一端带扩大头异型预制构件运输方案设计

2022-03-10正清吴二军钱元弟邵辉学

安徽建筑 2022年2期

正清，吴二军，钱元弟，邵辉学

（1.中国十七冶集团有限公司，安徽马鞍山 243000；2.河海大学土木与交通学院，江苏南京 210098）

1 引言

当前，预制装配式结构成为建筑产业化进程中重点发展的结构体系，在预制钢结构和钢管混凝土结构体系中，为了提高安装效率，在预制柱端在工厂内提前安装节点连接件是常规做法，可以大幅度减少现场焊接工作量，提高工程质量，然而这种方案不可避免地出现不规则的异型构件。异型预制构件的运输方案直接影响了工程效率和工程成本[1～2]。2018年，17冶集团和河海大学项目组联合设计了一种新型全预制钢管混凝土柱，其外形尺寸为一端带十字扩大头的异型构件，参见图1。为了实现该异型构件的高效率运输，降低工程成本，本文进行了专用运输支架和运输方案设计，并给出设计案例。

图1 柱构件轮廓尺寸示意图

2 异型预制构件运输要求和应对思路

2.1 大型预制构件道路运输要求

预制构件为长细比较大的大型和异型杆件，多选择平放运输。运输方案设计时应满足以下要求[3～5]。

①符合国家相关公路运输规定，避免超高超宽。

②车辆宜选择低帮平板运输车，放置构件时做好配载平衡。

③对于异形预制构件，应根据构件形式、车型做好相应运输支架设计，确保运输支架的强度、刚度和稳定性，并与车体牢固固定，避免构件之间与车体碰撞。

④运输支架的形式和重量应考虑装卸尽量方便。

⑤支架支承点的设置应保证所运输构件在运输过程中不发生塑性变形。

⑥在不超载、不超高、不超宽的前提下，尽可能提高装运量。

⑦运输过程中车辆保持匀、慢速行驶，避免急转弯、急刹。

2.2 需解决的关键问题

满足上述道路运输要求，应着重解决以下关键问题。

①在限高、限宽范围内提出最优堆放方案，以取得最大装运量。

②根据堆放方案和对构件的适应性要求，进行专用支架设计，支架应具有足够的强度、刚度和较轻的自重，形式应便于人工操作拆装。

③在支架形式确定的基础上，考虑防碰撞和稳定性保障措施。

3 构件叠放方式

3.1 叠放方式选择

为实现最大效率运输，应实现在相同空间内叠放尽量多的构件。除自重因素外，端部扩大头是制约堆放数量的决定性因素。扩大头错位堆放是节省空间最常规的方案，可能交叠方式有多种，如图2所示。

图2 一端带扩大头构件堆叠方式

前后错位有两种方式：同向错位和对向错位。同向错位吊装效率高，但堆放总长至少延长一个扩大头尺寸；对向错位总体积最小，但吊装效率低。

扩大头在横截面堆放方向有三种交叠方式：左右交叠、上下交叠和上下左右双向交叠。其中上下交叠节省高度空间，左右交叠更有利于适应车辆宽度。上下左右交叠最有利于节省空间。

事实上，异型构件尺度不可能恰好适应限高和限宽尺度，应考虑吊装效率选定较优堆叠方式。在车厢长度足够时，优先选择同向吊装方式；在仅高度和宽度尺度不足时，相应选择仅上下交叠或左右交叠。运输距离远、恰好尺度限制与构件堆叠尺度吻合，则选择上下、左右交叠取得最高效率。

3.2 扩大头的堆叠方向

4 堆放运输支架设计

传统的异型预制构件堆放运输支架多为钢结构。钢支架稳定性好，但自重大，支架自身需要吊装，且多层试件堆叠放置困难、运输层数少等。针对上述缺点，设计了一种组装式支架系统，其构造如图3所示，组成部件包括：带V形槽垫块、层间矩形钢管垫梁、固定缆绳。

图3 组装式支架系统

其中垫块材料为轻型树脂或塑料；平面形状为矩形，宽度不宜大于500mm，以保证自重不要过大，可以由工人灵活搬运；长度略小于车宽；V形位置根据扩大头尺寸对称布置。为保证与构件具有较大摩擦力，与试件接触表面粘贴橡胶层。根据通常滑动摩擦系数通常在0.4～0.8之间要求车辆启动与制动加速度a应小于0.4g=4m/s2。层间矩形钢管垫梁的作用有两个：①辅助固定构件；②根据扩大头尺寸调整层间间距（高度）。