雷东娄 （中国核工业华兴建设有限公司 210019）
摘 要：通过云桂铁路云南段花滩西洋河双线特大桥主桥2号墩支座的吊装，总结了高墩、重型支座的吊装工艺及吊装设备的结构检算，以供今后类似工程参考。
关键词：高墩；重支座；吊装；设计检算；安全。
Lifting weight bearing on high piers
LEI Donglou
Abstract: The article is based on hoisting weight bearing on high piers 2 of YunGui rail western river extra-large bridge , summarizes the high piers, the lifting of heavy support process, the risk in the process of construction, scheme selection, structural design, the summary of the security card control, in order to offer reference to similar projects in the future.
Key words: high piers; weight bearing; Lifting, design;
safety
随着我国交通事业的发展，桥梁墩身不断创造新的高度，桥梁支座的体积及重量越来越大，高墩桥梁支座的吊装在工程实践中往往需要进行专题研究。
2 工程概况
云桂铁路云南段花滩西洋河双线特大桥位于云南省广南县，主桥0～3号墩设计采用（68+128+68）m 三跨连续梁，2号主墩墩高为79.0m，墩身垂直线路方向设计采用40：1坡度。支座采用60000KN球式钢支座TJGZ-LX-Q60000，支座平面布置见图1。单个支座重量为 14.0t，其中，下座板重7.5t，上座板重6.5t。
3 支座吊装
常规的吊装工艺主要有塔吊吊装和汽车（履带）吊吊装工艺，鉴于这两种常规吊装工艺均无法同时满足2号墩支座吊装作业半径和起重量的要求，必须对其进行专题设计。施工现场根据2号墩自身特点和支座设计重量设计了2号墩专用支座吊装设备：2号墩墩顶龙门架（简称龙门架）。支座吊装工艺采用：分解支座上、下座板→龙门架分次吊装下、上座板→墩顶重组上、下座板。
3.2 结构设计参数
龙门架采用焊接钢结构，参见图2～3。其中，龙门架立柱和斜杆采用I25b，纵梁采用2I25b，横梁采用4I25b，卷扬机固定于横梁顶部。立柱预埋件设计请参考图4、图5。
图1 2号墩支座布置图（单位：cm）
3.3.1 起重总荷载
T = 1.2N1+1.4ΣQn [1]
=1.2×20+1.4×1.1×（Q1+Q2）
=1.2×20+1.4×1.1×（75+5）=147KN
T--起重总荷载，单位为KN；
N1--卷扬机及电机重20KN；
Q1--龙门架设计起重净荷载，取下座板重量75KN；
Q2--起重滑车组的重力，定滑轮组及动滑轮组均重2.5KN，共重5KN；
K--冲击荷载系数，此处取1.1。
3.3.2 龙门架受力检算
①龙门架横梁受力检算
横梁所受的最大剪切应力：
Q4I25b=3.43Mpa ＜[τ]=125Mpa[2]。
最大弯曲应力：σW＝73.85MPa
<[σW]=215MPa。
最大挠度：ymax=2.71mm
＜[f]=3400mm/400=8.50mm。
综上所述，横梁设计满足规范[2]要求。
②龙门架其余杆件受力检算
龙门架随着起吊，多杆件受力呈动态变化，综合分析，最不利工况主要有3个。
(1)工况1受力检算
(2)工况2受力检算
计算简图见图12，反力图见图13。
在工况2中，纵梁产生的剪切应力和弯曲应力最大，最大剪应力为37.0KN，最大剪切应力为：3.86MPa<[τ]=125Mpa；最大弯矩为56.41KN·m，最大弯曲应力为：66.69MPa<[σw]=215MPa。
3.3.3 预埋件受力检算
在工况1～3中，预埋件最不利受力为工况1中预埋件c，其法向拉力N：-66.15kN，剪力V：6.91kN，弯矩M：193.09KN·m。计算简图见图5，采用理正结构设计工具箱软件7.0进行检算。
①锚筋截面面积验算
(1)锚板受剪承载力系数αv:
=0.57
式中，墩顶砼强度级:C40,fc=19.10N/mm2,
ft=1.71 N/mm2。
锚筋HRB400,d=22cm,fy=360.00N/mm2,
当fy ＞ 300时, 取 fy = 300N/mm2。
(2)锚板弯曲变形折减系数αb:
采取防止锚板弯曲变形的措施时,
αb = 1.0
(3)法向压力验算:
法向压力设计值不应大于0.5fcA, A为锚板面积:
N = 66150.00N ≤ 0.5×fc×A = 0.5×19.10×350×550 = 1838375.04N满足要求。
(4)直锚筋面积验算:
①起重滑车组绕出绳拉力Sk
Sk= [4]
=
=33.05KN
式中，Sk--滑车组绕出绳的拉力,单位为KN；
f--单个滑车的转动阻力系数，此处取1.04；
n--滑轮组的工作绳数，此处取3；
K'--导向滑车门数，此处取2；
K--冲击荷载系数，此处取1.1；
P--支座下座板重量，此处取75KN；
Q--滑轮组重量，此处取2.5kN。
②起重荷载对钢丝绳产生的最大破坏拉力：
Sb起重绳=K2Sk=6×33.05=198.30KN [5]
式中，K2---钢丝绳的吊全系数，此处取6；
α---考虑钢丝之间荷载不均匀系数，此处取0.85；
选用22NTA18×7+FC1670ZS钢丝绳[6]，钢丝绳设计破坏拉力为322KN，取换算系数α=0.85，则所选钢丝绳的破坏拉力为322×0.85=273.70KN > Sb起重绳=198.30KN，安全。
③卷扬机起重拉力验算
经过导向滑车后，引向卷筒时候的拉力为：
q=fk·fk'=33.05×1.042=35.75KN [4]
因此，选用50KN的卷扬机能满足要求。
④卷扬机容绳量验算
L=Zm·π（D+d·m) [4]
=52×3×3.14×（0.6+0.022×3）=326m
L´=85m/根×3根+10m=265m<L=326m
因此，326m的设计容绳量能满足现场支座吊装的要求。
式中 L--卷筒设计容绳量（m）；
L´--现场支座吊装需要的钢丝绳最短长度（m）；
m--卷筒上缠绕钢丝绳的层数，此处取3；
Z--卷筒每层能缠绕钢丝绳的圈数，此处取52；
D--卷筒直径，此处取0.6m；
d--钢丝绳直径，此处取0.022m。
3.4 支座吊装工艺及步骤
（1）吊装工艺
吊装立柱预埋件→焊接立柱及斜撑→焊接纵梁→安装横梁及卷扬机组→空载运行及试吊→分解支座上下座板→垂直吊装支座下座板→水平滑移支座下座板到设计安装位置并安装→重复下座板吊装步骤吊装上座板并设置预偏量→支座灌浆。
（2）注意事项：
①龙门架预埋件受力较大，预埋件预埋时必须保证预埋件的埋设质量，保证预埋件周边混凝土振捣密实。
②空载运行：卷扬机组和龙门架总装完成后，应首先进行空载试验。目的是检测卷扬机、滑轮组能否正常工作、各部件兼容协调性，限位装置吊装是否合理、滑道是否平顺，滑轮组是否碰撞提升机或墩体。
③垂直吊装要注意控制垂直起升速度，避免起重过快使钢丝绳缠绕，可预先在支座上设置揽风绳，通过拉、放揽风绳控制支座方位和朝向。
④为保证卷扬机水平滑移顺畅，必须保证滑道平滑，可采用滑道上铺设聚氟四乙烯板或用磨光机打磨表面，再在表面涂黄油的措施来减少摩檫。
⑤卷扬机在水平滑移阶段可能左右两侧行进速度不一致而偏向一侧，为防止卷扬机组产生较大的偏位，在横梁上焊接限位板。
一旦出现偏位，利用吊装在纵梁尾部的2个手动葫芦（每个纵梁上1个5t手动葫芦）前、后拉动卷扬机来纠偏。
4 结论
本文结合云桂铁路云南段花滩西洋河双线特大桥连续梁2号墩支座吊装施工的工程实例，对高墩、重吨位支座吊装设备的结构设计检算做了较为详细的说明，并简单介绍了支座吊装工艺及注意事项。该工程实例表明，采用龙门架吊装高墩、重吨位支座的方法是安全可行的，可以作为类似工程的参考。
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