論連續(xù)箱梁菱形掛籃設(shè)計(jì)

1、<p>　　論連續(xù)箱梁菱形掛籃設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：結(jié)合嘉紹大橋跨堤引橋連續(xù)箱梁菱形掛籃使用實(shí)踐,本文主要介紹了菱形掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：菱形；掛籃；設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1、工程概況 </b>&l

2、t;/p><p>　　嘉紹大橋跨堤引橋?yàn)椋?0+90+70）m跨徑布置的變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，箱梁高度在主墩墩頂處為5.8m，接陸地區(qū)引橋側(cè)梁端高度為3.0m，跨中及接水中區(qū)引橋側(cè)梁端高度為4.0m，梁底緣采用折線型變化。 </p><p>　　箱梁采用單箱雙室斜腹板截面型式，分左右兩幅布置，兩箱中心距為21.50m。每幅箱梁頂寬為19.80m，翼緣懸臂長(zhǎng)度為3.20m。頂板設(shè)2%的橫坡，厚

3、度為28cm，底板厚為30～60cm。在墩頂設(shè)4.0m厚中橫梁和梁端設(shè)1.65m厚端橫梁，其余位置均不設(shè)置橫隔梁。 </p><p>　　主橋最大懸臂長(zhǎng)度43.95m，分10個(gè)梁段，采用掛籃對(duì)稱懸臂澆筑。各梁段有兩種不同塊段長(zhǎng)度：1#～7#塊長(zhǎng)3.5m，8#～10#塊長(zhǎng)4.65m </p><p>　　2、掛籃結(jié)構(gòu)形式比選 </p><p>　　掛籃形式 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4、</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) </b></p><p>　　貝雷桁架掛籃 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工件少，拆除可做它用，運(yùn)輸方便， 桿件自重大，貝雷桁片變形較大 </p><p>　　牽索掛籃 結(jié)構(gòu)新穎，受力明確，自重輕 施工時(shí)較繁瑣，適用于斜拉橋，有一定的局限性 </p><p>　　三角掛籃 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，施工

5、方便 多數(shù)需加配重平衡 </p><p>　　菱形掛籃 結(jié)構(gòu)新穎，受力明確，自重輕，施工方便 加工量大，加工精度要求高 </p><p>　　梯形掛籃 結(jié)構(gòu)新穎，受力明確，施工方便 加工量大 </p><p>　　根據(jù)混凝土懸臂澆筑工藝對(duì)掛籃設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，以及對(duì)各種形式掛籃施工特點(diǎn)研究的同時(shí)考慮主桁的周轉(zhuǎn)率，經(jīng)過(guò)必選后決定：嘉紹大橋跨堤引橋連續(xù)箱梁施工采用菱形掛籃

6、。 </p><p>　　3、菱形掛籃設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重輕，受力明確，結(jié)構(gòu)變形小，前移及裝拆方便，可重復(fù)利用。 </p><p><b>　　4、結(jié)構(gòu)構(gòu)造 </b></p><p><b>　　4.1主桁結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　①

7、主桁：?jiǎn)纹麒鞛?根[32a槽鋼，2根槽鋼背靠背通過(guò)連接板焊接成整體，主桁之間通過(guò)銷子連接，槽內(nèi)和銷孔位置貼加勁板加強(qiáng)。 </p><p>　?、?上前橫梁：上前橫梁采用桁架結(jié)構(gòu)，其上弦桿為2根I45a工鋼，總長(zhǎng)為16.02m，下弦桿、豎桿與斜桿為4根[14a槽鋼，上下弦桿與斜桿、豎桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行焊接連接。桁架高度為1.5m。 </p><p>　?、?上中橫梁：上中橫梁同時(shí)為立柱平聯(lián)結(jié)

8、構(gòu)，主要為掛籃行走時(shí)底籃后橫梁的承重結(jié)構(gòu)，上弦桿、豎桿和斜桿為4[14a槽鋼，下弦桿為2I32a工鋼，桁架中心高度1.5m。 </p><p><b>　　4.2底籃結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　底籃結(jié)構(gòu)包括前、后橫梁以及縱梁。前、后橫梁均為桁架結(jié)構(gòu)，上弦桿為2根I45a工鋼通過(guò)連接板焊接成整體，下弦桿、豎桿和斜桿為4根[14a槽鋼，桁架高度為1.5m?？v梁分A

9、、B兩種型號(hào)，均為桁架結(jié)構(gòu)，上弦桿為I20a工鋼，下弦桿和斜桿為2根[8槽鋼。A型底籃縱梁設(shè)置在腹板底下，桁架中心高度為1.0m，B型底籃縱梁設(shè)置在非腹板下，桁架中心高度為0.7m。 </p><p><b>　　4.3懸吊系統(tǒng) </b></p><p>　　懸吊系統(tǒng)由前吊帶和后吊帶組成，前吊帶包括底板吊帶、翼緣板吊帶，后吊帶包括翼緣板吊帶、行走吊帶和箱內(nèi)后錨帶，一個(gè)

10、掛籃共設(shè)置10根吊帶。底板吊帶截面為20cm×4cm，翼緣板吊帶、行走吊帶截面為20cm×2cm，箱內(nèi)后錨帶截面為20cm×5cm。 </p><p><b>　　4.4錨固系統(tǒng) </b></p><p>　　錨固系統(tǒng)分主桁后錨、軌道錨固以及吊帶錨固。 </p><p>　　主桁后錨設(shè)置在主桁后端，單片主桁由4根直

11、徑為φ32mm的精軋螺紋鋼來(lái)錨固，提供掛籃塊段懸臂澆注時(shí)的抵抗傾覆力。 </p><p>　　軌道錨固須與主桁后錨結(jié)合考慮，為軌道固定和定位，掛籃后行走小車行走時(shí)前后軌道錨固筋的間距不得超過(guò)2.0m。 </p><p><b>　　4.5行走系統(tǒng) </b></p><p>　　行走系統(tǒng)由前支腿滾動(dòng)支腿、行走軌道和后錨行走小車三部分組成。 <

12、;/p><p><b>　　4.6模板系統(tǒng) </b></p><p>　　模板系統(tǒng)包括底模、外側(cè)模和內(nèi)模，含模板的懸吊系統(tǒng)和行走系統(tǒng)，掛籃前移時(shí)模板及縱梁同掛籃一起行走。 </p><p>　　4.7張拉平臺(tái)及安全防護(hù)設(shè)施 </p><p>　　在底籃兩側(cè)及前端設(shè)置防護(hù)欄桿及防護(hù)網(wǎng)，在主桁上特別是底板吊帶處設(shè)置安全防護(hù)欄及防

13、護(hù)網(wǎng)，確保施工安全，底籃腹板外側(cè)設(shè)置安全通道，支承于底籃前后橫梁，安全通道外側(cè)設(shè)置防護(hù)網(wǎng)。 </p><p>　　圖4-1 掛籃側(cè)面布置圖 </p><p>　　圖4-2 掛籃橫斷面布置圖 </p><p><b>　　5、掛籃結(jié)構(gòu)計(jì)算 </b></p><p><b>　　5.1參數(shù)取值 </b>

14、</p><p>　　按照《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》取值：A3鋼材的允許拉、壓應(yīng)力為140Mpa，彎應(yīng)力為145Mpa，剪應(yīng)力為85Mpa，節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁承壓應(yīng)力為210Mpa；16Mn鋼的允許拉、壓應(yīng)力為200Mpa，彎應(yīng)力為210Mpa，剪應(yīng)力為120Mpa，節(jié)點(diǎn)銷子的孔壁承壓應(yīng)力為300Mpa；45號(hào)鋼的允許拉、壓應(yīng)力為210Mpa，彎應(yīng)力為220Mpa，剪應(yīng)力為125Mpa。掛籃的允許最大變形為2

15、0mm，施工時(shí)抗傾覆安全系數(shù)為2，行走時(shí)抗傾覆安全系數(shù)為2。 </p><p><b>　　5.2荷載 </b></p><p>　　箱梁塊段荷載：最大重量為196.82t，當(dāng)混凝土澆筑完成后，初凝前該塊段箱梁混凝土完全作用在掛籃上。 </p><p>　　掛籃自重：77.19t。 </p><p>　　模板自重：底模板

16、采用大塊鋼模重90kg/m2，外側(cè)模采用桁架式結(jié)構(gòu)重量230kg/m2，內(nèi)模采用落地式支架重120kg/m2。 </p><p>　　施工人員、機(jī)具荷載：按1.5KN/m2計(jì)。 </p><p>　　振搗砼產(chǎn)生的荷載：按2.0KN/m2計(jì)。 </p><p>　　傾倒砼產(chǎn)生的荷載：按2.0KN/m2計(jì)。 </p><p>　　5.3、荷載組合

17、與分配 </p><p>　?、?混凝土澆筑時(shí)荷載包括：箱梁塊段混凝土自重、掛籃自重、振搗混凝土產(chǎn)生的荷載、施工機(jī)具及人群荷載。 </p><p>　?、?行走時(shí)荷載包括：底模、外側(cè)模、前橫梁、中橫梁、縱梁、底籃前橫梁、底籃后橫梁。 </p><p>　　③ 荷載分配：箱梁翼緣板荷載通過(guò)外側(cè)支架傳遞至縱梁上；箱梁中部頂板荷載通過(guò)內(nèi)模支架傳遞至底板并用底板荷載一起傳至

18、縱梁；腹板荷載直接傳至腹板底縱梁；縱梁將荷載傳至底籃前橫梁和后橫梁，底籃通過(guò)吊帶將荷載傳至中橫梁和前橫梁，最終傳至掛籃主桁架上。 </p><p>　?、?主桁架計(jì)算：將吊帶及橫梁的支點(diǎn)反力作用于主桁上，驗(yàn)算主桁主梁、斜拉帶、立柱等各桿件的強(qiáng)度和剛度及主梁后錨的受力，主桁計(jì)算時(shí)應(yīng)特別注意主梁支點(diǎn)處的局部應(yīng)力情況。 </p><p>　　⑤ 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：由主梁后錨筋實(shí)際能承受的力與主桁

19、計(jì)算得到的后錨力來(lái)驗(yàn)算掛籃的抗傾覆性。 </p><p><b>　　計(jì)算成果： </b></p><p>　　構(gòu)件名稱 最大應(yīng)力 </p><p>　?。∕Pa） 最大累計(jì)變形 </p><p>　?。╩m） 最大應(yīng)力 </p><p>　　（MPa） 最大累計(jì)變形 </p>&l

20、t;p>　　（mm） 最大應(yīng)力 </p><p>　?。∕Pa） 最大累計(jì)變形 </p><p><b>　　（mm） </b></p><p>　　底籃縱梁 107.7 18.3 103.8 18.9 24.5 38.8 </p><p>　　底籃前橫梁 80.0 17.9 92.4 18.1 17.7 4.6

21、</p><p>　　底籃后橫梁 95.2 3.1 77.7 3.0 67.2 36.6 </p><p>　　主桁 70.1 7.4 76.5 8.4 96.3 2.3 </p><p>　　翼緣板吊帶 93.0 10.9 115.6 14.2 23.7 3.4 </p><p>　　行走吊帶 5.8 2.4 6.5 2.7 38.8 12

22、.6 </p><p>　　箱內(nèi)后錨帶 59.2 0.3 47.2 0.2 </p><p>　　底板吊帶 38.8 16.3 37.5 17.1 7.6 4.4 </p><p>　　上中橫梁 20.0 2.4 21.7 2.8 76.9 12.6 </p><p>　　上前橫梁 69.5 15.2 66.9 15.9 17.9 4.2 &

23、lt;/p><p>　　最大累計(jì)變形 18.3mm 18.9mm 38.8mm </p><p>　　工作狀態(tài) 掛籃懸澆狀態(tài)（1#塊） 掛籃懸澆狀態(tài)（9#塊） 掛籃行走狀態(tài) </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　嘉紹大橋跨堤引橋連續(xù)箱梁菱形掛籃結(jié)構(gòu)合理、自重較輕，行走安全穩(wěn)定，箱梁施工質(zhì)量良好。

24、 </p><p>　　在掛籃的設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和工程特點(diǎn)選擇合理的掛籃形式，在保證掛籃的強(qiáng)度和剛度的前提下，為減少掛籃自重，掛籃各桿件所用材料應(yīng)盡量選擇高強(qiáng)輕質(zhì)鋼材。同時(shí)在施工中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使掛籃設(shè)計(jì)得到更好的優(yōu)化。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　?。?］嘉紹至紹興跨江公路通道嘉紹大橋跨堤引橋施工

25、圖設(shè)計(jì) </p><p>　?。?］JTJ 025-86《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 </p><p>　　［3］JTJ 041—2000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 </p><p>　?。?］《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）——中國(guó)建筑工業(yè)出版社 </p><p>　　［5］GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 </p>