汝郴高速赤石大桥牵索挂篮设计_刘运洪

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1、2014年第21期(总第150期)江西建材交通工程汝郴高速赤石大桥牵索挂篮设计■刘运洪■中铁大桥局股份有限公司，湖北武汉430050摘要:汝郴高速赤石大桥主梁为单箱四室混凝土箱梁，采用钢箱式长平台牵索挂篮施工。挂篮为四纵梁、三横梁结构，纵横梁间通过斜撑连接，中横梁上设置止推键。该挂篮纵横向刚度较大，能适应不同长度节段施工，满足了宽幅重载箱梁节段悬浇施工要求。关键词:长平台牵索挂篮施工设计图1赤石大桥主桥立面1工程概况汝郴高速赤石大桥主桥为跨径165m+3×380m+165m的四塔预应力混凝土双索面斜拉桥，主桥各塔均布置23对斜

2、拉索，拉索纵向呈扇形布置。主梁采用单箱四室箱型截面，中心高3.2m，顶宽27.5m，设2%双向横坡。主梁主要有以下几个特点:(1)梁底距地面最大高度约171m;(2)节段长度分为8m、6m、4m三种类型;(3)节段重量大，约为5470kN;(4)斜拉索锚块凸出梁底约0.9m。2方案比选牵索挂篮主要分为长平台和短平台两大类:长平台挂篮一般仅在混凝土主梁下设置挂篮平台，已成梁段下的挂篮平台长度一般略长于待浇梁段下的挂篮长度，以方便挂篮的走行，也为了保证挂篮竖向刚度。短平台挂篮是在已成梁段上设置桁架作为挂篮走行时其前端的吊挂受力结构

3、，从而减小了底平台长度，但挂篮的竖向刚度较小。为了保证灌注主梁时挂篮的竖向刚度，除了在底平台前端设置牵索外，同时将其吊挂于桁架上，并在施工中保持适当的拉力，以保证主梁的标高准确和线型匀顺。一般情况下，长平台挂篮经济性较好、梁面以上作业面开阔、施工效率较高;短平台挂篮仅在宽桥面或单索面斜拉索时更具有优势。经图2挂篮总体布置图综合比选，该桥主梁采用钢箱式长平台牵索挂篮施工。索系统由张拉机构及斜拉索组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚3结构设计固定在张拉分配梁上。张拉分配梁可沿弧形首处导轨上下滑动并锁挂篮结构形式及分块尺寸设计时，需

4、综合考虑箱梁结构特点、挂篮定，以适应斜拉索角度的变化。梁段施工完成后，采用张拉千斤顶实现受力、运输要求、现场起吊能力等因素。体系转换。牵索系统布置见图3。该挂篮由承重系统、牵索系统、走行系统、定位系统、锚固系统、模板系统等组成。主要受力构件均采用箱形结构，材质为Q345B。挂篮总体布置见图2。3．1承重系统承重系统由底平台和挂腿组成。根据箱梁结构特点，挂篮采用四纵梁结构，主纵梁设置在斜拉索下方，其前端开槽，作为支撑斜拉索的弧形首。次纵梁设置在两侧竖腹板下方，其后端设置反滚轮，作为挂篮走行时的反力装置。纵梁间通过前中后三道横梁及

5、斜撑相连。承重系统各构件均为箱形结构，腹板和翼板根据局部稳定要求设置纵横向加劲肋。挂篮单个构件最大重量不超过16t，各构件间通过精制螺栓连接。3．2牵索系统牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形图3牵索系统布置图成前支点，在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵·174·3．3走行系统件根据实际情况添加。模型加载需考虑结构自重、箱梁荷载、风荷载、走行系统实现挂篮空载前移功能，由走行千斤顶、反力座、滑道、反模板荷载及施工荷载。经各工况分析汇总，挂篮构件反力见表1。滚轮组成。走行千斤顶(50t双作用千

6、斤顶)通过顶推滑道上反力座，使表1构件反力汇总表(kN)挂腿在滑道上滑动。反滚轮平衡挂篮走行时的前倾力。挂腿中锚点后锚点止推键滑道设计为整体结构，可通过走行千斤顶反拉实现前移，以减少现挂篮走行1829000场人工操作量。整体滑道相比常规节段式滑道，线型更平顺，且消除了Ｒ2浇筑731358417663接头对挂篮走行的不利影响。走行系统布置见图4。Ｒ19浇筑15513786332375L15浇筑10013918052337L23浇筑9614318722645挂篮走行工况应力见图6，L23#节段浇筑100%砼时，挂篮应力见图7。图4

7、走行系统布置图3．4定位系统定位系统实现挂篮浇筑前的定位，由前水平千斤顶、止推键及后支点平衡千斤顶组成。由于箱梁竖腹板处预应力管道密集，止推键无法设置在次纵梁上，因此考虑将止推键设置在中横梁上。止推键采用钢板焊接而成，与中横梁焊为整体，施工时止推键嵌入箱梁预留孔内，将挂篮顺桥向荷载传递至已浇梁段上，以平衡斜拉索顺桥向水平分力。挂篮提升就位后，将止推键与箱梁内预埋件顶紧，确保挂篮顺桥向位置准确。挂篮横向位置通过前水平千斤顶精确调整，前端竖向标高图6挂篮走行工况应力图由后支点平衡千斤顶调整。3．5锚固系统锚固系统包括6组中锚杆和2

8、组后锚杆。中锚杆设在中横梁上，其作用是将底平台承受的荷载传递至已浇梁段上，后锚杆设在次纵梁后端，其作用是平衡牵索张拉时产生的拉力。混凝土浇筑前，锚杆需进行预拉，以消除混凝土接缝处错台。3．6模板系统模板系统由底模、侧模及内模组成。侧模系统布置见图5。图7L23#浇筑100%砼