大跨度连续刚构轻型挂篮的设计
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轻型挂篮设计一、挂篮设计1、挂篮由承重结构、悬吊系统、限位与锚固系统、走行系统及张拉操作平台组成。
2、设计荷载1)模板重力:包括侧模、内模、底模和端模等各部件重力,平均重力可按800~1000N/m2估算,待模板设计后再进行详细检算。
2)箱梁梁段重力按最重节段控制挂篮设计。
3)挂篮自重。
4)平衡重重力。
5)振动器重力及振动力。
振动力近似按振动器重力的四倍估算。
6)千斤顶及油泵重力。
7)施工人员重力,可近似按2000 N/m2估算。
3、挂篮行走及灌注砼时的稳定系数,均不小于规范要求。
4、挂篮重力应和设计时作施工阶段验算中估算得挂篮重力相似,施工中应将实际采用的挂篮重力和有关数据及时反馈给设计部门,以便于进行施工阶段验算。
二、结构构造为减轻挂篮自重,减小挂篮的变形量,走行方便,缩短箱梁节段施工周期,采用组合斜拉式挂篮。
构造如下图所示:承重按2000KN荷载设计。
1、承重结构承重结构包括主梁、主上横梁、前上横梁和后上横梁组成一体,承受和传递斜拉带及内外滑梁的菏重。
主梁后部有水平和竖向限位器,其功能除固定挂篮位置外,还起传递施工荷载的作用。
挂篮行走时竖向限位器换成压轮,以控制挂篮行走时的稳定性。
主上横梁采用型钢制成的三角形垫块用螺栓与主梁联结,其功能是将斜拉带的拉力传给主梁。
前上横梁采用螺栓与主梁联结,并通过吊杆带2与内外滑梁相连,用以支撑和固定模板,并将力传给主梁。
后上横梁的功能是在挂篮行走时通过两端钢丝绳吊起底部的下后横梁,使主梁与挂篮下部同步移动,从而使组合斜拉式挂篮一步到位。
2、悬吊系统悬吊系统包括斜拉带、下后锚带、内外滑梁吊带。
1)斜拉带由两根钢带组成,其长度和断面尺寸由设计计算而定。
斜拉带上设有销孔,用以调节长度。
斜拉带是挂篮受力之一,它将底篮及侧模上受的力传递给主梁。
斜拉带也是控制挂篮高程的主要构件,即通过上端千斤顶进行微调,达到模板定位的目的。
因此,斜拉带除应有足够的强度外,还要有足够的刚刚度。
连续梁挂篮施工组织设计方案实施背景:连续梁是大跨度桥梁的重要组成部分,其施工需要高空作业,传统的施工方法存在安全风险,且效率低下。
为了提高施工效率和保障施工人员的安全,连续梁挂篮施工应运而生。
工作原理:连续梁挂篮施工是利用悬挂在连续梁上的挂篮进行高空作业。
挂篮通过钢丝绳和起重机械进行升降和移动,工人可以在挂篮上进行施工作业。
挂篮的设计结构稳定,能够承受工人和材料的重量,同时具备防护措施,确保施工人员的安全。
实施计划步骤:1.施工前准备:包括挂篮的制造和调试,起重机械的准备,施工人员的培训等。
2.挂篮安装:将挂篮安装在连续梁上,确保其稳固可靠。
3.挂篮调试:对挂篮进行调试,确保其升降和移动功能正常。
4.施工作业:工人在挂篮上进行施工作业,如钢筋绑扎、混凝土浇筑等。
5.施工结束:将挂篮拆卸并妥善存放,清理施工现场。
适用范围:连续梁挂篮施工适用于大跨度连续梁的施工,特别是在高空作业较多的情况下。
其优势在于可以提高施工效率,减少人力投入,降低施工风险。
创新要点:1.挂篮设计:挂篮的设计要符合安全规范,具备稳定的结构和防护措施,确保施工人员的安全。
2.施工计划:合理安排施工计划,确保施工进度和质量。
3.施工人员培训:对施工人员进行培训,使其熟悉挂篮的操作和安全规范。
预期效果:连续梁挂篮施工可以提高施工效率,减少施工周期,降低施工风险,保障施工人员的安全。
同时,还可以减少人力投入和资源浪费,提高工程质量。
达到收益:1.提高施工效率:挂篮施工可以减少人力投入和施工周期,提高施工效率。
2.保障施工安全:挂篮具备防护措施,可以有效保障施工人员的安全。
3.提高工程质量:挂篮施工可以减少人为因素的影响,提高工程质量。
优缺点:优点:提高施工效率,保障施工人员的安全,降低施工风险。
缺点:挂篮的制造和调试需要一定的时间和成本投入。
下一步需要改进的地方:1.挂篮设计:进一步优化挂篮的结构和功能,提高其稳定性和安全性。
2.施工人员培训:加强对施工人员的培训,提高其操作技能和安全意识。
连续梁挂篮设计与施工[摘要]本文结合笔者所经历的挂篮设计与挂篮施工情况,介绍了连续梁挂篮的设计和施工中应注意的要点,可为同类施工中的挂篮设计和施工提供参考。
[关键词]挂篮、结构、设计、施工中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:1、工程概况挂篮用于预应力混凝土连续箱梁或者连续刚构的悬臂浇筑施工。
对于不同跨径组合的连续梁及其最大悬臂浇筑块段重量的不同,可选择不同结构形式的挂篮。
常见的挂篮有三角挂篮、菱形挂篮和梯形挂篮。
本文以330国道兰溪市内过境段改建工程衢江大桥挂篮设计为例,简单介绍挂篮的设计和施工的要点。
330国道兰溪市内过境段改建工程衢江大桥为66+120+66米预应力混凝土连续刚构,其0#块长9.6米,两个“t”的悬臂各分为14对梁段,其梁段数及梁段长度从根部至跨中各为:4×3.3+8×4.0+2×4.5米,悬臂浇筑梁段最大控制重量约为1450kn。
跨中合拢段和边跨合拢段均为2米长,两个边跨现浇梁段各长4.9米。
墩顶处箱梁梁高为6.5米,跨中以及现浇梁段高均为2.8米,箱梁高度按1.6次抛物线变化。
2、挂篮设计2.1 挂篮选型对于常规的三角形挂篮和菱形挂篮,其钢—混凝土比大概在0.3—0.55,而梯形挂篮的钢—混凝土比可以控制在0.2左右,这样就能很大的减少施工临时荷载,对桥梁的线性监控有着很大的帮助。
同时,梯形挂篮的结构复杂,各杆件受力不明确,而三角挂篮和菱形挂篮结构和受力都较为简单。
在悬臂浇筑过程中对挂篮的变形控制也是在选择挂篮形式时应重点考虑的因素之一,三角形挂篮和提形挂篮的变形主要表现为主纵梁的下挠,而菱形挂篮的变形主要表现在前端主节点的位移。
衢江大桥施工最重悬臂段有145t,为减少施工荷载,保证桥梁的线性满足要求,故而采用梯形挂篮施工。
2.2 挂篮主桁设置挂篮住桁的设计直接关系到挂篮整体结构受力和变形,主桁中受弯构件一般采用双槽截面,受拉构件一般采用钢带,立柱根据受压荷载及稳定性考虑一般取双肢槽钢组成的“口”字型截面。
浅谈大桥主桥连续刚构挂篮设计与施工摘要:本文介绍了大桥主桥连续刚构挂篮设计的特点以及施工工艺的详细计算研究,对今后类似工程方案实施具有参考价值和指导意义关键词:连续刚构挂篮设计悬浇1悬浇挂篮施工特点挂篮悬浇施工方法是以后张法预应力施工技术为基础,并利用悬挑挂篮作为操作平台进行桥梁上部梁体施工的一种工艺技术。
在大跨度桥梁施工中,由于受梁体重量和施工环境条件的限制,对于其上部梁体施工来说,采用预制安装的施工方法或满堂式支架现浇的施工方法往往达不到最经济和最理想的效果,甚至无法进行施工,而挂篮悬浇施工方法则顺利解决了这一难题。
挂篮悬浇施工方法仅需对墩顶现浇部分和边跨现浇部分梁体进行支架法或托架法施工,而对其余部分梁体可全部进行挂篮悬浇施工。
挂篮悬浇施工方法的主要特点是将现浇梁体分段进行施工,利用梁体结构自身承受其施工过程中的所有荷载,而不需要搭设满堂式支架。
2挂篮的结构设计与计算2.1 挂篮形式的选择随着预应力混凝土技术的发展及高强材料、高性能混凝土在桥梁工程中的应用,混凝土连续钢构桥逐步向跨度大、结构轻细、规模庞大方向发展。
主梁施工对挂篮的技术指标提出更高的要求。
悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计,如施工状态、大桥主梁的强度及变形要求,施工风荷载的影响,吊机的吨位及安装位置等。
一般来说,采用的挂篮须满足结构简单,重量轻,安装、拆除方便,安全可靠,灌筑混凝土过程中变形小等要求。
大桥主桥跨径组合为(1×60+4×100+1×60)m,预应力砼刚构—连续混合结构箱梁,全长600m,上部构造采用分离式设计。
预应力砼主梁为单箱单室断面,箱梁顶宽12.7m,底宽6.0m。
箱梁下缘及底板上缘均按二次抛物线变化,梁高纵桥向为变值,支承处梁高为6.3m,跨中合拢段和边跨现浇段梁高为2.5m。
主桥箱梁梁段自重大,全断面一次浇注。
设计要求挂篮轻且具有较大的纵横向刚度、较小的变形。
2.2 挂蓝设计荷载挂篮现浇2#~13#,其中2#和7#最重,皆为160t。
连续梁三角轻型挂篮设计与施工摘要:本文主要就城际轨道桥梁施工情况,结合广珠城际容桂站桥57+100+57米连续梁对三角轻型挂篮设计与施工予以阐述。
关键词:三角轻型挂篮;设计与施工Abstract: in this paper, the inter-city rail bridge construction, and then based on ronggui guangzhou-zhuhai standing bridge 57 + 100 + 57 m continuous beam of triangle hanging basket light design and construction discussed.Keywords: triangle light hanging basket; Design and construction随着社会的不断发展,城市化的步伐不断加快,区域城市之间的交通通行要求不断增大,因此城际轨道交通工程应运而生。
大跨度连续梁桥也层出不穷,广珠城际容桂站57+100+57米连续梁桥属于城际铁路桥梁,其宽度小、高度高、长度长。
针对该桥的设计图纸,结合多种挂篮的结构特点,对本桥悬臂施工采用三角轻型挂篮。
1、工程概况广珠城际轨道交通工程容桂站特大桥57+100+57m连续梁为三跨三向预应力混凝土连续梁桥,桥长214m。
本桥采用单箱单室变高度连续梁,箱梁梁底曲线按圆曲线变化。
端支座处及边跨直线段和跨中处梁高为4.5 m, 中支点处梁高6.8m。
全桥箱梁顶板宽11.6m,底宽6m。
2、技术性能广珠城际轨道交通工程容桂站特大桥三角轻型挂篮设计技术性能(见表1)。
表1三角轻型挂篮技术性能统计表3、挂篮特点3.1 主要杆件采用大型型钢及钢板,加工简单、方便,安装快捷,操作灵活。
3.2 主桁采用三角形结构,外观轻盈,结构受力明确。
3.3 空载走行时,后下横梁两端悬吊于侧模滑梁之上。
大跨度连续-刚构组合梁桥挂篮悬浇施工技术分析【摘要】针对中山市三角镇福源路大桥主桥跨度大, 且为连续-刚构组合梁等工程实际特点,提出了采用国内先进轻型菱形挂篮施工方法进行现浇箱梁的施工。
此挂篮既是悬浇箱梁的承重设备, 又是极为重要的吊挂施工平台。
系统介绍了菱形挂篮的组成及拼装、挂篮静载试验、刚构箱梁节段挂篮施工、挂篮前移及锚固等要点,工程实践表明,该桥悬臂浇筑施工效果良好,成桥线形符合设计要求,可为国内同类工程提供参考。
【关键词】大跨度连续-刚构组合梁桥;挂篮;悬浇施工;施工技术1、工程概况中山市福源路大桥属于中山市三角镇福源路至阜港公路道路工程中咽喉工程,跨越的鸡鸦水道,是三角镇和港口镇的行政区域界线,是两镇主要的水运航道,具有南来北往、东接西送的重要作用。
该桥主桥上部为(50+75+135+75+50)m五跨预应力混凝土变截面连续-刚构组合体系,桥宽32.0m,由上、下行分离的两个单箱单室箱形截面组成。
箱梁根部梁高8.0m,高跨比为1/16.875;跨中梁高3.0m,高跨比为1/45。
箱梁顶板宽15.50m,底板宽7.5m,翼缘板悬臂长为4.0m。
箱梁高度从距墩中心3.5m处到跨中合拢段处按1.8次抛物线变化。
箱梁采用三向预应力体系。
主桥连续刚构采用挂篮悬臂现浇法施工。
各单幅“T”构箱梁除0、1号块外分为17块对称梁段,箱梁纵向分段长度为5×3.0m+5×3.5m+7×4.0m。
0、1号块总长12.0m,合拢段长度均为2.0m。
50m边跨及75m跨墩顶6m的现浇段路线中心线处长度为55.84m。
悬臂现浇梁段最大重量为173.4吨,挂篮结构设计自重按75吨考虑。
2、方案拟定和结构设计中山市福源路大桥跨越鸡鸦水道,主桥处水面宽近300m,水深最深处有12m左右,钻孔桩深度有70多米,主桥采用(50+75+135+75+50)m连续-刚构结构形式。
水中基础施工及主桥梁部悬臂预应力钢筋砼连续箱梁施工是本工程施工的关键工程。
大跨度连续的刚构桥梁挂篮技术探究1 概述自20世纪挂篮悬臂浇筑的筑桥方法在施工领域开始使用到现在,它的优越性随着时代的发展不断突显,已成为修筑大型、中型跨径桥梁的一种必不可少的作业手段。
目前国内最成熟的悬臂施工设备是挂篮。
挂篮是可以沿着特定轨道行走的,可以活动的一种整体模架,将锚固在施工完成的悬臂梁段上,悬挑施工下一个部分,依次进行作业,直至所有节段实行完成。
因为挂篮悬臂浇筑所有工序都在高空施行,而且需要承受施工过程中的荷载,所以挂篮需要满足以下要求:(1)必须保证强度安全可靠;(2)锚固、行走、拆装等的容易施行;(3)自重轻等各项可以方便施工作业的重要作用同样不容忽视。
2 工程概况玉井1号、2号大桥主桥上部结构均为65+120+65m三跨悬臂现浇连续梁桥,包括0号块长13m,桥顶面宽度12m,箱梁采用单箱单室截面设计,箱梁高度及底板厚度从0号块到跨中合拢段采用2次抛物线设计。
主桥上部刚构采用三向预应力同时作用设计,施工采用的技术是挂篮悬浇施工。
3 挂篮设计3.1 挂篮设计原则3.1.1 减轻自重。
在满足设计承载等相关要求的前提下,应尽可能减轻施工挂篮自身重量,同时利用箱梁的竖向预应力筋锚固平衡倾覆力矩对减轻挂篮自重也卓有成效。
3.1.2 缩短施工周期。
全断面对称一次性浇筑施工可以很好的减少施工时间,提高效益。
3.1.3 保证质量及施工安全。
为确保箱梁浇筑的外观质量比较好使用钢模模板是很有必要的,与此同时,钢模模板的强度应满足高空超重施工安全的最低限度。
3.1.4 改善施工环境。
箱梁顶面空间有限,应超前规划,充分利用好空间,保持施工作业空间尽量宽敞,方便放置施工机具及施工人员行走。
3.2 挂篮的组成挂篮的组成如表1所示:4 挂篮施工4.1 挂篮安装与预压4.1.1 本项目的挂篮是在工厂加工完成后,将其装载到工作场地对主桁架进行组装,然后把它吊转至相应的墩位。
具体安装步骤如下:(1)由0号块顶板上放出箱梁中线以及篮主桁内边缘线,并确定前钢支点位置,同时运用高等级砂浆找平钢支点;(2)采用塔吊将分组拼好的半菱形桁架(考虑塔吊的起重重量及安全)安装就位,用精轧螺纹钢将主桁架锚固于梁体上;(3)安装前上横梁采用高强螺栓固定于主桁架,前后下横梁通过精轧螺纹钢悬吊于上横梁及梁顶面;(4)依次安装各吊杆、导梁、底平台和模板。
大跨度桥梁挂篮施工技术作者:罗振强来源:《科技资讯》 2011年第24期罗振强(广西长兴工程建设有限公司南宁 530001)摘要:本文主要利用实际案例讲述大跨度桥梁利用挂篮悬浇施工中挂篮的构成及设计、预压试验、悬浇施工挠度的标高控制等。
关键词:悬臂浇筑挂篮施工预压试验标高控制预应力中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(c)-0092-021 工程概况该大跨度桥梁位于广西,桥梁全长650m。
桥型布置为5×40m+(75+125+75)m+4×40m。
主桥上构为三跨预应力砼T型连续刚构桥。
单幅箱梁顶面宽度为14.43m,箱体宽度为7m,箱梁高度从0#的6.8m变到合拢段的2.5m。
每T梁分成16个块段浇注,最后再浇合拢段。
2 上部构造施工总体方案采用挂篮悬臂浇注方法施工,主桥上构箱梁悬浇投入4套挂蓝,分左、右幅每个T构1套。
0#块、1#块及其他梁段施工。
对于0#、1#块挂篮没有支撑点或支撑长度不够,为了便于挂蓝的拼装,0#块与1#块在墩上搭设托架浇筑,托架应经过设计,计算弹性及非弹性变形,托架除须满足承重强度要求外,还须具有一定的刚度。
每个墩上构箱梁分16个箱段。
2#~16#块(悬浇块段长2#~5#块段为3m、6#~9#块段长3.5m,10#~16#块段长4.0m,采用挂蓝对称悬臂浇筑施工,最后再浇合拢段。
3 挂蓝的组成及设计除了必须满足强度、刚度、稳定性要求外,还要使、其行走、锚固方便可靠,重量不得大于设计规定。
挂篮设计分主桁架、锚固系统、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成。
挂篮安装时应保证安全、稳定及可靠。
3.1 挂蓝的组成3.1.1 主桁架(1)主桁架:主要是起到承重底篮的作用。
(2)前、后上横梁:后上横梁用工字钢,可在两悬臂端焊钢板加强;前上横梁中间部份用工字钢重叠加焊组合受力。
(3)立柱:用工字钢,放在后横梁与主桁支点交接位置上,每个挂篮共两根,横桥向设横联,纵桥向与斜拉带连接形成一个三角形的受力结构。
大跨度连续刚构桥梁挂篮施工技术要点分析发表时间:2018-05-10T15:23:02.260Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第35期作者:赵紫强[导读] 自20世纪挂篮悬臂浇筑的筑桥方法在施工领域开始使用到现在,它的优越性随着时代的发展不断突显。
中交路桥南方工程有限公司北京市 101121 摘要:自20世纪挂篮悬臂浇筑的筑桥方法在施工领域开始使用到现在,它的优越性随着时代的发展不断突显,已成为修筑大型、中型跨径桥梁的一种必不可少的作业手段。
目前国内最成熟的悬臂施工设备是挂篮。
挂篮是可以沿着特定轨道行走的,可以活动的一种整体模架,将锚固在施工完成的悬臂梁段上,悬挑施工下一个部分,依次进行作业,直至所有节段实行完成。
因为挂篮悬臂浇筑所有工序都在高空施行,而且需要承受施工过程中的荷载,所以挂篮需要满足要求。
文章讲述了大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计与施工。
关键词:大跨度桥梁;悬臂浇筑;挂篮施工引言随着桥梁建设规模的不断扩大,大跨度预应力混凝土桥梁建设规模也在不断的扩大。
在大跨度预应力桥梁施工中,桥梁的安全与施工中保证桥梁的设计线型有重要的联系,而对挂篮进行精确的定位是保证桥梁线型的重要前提。
1大跨度连续刚构桥梁挂篮施工技术悬臂设计过程关键设备就是挂篮,对此吊篮可以分为析架式,型钢,斜杆和混合挂篮结构。
挂篮的重量,解决技术以及特点都是再选用挂篮结构时要考虑的因素。
设计挂篮的施工工艺是指全方位浇筑大跨径悬臂桥梁,采用悬臂控制操纵,使其分段进行,和一些施工技术结构相比较,挂篮施工技术具有突出优势,可以简单地进行安装,而且结构轻便,所以当桥梁工程中就会得到更为广泛的应用。
悬架,工作平台,锚具,行走机构和承载系统就构成了挂篮结构的重要部分。
行走吊篮系统利用人力结合滑板实现移动。
再行走系统中,最为重要的设备就是电力卷场机,可以提供动力,使其行走系统具有动能,挂篮承重主要进行的挂篮结构中的所有负载,包括混凝土以及设备的建设重量还有吊篮的重量,然后将所有的负载就会利用锚固装置传送到施工完成的桥梁。
薛家坝涪江左线特大桥连续刚构梁托架吊架挂篮设计计算书2010年1月6日铁路薛家坝左线特大桥位于遂宁市三星镇,跨越涪江河,共18个墩台(0#~17#),孔跨布置:2×24m+10×64预应力砼简支箱梁+(68+128+68)m预应力砼连续刚构+2×24m,全长1039m。
连续刚构两个0#段在13#、14#墩上,13#、14#双薄壁墩高度均为42m,设置厚度为1.8m,横向宽度为7.9~10m,1:40变坡。
在墩高20.5m处,设置厚度为1.8m横向支承一道。
梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁,顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。
中跨中部34m梁段和边跨端部21.7m梁段为等高梁段,梁高4.8m;中墩处梁高9.2m,0#段长度为12m,其余变高梁段梁底曲线为圆曲线,R=212.314m,底板顶面曲线半径R=239m,全桥除边跨端块处顶板厚由52cm渐变至80cm外,其它均为52cm,底板厚42~90cm按圆曲线变化,边跨端块处厚度右42cm渐变至80cm,腹板厚为40~70cm,边跨端块处腹板厚由40cm渐变至80cm。
梁体箱宽为6.1m,防撞墙内侧净宽为4.46m,桥上人行道栏杆内侧净宽为8.3m,桥面为8.3m。
梁体在端部、支墩处共设6道横隔板,横隔板中部设有孔洞。
翼板厚度由40cm渐变至75cm。
其余详见结构图。
其施工方法采用:0#段在墩顶位置设置托架进行施工;中跨合拢段利用挂蓝作吊架进行合拢;边跨合拢段设置型钢支架进行合拢;其他节段采用挂蓝悬灌施工。
其托架、支架、挂蓝设计及检算如下。
一、托架设计及检算1、托架布置0#段托架采用型钢加小钢管满堂架构成。
在墩柱上预埋纵向I45a 工字钢6根(单根长12m),纵梁上的横向分配梁采用I28a工字钢16根(单根长12m),纵横向工字钢采用焊接,形成整体,保证同时工作(具体布置见图)。
在横向工字钢上设置纵向方木,方木规格为12×12cm(纵向底层方木布置见图)。
175m大跨度连续刚构桥挂篮悬浇始发平台施工工法一、前言随着城市发展和交通建设的不断推进,大跨度连续刚构桥成为现代桥梁建设中的重要组成部分。
然而,175m大跨度连续刚构桥的施工面临着许多挑战。
为了解决这些挑战,专家们提出了一种名为“挂篮悬浇始发平台”的施工工法。
本文将详细介绍这种工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
这些信息将有助于读者了解这种工法的理论基础和实际应用。
二、工法特点挂篮悬浇始发平台是一种适用于大跨度连续刚构桥施工的创新工法。
该工法具有以下特点:一是工法操作灵活,适用于各种桥梁断面形式和复杂的施工条件。
二是工法施工效率高,能够大幅度减少施工时间和人力成本。
三是工法施工质量稳定可靠,能够保证桥梁结构的安全性和可靠性。
四是工法成本较低,能够提高工程的经济效益。
三、适应范围挂篮悬浇始发平台适用于175m大跨度连续刚构桥的施工,无论是简单的直线桥,还是复杂的曲线桥,都可以采用该工法。
同时,该工法还适用于各种桥梁断面形式,包括箱梁、T梁、悬臂梁等。
此外,该工法还适用于复杂的施工环境,如高山、深谷等地形条件。
四、工艺原理挂篮悬浇始发平台的工艺原理是通过挂篮悬浇的方式,将混凝土连续浇筑到大跨度连续刚构桥的始发段,从而实现桥梁的整体施工。
具体来说,该工法利用起重机将挂篮悬浇始发平台悬挂在桥梁始发段上方,然后通过悬挂系统将混凝土输送到施工位置。
在浇筑过程中,需要采用各种技术措施,如高空抹灰、挂篮调整等,以确保施工的顺利进行。
五、施工工艺挂篮悬浇始发平台的施工分为以下几个阶段。
首先是施工前准备阶段,需要进行场地选择、平台搭设和机具准备等工作。
然后是挂篮悬浇始发平台的安装和调试阶段,包括悬挂系统的设置和混凝土输送管道的连接等。
接下来是普通段的施工,通过挂篮将混凝土连续浇筑到桥梁的普通段上。
最后是始发段的施工,通过挂篮将混凝土连续浇筑到桥梁的始发段上,并进行抹灰和调整等工作。
大跨度连续刚构轻型挂篮的设计、工程概况韩家店1号特大桥是国道主干线重庆至湛江公路贵州省境内崇溪河至遵义高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥,该桥主桥全长为454m,跨径设置为122m+210m+122m。
该桥箱梁0号段长15m,其中桥墩两侧各外伸1.5m,每个T构沿纵桥方向分为36个对称梁段,梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为102.2m,102.5m,133m,33.5m。
桥体按整幅设计,箱梁采用单箱单室截面,顶板宽22.5m,底板宽11m,外翼板悬臂长5.57m,梁高由0号块处的12.5m以半抛物线形式从根部过度到跨中的3.5m。
2、挂篮形式的选取2.1 分段施工法与悬灌挂篮的演化预应力混凝土桥梁的分段施工法是从预应力原理、箱梁设计和悬臂施工法综合演进而成的。
自从二十世纪五十年代PC箱梁的分段施工法在西欧诞生以来[1],国内外大跨度桥梁多采用此法。
除悬臂拼装法以外,尤其是特大桥梁中更是普遍应用平衡悬臂灌筑法即单T的每一个设计节段利用挂篮对称就地浇筑混凝土。
悬臂灌筑法中不需要象满堂支架法那样大量的施工支架和临时设备,不影响桥下通航和通车,施工不受季节、河道水位的影响。
平衡悬灌法施工的成败及质量控制的优劣在于挂篮的工艺设计,挂篮设计的好坏直接影响到施工进度,它是特大桥梁施工中的一项关键技术。
就挂篮总重与悬浇最大梁段的重量比而言,PC桥梁的悬臂施工挂篮的演化过程[2][3]大致经历了从平行桁架式,三角型组合梁式,曲弦桁架式(或称弓弦式),菱形式到滑动斜拉式的阶段变化。
特点是结构越来越轻型化,受力越来越合理,有些挂篮的行走系统还设计有统一的液压伺服装置来控制挂篮的升降和行走,使得挂篮操作及施工控制越来越趋向智能化[4]。
2.2 挂篮设计的轻型化目前,挂篮已向轻型、重载方向发展。
其中可以用两个主要控制指标,来反映挂篮的设计优化与否。
设定=挂篮总重/悬浇节段重量,=主承重结构/悬浇节段重量。
值越低,表示承受节段单位重量使用的挂篮材料越省,整个挂篮(包括模板)设计越合理;值越低,表示挂篮主承重构件使用的材料越省,设计越合理。
另外,减轻挂篮自重采用的手段除优化结构形式外,最重要的措施是不设平衡重,并改善滑移系统,同时改进力的传递系统。
图1列出了国内外20座大桥的的值分布,其中最大为2.18,最小为0.31。
图1 国内外20座大桥的值分布2.3 韩家店挂篮形式的选取因悬灌施工中有多种因素制约挂篮的布置和结构设计,如施工状态大桥主梁的强度及变形要求,近海施工风荷载的影响,吊机的吨位及安装位置等等。
一般来说,采用的挂篮须满足:结构简单,重量轻,安装、拆除方便,安全可靠,灌注混凝土过程中变形小等特点。
韩家店挂篮形式在参考了平弦无平衡重挂篮、菱形挂篮、弓弦式挂篮、斜拉式挂篮等结构形式后,从中选取了三角形挂篮形式,该挂篮与其它形式挂篮比较有如下突出特点:⑴、三角形挂篮与菱形挂篮相比,降低了前横梁高度,即挂篮重心位置大大降低,从而提高了挂篮走行时的稳定性。
⑵、结构简单,拆装方便,重量较轻。
设计中三角形挂篮主桁架和主要结构体系采用钢板和型钢焊制的箱形结构,单件重量较轻,主桁架杆件间采用法兰结构用高强螺栓连接,易于搬运和拆装。
⑶、该三角形挂篮平衡重系统利用已成形梁段竖向预应力钢筋作为后锚点,取消了平衡重的压重结构。
⑷、挂篮走行采用液压走行系统,由导梁、走行轮、反扣轮、走行油缸组成,该系统具有挂篮就位准确、走行速度快、安全可靠等特点。
⑸、该挂篮通用性强,稍做改装即可用于其它幅宽和梁高的桥上。
3、挂篮结构布置该三角形挂篮由主桁、前横梁、底篮系统、前吊系统、内外模滑梁系统、后锚系统组成,挂篮总重(含内外模)约为1160kN,因模板以及吊杆随施工过程中截面高度的不断降低有一部分将会移去,对跨中合拢梁段所要求的支架重量须小于1300kN是显然满足的,所以减小荷载后的挂篮仍然可以作为中跨合拢的支架方案使用。
总体布置图以及吊挂系统如图2-1、2-2所示。
图2-1 挂篮总体布置图图2-2 挂篮前后吊挂系统图中A:前上横梁;B:前下横梁;C:后下横梁;D:前吊带;E:后吊带;F:内、外滑梁;G:上平台;H:三角形主桁架4.挂篮的设计4.1 挂篮构件的传力过程考察主梁设计截面的形状,单箱单室的截面形式至多可用8个相对独立的内外模板(外顶模2块+外侧模2块+底模1块+内顶模1块+内侧模2块)拼接而成。
作为待浇梁段混凝土的支撑面,内、外顶模支撑翼缘板与顶板的混凝土重量,模板以上的重量则由间隔分布的8根内、外纵滑梁承受,内、外纵滑梁则把力传递到已浇梁段的顶板和前上横梁上安装的吊杆上。
待浇腹板和底板混凝土的重量则通过底模传递给底栏纵、横梁,通过前、后下横梁上安装的吊带传力给已浇梁段的底板和前上横梁。
而前上横梁的所有荷载则都传递到三角形主桁架上,三角形主桁架的前支点和后锚点把力再传给已浇梁段的顶板。
浇注某一节段混凝土时挂篮构件的传力过程如图3所示。
图3 浇注混凝土时挂篮构件的传力过程4.2 构件内力的计算挂篮必须适应整个施工过程,因施工过程中节段荷载的不断变化,挂篮中各杆件的受力也是在不断变化之中,因此拟订一个最不利的施工过程进行计算,既可以优化杆件的设计,又可以确保施工安全。
一般而言,拟订最不利施工过程的依据是待浇梁段混凝土的总体积最大,总重量最重。
按设计划分的单T沿36个梁段的体积分布如图4所示。
因为各构件在所有施工过程中的受力具有相对的独立性,有必要根据设计分段的情况把主梁截面细分,如34#节段(最长3.5m梁段)混凝土重量可能会对翼缘板外滑梁和顶板内滑梁产生最不利影响,1#节段(最重 2.2m 梁段)可能会对底模纵横梁以及前后吊挂构件产生最不利影响。
事实上,根据设计节段长度的变化,拟订1#,11#,21#,34#四个施工节段混凝土重量对挂篮构件的效应可以涵盖其它施工节段,挂篮构件内力计算即以这四个施工节段为基准,空挂篮状态则以1#施工节段为基准计算。
图4 单T沿36个梁段的体积计算中挂篮系统采用空间(杆系+板块)有限元进行弹性分析,其中三角形主桁杆件、横联,上、下横梁,底篮纵梁,内、外纵滑梁用梁单元来模拟;吊杆、吊带用只拉杆单元来模拟;底篮模板采用具有较大刚性的板单元来模拟,计算模型如图5所示。
这种空间模型较一般采用的平面杆系模型更能反映每根杆件或每块模板的受力和变形情况,避免了平面杆系模型中三角形主桁片杆件合并带来的杆件受力、变形平均化问题,对分析各杆件的真实受力状态有益,也对挂篮总体变形及施工标高的控制有益。
有限元法计算中的部分参数如表1所示。
表1 挂篮构件内力计算中参数的选定序号材料序号荷载⑴16Mn钢[]=200MPa⑴施工临时荷载重2.0kN/m2⑵A3钢[]=140MPa⑵施工冲击荷载重1.5kN/m2⑶混凝土容重26.0kN/m3⑶模板重量根据该节所用数量确定模板采用定型钢模⑷结构自重程序自动加载图5 空间计算模型示意(其中符号:△,▽分别表示支点和吊点)图中A: 三角形主桁架;B,C,D:上、下横梁;E: 内、外滑梁;F,G:底篮前后吊带;H:纵滑梁吊杆;I:底篮模板及纵梁4.3 计算结果及分析表2列出了挂篮在4个浇筑阶段(1#,11#,21#,34#施工节段)和空挂篮在1个行走阶段(1#2#施工节段)的构件应力计算结果。
表2 浇筑阶段和行走阶段挂篮构件的最大应力(绝对值)(MPa)杆件编号杆件名称浇筑阶段行走阶段1#11#21#34#1#2#⑴前后下弦杆27.223.623.323.111.2⑵立柱13.0 11.1 11.0 10.94.6⑶前后斜杆35.1 34.5 34.2 15.0⑷前上横梁38.4 33.536.2 14.9⑸前下横梁18.7 15.1 13.19.4⑹后下横梁22.3 17.5 10.56.66.0⑺底篮纵梁93.8 73.8 48.8 26.03.0⑻前吊带13.110.26.73.1⑼后吊带(绳)35.128.111.4 74.7*⑽内外滑梁112.4 99.6 113.4 125.1⑾滑梁吊杆83.0 87.9 94.3 97.9 40.1注:表中*号表示行走阶段后吊点采用钢丝绳。
与表2中五种工况对应的挂篮底篮的最大变形分别为:1#:11.3mm;11#:9.4mm;21#:8.8mm;34#:8.0mm;挂篮从1#行走至2#节段时为15.8mm 。
从计算结果看,挂篮在整个施工过程中构件的应力是能够满足材料的允许值要求的。
浇注混凝土过程中挂篮的变形较小说明挂篮的整体刚度较大,这有益于在实际施工中对线型及标高的控制,进而提高施工质量。
5、结束语韩家店1号特大桥通过选择三角形挂篮这种合理的挂篮形式,设计中充分了解了挂篮在施工过程和走行过程中各构件的传力机理,对挂篮在各种工况下建立了适用、合理的三维空间有限元模型,以至于能够比较完整地了解各杆件的受力和变形情况,计算结果满足各施工过程受力和变形的要求。
每一座悬灌施工的大桥都有其自身的特点,这需要综合考虑大桥本身因素以及围绕大桥伴生的各种因素对挂篮选择的影响。
技术层面上,对选定的挂篮还需进一步优化结构形式和杆件的设计。
轻型、重载的挂篮结构形式对增强施工现场的可操作性、创造经济效益有着重要意义!。