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1、 设 计 说 明1、 工程概况西攀路回箐沟特大桥主桥为95m+170m+95m预应力混凝土连续刚构桥，其箱梁采用直腹板的单箱单室结构。箱梁顶面宽度为22.5m，底面宽度为13.0m，两侧翼缘悬臂长4.75m。梁高由根部10.5m按1.5次抛物线变化至3.5m。箱梁顶板除0号块两横隔板间厚0.5m外，其余厚30cm。箱梁底板0号块两隔板间厚1.5m，其余厚度按2.2次抛物线由1.2m变化至0.36m。腹板厚度分1.2m、0.75m、0.65m、0.55m四个梯度变化。箱梁设计为纵向、横向和竖向预应力体系。在主墩处箱梁设两道2.5m厚横隔板，在边跨端部各设一道1.2m厚横隔板。主桥箱梁采用挂篮悬臂
2、浇注，先在托架上浇注0号块，然后在0号块上拼装挂篮。一个主墩上采用一对挂篮对称浇注。 箱梁130段均为挂篮悬浇，31段为合拢段，32段为边跨支架现浇段。悬浇长度分2.2m、2.5m和3m三种规格，其最大重量分别为2297KN（1块）、2136KN（11块）和2033KN（21块）。本桥箱梁悬浇采用后支点挂篮施工。挂篮采用现有成套设备公司自行设计的菱形桁架式挂篮，该挂篮设计浇注混凝土重量为3000KN，在国道317（213线）都汶路E合同段庙子坪岷江大桥改制加工、使用。为了保证该挂篮在回箐沟特大桥箱梁悬浇中安全、可靠、方便的投入使用，现特根据回箐沟特大桥的实际情况，对挂篮进行了适当修改，并全部进
3、行了重新设计和验算。现将计算结果和设计图纸等编制成文件，以供审查、加工、安装和使用。2、设计依据本挂篮主要依据下列文件、标准及规范进行设计：国道108线西攀路C11合同段回箐沟特大桥设计图纸公路桥涵设计通用规范 （JTJ021-89）公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）钢结构设计规范 （GBJ17-88）钢结构工程施工及验收规范 (GB50205-95)公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-89）3、 挂篮的构造及特点 本挂篮高4m，前端悬臂长6m，后端锚固长5.5m，能适应大多数桥梁，如连续刚构桥、斜拉桥等悬臂浇注的需要。它吸收了国内外各类挂篮结构的优点，挂篮的主要杆件、前
4、支点、后锚点都采用销接，受力明确，不产生弯矩，安装、运输都十分方便。3.1、承重桁架系统 为了使挂篮具有较好的通用性，适应不同的桥梁使用，本挂篮主要构件分为标准构件和非标准构件。本挂篮主要的承重构件是由两片菱形桁架组成标准构件，每片桁架由五根受力杆件销结而成。两片桁架之间间距为1235cm，用前、后横梁连接，同时前、后横梁又作为吊杆的支点。五根主要受力杆件均用1420mm厚的16Mn钢板焊接组拼成250250mm的闭合矩形截面，使其具有承载力强，抗扭性能好的特点。设计了后锚点、前支点、上结点和前结点等四个主要结点，将五根杆件联为整体。杆件与节点板的连接方式为销结，使杆件受力明确，安装、拆卸也非
5、常方便。前、后上横梁设计为非标准构件，每座桥在使用本挂篮时，需根据该桥箱梁截面的宽度重新设计。前、后上横梁采用16和20普通槽钢加工。由于本桥较宽，为保证前、后上横梁的稳定，在其上下弦杆的水平面上，设置上、下平联。上、下平联由单根12512510的角钢构成，通过节点板与前、后上横梁焊接。3.2、后锚系统承重桁架片的锚固系统，在浇注混凝土时，用后锚杆穿过预留孔，上端与挂篮后锚点连接，下端与混凝土箱梁顶板连接。后锚杆用材质为40CrNiMo的低合金钢锻件加工而成，直径为70mm。3.3、底篮和吊带系统在前、后底横梁上布设I36工字钢，作为浇注混凝土的底篮。前、后底横梁采用钢板加工的矩型横梁，梁高5
6、0cm，采用12mm钢板，梁宽25cm，采用22mm钢板。前、后底横梁上设置连接点，通过钢销与吊带连接。底篮的锚固系统，是通过吊带完成的。后下横梁的锚固，是用吊带的下端与后下横梁销接，上端穿过主梁底板和顶板的混凝土预留孔，锚固于底板和顶板上。前下横梁的锚固，是用吊带的下端与前下横梁销接，上端直接与挂篮的前上横梁连接。采用液压千斤顶来调节前、后底横梁的高度，以实现准确的立模标高。主吊带采用16Mn钢板加工成标准节，然后用钢销连接到需要的长度，副吊带采用32精轧螺纹钢筋。3.4、行走系统轨道用钢板加工成工字形截面，挂篮行走时，在后锚点上，用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板，用两台60t液压千斤顶驱
7、动挂篮前移。行走轨道的固定，是通过预留孔安装反压梁进行固定。3.5、模板系统模板系统由内、外模板、滑梁及模板固定装置组成，均采用大块钢模。浇注混凝土时，模板由内外滑梁支撑，而内外滑梁的锚固，则通过吊带一端锚固于混凝土箱梁的顶板，一端锚固于挂篮前上横梁。内外模板侧模间由对拉螺杆承受浇注混凝土时的侧向压力。挂篮移动时，外模由外模滑梁支托随同挂篮前移，内模滑梁同时被拉出。然后在适当的时候将内模顺着内模滑梁拉出。4、受力计算4.1、设计荷载本挂篮设计考虑如下荷载： 混凝土荷载 挂篮自重挂篮自重挂篮重模板重100+40=140 t 人群及施工荷载按公路桥涵设计通用规范，取1.5Kn/m2 。 风荷载按公
8、路桥涵设计通用规范，计算纵桥向风力，用公式： W=K1K2K3K4W0进行计算。4.2、计算工况分别计算以下四个控制工况：工况1：1块件(长2.2m)的浇注。工况2：11块件(长2.5m)的浇注。工况3：21块件(长3m)的浇注。工况4：挂篮行走。4.3、结构计算根据挂篮的设计图纸，建立空间模型，将各工况的荷数载加到挂篮的相应部位，用结构分析程序SP2000进行电算。4.3.1、浇注混凝土时的计算为了符合施工实际情况，把其它荷载与混凝土荷载的重心联系起来，以实现准确地加载，在实际计算中，将挂篮、模板等其他荷载以混凝土重量为基数再乘以系数作总荷载，加到挂篮相应部位进行计算。系数偏安全地取1.5，
9、其组成情况约为：挂篮主体结构重量取系数1.25,模板重量取系数1.15，人群和风荷载取系数1.1。例如，21块混凝土净重2032.576KN，乘以1.5系数，挂篮计算总荷载为： P总=混凝土重2032.576+其它荷载1016.288=3048.864 kN 各工况控制节段的混凝土荷载和计算总荷载如下表所示： 各控制节段重量表节段号节段长（m）底 板腹 板顶 板翼缘板合 计体积 m3体积 m3体积 m3体积 m3体积 m3重量 KN重量 KN重量 KN重量 KN重量 KN乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数1块件2.234.63429.65913.210.83588.3
10、28900.484771.134343.2281.712296.5681350.7261156.761514.8422.5653444.85211块件2.531.50122.96215.37512.31382.151819.026597.012399.75320.1382135.9261228.539895.518599.625480.2073203.88921块件327.70817.20318.4914.77578.176720.408447.278480.74384.152032.5761080.612670.9171721.11576.2253048.864 对各工况分别进行计算，然后对
11、结果进行分析比较。计算结果表明，浇注混凝土时以工况3和工况1受力最大，为控制阶段。以下列出了工况3的计算图示和各工况的计算结果，从下列表格可以看出，计算全部通过。 挂篮模型图 挂篮加载图 挂篮轴力图 挂篮弯矩图挂篮主要结构受力表 工况1：杆件名称 轴 力（KN） 弯 矩（KN-cm）应 力（KN/cm2）许用应力（KN/cm2）备 注1主杆852.684.7120.02525矩形截面，16Mn钢板，单根杆件。2主杆-688.284.3320.03主杆-697.723.7920.04主杆-733.124.6220.05主杆718.574.5320.0主杆销子5.4312.545钢主杆孔壁9.69
12、30.0吊带（短）266.968.5620.016Mn钢板吊带（长）209.026.7020.0吊带销子6.7612.545钢吊带孔壁13.2630.0杆件名称轴 力（KN）弯 矩（KN-cm）应 力（KN/cm2）许用应力（KN/cm2）备 注吊带分配梁-7153.393.8914.536b工字钢前上横梁20-1489.503.9014.5前上横梁16297.805.9214.5后上横梁20541.161.4214.5后上横梁16-7.630.1514.5前下横梁-21129.086.4621.016Mn钢板，矩形截面后下横梁21128.446.4621.0顶板滑梁9812.335.2614.5翼缘板滑梁7691.865.6614.5腹板纵梁7682.278.3414.536b工字钢底板纵梁8814.099.5714.5后锚点反力-503.3110.0246.5后横梁支点反力474.047.9020.0后锚固吊带前支点反力962.17工况2：杆件名称轴 力（KN）弯 矩（KN-cm）应 力（KN/cm2）许用应力（KN/cm2）备 注1主杆944.625.2220.02525矩形截面，16Mn钢板，单根杆件。2主杆-762.494.802
