悬灌梁菱形挂蓝的设计原理与应用(改后)

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时间:2018-07-24

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1、悬灌梁菱形挂篮的设计原理与应用单位:中铁九局七公司作者:杨宝军二○一一年四月十日3悬灌梁菱形挂篮的设计原理与应用中铁九局七公司杨宝军内容提要:以辽阳新运大桥70+120+120+70为实例,阐述了挂篮的设计原理、主要组成部分、安装程序、受力分析和挂篮检算。关键词:菱形挂篮设计原理应用一、前言悬浇施工法是在挂篮等各种移动的钢制脚手架上,由桥墩向跨中对称地支模、绑轧钢筋、穿预应力管道、浇筑梁体至设计位置,待梁体养护达到设计强度后,再穿束、施加预应力的架桥方法。由于采用挂篮的悬浇施工法具有许多优点,不影响桥下正常交通、不受地形限制、挂篮可重复使用

2、等,因此,它广泛地应用于大跨度预应力混凝土梁桥的建设中,挂篮作为连续梁悬臂浇筑的一种常用设备,应用已经很普遍,目前国内挂篮的种类繁多,悬臂施工挂篮最初是平行桁架式,后来逐渐发展成多样化,辽阳新运大桥采用菱形挂篮。二、工程概况辽阳新运大桥连续梁为四孔一联(70+120+120+70)m预应力混凝土双线连续箱梁,箱体为单箱双室,直腹板、变坡度、变截面结构。箱梁顶宽18.5m,底宽13.5m,全联采用悬臂浇筑法施工,全联共设16个梁段,其中15个梁段需要采用挂篮进行悬臂浇筑。三、菱形挂篮的设计原理1、菱形挂篮各组成部分的设计:(1)主梁系:主梁系

3、由菱形构架、横向连接系、上下横梁三部分组成,其中主构架为整套挂篮的受力核心由三片菱形桁架构成,每片桁架有两根32c槽钢组成格构式组合截面,各杆件之间采用ф25的高强螺栓通过两块厚δ=20mm的节点板连接成一体,两片菱形桁架之间平面及竖向联结,其作用是传递由前上横梁传接提吊系统的拉力。横向连接系由角钢焊接而成,其作用是连接两片主桁架,使其形成一体抗倾覆,前移时保持同步和稳定。挂篮横梁(包括前上横梁、前下横梁和后下横梁)均采用两根45B的槽钢组成的组合截面。前上横梁支撑于挂篮主桁的受力核心,两片菱形桁架上,其作用一是连接两片主桁架,二是承受吊带

4、传来的荷载。承受由前吊带传递过来的所有荷载,前下横梁通过前长吊带吊挂在前上横梁上,承受由纵梁桁架前端传递过来的所有荷载;后下横梁通过后长、短吊带吊挂在已灌筑的箱梁梁体上,承受由纵梁桁架后端传递过来的所有荷载。(2)底模系:底模系由前后拖梁、纵向桁架以及模板组成,托梁由两根32B槽钢、两根40c槽钢分别焊接后叠加组合而成,底模的面板为δ=8mm的A3钢板,根据模板所在位置的受力状况,在模板的面板下设置相应间距的加劲肋。底模系前托梁悬挂在前横梁上,后托梁由两个后锚锚固在已成梁段混凝土底板上。(3)外模系:外模系由侧模架和模板组成。侧模架由[14

5、B槽钢形成桁架结构,桁间距100cm;模板由δ6mm钢板以及角钢作肋制成,侧模夹住底模,通过调整底模的高程以适应不同高度的梁段,这样外模能循环使用,大大节约了投资。外模系下端牛腿支撑在底模系前后托梁上,中部用对拉筋与内模系相连,顶部利用已成梁段上的预留孔将侧模锚固在已成梁段上,另一侧利用斜拉杆固定在主构架上。(4)内模系:采用箱内支架法。(5)锚固系:锚固系分上下锚固区。上锚是主桁架的自锚平衡装置,由锚固扁担梁、竖向预应力筋、连接锚杆、千斤顶等组成。每根主桁纵梁尾部用3根精轧螺纹钢筋作为连接锚杆与箱梁内的预埋的竖向预应力筋(或预留空洞穿精轧

6、螺纹钢紧)相连,单根主梁设置3个锚固点,一个3挂篮共设置6个锚固点。下锚是在已成梁段箱梁底板预留孔处将底模系后托梁锚固在已成梁段上。精轧螺纹粗钢筋上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端挠度。(6)挂篮走行系统:挂篮走行系统分为:桁架走行系统、底模、外模走行系统。桁架走行系统是在两片桁架下已灌筑的箱梁顶面铺设横向的轨道固定扁担梁,在轨道固定扁担梁顶面沿纵向铺设两根用20B工字钢上下满焊δ=20mm钢板焊的箱形轨道,轨道扁担梁用已灌筑箱梁的竖向预应力筋锚固于箱梁顶面,轨道锚固在轨道固定扁担梁上。轨道顶面放置前后支座,支座与桁架节点通过

7、螺栓连接,前支座沿轨道滑行,后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动,不需加设平衡重,轨道分节向前倒用;底模和外模与挂篮主桁同步走行,走行时,底模仍然支撑在纵梁桁架上,外模则吊挂于外导梁。(7)挂篮吊带:吊带包括前长吊带、前短吊带、后长吊带、后短吊带和后短吊杆。前长吊带是前下横梁与前上横梁之间的传力结构;前短吊带是内外导梁前端与前上横梁之间的传力结构;后长吊带和后短吊带是将后下横梁所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上,根据所传力的大小,采用ф32的精轧螺纹钢制作而成;后短吊杆是将内外导梁后端所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上,采用直径为ф32抗拉标准

8、强度为830Mpa的精轧螺纹粗钢筋制作而成。(8)挂篮外导梁:外导梁主要承受待灌筑箱梁悬臂翼缘板自重及相应的施工荷载,两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌

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