综合管廊采用立式模板浇筑完成后,在满足蒸养条件下混凝土强度达到75%,即可拆模进行吊装转移至管廊翻转区,利用翻转台对其翻转后转运至存放区进行养护。翻转台利用翻转机通过集装翻转铰链和底座进行连接,将管廊进行90° 翻转,由立式转变为卧式,具有结构简单、工作效率高、安全可靠等特点。考虑到预制厂场地具有局限性,管廊翻转后超高,在运输过程中存在风险,将综合管廊运输至施工现场进行翻转和拼装作业,在现场翻转过程中使用了自制了吊具,操作简单,节约了预制厂成本。本文以雪松路(一期)管廊预制节翻转为实例,对其自制翻转吊具的设计及应用进行介绍。1项目概况本项目位于湖南省长沙市湘江新区梅溪湖国际新城,工程范围包括雪松路、梧桐路、红枫路、金菊路、樱花路、铃兰路、百合路,新建7条道路的地下综合管廊及1座综合管廊控制中心,综合管廊长约15.2 km。为完成施工生产任务,综合管廊预制厂共采购12套钢模板,污水舱管廊采用卧式模板进行浇筑,共3套;红枫路管廊、雪松路管廊及樱花路管廊均采用立式模板进行浇筑,共9套。预制管廊工程数量如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.T001表1预制管廊工程数量表道路名称预制标准段长度/m预制管节数量/件断面尺寸(宽×高)/m雪松路(一期)26597.4×3.55雪松路(二期)24725.8×3.6红枫路27345.1×3.8樱花路22036×3.6雪松路污水廊2.55263.1×3樱花路污水廊2.55903.1×32自制翻转吊具的设计及应用2.1翻转吊具设计依据雪松路(一期)预制管廊结构尺寸为2 m(长)×7.4 m(宽)×3.55 m(高),为便于综合管廊吊装及翻转,浇筑前在其短向两侧壁对称位置预埋吊运吊钉及翻转吊钉,吊运吊钉6个,横向间距2.45 m,纵向间距1.2 m;翻转吊钉2个,采用偏心设计预埋位置在管廊重心上端20 cm,其转动轴轴线与综合管廊预制构件的对应侧面垂直。吊钉平面布置如图1所示,吊钉平面示意图如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F001图1吊钉平面布置图(单位:m)10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F002图2吊钉平面示意图根据构件自重选择其预埋吊钉,吊装安全系数为1.5。管廊预埋吊钉型号如表2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.T002表2管廊预埋吊钉型号道路名称预制管节重量/t吊装吊钉型号翻转吊钉型号雪松路(一期)44.62032雪松路(二期)32.51525红枫路41.52032樱花路33.115252.2翻转吊具制作与应用在拼装现场将综合管廊翻转并进行拼装时,现场技术人利用杠杆原理,结合在综合管廊已预埋好的翻转吊钉,翻转前构件重心不在同一铅垂面上,翻转后与构件的重心在同一铅垂面上,通过起吊吊具,利用其自重作用力下绕翻转吊钉缓慢进行翻转。其结构简单易于操作,翻转后无须再次落钩,可直接进行综合管廊的拼装作业,提高了工作效率,并且适用于不同结构尺寸构件的翻转。钢扁担采用350 mm×175 mmH型钢与2 cm厚钢板焊接而成,总长8.2 m,宽0.4 m,高0.7 m。扁担主梁增加斜撑,在其两端分别焊接端头板,确保在翻转过程中受力均匀,不发生弯折变形。主梁下端通过两个对称的吊装孔与钢绞线连接预制构件,上端通过起吊口与钢丝绳连接履带吊。钢扁担尺寸左视图如图3所示,钢扁担尺寸前视图如图4所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F003图3钢扁担尺寸左视图10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F004图4钢扁担尺寸前视图根据综合管廊预制构件的尺寸大小,在其相对应的位置预留对称吊孔,为保证在翻转过程中防止钢丝绳与混凝土面接触摩擦发生破损,制作过程中钢扁担下端翻转孔尺寸两侧各大于管廊尺寸15 cm。钢扁担制作如图5所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F005图5钢扁担的制作为保证翻转过程中综合管廊预制构件承插口无污染、无受力破损现象,在翻转前将构件放置紧贴沙堆旁,翻转过程在沙堆中进行操作。翻转后的综合管廊可落在已铺好细砂的基坑旁,可直接吊入基坑进行管廊拼装作业。钢扁担的应用如图6所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F006图6钢扁担的应用2.3钢扁担力学计算(1)内力计算。根据自制铁扁担工作的性质和情况,分析预制管廊在吊装过程中受力形式如图7所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F007图7钢扁担受力示意图管廊自重:q=NL (1)式中:L——翻转吊具总长(m);q——所受外力。代入数据,所受外力为54.39 kN/m。在这种情况下,P点所受弯矩、剪力最大,可以定位刚性节点,在自重和外力作用下的弯矩如图8所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F008图8自重与外力作用下弯矩示意图M2=qL122 (2)式中:M2——最不利承受荷载质量(kg);L1——翻转吊具长度(m);F1、F2——最不利荷载下所承受的最大重量。代入数据,得457.15 kN。(2)截面积算。最小截面示意图如图9所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F009图9最小截面示意图查表可知Ix为4 265 cm2;截面模量为487.428。在H型钢焊接均匀加劲钢板,可将力均匀传递与分布,可视为1根整体截面构件。(3)强度计算。M=WXf (3)式中:f——垂直于截面的拉(压)力;X——翻转吊具长度;M——弯矩。代入数据,弯矩为104.797 kN/m,去掉自重产生的弯矩为352.35 kN/m。(4)刚度计算。V=M×1210E×IX (4)式中:V——刚度;E——截面积。承受弯矩力为钢扁担承受弯矩力的0.36;最不利状态下所承受的重量为30.93 t;综上所述,钢扁担满足施工要求,安全系数为1.93。3自制翻转吊具使用后效果分析在自制翻转吊具未使用前,管廊翻转主要依靠履带吊钢丝绳直接挂钩于翻转吊钉上,起吊过程中挂钩与钢丝绳夹角较小,钢丝绳受力直接作用于预制构件承插口,翻转过程中摩擦阻力较大,难以将其顺利翻转,且对承插口砼接触面造成破损。自制吊具未使用前翻转情况如图10所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F010图10自制吊具未使用前翻转情况在使用自制吊具进行翻转后,由于其工具简单、操作方便,提高了工作效率,提升了预制管廊混凝土外观质量,降低了施工成本,提高了成品一次合格率、一次优良率。自制吊具使用后翻转作业如图11所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.032.F011图11自制吊具使用后翻转作业4结语自制吊具在综合管廊预制构件翻转过程中的成功应用,为以后类似的工程提供了施工经验,其利用了预埋翻转吊钉的设计,使其通过构件自身的重力进行翻转,提高了工作效率,节约了成本,有效保护了混凝土构件的外观质量。自制吊具设计灵活、适用性强,一套吊具可满足不同尺寸预制构件的使用,在使用过程中操作简单,其整体受力均匀,不易产生弯曲变形,挂钩采用反扣,使翻转和起吊过程不脱钩、平稳、安全。
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