浅谈钢结构箱梁吊装耳板设计方法

宗明明：浅谈钢结构箱梁吊装耳板设计方法　浅谈钢结构箱梁吊装耳板设计方法　宗明明　（三江学院土木工程学院，江苏南京２１００１２）　摘要：随着我国钢结构箱梁在大跨结构工程中的广泛应用。钢结构箱梁吊装施工中吊装耳板成为钢箱粱安　装过程中的重要构件。结合某跨线桥钢箱梁吊装的实际工程。探讨吊装耳板的设计内容和设计方法，为钢　结构安装工程提供参考依据　关键词：大跨钢箱梁；吊装方案；双机抬吊；吊装验算；耳板设计　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒｓ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，ｌｉｆｔｉｎｇ　ｌｕｇ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｉｔｆｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒｓ．Ｒｅｌｙｉｎｇ　ｏｎ　ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｆｌｙｏｖｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｗｉｔｈ　ｌｉｔｆｉｎｇ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｌｏｒｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｎ　ｍｅｔｇｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｔｆｉｎｇ　ｌｕｇ．Ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ　ｓｔｅｅｌ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ；ｌｉｆｔｉｎｇ　ｍａｎｕａｌ；ｄｕａｌ—ｃｒａｎｅ　ｌｉｆｔｉｎｇ；ｌｉｆｔｉｎｇ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｌｕｇ　ｄｅｓｉｇｎ　１　问题的提出　随着我国基本建设的发展．钢结构相对混凝　土结构而言，具有自重轻、承载能力高、便于施工　和维护等特点．在土木工程中得到越来越多的应　用。如在建筑工程中全钢结构、钢一钢筋混凝土混　２钢箱梁吊装设计步骤　钢箱梁吊装设计．首先应该根据业主的要求和　现场的实际情况．综合考虑确定钢箱梁的起吊安装　方案：确定吊机的起重吨位和起重机的台数：综合　考虑确定构件的吊点位置：最后进行钢箱梁起吊耳　合结构、轻钢结构等；在桥梁工程中，钢桁架桥、钢　箱梁桥、钢一混凝土组合箱桥等；在城市市政工程　中。跨越城市主干道的人行桥、风景园林景区观光　桥、地铁或轻轨车站建筑等。由于钢结构的主要构　件在专业工厂制作．运输到施工现场进行现场安　装，所以钢结构吊装施工中吊装方案、吊装方法、　板的设计。　南京市内某跨线桥采用钢箱梁．该工程的钢箱　梁吊装单元的主要技术参数见表１　根据业主的要求．该跨线桥由于需要跨越城市　主要交通干道，施工期间不能全封闭．只能分段安　装，保证道路半幅通行。再根据起重机起吊高度、构　件自重和起重机的臂长．经设计计算确定每个吊装　单元均采取双机抬吊的吊装方案　该工程钢箱梁吊装采用双机抬吊．故每根箱梁　设置四个吊点．吊点设置在距每根箱梁单元的边缘　吊点的布置、吊装耳板的设计等尤为重要。据相关　资料报道．上海某工程钢箱梁吊装过程中由于吊　装耳板的撕裂破坏。造成一人当场死亡、一人重　伤。本文结合南京市某跨线钢箱梁桥吊装工程．对　钢箱梁吊装耳板设计方法进行探讨。　１　ｍ处，吊点的具体位置见表ｌ。由于钢结构箱梁的　表１　某跨线桥钢箱梁吊装验算技术参数　－３８－　・　盔　墅　塑　宗明明：浅谈钢结构箱梁吊装耳板设计方法　截面尺寸较大，钢结构板材的抗拉强度较高。图１　为吊装示意图。　型。根据上述耳板与构件的连接焊缝长度计算，吊　装耳板的底部长度可以取为１５０　ｍｍ　根据现场情　况．为保证吊装时减少构件的摆动。要求吊车采用　吊环（穿销钉）与耳板连接进行吊装。所以吊装耳板　设计时要考虑吊车所备用的吊具：要考虑穿吊具的　孔径为多大；要考虑开孑Ｌ后板的抗拉强度；要考虑　开：／Ｌ￣ｌＪ耳板上边缘的距离应为孔径的２倍　蔓！　本工程初定吊装耳板开孔直径５０　ｍｍ．耳板的　尺寸：ｃｍ　钢板采用Ｑ３４５级钢板．厚度在ｌ６　３５之间，抗拉　强度ｆ＝２９５　Ｎ／ｍｍ２　根据钢结构设计规范。钢板的　最，Ｊ、厚度应为ｆ＝　Ｎ＝　＝４８　ｍｍ　．图１钢箱梁吊装示意图　３钢箱梁吊装耳板设计　钢箱梁吊装耳板设计中．应进行下列内容的设　计计算：①吊点的受力计算；②吊装耳板与钢箱梁　构件的连接设计计算：⑧吊装耳板的承载能力设计　与计算：④吊装耳板的构造设计。　３．１钢箱梁每个吊点的耳板受力计算　根据该工程吊装方案中提供的参数．四种钢箱　考虑保证施工安全以及材料供应情况．本工程　拟采用１６　ｍｍ厚钢板即可满足要求。由于吊装耳板　的圆弧部分开孔．削弱了耳板的截面尺寸，故对耳板　开孑Ｌ部分的截面承载力进行了验算．经验算满足吊　装时的承载力要求。该工程耳板制作图样见图２。　梁中预制单元２跨度为２４　ｍ．单体重约为３３．５　ｔ。　每个箱梁设四个吊点．吊装采用双机抬吊方式。所　以每个吊点的轴向拉力值．按照起吊最大单元自重　３３．５　ｔ计算．则每个吊点所承受的拉力为：　３３．５／４＝８．４卜８４０　０００　Ｎ（自重）　根据相关规范的规定．吊装时可能产生加速　度。故应考虑１．５动力系数。则每个吊点承受拉力　值为８４　０００ｘ１．５＝１２６　０００　Ｎ。　３．２　吊点耳板与箱梁连接角焊缝设计　耳板与钢箱梁采用双面角焊缝连接．初定角焊　４结论　一　图２　吊装耳板制作图　缝的焊角尺寸为ｈｒ＝１０　ｍｍ，耳板采用Ｑ３４５Ｂ钢板。　焊材采用５０系列焊条．根据钢结构设计规范查得　角焊缝抗拉强度ｈ＝２ｏｏ　Ｎ／ｍｍ３．按照钢结构设计规　范的要求．外力Ｊ７ｖ与焊缝长度方向垂直，则：　在大型钢结构构件吊装过程中．为了保证吊装　的安全并且方便施工：①要结合工程的实际情况确　定吊装方案；确定起吊的吊机台数；设计吊点的位　置．从而计算出吊点的受力。②吊装耳板设计要结　寺≤卢　（１）　合吊具的选择．考虑耳板与构件的连接设计，耳板　的抗拉承载力设计，耳板的构造设计等，从而保证　吊装的顺利进行　参考文献　其中考虑正面角焊缝的刚度较大。韧性较差。　应将其强度降低应用．所以按照直接承受动力荷载　结构中的角焊缝考虑，取　Ｆ１．０，则双面角焊缝长　度　为：　≥　声　１　２６而而　００　０　【１】陈绍蕃．钢结构设计原理【Ｍ】．北京：科学出版社，　２００６．　＝４５　ｍｍ　根据钢结构设计规范要求．最小焊缝计算长　度。考虑焊接引弧，则焊缝实际长度取ｈｆ＝１５ｘｌＯ＝　１５０　ｍｍ＜６０ｈｒ＝６ｘ１０＝６００　ｍ（最大角焊缝长度）。　３．３耳板设计　【２１￣ｔ．￣－伟．钢结构设计【Ｍ】．北京：科学出版社，２００５．　【３］ＧＢ　５００１７—２００３，钢结构设计规范【ｓ】．　作者：宗明明（１９８４一），男，本科，从事土木工　程教学工作。　（编辑：黄烨）（收稿日期：２０１４—７一ｌ７）　本工程吊装耳板拟采用下部矩形、上部圆弧　・ｊ５＝蠢材　－３９－