悬臂现浇菱形挂篮设计浅析

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1、悬臂现浇菱形挂篮设计浅析摘要：本文以南水北调中线工程漫流东北桥悬臂现浇挂篮施工为例，阐述菱形挂篮设计方案，并对菱形挂篮在不同工况下的受力结构进行详细的验算，确保菱形挂篮满足施工要求，并最大程度节约工程投资。关键词：菱形挂篮；设计；验算；工况Abstract：ThemiddlerouteofSouth-to-NorthWaterTransferProjectFlownortheastbridgecast-in-placecantileverhangingbasketconstructionasanexample,therh

2、ombichangingbasketdesignscheme,andtherhombichangingbasketunderdifferentworkingconditionsoftheforcestructuredetailedcalculation,toensurethattherhombichangingbasketmeettheconstructionrequirements,andthegreatestdegreeofsavingprojectinvestment.Keywords：rhombichanging

3、basketdesign；calculation；condition；中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)0前言悬臂浇筑的施工工艺适用于大跨度的预应力的混凝土的悬臂梁桥和连续的梁桥等，该工艺最大的施工特点就是不需要建立一个落地的支梁，也不需要建立起大型的起重和运输的设备，主要就是需要结合工程的施工特点并依靠一对可以行走的挂篮。本文以南水北调中线工程漫流东北桥悬臂现浇挂篮施工为例，对菱形挂篮的设计及验算进行详细的介绍。1工程概况漫流东北公路桥上跨南水北调渠道主线，上部结构为(71.5+

4、130+71.5)m预应力混凝土连续箱梁，全桥长280.5m，单幅梁体为单箱单室、变截面结构，箱梁顶宽17.5m，箱梁低宽8.5m，顶板厚度26cm，梁高及底板厚度均按2次抛物线变化。该桥0#段、1号梁段及边跨采用现浇，1号段〜16号段为对称悬臂浇筑，采用菱形挂篮施工工艺。梁体混凝土标号为C60,桥预应力钢筋采用高强低松弛①s=15.2mm:Ry=1860Mpa钢绞线。2菱形挂篮设计(1)本挂篮方案设计工况取中跨7号梁段浇筑(该梁段为本桥浇筑最大重量梁段，长4m，单块理论重量2105.4KN)(2)本挂篮使用菱形挂篮，为

5、避免2号块施工时挂篮错位安装，本挂篮主桁采用4.5+6m的布置，锚固支撑段长度4.7m，两只挂篮对接拼装时，锚固支撑段共需9.4m已浇筑梁段，本桥0号块长6m，1号块长2m，总长度为10m，满足初始安装空间要求。(1)本挂篮主要构件采用型钢为原料，主要杆件及模板使用Q235b材质，挂篮吊带使用16Mn钢、销轴采用45号钢，后锚固系统使用直径32mm精轧螺纹钢筋。(2)Q235b钢设计允许应力为：轴向及弯曲应力140Mpa，剪应力85Mpa；16Mn钢轴向应力200Mpa；45号钢剪应力125Mpa,轴向应力210MPa，

6、精轧螺纹钢筋抗拉应力650MPa。菱形挂篮如下图所示：3菱形挂篮主要验算内容菱形挂篮设计主要进行以下验算：(1)挂篮施工工况受力结构验算，主要包含底模平台的验算、外滑梁系统的验算、内滑梁系统的验算、底模平台后吊挂系统的验算、底模平台前吊挂系统的验算、前上横梁的验算、挂篮主桁结构的验算、后锚固的验算。此部分的受力验收是本文重点阐述内容。(2)挂篮走行工况受力结构验算，主要包含挂篮后锚的验算。各项计算内容又包含多个子项，下面逐个阐述其验算方法及步骤。4菱形挂篮验算书4.1挂篮施工工况受力结构验算(1)主梁荷载的划分取7号块中

7、间截面为计算控制截面，将变截面梁对纵梁的不均匀荷载简化为均布荷载，因靠近已浇筑梁段处荷载相对较大，简化后的荷载对于挂篮实际而言是更大的，所以可以按此简化。7号块体积81.0m3，梁块重量2105.4KN。主梁按照挂篮各受力构件进行荷载划分如下图所示：7号块各区段承担荷载分布计算如下：(2)底模平台的验算底模平台估算重量12.4吨，平台尺寸为8.5X6.7M(不含悬挑出去部分)，则其均摊荷载为12.4X9.8/(8.5X6.7)=2.13KN/M2。底模平台有底模1、底模2、底模3三种纵梁，以下分别予以验算：A、底模1受4

8、m长范围均布荷载124.58KN/m，自重荷载为均布2.13X0.8=1.7KN/M，该处为两根纵梁联合受力，则单根纵梁承受梁体荷载为124.58/2=62.29KN/m,自重荷载0.85KN/mo该纵梁由2[36b上下贴10mm厚钢板组合而成。底模1的纵梁受力图及腹板下级梁计算横断面图如下所示(自重荷载为通长均布，