贝雷片龙门吊在加固工程中的应用

贝雷片龙门吊在加固工程中的应用

【摘 要】贝雷片龙门吊在老闸拆除、新闸建设中可以解决施工难度大、安全要求高、施工成本高的难题。在通过力学计算的基础上，对吊装施工工艺进行了阐述。

【关键词】吊装；拆除；安装

1 工程概况

沭阳闸位于江苏省沭阳县沭城镇以南，为淮河下游分淮入沂工程淮沭新河尾闾之控制工程， 该闸建成于1959年10月，具备航运、灌溉、排涝、保护滩地等功能。沭阳闸为闸涵结合的立体交叉建筑物，上闸下涵，底板及上、下游护坦为箱式结构兼作柴米河地涵。

沭阳闸为1级水工建筑物，共25孔，设计流量为3000 m 3/s，校核流量为4000m 3/s。闸孔净宽10.0m，闸身总宽288.15 m，闸长180.3m，闸顶高程为15.0m（废黄河零点，下同），闸底高程为5.0 m，13块底板，通航孔一块。工作桥宽3.0m、局部4.5m。25扇闸门原钢丝网水泥面板门，在1994年至1999年经三次加固全部改为梁板实腹式弧形钢闸门，单扇重267kN。启闭机为4×150kN卷扬式（一机开四孔），通航孔为150kN卷扬式启闭机。

因工程存在设备老化、启门力不足、混凝土结构碳化、伸缩缝渗漏水、运行管理落后等诸多问题；为确保工程安全运行，需对沭阳闸除险加固。

沭阳闸土建施工：沭阳闸工作桥拆建、排架加固、碳化处理、通航孔改造、防渗处理、翼墙接高；柴米河地涵砼病害处理、搅拌桩防渗墙、洞身加固、上洞首工作桥改造、上洞首门槽改造、砼防撞墙等。

1.1 原方案及施工难点

沭阳闸混凝土工作桥拆建难度大，安全防护要求高，施工成本高。

工作桥混凝土拆除总量270余方，每孔工作桥重量约40t，工作桥距公路桥中心距为16米，公路桥面以上高度9米，桥面宽度5.5米。原拆除方案拟采用搭设承重脚手架，然后用风镐人工破碎分块，每孔工作桥分成6块，在用50 t吊车停在公路桥上吊装。拆除工程脚手架搭设难度较大，工作桥下方为弧形闸门，上部不能搭设脚手架，必须采用贝雷架梁承重，施工成本高。吊装期间公路桥不仅不能通车还会造成大量车辆拥堵，为确保施工安全，吊装期间必须进行交通管制，协调难度大。高空吊装作业，危险性大，安全防护要求高，怎么样找到一种适合的吊装方案成了摆在项目管理者目前的一道难题。

沭阳闸平面图

1.2 实际情况

进场以后发现实际情况远比想象的要复杂得多，每天平均经过沭阳闸的车辆不计摩托车和电瓶车以及三轮车就有4700辆之多，而且闸两端为90°转角，每天自然堵塞就有十多次，有时必须等到交通来才能疏通，吊车如果停在交通桥上作业也不可能留下半幅路面进行间断通行，直接就是断了交通。

水下勘察结果发现闸室底板之上有近1米深的淤泥，根本没有办法搭设承重脚手架，同时也考虑到交通桥上面不能停吊车作业那么同样也不能停混凝土泵车作业。

为了不断交通，首选的方案应该是用浮吊进行拆除和安装，但这么大吨位的浮吊光进出场费就得近一百万，最后经过反复衡量决定使用贝雷架行车进行拆除和安装。选择龙门吊拆除和安装还可以赢得时间，因为可以改工作桥现浇为预制，还可以使用行车进行排架拓宽的罐浇。

2 设计结构

龙门吊机的承载结构由四排贝雷桁片通过螺栓连接四排贝雷桁片支脚门架组拼，下部通过螺栓连接两个间距为12米的底部钢型平车，荷载传至下部的平车上（每边1台平车）。底平车由型刚拼成。整个龙门吊净高14米，总高15.5米，净跨径12米，总宽为12米，起吊能力500KN（空心梁的自重最重为38吨）。

龙门吊机横梁采用两排贝雷桁片，拼装成门架，净跨10节使用贝雷片2×10×2=40节。横梁顶面均匀布设枕木（间距0.6米），以承受天车的局部荷载，作为天车的承重结构，上设两条背平行重轨轨道（轨距1.55米）。天车由型刚拼成，每台天车底部设双轴（轴距1.44米），共有4个钢轮，钢轮直径55cm，由一台600KN电控卷扬机（JM-5B型）及滑轮（六门滑轮组）面牵引钢丝绳实现梁段的升降，由布设于在天车上的电动机牵引天车，实现横移。

采用双轨道基础，轨道长约184米，铁轨采用符合承载要求的废弃火车铁轨，能满足老工作桥及新建工作桥的吊离及吊装要求。龙门吊机纵向行走，通过布设于在底平车上的等转速1台电动机牵引天车实现。

3 方案演算

3.1 龙门吊承载力验算

P1=P车架+P轮+P轴承箱+P滑车+P卷扬机+P吊架=60KN

最大的空心板重P梁为390KN

P2=0.5*P超载*K冲击*P梁=0.5*1.5*1.2*390=351KN

以门架的一半（四排单层）计算不考虑加强连杆的作用：

P3=0.5*（P1+P2）=0.5*（60+351）=205.5KN

单排单层计算不考虑加强连杆的作用：P4=P3/4=51.35KN

按简支受力图式计算，横梁的最大弯矩发生在跨中，弯矩有贝雷片的自重引起的弯矩M1和吊机设备及空心板引起的弯矩M2，根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》3-6表：未加强弦杆单排单层允许弯矩[Ma]=788.2KN.m，容许剪力[σ]=245.2KN。

受力图式：

（1）最大弯矩：

Mmax=M1+M2=（qL2）/8+（P4L）/4

=0.125*24.5*24.5*2.75+0.25*51.35*24.5

=520.85 KN.m<[Ma]（满足承载力要求）

（2）最大剪力：

Qmax=P4/2+0.5qL

=51.35/2+0.5*2.75*24.5

=59.36KN<[σ] （满足要求）