“钓鱼法”安装空心板的施工与计算

鲁 彬，左怡林

摘 要：武汉新港金口港区中周钢铁炉料有限公司杂货码头工程，上游1#引桥江侧四跨空心板位于水上。采用“钓鱼法”在已浇筑的面板和已安装的空心板上架设汽车吊，避免了在引桥下方大量抛石填筑施工平台的高额费用，同时节省了工期，降低了成本。本文对1#引桥江侧四跨空心板的“钓鱼法”施工进行介绍与验算受力。 关键词：钓鱼法；汽车吊空心板安装；空心板受力

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）05-0227-03

一、工程概况

该工程共设二座引桥连接码头平台与大堤，引桥为高桩梁板结构，引桥排架基础采用2根Φ1,000钻孔灌注桩或2根Φ1,000预制型芯柱嵌岩钢管桩，上部结构由钢筋砼横梁、预应力砼空心板及面层组成。该工程位于长江中游沌口水道上段右岸一侧即军山长江公路大桥下游约1,253m处的肖家码头河段，1#引桥江侧四跨空心板受施工条件限制，选择采用“钓鱼法”进行安装，其余跨选择陆上进行安装。引桥断面图如图1所示。

方案二架桥机安装：架桥机机身庞大，须解体运送，到达工地后，再组装使用。其原理是：将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去，是将梁片提起，然后运送到位置后放下，其要求的条件苛刻，并且存在梁片上走行，架桥机需要准备运梁车、龙门吊等设备。 架桥机适合大型梁场，不需要铺设改移轨道，省去了轨道的材料，减轻了工人的劳动强度，另外除首孔需要轮胎运梁车运梁配合过孔，其余跨径架桥机可以依靠自身机构实现自平衡过孔。架桥机安装及拆卸较为复杂，适用于大型的桥梁施工，构件较重，数量多的工程。

方案三起重船水上安装：空心大板通过运输驳船运抵现场，起重船直接起吊安装，该方法适用于施工水域较为旷阔，水深条件较好，满足起重船吃水深度和起重船吊幅满足要求，因本项目受码头平台梁阻挡，水深不够，无法使用起重船安装。

方案四汽车吊“钓鱼法”安装：安装好一跨后，对安装空心大板进行简易固定，作为下一跨安装的工作平台，架设汽车吊及运输车辆通行。因本项目空心板数量较小，构件较

图1 引桥断面图

二、方案比选

根据以往引桥空心板安装方法，可供选择的常规方案有四三种：回填筑岛修筑工作平台、架桥机安装、起重船水上安装、“钓鱼法”安装，四种施工方案根据不同的施工条件进行选择。

方案一回填筑岛：该方案优点，因为是平地上吊装，作业空间大，吊装效率高；该方案缺点：引桥位于大堤岸坡上，从引桥上游侧回填，进行安装，根据现场地形测量，满足吊车及运输车辆作业，需回填方量近5,000m3，并且施工完毕后，需对岸坡进行修整，同时该段堤防处于长江险段，在涉及岸堤施工办理相关的施工手续。因施工期间处于长江涨水期间，随着水位的上涨，回填筑岛标高会越高，回填方量会变大，且水会冲刷回填筑岛，存在一定的安全隐患。

收稿日期：2018-01-01

小，选择汽车吊“钓鱼法”安装经济合理。

综合上述情况：“钓鱼法”安装施工，使用汽车吊代替起重船，避免了大型船舶进出场，有效降低了施工成本。同时”钓鱼法”施工降低了起重机械对施工场地的要求，在受力验算通过的情况下，可以较广泛的用于地质情况较差的施工区域。

下面叙述汽车吊“钓鱼法”施工方法及注意事项： 三、施工方法 1．安装工艺流程

1#引桥江侧四跨空心板安装工艺流程如图2所示。 2．空心板运输

空心板在专业预制厂预制完成，强度到达设计要求，并经过验收合格后，由运输船运至上游已建码头，通过40t港机吊放至50t平板车，平板车沿码头及引桥将空心板送到吊车旁边进行吊装。

作者简介：鲁 彬（1983-），男，湖北省荆州市人，中交二航局第一工程有限公司工程师，主要从事水工建筑物施工技

术研究。

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图2 “钓鱼法”安装空心板工艺流程图 3．吊车就位

100t汽车吊首先在已浇筑的现浇板上就位，安装第一跨空心板，第一跨安装完成后，将第一跨空心板板顶钢筋做防护后，将汽车吊开到已安装空心板上作为第二跨的空心板安装的工作平台，将继续安装第二跨空心板，第三、四跨安装过程同第二跨。吊车行驶上第一、二、三跨空心板前，先将已安装相邻空心板通过钢筋进行连接，然后将吊车行驶轨迹上外伸钢筋扳平，铺垫砂垫层。吊车支腿下方须垫长宽各2m，高25cm的组合钢板将每个支腿反力分摊在相邻的两块空心板上，吊车前腿着力点位于横梁处的空心板上。吊车就位后，因桥面宽度受限，平板车采用倒车根据《图4：汽车吊就位平面图》所示的位置，将空心板送到吊车最近位置进行安装，吊车就位后应检查打吊车打腿两支点是否平稳，整个起吊过程避免单点受力，对整个空心板造成破坏。安装过程汽车吊就位平面图如图3所示。

图3 汽车吊就位平面图

四、施工验算

根据施工图纸及设计计算书，引桥桥面宽9m，跨间距19m，该工程空心板长度为16m，截面尺寸为1.5m×0.75m，单块空心板最大重量为24.9t，最大设计弯矩为2,660KN〃m，支座最大剪力为793KN。“钓鱼法”施工中，最不利工况为空心板边板安装时，经过计算该工况吊车作业半径为12.76m（见图4），验算在此种工况下的受力情况。

1．吊车起重能力验算

拟用徐工100t汽车吊进行吊装，该型号汽车吊起重性能表见表1。

表1 XCT100汽车吊起重性能表

L/R 13.5 18.1 18.1 18.1 22.8 22.8 22.8 27.4 27.4 27.4 6 80.0 47.0 69.0 71.0 51.0 63.0 65.0 54.0 60.0 62.0 7 67.0 43.0 64.0 66.0 48.0 58.0 60.0 50.0 55.0 59.0 8 58.0 40.0 57.0 58.0 45.0 54.0 54.0 46.0 50.0 53.0 9 50.0 38.0 51.0 50.0 42.0 52.0 50.0 43.0 45.0 48.0 10 45.0 35.0 45.0 42.0 39.0 44.0 43.0 40.0 42.0 45.0 12 32.0 36.0 34.0 34.0 35.0 34.0 35.0 37.0 36.0 14 29.0 30.0 27.0 29.0 28.0 27.0 30.0 28.0 27.0 16 25.0 23.0 22.0 25.0 23.0 23.3 18

22.0

19.0 18.0

21.0

19.0 19.0

吊臂仰角 30°~78°

30°~81°

30°~81°

倍率

12 11 10

8

施工中汽车吊在空心板端头上打腿，支点位置垫平，工作幅度L≤12.76m，不超过14m，查起重性能表知吊重大于24.9t，故该100t汽车吊起重能力满足要求。

2．钢丝绳受力验算

采用4根直径Φ36mm长12m钢丝绳，根据《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ276-2012）钢丝绳破断拉力Fg=0.5*36*36=648KN，钢丝绳不均匀系数取0.85，安全系数取6，则钢丝绳容许拉力[Fg]=0.85*648/6= 91.8KN。

吊环间距14m，钢丝绳长12m，钢丝绳竖向高度为9.75m。空心板重24.9t，则单根钢丝绳实际拉力F=24.9*10/4*12/9.75=87.2KN<[Fg]=91.8KN，故钢丝绳受力满足要求。

3．卡环受力验算

采用d1=51mm卡环，根据《简明施工计算手册》（第四版）卡环安全荷重量

Qb=40d12 =40*51*51=104.04KN＞91.8KN，故卡环受力满足要求。

4．空心板受力验算 （1）吊车基本参数

吊车整机全长15.6m，下车重量55,000kg，其中一~五轴轴荷分别为10,000kg、10,000kg、13,000kg、13,000kg、9,000kg，回转半径4,120mm。车轴及回转中心、支腿相对位置见图4。

图4 吊车部件相对位置尺寸

根据吊车参数及图4，计算得下车重心到车尾的距离 Rc=（9,000*2.4+13,000*3.9+13,000*5.32+10,000 * 8.82+10,000*10.74）/55,000=6.13m

（2）建立计算模型

第5期 鲁 彬等：“钓鱼法”安装空心板的施工与计算 229

汽车吊机四点支承受力计算模型简图如图6所示，G0为下车重量；G1为上车和吊重的重量和，移到位于对称轴上的回转中心后产生力矩M；e0、e1为G0、G1位置到四支腿中心的距离，按对称轴为直角坐标系定位。R1、R2、R3、R4分别是四支腿的支反力，其中R3、R4为近吊装物处两支腿反力，徐工XCT100汽车起重机支腿间距如图6所示。

图6 四支腿反力简图

由图6四支腿反力简图，计算臂架转化来的力距和吊重，最后在支腿处叠加，根据受力平衡可得：

ee1cossinR1G0(10)G1(11)M()4bbba R2ee1cossinG0(10)G1(11)M()4bbbam，a=7.9/2=3.95m，b=7.7/2=3.85m。起吊、安装分别

对应两个最不利工况，相应工作幅度及角度α见前文图4（汽车吊就位平面图）。

①空心板起吊时吊重至臂架回转中心水平距离为12.57m，α=166°，此时

M=12.57*249=3,129.9KN〃m，带入公式得： R1=478.1KN，R2=574.0KN，R3=121.9KN，R4=26.0KN。

②空心板安装就位时吊重至臂架回转中心水平距离为12.76m，α=17°，此时M=12.76*249=3177.2 KN〃m，带入公式得：

R1=72.7KN，R2=190.3KN，R3=527.3KN，R4=410.0KN。

其他状态下吊重至臂架回转中心距离均较小，各支腿反力均小于上述两种状态，在此不列举。

（4）空心板受力验算

R1与R2取得的最大值为R2=574.0KN时，作用点在跨中附近，按跨中最大弯矩计算M=FL/4=574.0*16/4= 2,296KN〃m，小于最大设计弯矩2,660KN〃m；R3与R4取得的最大值为R3=527.3KN时 ，作用点在支座处，小于设计支座最大剪力793KN。故支承空心板受力满足要求。

为安全保险起见，在四支腿下方各垫一块长宽各2m，高25cm的组合钢板将每个支腿反力分摊在相邻的两块空心板上，同时应注意检查支点处平整，防止因搁置不平，造成空心板局部受力，造成空心大板破坏。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑施工起重吊装

安全技术规范》（JTJ276-2012）[S].北京西郊：中国建筑工业出版社，2012年1月.

[2] 汪正荣，朱国梁编著.简明施工计算手册（第四版）[M].

北京：中国建筑工业出版社，2016.

ee1cossin

R3G0(10)G1(11)M()4bbba

ee1cossinR4G0(10)G1(11)M()4bbba

（3）支腿反力计算

由前文可以算出：G0=550KN，G1=250+400=650KN，e0=6.13-7.7/2-0.82=1.46m，e1=7.7/2-4.12+0.82=0.55

（上接第226页）

表1 海底管道穿越海缆施工工艺优缺点比较表

施工工艺

非开挖海上定向钻牵引敷设 1、施工对海缆的影响很小，

优点

安全性较高；

冲沟开槽牵引敷设

投资较省。

2、后期运行和检修都互不

干扰。

冲沟浅埋保护敷设 1、投资最省； 2、施工工艺简单。 1、在海缆保护区开挖，

1、在海缆保护区开挖，

投资较大； 工艺复杂，施工难度大。

影响海域的海床稳定性； 2、浮标固定海缆冲 沟开槽时存在影响海 缆安全运行的隐患。

影响海域的海床稳定性； 2、浮标固定海缆冲沟 开槽时存在影响海缆 安全运行的隐患。 3、管道敷设在表面，埋 深较浅，不利于自身安全， 且后期检修互有干扰。

钻探、打桩、抛锚、拖锚、底拖捕捞、张网、养殖或者其它可能破坏海底电缆管道安全的海上作业；确需进入海底电缆管道保护区内从事海上作业的，海上作业者应当与海底电缆管道所有者协商，就相关的技术处理、保护措施和损害赔偿等事项达成协议。

穿越段海缆为多端柔性直流输电海缆，安全等级较高，一旦遭受损坏，后果严重，海底管道穿越海缆工程采用海上非开挖定向钻牵引管不扰动海缆，安全性较高，故本工程海底施工采用定向钻牵引管施工方案。

参考文献

[1] 《城市给水工程项目建设标准》[S].

[2] 《室外给水设计规范》（2011年版GB50014-2006）[S]. [3] 《水平定向钻进管线铺设工程技术规范（试行）》（2001）[S]. [4] 《聚乙烯燃气管道工程技术规程》（CJJ63-2008）[S]. [5] 《海底电缆管道保护规定》[S].

2、后期运行和检修都互不干扰。

缺点

四、结论

根据《海底电缆管道保护规定》，海底电缆管道保护范围为两侧各100m，禁止在海底电缆管道保护区内从事挖砂、