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摘 要:本文基于笔者从事桥梁施工与设计的相关工作经验,基于重庆武水高速公路B3合同段土坎乌江特大桥连续刚构悬臂浇筑箱梁的挂篮施工实践,介绍了三角形挂篮设计思路,及其主要构造和特点以及在施工中的运用.
关键词:桥梁 三角形 挂篮 设计 施工
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(b)-0083-01
近年来,作为悬浇连续箱梁的主要施工设备,无水平推力后支点三角形主桁形式的挂篮得到了广泛的应用,其由于结构简单、受力明确、重量轻、用材较省,在施工过程中的使用效果良好.本文较为详细的描述了悬浇箱梁的三角形挂篮设计与施工,对类似结构桥梁施工技术的研究具有较为现实的指导意义.
1. 工程概况
土坎乌江大桥主桥为左右幅桥分别设计.左右幅桥主桥均为相同的连续刚构,主梁梁段为单箱单室,跨度布置均为:(110+200+110)m,箱顶由内向外设置2%的单向横坡,箱顶宽12.0m,箱底宽6.0m.主梁由0#块、悬臂浇注梁段、跨中合拢梁段、边跨现浇梁段和边跨合拢梁段.
悬臂浇注梁段以0#块箱梁为中心,两边对称布置,每边有1#～22#梁段.1#～22#梁段梁高变化:12.23m～4.0m,梁底板厚在1.165m～0.36m之间变化,梁腹板厚变化:0.75m～0.5m,梁顶板厚0.32m,梁长变化:1#～8#梁段长为3.5m、9#～14#梁段长为4m、15#～22#梁段长为5m.最大悬臂浇注梁段重量为245t.
2. 挂篮设计
根据施工图对挂篮及模板设计重量不大于110t的要求,考虑本桥的结构特点,拟定采用三角形结构挂篮,全桥双幅共有4个主墩,相应有4个T,根据总体工期要求,计划投入四对(8只)挂篮对称施工,按悬浇段最重节段273.6t、最大长度5m、0号块长度14m进行控制设计.
将拟定挂篮结构分成四个系统:桥面三角形主桁系统(含主纵梁、立柱、节点、横梁桁架、前支座),悬吊、行走系统(含横梁系统、行走系统、悬吊系统),锚固系统(含后锚系统、轨道梁锚固系统),模板系统(含底模、内模、外侧模板).
挂篮各主要部件均采用型钢加工而成,挂篮受力主体采用两片三角钢带斜拉式主梁,每片三角钢带斜拉式主梁由主梁、立柱和斜拉钢带组成,主梁和立柱均采用钢板组焊的箱型结构,斜拉钢带采用锰钢板,两片三角钢带斜拉式主梁通过横联、横梁连接在一起,形成稳定受力体系.除底篮后吊点采用吊杆外,其他悬吊系统采用锰钢板吊带,为适应节段高度变化,钢带分成多段组合,用销子联结,最上一节采用φ70螺杆,以便于千斤顶微调.
锚固系统的可靠性是挂篮施工的关键,主梁后锚点除浇筑2号节段在0节段上预埋Φ32精轧螺纹钢筋锚固外,其他梁段单片主梁后锚点处均使用锚杆提供反力,挂篮共设两组锚固梁,每组处设4道φ60mm40Cr材质锚杆,通过已浇梁段预留孔进行锚固,将两组型钢用φ60mm拉杆形成框架,锚杆直接锚于该两组型钢上,将挂篮主纵梁套于其中以形成反压装置限位锚固作用.
3.挂篮使用过程中的工况分析
由于箱梁0#块节段长度限制,不足以完全形成两幅独立的挂兰,因此浇注1号节段时,将两幅挂篮联成整体,待1号节段施工后,再行分开.由此,挂篮在施工1#块时与施工其他节段时的工况有所不同,分为如下两种.
(1)1#块施工时,两只挂篮主桁拼接,将两幅挂篮联成整体,横向加劲斜撑用于挂篮主梁间起加固用,(2)2～22#块施工时,两只挂篮解体,安装主桁备用节,两只挂篮各自安装后锚逐节施工.
挂篮设计过程中,参照《钢结构设计规范》、《公路桥涵设计技术规范》,按1号块悬浇、单套后锚独立工作的最重节段2#块245t悬浇、挂篮带模板系统空载行走三种工况分别进行了验算.
挂篮的主结构(主桁、支座、吊带、底篮、轨道、后锚)及行走抗倾覆、水平限位安全储备均大于2.0.其他各部分结构材质及结构型式验算结果均满足设计规范对强度及变形的要求.
4. 挂篮设计方案验证
根据挂篮在施工工况下的荷载传递情况,为确保挂篮结构设计的安全性,同时获得悬浇施工各节段预抬量值,必须对挂篮进行试压并通过过程观测,检验挂篮结构在承受设计荷载时的强度及变形情况.其荷载传递情况图示如图1所示.
由此可见,施工荷载由挂篮部件传递至主桁及后锚,为简化检验试验方法,决定采用简易试压法对挂篮主桁的强度及变形情况进行预压试验.相对常规堆载试压方法而言,简易试压法是在挂篮结构拼装就位前,将拼装好的两对主桁对称放于平台上,将后锚及前支座安装就位,模拟挂篮施工中的两种不同工况,将箱梁荷载计算至单根主桁取1.2倍超载系数后作为试压荷载,在主桁吊点位置设一根Ф32mm精轧螺纹钢,两端分别用扁担梁及平头螺帽拧紧,螺纹钢一端穿入100t千斤顶,利用液压油缸逐级加载,并在100%荷载时持荷,加载过程中详细检查吊点位置及后锚系统变形情况,分级卸载并测量变形数据,现场经加载测得主桁前端变形值为17mm,满足规范＜20mm的要求.试验结果整理出加载测试报告,将弹性变形值及非弹性变形值的测量结果用于指导施工.
5. 施工情况
5.1 挂篮安装工艺流程
完成0#块施工后,在混凝土强度达到设计强度的85%后,即可安装挂篮.挂篮安装时两个挂篮应基本同步进行.其安装工艺过程如下.
测量放线→清理行走轨道处节段顶面,用1∶2的水泥砂浆将行走轨道铺枕部位找平→在找平层上放样轨道定位线→铺设钢(木)枕→安装滑道→安装前后支座→吊装单片主梁并与另一主梁对接,并用倒连及型钢定位,完成后用同样的方法吊装另一对主梁→调整两对主梁间的水平间距和位置→安装前、中横梁→安装立柱及横联→安装前后吊带→安装前后下横梁→安装纵梁→底模板→吊装外侧模及外模板→固定模板→安装内模架及内模→设置工作平台、走道及安全设施.
5.2 现场施工效果
挂篮经试压合格,拼装就位后投入现场,移篮过程简单方便,各悬浇节段成品砼质量较好,挂篮各部件变形较小,每节段施工周期约12天,能满足施工进度的要求,整体使用效果良好.
6. 结语
本文所采用三塔三角形挂篮经应用于施工实践,获得了良好的使用效果.笔者据此总结,与读者共享.
参考文献
[1] 雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2] 公路桥涵施工技术规范(JTJ041－2000)[M].北京:人民交通出版社,2000.
总结：本论文为您写挂篮施工毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
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