连续梁桥悬臂浇筑挂篮的设计.pdf

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1、连续梁桥悬臂浇筑挂篮的设计石超(江苏恒久钢构有限公司，江苏徐州221001)摘要：本文以某一连续梁桥为例，旨在研究菱形桁架挂篮设计在施工中的作用以及连续粱桥挂篮设计要点，探讨挂篮施工技术注意事项，并进一步提出完善改进意见，为桥梁施工在挂篮技术提升方面提供有效途径。关键词：挂篮设计；挂篮结构计算；模型分析中图分类号：TU289文献标志码：B文章编号：1672—4011(2016)03—0211—02DOI：10．3969／i．i8sn．1672—4011．2016．03．1091工程概况某大桥为三跨预应力混凝土连续梁桥，主

2、跨长120m，采用悬臂浇筑挂篮施工。该桥采用单箱单室的变截面箱梁，箱梁顶面宽15m，底板宽8m，墩顶梁高5m，跨中截面梁高3m，梁体线性呈抛物线方程为y=0．00217×2形式变化至跨中相接。2挂篮设计2．1挂篮形式的选择由于该桥箱梁顶面较宽，各梁段体积较大，且整个梁体线形要求较高，故采用菱形桁架挂篮⋯。菱形桁架挂篮设计主要包括以下部分。1)菱形主桁架。菱形主桁架作为菱形挂篮的主要承重结构，用横联连接两片主桁架竖向放在腹板上，杆件选择用节点板栓接或采用焊接。2)悬吊系统。前吊带不仅要承受近一半的挂篮荷载，也要为底模平台提

3、供前吊点。由于混凝土重量较大，常采用16Mn吊带或者选择性能更好的钢板进行销孔布设，大约每3m一段，用销轴连接各段间来调整梁高。3)模板系统。箱梁外侧模通常采用沿梁高划分成3块左右的钢制大模板，用来调整梁体高度变化。4)走行系统。主桁架走行系统是在箱梁顶面布置两根钢板组焊而成的轨道，用竖向预应力筋通过短梁将其固定，在桁架顶面布设前后支座，前支座沿轨道向前滑行，后支座沿轨道下缘向前滚动，不需要加载平衡重忙J。5)锚固系统。菱形挂篮的锚固系统是将主桁架前后节点和内外模走行梁穿过预留孔锚固箱梁板上。2．2挂篮结构计算1)计算工

4、况。工况1：l号块件(长3．Om)的浇筑；工况2：7号块件(长3．5m)的浇筑；工况3：ll号块件(长5．0m)的浇筑；工况4：挂篮在移动中。2)挂篮的荷载系数取值及组合情况。荷载系数：①浇筑混凝土胀模超载系数为1．05；②浇筑混凝土动力系数为1．2；③空载挂篮冲击系数为1．3；④挂篮抗倾覆稳定系数为2．o。挂篮主桁架主要承受的荷载：①来自箱梁的荷载：l’、74及11’梁段的混凝土重，及不同构件进行对比计算得到得最不利荷载；②施工机具自重及人群荷载取2．6kPa；③倾倒和振捣混凝土所产生的荷载取2．6kPa；④挂篮自身白

5、重取75t。3)荷载组合。①荷载组合l：包括混凝土自重、超作者简介：石超(1978一)，男，江苏徐州人，工程师。主要从事工程施工管理工作。载、动力荷载、挂篮自重、人员设备荷载；②荷载组合2：包括混凝土自重、超载、挂篮自重、人员设备荷载；③荷载组合3：包括挂篮自重和冲击荷载。对承重系统进行强度和稳定性计算时选取荷载组合1；对于挂篮的刚度进行变形计算时选取荷载组合2；对于挂篮系统移动时产生的变形选取荷载组合3进行计算p1。2．3挂篮验算挂篮含模板重70t，施工机具、人员设备重取2．5kN／m3，混凝土重度选用27kN／m3，

6、并考虑增加1．2的超灌系数。考虑最不利荷载组合为：梁段浇筑混凝土自重+内、外模板重+挂篮重+人员设备自重。挂篮为空间结构体系，借助Mid鹊或civil结构分析软件能比较方便地计算各个杆件的内力。验算按照规范中的允许应力法进行，主要对菱形主桁架、底模纵梁、横梁、吊带、螺栓等结构构件进行强度、刚度和稳定性验算。以1。段在施工时对主桁架和底模纵梁的作用进行验算为例。1)主桁架检算。菱形主桁架作为挂篮主要受力结构，其稳定性对挂篮的施工安全性起着不可替代的决定作用。菱形主桁架通常由两片组成，杆件通常选用2根36b的槽钢以螺栓连接对

7、口组焊而成，选取6根∞2咖的精轧螺纹钢筋对后支点在梁体上进行锚固。浇筑时的荷载主要由作用在前支点上的主桁架的自重Pl和前上横梁传递过来的荷载P2构成，荷载计算图式如图1所示。圈l菱形主桁架受力图P由计算得：前上横梁传给每片主桁架的力P2为65t，每片主桁架P。为5．2t。得到前支点的反力为146t，后支点的反力为舳t。浇筑时的抗倾覆弯矩为精轧螺纹钢锚力对B的弯矩，倾覆弯矩为P2对B点的弯矩。该菱形挂篮的抗倾覆稳定系数为3．89，满足规范最低要求；由计算得到BC压杆的压力最大，接近于119．2t，压杆稳定系数计算为巾=O．

8、82，N巾A=149MPa<[盯]=245MPa，所以该杆的整体稳定性满足设计要求。其余杆件内力均不大于BC杆的内力，强度无需验算，满足规范最低要求。C点竖向位移：18咖，满足规范要求。在挂篮移动的过程中，由于后钩板是勾住滑道的上翼缘向前慢慢滑动，倾覆力矩是指在挂篮空载前提下，前上横梁所承受的荷载对B点的力矩。由计算