《三角挂篮设计方案说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三角挂篮设计方案说明（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三角挂篮设计方案说明武桥重工集团股份有限公司2009年9月 1 工程概述衡酃路A标段跨湘江主桥采用五跨变高度连续箱梁，跨度布置为63.5+3122+63.5m，由单幅桥梁组成。主桥上部结构采用单箱双室直腹板断面，箱梁顶宽27.5m（其中酃湖侧边跨宽24m，蒸阳路侧边跨局部加宽至29.663m），底宽20.5m，箱梁根部断面梁高6.8m，跨中梁高2.8m，梁底板下缘按抛物线变化。各单“T”箱梁除0号块外分为16对梁段，箱梁纵向分段长度为633.0m+533.5m+534m，中跨、边跨合拢段长度均为2.0m。主桥箱梁施工除0号块与1号块在墩顶托架上浇筑完成、边跨现浇段在支架上浇筑完成外，其余从2号
2、块至16号块均采用挂篮悬臂浇筑法施工。墩顶现浇段长度为15m，能满足挂篮拼装的要求。采用挂篮悬浇梁段的最大重量为377t。本工程的主要特点以及施工挂篮的设计重点和难点：（1） 本工程悬浇梁段较多且重量较大，挂篮前移次数多。在确保挂篮具备足够的强度和刚度的前提下，尽量降低挂篮的自重，保证挂篮前移方便快捷、安全可靠。（2） 本工程主桥桥面宽度不等。中跨箱梁顶宽均为27.5m，酃湖侧边跨箱梁顶宽宽24m，蒸阳路侧边跨箱梁顶宽由27.5m局部加宽至29.663m。本桥挂篮应当采用3种结构尺寸以满足3种不同的桥面宽度。针对上述特点，本桥8个挂篮的结构形式均选用菱形桁架式。其中主桥中跨箱梁的6个施工挂篮采
3、用同一种结构尺寸；两边跨箱梁施工挂篮的外侧结构尺寸须调整，分别采用2种不同的结构尺寸。2 挂篮设计总体构思2.1 挂篮抗风能力挂篮设计时尽量减少迎风面积，在风力较大时挂篮固定的安全性。2.2 挂篮的运输与安拆挂篮设计时，挂篮零部件须便于运输，且须保证其安装快捷。挂篮拆除时，挂篮须具备能后退至0号块再进行拆除的功能。2.3 挂篮的加工挂篮设计时，须便于加工，尽可能降低制作成本。挂篮选用的材料除销子和锚杆之外全部选用普通碳素钢Q235钢。2.4 减轻挂篮自重（1） 挂篮主桁承重系统选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构。（2） 挂篮用材立足国内生产的普通碳素钢Q235钢，便于加工。（3） 挂篮前移时
4、尾部充分利用箱梁竖向预应力筋平衡倾覆力矩以取消配重，从而减轻自重。2.5 缩短挂篮施工周期（1） 挂篮施工时，考虑各梁段全段面一次性浇注。（2） 底篮及模板系统采用垂直悬吊在主桁悬臂端。挂篮行走时，底篮、内外模与主桁同步一次性就位，减少了施工工序，从而缩短施工周期。2.6 混凝土浇注质量的保证模板设计注重混凝土的外观质量，以刚度为主来设计模板。2.7 施工条件和作业环境的改善挂篮设计时，考虑所处位置的箱梁顶面有宽敞的作业空间，便于放置多种机具和施工人员往返，改善施工人员的作业环境。2.8 通用性挂篮设计时，考虑对其结构作适当处理，便可适应各种跨径和不同宽度的箱梁施工。3 挂篮主要技术参数3.1
5、 根据菱形桁架轻型挂篮设计总体构思，对挂篮进行结构设计，其主要技术参数如下：悬浇箱梁梁段最大重量：377t悬浇箱梁梁段最大分段长度：4.0m悬浇箱梁梁段高度变化：2.8m6.8m挂篮行走方式：自行（液压穿心千斤顶顶推前移）提升模板方式；手动控制螺旋千斤顶或手拉葫芦提升挂篮自重：123.8t（含外模板及内模顶板）挂篮经济技术指标：123.8/377=0.33挂篮最大挠度：20mm工作纵坡：3.0%3.2 挂篮设计采用的基本参数和计算内容3.2.1 荷载梁段混凝土重量：2.6t/m3施工机具及人群荷载：2.5kPa3.2.2 荷载系数有关荷载系数依据交通部颁发的公路桥涵设计和施工规范，荷载系数取值
6、如下：浇注混凝土时的动力系数：1.23.2.3挂篮设计的最大承载力悬浇箱梁梁段设计最大重量377t，考虑浇注混凝土时动力因素和挂篮施工安全方面的重要性，控制设计最大荷载： w=1.23377=452t。3.2.4 结构分析计算主桁结构内力与位移计算：挂篮主桁为桁架结构，杆件联结分刚性和铰接节点，对于前后横梁桁片因采用焊接节点可处理为刚性节点。主桁杆件稳定性分析：根据平面杆系计算出的内力，对各杆件按受拉受压分别进行计算，压杆采用相应的屈曲长度kL，分别计算出平面内和平面外的压杆整体稳定和局部稳定，若各杆件能满足稳定性要求，则桁架整体稳定也能满足。底篮及其它构件计算：底篮纵梁可视为在均布荷载作用下
7、的简支梁计算；底篮托梁可视为在均布荷载与集中荷载共同作用下的连续梁计算；吊杆与吊带按受拉进行计算。所有计算均根据不同的计算图式与荷载组合，求得各构件的最大应力，在满足强度和刚度的条件下，经多次调整结构几何尺寸，以达到在满足规范要求的前提下，使结构材料最省，重量最轻。4 挂篮的构造及特点三角挂篮设计为桁架式整体移动挂篮，主要由主桁承重系统、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板系统等部分组成。挂篮外形简洁、轻巧，其各部件的受力明确。挂篮结构示意图见设计图纸。4.1 挂篮主桁架承重系统三角斜拉式挂篮主承重系由主梁、格构式主柱、斜拉带组成三角架，三榀三角架由横联与前、中、后横梁连结形成组合结构。主梁断面
8、采用两条工字钢并在其上加盖钢板组焊而成的箱形截面。格构式立柱由角钢组焊而成。斜拉带由两条槽钢组焊而成。横联设计为平面桁架结构，由角钢组焊而成。前横梁断面采用两条工字钢并在其上加盖钢板组焊而成的箱形截面。中、后横梁断面均采用由槽钢组焊而成的箱形截面。斜拉带与主梁和立柱采用由42CrMor制作的销子联接。此挂篮的主桁承重系统与其他类型挂篮的主承重系统相比，受力性能很好且变得均匀，结构亦变得轻巧、简洁，大大降低了挂篮主承重系统的重量；挂篮主桁架的运输与拆装很方便。4.2 挂篮悬吊系统挂篮悬吊系统包括侧模前悬吊、内外侧前悬吊和外侧后悬吊。悬吊系统主要由钢吊杆、调整梁和千斤顶组成。钢吊杆选用标准强度为7
9、85MPa的32精轧螺纹钢，吊杆上端稳固于前横梁与中横梁之上，下端通过自行加工的连接器悬挂底篮的托梁与侧模分配梁。千斤顶置于调整梁与前横梁、中横梁之间，可自由调节底篮与内外模板的高度。挂篮悬吊系统采用钢吊杆（精轧螺纹钢），将更加便利于挂篮的精确调整，同时降低了挂篮的自重。4.3 挂篮行走系统挂篮行走系统主要由液压穿心千斤顶、行走小车、内模行走滚轮、滑轨等组成。挂篮主桁架前支点下方设置滑船，由液压穿心千斤顶顶推挂篮通过滑船在工字钢滑轨上前移。滑轨设计成两段，分前移滑轨与行走滑轨。这样更加便于装拆，移动方便迅速。滑船在前移滑轨上滑移。挂篮后支点巧妙地设计行走小车，行走小车在行走滑轨上翼缘底面滚动前
10、移。行走滑轨与前移滑轨通过压在其上面的锚梁与箱梁竖向预应力筋连接而锚固，这样取消了挂篮尾部的配重，有效地减轻了挂篮自重，挂篮行走亦变得平稳可靠。用于支撑内模的工字钢滑梁通过内模行走滚轮，由挂篮主桁架牵引其同步前移。此挂篮的行走装置与其他类型挂篮相比有着明显的优势，挂篮的主承重系统与底篮及其他各部分均同步一次性就位，这样减少了施工工序，缩短了施工周期。4.4 挂篮锚固系统挂篮的锚固系统包括主桁架的锚固与模板系统的锚固两部分。在浇注箱梁砼时，挂篮单榀三角架尾部用5根32精轧螺纹钢通过连接器与箱梁竖向预应力筋连接进行锚固。32精轧螺纹钢上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端的挠度。模板系统
11、前端由吊杆支承，后端则利用32精轧螺纹钢锚固于已浇梁段前端。4.5 挂篮模板系统挂篮模板系统包括底篮、外模、内模、端模和工作平台等。模板设计均按全断面一次性浇注箱梁混凝土考虑，整个模板系统均随主桁行走一次到位。整个系统操作简便，有效地缩短了模板移动和安装周期，保证了混凝土的外观质量。底篮由前托梁、后托梁、纵梁组成，托梁与纵梁连接采用螺栓连接，底模平铺于纵梁之上。前托梁通过10条32精轧螺纹钢与前横梁连接，精轧螺纹钢与前托梁处的连接设计了专用的连接器，其连接稳固可靠。后托梁设10根后锚杆将其锚固于前段已浇混凝土的箱梁底板上面。后托梁两端设两条32精轧螺纹钢与中横梁连接，主要供移篮使用。前托梁采用
12、两条槽钢并在其上加盖钢板组焊而成的箱形截面，后托梁采用由槽钢及钢板组焊而成的桁架结构，纵梁采用工字钢加工而成，箱梁腹板下方的纵梁加密布置，底模采用12mm厚钢板平铺于纵梁之上。外模翼缘板设计成桁架式，腹板段设计成平面板。面板选用=6mm厚Q235钢板，横肋选用槽钢8，纵肋选用6mm扁钢，背楞选用双槽钢12，单块模板共设置5组。单块模板翼缘下方共布置三条工字钢纵梁，纵梁用于支撑模板，前端悬于主桁前分配梁，后端悬吊于已浇箱梁翼板上，挂篮前移时后端悬吊于主桁后分配梁，外模吊杆均采用32精轧螺纹钢。内模由顶板、支撑架组成。内模顶板由=5mm的钢板、L7537536角钢及-5375扁钢组焊而成。内模支撑
13、架由槽钢8组焊而成，共设置4组，由纵向角钢L6336336连接成整体。单室内模顶板由两块组成，当箱梁腹板厚度变化时，可在内模顶板中间位置处采用木模进行调整。箱梁腹板处内模可采用木模或分块钢模。拆模时在内模顶板横肋上设置活动铰来实现。模板高度的变化通过增减块板来调节。外模与内模在箱梁腹板段设置对拉杆，对拉杆选用18园钢，两端车牙，由螺栓固定。箱梁腹板段对拉杆每层间距为1m至1.2m,每层对拉杆共设置5根。在外模下方可通过千斤顶由顶杆固定侧模于底篮工作平台。端模采用分块钢模以适用箱梁腹板厚度和孔道位置的变化。在底篮两侧、前后端设置固定工作平台，在内外模和箱梁前端设置悬吊工作平台，便于箱梁任何位置的
14、操作。5 挂篮压载试验挂篮在墩顶梁段安装完成后，需对其进行模拟压载试验，以检验挂篮实际承载能力和安全可靠性，并获得弹性和非弹性变形参数，为挂篮施工和箱梁线型控制提供数据，同时检验挂篮的设计准确性和挂篮的加工质量。试验加载过程须模拟挂篮施工过程的受力情况，加载的方式可根据项目部的实际情况确定，在加载过程中可分四级加载和两级卸载，第4级为挂篮最大试验荷载。6 挂篮的施工使用6.1 施工顺序 挂篮前移就位后，调整其平面位置及标高。 绑扎底板与腹板钢筋，安放竖向预应力筋及底板纵向预应力管道；绑扎顶板钢筋，安放纵向预应力管道及横向预应力钢束；安装端模。 浇注梁板混凝土。 梁段混凝土养生。 梁段混凝土强度
15、达到设计值的90%后，张拉纵向、横向预应力钢束及竖向预应力筋；纵向、横向预应力钢束及竖向预应力筋压浆。 挂篮前移就位。6.2 挂篮前移6.2.1挂篮前移基本流程如下：(1) 新浇节段砼达90%强度并张拉完预应力筋。 (2) 放松模板系统的前后吊杆，使其下降1020cm。 (3) 在三榀主桁架前支点各置两台32t千斤顶，并将前支点顶起510cm左右，拧紧支撑杆螺母，使挂篮稳定。 (4) 将滑轨前移至已浇节段砼前端 ，并将滑轨锚固于已浇节段上。 (5) 下降主桁架，使其与滑轨接触。 (6) 安装并检查行走小车、行走滚轮使其分别与滑轨及滑梁可靠接触。 (7) 卸去挂篮后锚筋及底篮后锚。 (8) 安装两个YC150-200液压穿心千斤顶顶推挂篮前移就位。武桥重工集团股份有限公司2009年10月8
