单箱四室混凝土箱梁悬浇挂篮设计和施工

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1、单箱四室混凝土箱梁悬浇挂篮设计和施工摘要：菱形桁架挂篮主要受力构件均为二力杆，能够充分地利用材料的特性，具有结构轻巧、受力明确、拆装锚固方便的特点。主要对应用于广珠西线高速公路橹尾橇特大桥的菱形桁架挂篮的设计和施工进行了介绍。关键词：四线铁路单箱四室连续梁大型挂篮设计1工程概况哈尔滨至齐齐哈尔客运专线新建铁路工程松花江特大桥主桥，主桥采用(77+3X156.8+77)m预应力混凝土连续梁与三个主跨钢管混凝土加劲拱组合结构体系。主梁采用单箱四室变高度箱形截面，梁高按二次抛物线变化，主梁一般段顶宽29.4m。主

2、梁中跨悬浇13个节段；边跨悬浇12个节段，悬浇梁段长度分别为4.Om、4.5m及5.0m三种。2挂篮设计2.1设计原则挂篮结构应具有足够的强度、刚度和稳定性，应能满足最重块段浇筑时受力要求；自重轻，结构简单，易加工及拼装，通用性强，便于改造；施工中移位、就位快捷，满足工期要求；节省材料，降低成本，有良好的经济效益。菱形桁架挂篮由于结构轻巧、受力明确、拆装锚固方便的特点，已广泛应用于中等跨径桥梁的悬浇施工。结合本桥箱梁的结构特点，经过方案比选，最终确定挂篮主桁采用菱形构架，单只挂篮设置6片主桁；宽大底模平台采

3、用整体式、下导梁式结构形式。2.2设计荷载及容许应力2.2.1设计荷载①各悬浇节段控制计算梁段（最大重量860.5t）o②挂篮总重264.41（包括箱梁外模、底模及内模支架）。③人群及机具荷载取2.5kPao④风荷载取500Pao⑤新浇混凝土侧向压力75kPa。2.2.2容许应力由于本结构为同类施工临时结构中较大型悬浇挂篮，故在选择设计方法时选用容许应力法进行设计。①Q345B钢材容许弯曲应力取[o]=215MPa,剪应力[t]=125MPao②Q235B钢容许弯曲应力取[ow]=145MPa,剪应力[t]

4、=85MPao③其他钢材容许应力按《公路桥梁钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）相关规定值取用。2.3计算工况浇筑工况：各悬浇节段控制混凝土重量+挂篮自重+人群机具+动力附加系数；挂篮走行工况：挂篮自重+冲击附加系数+风荷载。2.4挂篮结构设计2.4.1挂篮结构组成本桥挂篮结构主要由主桁架、底模平台及吊挂系统、内外模吊挂及走行系统、后锚固、内外模、施顶系统等组成。①主桁架：挂篮分六片主桁，每三片主桁为一组并通过联结系联结成整体；每片主桁由上下弦杆、斜撑杆、斜拉杆组成;挂篮主桁各杆件之间以及主桁与联

5、结系之间均为销接。②底模平台由前下横梁、后下横梁、底模纵梁及底模、前后吊挂系统（含垫梁、扁担梁、吊带、吊杆、千斤顶）、防护围栏系统组成。③内外模吊挂系统包括内外导梁、吊环、吊带、销座等组成。④挂篮走行系统包括走道梁、后勾装置、走行轮、内外导梁、底模平台下导梁及走行吊环。⑤锚固系统的作用是在挂篮悬浇混凝土施工过程中，在主桁尾部提供一向下的压力，以平衡挂篮前方的倾覆力矩，包括锚固梁及竖向锚固预应力筋。⑥挂篮模板及限位系统：挂篮外模采用钢模,内外模之间设对拉筋对拉，侧模夹底模形式布置；外侧模与其支撑架焊为一体，在

6、梁高变化节段可适时拆除外侧模底节，以适应变化的梁高；中跨及次边跨挂篮外侧模采用组合模板以适应拱肋吊杆锚点位置变化。2.4.2结构分析计算①设计中的基本假定。箱梁边腹板混凝土的一小部分自重及外侧模重量通过外导梁分别传至前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁前端的前上横梁上；箱梁顶板、内模及其支撑架通过内导梁分别传至前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁前端的前上横梁上；箱梁底板，中腹板、绝大部分边腹板及底模平台的重量分别由前一节段已施工完的箱梁底板和挂篮主桁前端的前上横梁承担。①计算方法。整个挂篮计算过程就是模拟

7、挂篮对称悬臂浇筑施工与挂篮走行的过程，然而在施工过程中并不需要对挂篮施工每个箱梁节段来进行计算，只需通过分析确定各类型待浇段混凝土最重节段重量，各挂篮杆件的最不利荷载工况即可。这样既可以优化计算过程，也能保证挂篮施工的安全性。各控制计算悬浇梁段参数如下：■计算过程中，根据计算中的基本假定所述传力途径，分步对挂篮结构进行分析计算，建立有限元模型并最终确定挂篮各杆件截面，有限元模型如下图所示。■②计算结果挂篮结构各杆件均需计算到位，以下仅对重要受力部件底模平台、挂篮主桁、后锚固系统列出计算结果。a挂篮底模平台计

8、算受控制工况为悬臂浇筑工况，其计算结果为：底模平台钢结构材质为Q235B,杆件最大弯曲应力为0=134.5MPa