩，鋼絲繩直徑17.5mm，破斷拉力總和為p=172.5KN。滑車組采用公司現(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=apn/k1=754.4KN384KN （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(yáng)機(jī)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=【（3841.5+601.1）/21.2】/4=96.3KN.m Qmax=P

18、/2=(3841.2+601.1)1/21/2=131.7KN =Mmax/Wx=96.3106/(659.72103)=73MPa145MPa 滿足要求QSx/(Ix)131.7103389.9103/(11874.11049.02)=24.0MPa85MPa滿足要求b.承重橫梁的計算MmaxPL/4=【(3841.2+601.1)1.28】/4=168.6KN.m Qmax=P/2=(3841.2+601.1)1/2=263.4KN =Mmax/Wx=168.6106/(659.72103+217.62103)=96.1MPa145MPa 滿足要求=QSx/(Ix)=263.4103(38

19、9.9103+127.6103)/ 【(11874.1+2393.9)104(7.0+9.0)2】 =29.9MPa85MPa 滿足要求5橫梁驗算（2） 說明橫梁由四根I40b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(jìn)行受力驗算。（3） 受力計算 計算簡圖Mmax=PL/4=(KG小+*Q)*L/4=(384*1.2+60*1.1)*4.18/4=550.5KN.m Qmax=384*1.2+60*1.1=526.8KN =Mmax/Wx=550.5*106/（4*1139*103+287.2*2*103）=107.3MPa1

20、45MPa 滿足要求 max=Q*Sx/（Ix*）=（526.8*103*671.2*103）/(22781*104*12.5*4）=31.0MPa85MPa 滿足要求 注：查公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 A3鋼容許彎曲應(yīng)力=145MPa，容許剪應(yīng)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(dāng)導(dǎo)梁過孔時，縱梁懸臂伸出，到達(dá)前跨支撐位置時，受力最不利，詳見受力簡圖一。工況二：當(dāng)導(dǎo)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(dāng)導(dǎo)梁懸臂伸出過孔時，按懸臂梁受力驗算，受力計算圖如下受力簡圖（一）彎矩 Mmax=q

21、l2/2+pl=5.36/2322+3032=3704.3KN.mM 滿足要求 安全系數(shù)：K=M/Mmax=1.3注：查裝配式公路鋼橋使用手冊，單排加強(qiáng)貝雷桁架容許彎矩M=4809.4KN.m 剪力 QA=p+ql=30+5.3632=201.52Q 滿足要求 安全系數(shù)：K=Q/Qmax=3.5注：查裝配式公路鋼橋使用手冊，單排加強(qiáng)貝雷桁架容許剪力Q=698.9KN。受力驗算（二）：當(dāng)導(dǎo)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=1.1，起重動載系數(shù)II=1.2 （起重機(jī)設(shè)計手冊）橫梁、小車及吊具：G小=60KN P=（KIIG小+IIQ）=（1.1602

22、+1.23842）=263.4KN彎矩MAP=P/L（21.5+28.5）2=263.4/3231.52=518.6KN.mMBP= P/L（2228.5）（32-30.5）=263.4/3232.51.5=401.3 KN.mMqmax=ql2/8=（5.36322）/8=686 KN.m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）/28.5+Mqmax=（518.614.5）/28.5+686=949.8 KN.mM 滿足要求 安全系數(shù)：K=M/Mmax=2.4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=2246.4 KN.m。剪力Qmax=（5.364824+263.41.5+263.430）32=452.2KNQ滿足要求安全系數(shù)：K=Q/Qmax=1.5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=698.9 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(biāo)原點取力矩，在鉸支座后面的重量對坐標(biāo)原點所產(chǎn)生的力