资中沱江二桥悬臂梁挂篮施工总结 secret

发布 2019-05-26 18:30:57 阅读 9623

一、工程概况:

资中县沱江二桥主桥部分总长350m,桥跨布置为50(边跨)+77(次中跨)+96(中跨)+77(次中跨)+50(边跨)。主桥箱梁断面形式为变截面单箱双室,箱梁顶面宽度为23.0m,箱梁底宽15.

5m;箱梁(梁高为裸箱梁中心线处箱梁顶面到箱梁底面的距离):中主墩与箱梁相接的根部断面梁高位6.0m,边主墩与箱梁相接的根部断面梁高为4.

8m,现浇段和合拢段梁高均为2.5m,梁高及底板厚度均按1.8次抛物线变化,200号梁段及300号梁段总长12m,在与中主墩墩身对应的2.

5m范围内等梁高(为6.0m);100号梁段及400号梁段总长为10m,在与边主墩墩身对应的2.0m范围内等梁高(为4.

8m);箱梁顶板跨中厚度为30cm,并设有2%的横坡;箱梁底板厚度:合拢段均为30cm,中跨根部至合拢段按1.8次抛物线由60cm渐变至30cm;箱梁腹板厚:

跨中厚度均为60cm,在各端部直线渐变为90cm。在每个0号梁段对应墩壁设一道横梁,在箱梁两端支承处,跨中合拢段也各设一道横隔板,并且在横隔板上均设有人洞。为保持箱内干燥,在箱梁根部区段底板上设有排水孔。

下部结构主墩均采用单薄壁墩型式,其中8号墩及11号墩壁厚2m;9号墩及10号墩壁厚2.5m。主墩基础为群桩基础,顺桥向2排,横桥向4排,桩径均为2.0m。

上部构造采用挂篮悬浇施工,主墩采用翻模施工,桩基采用钻孔桩施工。

全桥采用悬臂法施工,除墩顶现浇段0#块、边跨直线段及合拢段,其余各梁段均采用移动挂篮悬臂浇注。

二、菱形挂篮的主要组成部分:

挂篮的主要组成部分:主桁系统、底模平台、吊挂系统、外导梁系统、走行系统、后锚锚固系统。

图1沱江二桥主桥菱形挂篮正面图。

图2沱江二桥主桥菱形挂篮侧面图。

三、菱形挂篮特点。

1、挂篮结构优点:

1)、菱形挂篮外形美观,结构简单,杆件受力明确,计算模型与实际结构吻合较好;

2)、挂篮所用材料为常用材料,购料、加工制作简单;

3)、挂篮刚度大,变形小;

4)、每只挂篮的菱形桁架均为焊接结构,单片重约3t,可一次吊装到位;

5)、菱形挂篮结构系统拆卸方便,便于公路运输,悬臂长5m,满足国内悬浇施工最长的4m梁段悬浇要求。

2、挂篮移动。

外模板随主桁一次行走,利用外滑梁吊起外模,外模后端临时绑定底模平台,吊住底模平台一次行走到位。

3、后锚固。

后锚固系统设后上横梁,锚固筋的布置,布置方式有较广泛的适应性。

四、挂篮的设计计算。

1、计算假设。

根据挂篮设计图纸,对挂篮的主要构造进行了空间建模,采用通用有限元分析程序sap2000进行空间分析。

计算中对传力作了如下的假定:

1)箱梁翼缘板砼及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的前上横梁承担。

2)箱梁顶板砼、内模支架、内模重量通过内滑梁分别由前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁承担。

3)箱梁底板、腹板砼及底篮平台重量分别由前一节段已施工完的箱梁和挂篮主桁的前上横梁承担。

2、计算参数。

钢材及精轧螺纹钢筋:

弹性模量:e=2.1e5 mpa

密度:γ=7850 kg/m3

泊松比:ν=0.3

线膨胀系数:α=0.00012

3、计算模型。

挂篮结构计算模型见下图2-1,包括主桁架、立柱间横向连接系、前上横梁、底篮、导梁等所有的承重系统。

图3菱形挂篮结构计算空间模型。

4、挂篮主要技术参数。

悬臂浇注箱梁梁段最大重量:217.4t

悬臂浇注箱梁梁段最大分段长度:4.0m

悬臂浇注梁段高度变化:2.5m~6m

挂篮自重:65t

5、挂篮设计基本参数。

1)梁段混凝土重量:2.6t/m3

2)人群及机具荷载取2.5 kpa。

3)风荷载取800 pa。

4)超载系数取1.05;

5)新浇砼动力系数取1.2;

6)挂篮行走时的冲击系数取1.1;

7)抗倾覆稳定系数2.0;

8)荷载组合:

砼重+挂篮自重+人群机具+动力附加系数 (强度、刚度)

挂篮自重+冲击附加系数+风荷载 (行走稳定)

6、计算结果。

6.1底篮纵梁计算。

6.1.1箱梁各部分重量。

单侧翼缘板重:10.1t

单室顶板重:19.1t

单腹板重::29.4t

单室底板重:36.2t底板纵梁计算。

6.1.2底板纵梁(箱梁两腹板中间段)受力分析。

表1 底板纵梁荷载分析表。

图3底板纵梁受力分析(1#

6.1.3腹板纵梁(箱梁腹板下方)受力分析:

表2 腹板纵梁荷载分析表。

图4 腹板纵梁(1#块)受力分析。

6.2导梁、滑梁计算。

6.2.1导梁1计算。

图5导梁1(1#块)受力分析。

6.2.2导梁2计算。

图6导梁2(1#块)受力分析。

6.2.3内滑梁计算。

图7内滑梁(1#块)受力分析。

6.3挂篮主桁竖向变形。

图8为主桁在荷载组合①条件下竖向位移图。

图8荷载组合①主桁变形图。

6.3.1挂篮主桁轴力图。

表2挂篮主桁在荷载组合①条件下的轴力图。

图9挂篮主桁杆件轴力图。

图10挂篮主桁支点、后锚受力图。

6.3.2挂篮主构件强度、刚度和稳定性分析。

菱形主桁架结构平面杆系共5根杆件,杆件截面2[40。如图3-9所示。

图11挂篮主桁杆件图。

图12荷载组合①挂篮主桁a5杆件受力图。

6.3.3前上横梁验算。

图13前上横梁受力图。

6.3.4前下横梁验算。

图14前下横梁受力图。

6.3.5后下横梁验算。

图15后下横梁受力图。

计算结果表明:主桁架结构及前后横梁的强度、刚度、稳定性均满足规范设计要求。

6.3.6吊杆验算。

由计算可得底篮吊杆的拉力为:

吊杆采用直径32mm、抗拉强度标准值为750mpa的精轧螺纹钢筋。

a=804.2 mm2

=n/a =29.96×104/804.2=372.5 mpa故吊杆满足规范2倍安全系数的要求。

6.3.7锚固系统验算。

从空间分析计算结果可以得到,一个后锚点的最大锚固力为61.53t,采用4根直径32mm、抗拉强度标准值为750mpa的精轧螺纹钢筋。

a=804.2 mm2 ×4=3216.8 mm2

=n/a =61.53×104/3216.8=191.3mpa故后锚钢筋满足规范2倍安全系数的要求。

6.4结论。

基于前述计算,得到以下初步结论:

挂篮主桁架,前横梁构件强度、刚度、整体稳定和局部稳定都能满足规范设计要求。

挂篮吊杆以及锚固系统验算表明,精轧螺纹钢吊杆以及后锚吊杆都能满足规范设计要求。

底篮纵梁i28a软件计算结果为“false”,其原因是纵梁单根计算,横向失稳,建议施工时将纵梁工字钢连成一体。

五、挂篮加工说明。

所有挂篮结构按《钢结构工程施工及验收规范》(gb50205-95)、《钢结构工程质量检验评定标准》(gb50211-95)进行焊接、制作、安装、涂漆、检验。

1、各加工件所有孔眼采用钻孔,不得现场冲孔;孔径及光洁度满足设计要求,相邻螺栓孔间距允许误差为±0.25mm,端孔边距的允许误差为±0.5mm。

2、钢板及钢吊带的加工要确保设计尺寸,不准采用手工切割,其切割边距要满足设计要求,并要消除热影响区对钢材力学性能的不良影响。

3、对重要的受力部件,如主桁片杆件及焊缝、吊带、销轴、后锚筋等应作探伤检查。所有销轴均须调质。所有主桁杆件的焊缝要求作超声波探伤。无任何缺陷方可使用。

4、后锚筋采用精轧螺纹钢筋,两端须套双螺母并加设垫板。

5、所有焊接必须遵守《建筑钢结构焊接规程》(jgj81-91)和挂篮设计图。对主桁片等重要受力构件,须制订合理的焊接工艺,所有编号的焊接构件必须工厂加工,保证焊缝高度和焊缝质量。各焊接构件必须减少其焊接变形,如有较大变形,应予以矫正。

主桁各杆件之间焊接、主桁杆件与节点板之间的焊接采用埋弧自动焊,加劲板及补强板的焊接可采用手工焊。

6、滑道底板上平面,要求刨平,滑道槽内及不锈钢滑板,加工后不涂油漆,涂油并包装防护好,以防损坏其光洁度。

7、各构件加工完毕后,底模平台及主桁部分要求进行试拼,试拼合格后进行涂漆运至现场。

六、挂篮施工步骤。

1、挂篮安装。

1.1 轨道安装。

放出挂篮行走轨道轴线,安装轨道垫梁(轨道垫梁下用水泥砂浆找平)、行走轨道(精确设置一组中两根轨道间距及两组轨道间距,确保主桁的间距),并操平垫实。 严格控制轨道间的中心距与图纸一致。

利用箱梁竖向精轧螺纹钢把轨道压紧(轨道顶面锚固处小压横梁、螺母和垫板;若是斜腹板的竖向精轧钢筋),可采用合格的连接器增加其长度(精轧螺纹钢筋连接器要对半连接),最后用长尺复核轨距。每根轨道锚点不少于2处。

图16轨道安装。

1.2 主桁安装。

安装反扣轮组和前支座,使其分别座落在轨道合适的位置处,同时设置临时后支座。

图17反扣轮受力图。

图18主桁构造。

以轨道为基准放出主桁安装轴线及平面位置,调整挂篮前支座位置(主桁的前支点安装时一定要钢垫梁垫实,钢垫梁支承面平整,必须能够承受挂篮及最大块段砼施工时的的重量,前支座不受力)。单片主桁片上的a1杆、a2杆、a3杆、结点箱体j1、j2、j3在地面上先组拼成一个单片三角形。安装a1杆与j2结点箱的后销轴时,要与反扣轮吊带一起安装,并注意一片主桁片的安装位置(腹板高侧、低侧)、前支座的高底、反扣轮吊带长短。

(说明:由于桥梁横坡影响,箱梁顶面有高差,垫梁、轨道统一高度,为了保证主桁高度一致,在前支座、反扣轮吊带上进行调节,安装时注意区分。)

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