某大桥钢箱梁吊装工况浅析
摘要
关键词
作业工况 地基承载力 软弱下卧层 换填碎石
正文
一、 工程概况
1. 钢箱梁最重分块尺寸重量表
节段号 | 梁段编号 | 最大外形尺寸 (mm) | 数量 | 单重(t) | 总重(t) | 备注 |
P节段 | 8 | 3200×3302×17500 | 2 | 40.44 | 80.89 |
吊物自重:。
2. 吊装作业场地
图2:吊装作业场地平面及立面图
最重梁段位于河道岸坡处,经查询地质资料,地层分布自上而下为:
粉土层:位于地面以下0~3.1m,天然含水量平均值为23.0%,天然孔隙比平均值为0.748。标准贯入试验原始锤击数平均值为4.5击,修正锤击数平均值为4.3击。地基承载力基本容许值 100KPa。
粉砂层:位于地面以下3.1~6.3m,标准贯入试验原始锤击数平均值为14.5击,修正锤击数平均值为10.9击。地基承载力基本容许值 100KPa。
粉细砂层:位于地面以下6.3~13.2m,标准贯入试验原始锤击数平均值为14.5击,修正锤击数平均值为10.9击。地基承载力基本容许值 120KPa。
二、 设备和工具选择及计算
1. 卸扣
根据《一般起重用D形和弓形锻造卸扣》(GB/T25854-2010),选用卸扣型号为:卸扣GB/T25854-6-DX50,极限工作荷载50t,自重约36kg。
单个卸扣自重:。
2. 吊索
根据《建筑施工起重吊装安全技术规范》(JGJ276-2012),拟选用4条直径56mm的6×37钢丝绳,钢丝绳容许拉应力【Fg】/A=1850N/mm2,单根钢丝绳破断拉力总和不小于2175kN,单根钢丝绳重91kg。钢丝绳起吊时的尺寸和角度如下图,吊钩至吊物顶面的距离、吊点至吊钩的水平距离均为5.8m,吊索与吊物顶面夹角为45°。
单根吊索自重:。
图3:吊索平面和立面图
单个卸扣极限工作荷载为50t,满足规范要求。
3. 吊机
(1) 拟选用350t履带吊作为吊装吊机,其中性能表如下:
(2) 起重量验算
吊物、吊具总重:。
吊机主臂长度54m,最大工作幅度:(相关尺寸参照吊装作业立面图)。根据350t履带吊性能参数表,当吊机主臂长度54m,工作幅度28m时,额定起重量为47.2t>41t。
图5:吊装作业立面图
(3) 起升高度验算
(4) 起重机臂杆最小长度验算
因梁段吊装时须跨越桥梁临时支架及工作平台,应进行起重机臂杆最小长度验算。
三、 地基承载力验算
1. 工况1:当吊臂垂直于履带方向时
图6:吊装工况1作业平面图
(1) 履带基础受力验算
(2) 地基承载力验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),履带宽度为1.2m<3m,基底位于地基表面,无须对地基承载力特征值进行修正。根据地勘资料,原状地基表层为3.1m厚的粉土层,地基承载力特征值:,不满足承载力要求。
对原地基进行整平压实,并碾压填筑1m厚的级配良好的碎石,根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012),采用轻型击实试验测得级配碎石的最大干密度,压实度λ≥97%,查表取碎石地基承载力特征值:,取压实后重度:
,碎石层满足承载力要求。
(3) 软弱下卧层验算
碎石层厚度:,履带基础平面尺寸:
,
,
,查表取碎石层压力扩散角:
。
软弱下卧层顶面处的附加压力值:。
软弱下卧层顶面处土的自重压力值:。
软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值:。
。满足承载力要求。
图7:换填碎石断面图
2. 工况2:当吊臂与履带方向成45°角时
图8:吊装工况2作业平面图
(1) 履带基础受力验算
以过吊机中心点且垂直于吊臂的方向为轴计算吊物、吊具、吊机自重和配重重力的合力矩:,则此三个力的合力对吊机中心的偏心距:
,取垂直于履带方向为x方向,平行于履带方向为y方向,
以左侧履带中线为轴验算x方向力矩平衡:,代入数值:
,解得右侧履带支反力:
,作用于履带中心点。
以过吊机中心点的x方向为轴验算y方向力矩平衡:,代入数值:
,解得右侧履带支反力:
,作用于履带中心点以上
。
(2) 地基承载力验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),右侧履带所受支反力的合力矩:,合力偏心距:
,为小偏心,右侧履带基础底面最大压力:
。
3. 工况3:当吊臂平行于履带方向时
图9:吊装工况3作业平面图
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),以过吊机中心点且垂直于履带的方向为轴计算吊物、吊具、吊机自重和配重重力的合力矩:,则此三个力的合力对吊机中心的偏心距:
,为小偏心。
两侧履带基础底面最大压力:。满足地基承载力要求。
综上所述,履带吊起重作业过程中,当吊臂与履带方向成45°角时为最不利作业工况。
参考文献:
[1]《工程地质手册》编委会,工程地质手册(第五版),中国建筑工业出版社。
[2]陈进,级配碎石换填法处理软土地基工法,建材与装饰2016年5月。
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