基于挂篮作为提升平台的液压同步提升技术在超大
跨钢箱梁安装中的应用
李华
上海市浦东新区建设(集团)有限公司上海200129
摘要：以上海南滨公路桥项目为工程背景，详细阐述了基于菱形挂篮为提升平台的四点液压同步提升技术在超大跨钢箱梁安装施工中的应用经验。为保无虞，在施工实施之前，采用MIDAS、ANSYS有限元软件，对菱形挂篮、提升吊点及箱梁节点区等关键部位的局部应力应变状态进行分析研究，提出相关的优化意见，为顺利实现钢箱梁一次整体提升安装就位提供了保障。
关键词：施工挂篮；液压同步提升；超大跨钢箱梁；有限元分析
中图分类号：TU731.3文献标志码：A文章编号：1004-1001(2019)04-0660-03DOI：10.14144/jki.jzsg.2019.04.036 Application of Hydraulic Synchro n ous Lifting Technology Bad on Hanging Basket as Lifting Platform in Installation of Super Large Span Steel Box Girder
LIHua
Shanghai Pudong New Area Construction(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200129,China
Abstract:Taking the Shanghai Nanbin Highway Bridge Project as the engineering background,the application experience of the four-poi nt hydraulic syn c hronous lifting tech n o l ogy bad on the diam o nd hanging basket as the lifting platform in the installation and construction of the super large span steel box girder is elaborated.In order to ensure safety,before the implementation of the construction,the MIDAS and ANSYS finite element software are ud to analyze the local stress and strain state of the key positions such as the diamond-shaped hanging basket,lifting points and box-girder joint areas,and to propo releva n t optimizatio n suggest!o ns,which provided a guara r dee for the smooth realization of integral lifting and asmbly of the steel box girder in one time.
Keywords:construction hanging basket;hydraulic synchronous lifting；super large span steel box girder;finite element analysis
液压同步提升技术是一项新颖的建筑施工安装技术，它采用柔性钢绞线、提升器集群、计算机控制、液压同步提升新原理，将大型构件整体提升到预定高度安装就位。在提升过程中不仅可以控制构件的运动姿态和应力分布，还可以让构件在空中长期滞留并进行微动调节，具有提升构件质量、高度不受限制，自动化程度高，控制模块完备，可靠性高等特点W但是，利用悬臂浇筑挂篮作为整体提升承载
机构的应用案例在国内还是相对较少，其不仅实现了“一篮两用”，合理地节省了施工成本，而且利用挂篮作为提升承载机构能最大限度地提高平面吊装的提升净空高度，具有较高的工程借鉴价值W
本文以上海大芦线航道整治二期工程（老港书院段）6标的南滨公路桥为背景，结合数值模拟，开展提升挂篮的
作者简介：4华（1979—），男，硕士，嘉级工程呷，
尼克松
通信地址：上瘙市浦东新区谕东犬道2752号浦建大厦911
金（200129）o
电子岬気：ston
收稿目期：2019-01-07整体有限元结构计算分析，并针对提升机构中关键节点部位的局部应力应变状态进行研究，提出相关的优化意见。
1背景工程
1.1工程概况
本文以南滨公路桥为研究背景。南滨公路桥采用新型钢-混凝土混合结构，主桥为三跨变高度钢-混凝土连续梁，跨径组合60m+142m+60m，总长262m，桥宽16.5m。桥梁横断面布置：2.25m（人彳亍道）+12m（车行道）+2.25m（人行道）。
主梁锚跨全桥段和主跨两端40m为预应力混凝土箱梁，主跨中间66m桥段为钢箱梁，钢■混凝土结合段长度4.5m，中间段钢箱梁自重4201（01）0新加坡南洋大学
主钢箱梁
混凝土箱梁段钢-混遐土结合段£钢•■混凝土苹合段岁凝土箱梁段
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图1南滨公路桥主桥立面
南滨公路桥主桥中的中间钢箱梁段长57m，梁顶宽
2019•4•Building Construction
16.3m，底宽7.5m，梁高3.155m。箱梁顶板厚度16mm.底板厚20mm，腹板厚12mm。顶板设U形加
劲肋'底板设一字加劲肋。钢箱梁横向加劲肋分为3种：实腹式横隔板（图2）、腹板横向加劲、腹板和顶板横向加劲，间距1.5m。钢梁顶板设置栓钉与混凝土桥面板结合。钢箱梁材质为Q345qD。
垃圾分类台账范本钢-混凝土结合段长4.5m，采用有隔室的后承压板构造与混凝土端横隔板结合。为保证混凝土与钢梁之间的剪力传递，以及防止钢板与混凝土之间的剥离，除在顶底板、承压板上布置圆柱头剪力钉外，还在钢箱梁顶底板上加焊PBL传剪板埋入混凝土内。混凝土-钢结合段钢结构采用Q345qD材质。钢-混凝土结合段与中跨钢箱梁连接方式为：腹板为栓接，顶底板为焊接。
1.2吊装思路及流程
本工程钢结构桥面部分由两端钢-混凝土结合段及中间主钢箱梁组成，存在构件数量少、单件跨度大、结构整体性好、单件质量大等特点。考虑到传统水上高空安装，施工质量、工期和安全不易控制，经综合分析，决定釆用超大型构件液压同步提升技术进行各段钢箱梁的吊装。钢箱梁在钢结构制作厂制作组装完成，采用现场整体提升方案，一次提升到位，将有效降低安装施工难度，于质量、安全、工期和施工成本控制等均有利。
根据该项目的施工工艺要求，钢梁吊装作业分为2个阶段：首先进行两端钢-混凝土结合段钢梁的吊装，待其就位后，交由相关施工单位进行钢筋绑扎、预应力筋张拉、混凝土浇筑等工作；之后主钢箱梁进行吊装，与两端钢-混凝土结合段钢梁连接。
本文重点阐述中段57m跨主箱梁吊装：在两侧混凝土箱梁端部各设置1组双幅菱形挂篮作为提升平台，每组提升平台配置4台YS-SJ-180型液压提升器；主箱梁整段由运输船运至桥下，在大梁两端与支架上吊点垂直对应的位置设置4个提升吊点，安装提升支座及专用底锚（下吊点），4台提升器同步作业将大梁提升至安装标高（图3），与两侧钢-混凝土结合段连接，完成安装。
液压提升器
提升平台梁
翻提升中心线
b吊点切箱梁
挂篮
混凝土桥梁
耳板•
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图3主钢箱梁提升立面
液压同步提升主要流程：将主箱梁由运输船运至桥下安装工位；安装液压同步提升系统设备及吊点；调试液压同步提升系统，张拉钢绞线，使所有钢绞线均匀受力；按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载，直至提升单元脱离运输平台；提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升；各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”功能，使各提升吊点均达到设计位置，满足对接要求。
2数值分析
2.1吊点布置
吊点布置的优劣直接关系到结构提升过程的安全可靠、整体稳定及经济合理性，同时也是计算分析建立数值模型的前提。吊点布置的原则如下：
1）吊点个数根据结构自重、提升设备的规格功率，并以设置方便、经济、安全为主。
2）应充分考虑到被提升结构的受力体系特点，以尽量不改变结构受力体系为原则。吊点应尽量对称布置，保证受力合理；选择受力最不利的部位，接近结构的重心或对称中心，避免提升过程受力状态与结构设计受力相差较大，出现整体稳定性破坏。有关挫折的名言
本工程以中段钢箱梁结构为主要分析对象，其箱梁结构对称，初步考虑在两侧箱梁上部各设置2组吊点（图4），每组吊点配置1台YS-SJ-180型液压提升器（反力标准值1050kN），共计4台提升器，每台提升器配置9根钢绞线，钢绞线长度为45m，安全系数为3.09。单台提升器+钢绞线最大质量2t。考虑到箱梁结构的安全，对吊点的局部结构应力情况釆用有限元软件进行分析。
2.2数值模型
人种智商排名本次以双幅菱形挂篮作为提升的主要承载机构，釆用Midas GEN V836有限元程序对挂篮整体结构进行仿真数值分析。在有限元模型中，菱形主杆件采用口400mmX 300mmX15mm箱形结构，主箱梁段提升梁采用双拼H700mm X300mm，材质Q235B，有限元单位釆用BEAM 单元，边界约束条件采用固定支座，考虑4种荷载组合工况分别计算整体模型应力应变及荷载效应情况（图5）o
建筑施工•第41卷•第4期
刁
图4中段钢箱梁吊点平面布置
由挂篮整体结构分析提供的荷载效应结果，分别对提 升下吊具、下吊耳以及钢箱梁局部应力进行有限元分析。 釆用ANSYS R15.0通用有限元软件建立数值模型，应力分
析采用Solid45单元，建立吊具、吊耳及钢箱梁影响区的计 算模型，共采用7 850个实体单元（图6）。
分析模型
手册英语图6下吊耳与中段钢箱梁局部
节点计算模型
2.3提升挂篮整体结构分析
2.3.1荷载选取
本次提升过程采用Midas GEN V836有限元程序整体
仿真分析。考虑4种荷载组合工况：I.OL d +I.OL l ； 1.0L d +
1.0L l +1.0L w ： 1.2L d +1.4L l ； 1.2L d +1.4L l +1.0L W o 其中
L d 为挂篮结构构件自重，H 为提升钢箱梁段时作用于挂篮
上的力，Lw 为水平风荷载。荷载效应应力比取基本荷载组 合，变形取标准荷载组合。
2.3.2计算分析
由中段钢箱梁提升工况挂篮结构荷载效应（图7）分析
炸豆腐怎么做好吃
可知：
1） 综合应力情况：最不利荷载组合工况下，结构主
结构杆件最大正应力比为0.74，最大剪应力比为0.84，均 小于1；最大正应力比为提升梁杆件0.74，最大剪应力比为
0.78，均小于1，满足要求。剪力最大出现在提升梁吊点位
置，需要做截面局部加强处理。前斜撑杆所承受的最大压 力为2 413 kN，应力比满足要求。
2） 综合变形情况：结构最大综合变形24 mm，最大竖
向变形15 mm，最大水平变形20 mm，提升梁宽6 860 mm.
高4 500mm，竖向变形为宽度的1/1 372< 1/400，水平变形（c ）综合变形分布
(a)应力分布.—
PO5T~PMXBSCK
图7挂篮结构荷载效应（中段钢箱梁提升工况）
为髙度的1 /300< 1/250，满足要求。
3）支座反力情况：中间段提升工况时，后锚点最大反
力为1 602 kN，前支点所受力的最大压力值为3 206 kN 。后 锚固措施及前压混凝土强度需要采取进一步措施。
2.4吊耳及箱体节点区局部应力分析
中间段钢箱梁下吊耳节点采用ANSYS R15.0有限元程
序进行仿真分析，基本荷载组合为1.4L l ；-为提升反力标
准值（单侧吊耳）,£标准值为525 kN，设计值750 kNo
由吊耳及箱体节点区局部荷载效应（图8）分析可知：
1 ）下吊耳节点最大应力为334 MPa （销轴接触位
置），下吊具大部分应力在220 MPa 以下；最大变形为
0.22 mm，整个计算模型符合设计要求。
2）钢箱梁节点区最大应力为162 MPa，下吊具大部分
应力在90 MPa 以下；最大变形为0.54 mm，整个计算模型 符合设计要求。
R15.0 （C ）节点区应力分布（d ）节点区综合变形
图8吊耳及箱体节点区局部荷载效应（中段钢箱梁提升工况）
（下转第666页）
2019 • 4 • Building
Construction
顾洋旗：盾构长距离下穿老旧民房群时的沉降控制技术
■■■■■■■■■
缸。若存在错台或错位，及时粘贴楔形低压棉胶板调整管片相对位置。始终保持管片与盾尾的良好间隙是保证盾构姿态与管片拼装质量的必要条件。
3)螺栓釆取1次紧固，3次复紧的工艺。衬砌出盾尾后，进行第一次复紧，待衬砌出台车位置前，进行第2次复紧。在隧道贯通后进行第3次复紧，螺栓复紧扭矩值大于150N-mo
3.5.3二次注浆
盾构穿越民房后若地面一直存在沉降趋势，则对该区段隧道土体进行分层注浆加固，同时考虑先后两次穿越的叠加效应。施工范围为隧道周围360。范围内的预留注浆孔，每环15只注浆孔，加固后的土体应有良好的均匀性和较小的渗透系数，注浆加固后土体强度要求M1.0MPa。隧道推进结束后，根据实测资料，可对变形较大的部分，打开预留的注浆孔，进行再注浆，达到控制变形的目的。
在第1节台车作业平台上、第5节台车后加设二次注浆作业平台，在管片脱岀盾尾后根据注浆指令对隧道上方管片进行二次注浆，初步遏制沉降趋势。并制作注浆推车，
可以在不影响推进的情况下进行二次注浆。项目技术人员每日根据对沉降监测数据的分析按需发送注浆指令。二次 注浆应采取少量、多次、多点、均匀的方式进行。3.5.4设备改进
由于本次穿越的⑥层土土质较硬，刀盘扭矩、螺旋机扭矩较高，且出泥口较大，皮带机无法拉断土条，常导致设备异常停机，严重影响工期。通过对出泥口焊接十字形钢筋切割土块，有效降低了皮带机负荷，同时也使实际土压的波动更加稳定。
4结语
本项目部由于采取上述措施，在上海轨交15号线铜川路站一上海西站站盾构区间长距离穿越民房施工中进展顺利，未发生民房墙面及附近地表开裂，民房基础及地表沉降均控制在10mm以内，且穿越民房后仅需对少处点位进行二次注浆。希望本文能给盾构穿越既有建(构)筑物带来些许帮助，以保证盾构安全顺利并且高质量地完成施工。
4===—E参考文献= [1]申军波.浅谈盾构长距离穿越复合地层施工技术[J].门窗,2016(3):
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(2):90-92.
OOOOOOOOOOOOOOOOXxXXXXXXXXXOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO^O
(上接第662页)妈妈的英文单词
3具体实施措施
根据数值分析结果，对挂篮结构和吊耳节点区进行了局部调整和补强措施：
1)提升梁双拼H700型钢吊点位置左右50cm，采用加劲板作节点补强，加劲板厚16mm，间距10cm。两棉菱形主撑杆采用12"槽钢交叉连接，增强结构整体稳定性。
2)挂篮后锚点补强措施为：在后支点前0.5m和1m 处、后支点后面0.5m和1m处的两侧各设置1</>32mm预应力精轧螺纹钢筋锚固，单根允许受拉为785kN，共计8根。
3)挂篮前支点下部设置3个垫块，垫块为900mm的14"双拼槽钢焊接而成，以增强局部抗压扩散水平。
4)吊耳长度方向沿顺桥向布置，垂直于实腹式横隔板。为防止钢桥面发生撕裂，在中间段钢箱梁吊耳位置的钢桥面内增加加劲板，加劲板厚16mm。
4结语
本文结合南滨公路桥项目，对工程重难点进行了分析，最终确定采用基于挂篮作为提升平台的超大型构件液压同步提升技术，进行中段420t钢箱梁的提升吊装。同时通过有限元数值模拟分析，对挂篮提升平台结构整体稳定性、吊耳及箱梁节点区等重要部位进行了验证，结果均满足规范和设计要求。结合数值分析结果，还对局部荷载效应较大区域进行了补强措施，从而确保了钢箱梁在航道上空一次整体提升到位，有效保障了质量、安全、工期和施工成本控制等要求，可为类似工程提供参考。
=""参考文献…=:…，…
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2019•4•Building Construction
