牵索挂篮
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斜拉桥牵索挂篮设计与施工关键技术摘要:跨径小于400米的斜拉桥主梁多采用预应力钢筋混泥土结构,断面形式一般有箱形、边主梁(π形)等类型,设计一般要求采用牵索挂篮施工,本文以广东顺德高赞大桥和重庆云阳梅溪河大桥为对象重点介绍了斜拉桥主梁牵索挂篮的设计与施工关键技术。
关键词:斜拉桥,牵索挂篮,设计与施工一、工程概述随着我国桥梁设计与施工技术的不断进步,斜拉桥已普遍在交通基础设施建设中被采用,特别是在受地形、地质、水文限制影响的区域更加广泛采用。
对于跨径小于400米的多采用采用预应力钢筋混泥土主梁,结构设计上有边主梁、箱梁等,其中广东顺德高赞大桥和重庆云阳梅溪河特大桥主梁结构形式在混泥土主梁结构形式中具有典型性。
高赞大桥长1727.8m,桥跨组合为14×30m+5×31m+(61+89+280+89+61)m+3×40m+15×30m。
主桥采用双塔单索面,墩、塔、梁固结的预应力砼斜拉桥,跨径组合为61m+89m+280m+89m+61m,主梁采用近似三角形断面,单箱三室结构,梁高3.5米,箱宽30.5米。
主梁0#块长13米,0-1#块长6米,标准节段长6米(横隔板间距也为6米),共21对。
标准梁段断面尺寸为:顶板全宽30.5米,底板宽4米,悬臂长4米。
高赞大桥主梁断面单位:cm梅溪河特大桥主桥采用43m+147m+386m+147m+43m的双塔双索面预应力砼斜拉桥,主梁标准截面采用双主肋断面,主梁中心高度2.6m,顶板宽23.5m,厚0.30m,主梁悬浇节段长6.0m,索塔处设23m的0号块,中跨合拢段长3.0m,边跨合拢段长2.0m,全桥124对斜拉索。
梅溪河特大桥主梁横断面单位:cm二、斜拉桥牵索挂篮施工技术研究斜拉桥混泥土主梁有边主梁、标准箱梁、倒三角形箱梁等形式,从施工方式上讲有悬拼、悬浇及现浇几种,其中牵索挂篮悬浇最为普遍。
牵索悬浇挂篮在铜陵长江大桥上首次应用,随后在江西南昌新八一大桥、武汉江汉四桥、湖南岳阳洞庭湖大桥、江西鄱阳湖大桥、湖北荆沙长江大桥、湖北巴东长江大桥等多座斜拉桥上成功应用,技术成熟可靠,挂篮结构较标准化,其主要结构包括行走系统、底篮系统、模板系统,底篮系统主要由纵梁(位于主梁肋板下方)及横梁(连接两道纵梁,一般设两道或三道)组成;行走系统由C型挂钩(支撑在主梁肋板顶面)、C型挂钩侧向导向轮、纵梁尾部滚轮、滑道、C型挂钩顶升设施、牵引设施等组成;模板系统考虑到施工方便一般设计成整体提升式。
吉林兰旗松花江特大桥主桥为主跨240m、边跨102.5m的双塔单索面预应力砼斜拉桥见图1。
主梁采用单箱三室断面,箱梁顶宽27.3m,梁底宽18.3m,主梁中心高为3.05m。
见图2。
主梁分0#块、边跨A1~A13#标准段、主跨B1~B17#标准段、B18#非标准段、起点岸终点岸现浇段A14#块及边跨、中跨合拢段。
0#块长为30m,标准节段长度6m,非标准节段长2m,标准节段重约370t。
斜拉索布臵在中央分隔带上,锚固在梁体中箱内的锚梁上,斜拉索采用双排布臵,梁上索距为6m,两排索横向间距为1.1m。
标准节段主梁设纵、横双向预应力。
主梁标准段采用牵索挂兰悬臂施工。
2、挂篮结构该牵索挂篮由牵索及锚碇系统、承重平台及模板系统、走形系统、升降及锚固系统、止推系统组成。
牵索及锚碇系统由梁底中心线处的牵索纵梁、弧形梁、牵引杆及锚固张拉设施组成。
承重平台及模板系统由设臵在主梁边腹板顶面上的顶纵梁、前后下横梁、底模纵梁、牵索纵梁走形吊挂框、水平千斤顶组成。
升降及锚固系统由牵索纵梁中锚固、后锚固、后下横梁锚固、前吊挂系统组成。
止推系统由抗剪柱、止推装臵等组成。
详见图3。
挂篮每组顶纵梁由四片加强贝雷梁组成,长18m。
牵索纵梁长16.3m,弧形梁长4.5m。
牵索纵梁上下弦采用焊接钢箱梁,上下弦间桁高2.8m。
前后下横梁为中间双层,边上单层的桁架,桁架高2.8m,采用槽钢及角钢通过螺栓连接。
前后横梁穿过牵索纵梁上下弦杆并与上下弦杆焊接。
前后下横梁上的底模纵梁采用小槽钢及角钢焊接的小桁架,桁架高0.8m。
止推装臵焊接在牵索纵梁上弦杆顶面,抗剪柱为焊接钢箱梁,从梁顶穿过梁底至牵索纵梁上弦。
抗剪柱与止推装臵间现场操垫钢板。
3、牵索挂篮设计总体思路由于本桥为单索面,梁体横向宽度较宽,若前支点仅靠牵索支撑,施工过程中由于荷载加载不可能完全对称,牵索挂兰容易扭转变形;另外单索面前支点挂篮前端平衡性差、两侧翼缘标高控制较难、前下横梁需要的刚度大等缺点。
高速公路斜拉桥牵索桂篮施工工艺分析摘要:随着高速公路桥梁建设的发展,斜拉桥在桥梁建设的中应用越来越广泛,斜拉桥牵索挂蓝构造施工技术出现后,国内外采用此构造形式建设的桥梁越来越广泛,牵索桂篮是在建造现代斜拉桥时进行主粱悬浇施工的一项技术,可分为长与短平台复合型牵索桂篮。
本文分析了两者构造形式及工艺区别,施工单位可根据实际工程选择应用。
关键词:斜拉桥;牵索桂篮;挂篮平台;工艺区别引言在瑞典开创了现代斜拉桥的建设后,70年代中期,四川省云阳县建造了跨径为76m的云阳桥,开创了中国建造斜拉桥的历史。
目前,国内施工的牵索挂篮大多根据工程需要,由施工单位自己开发设计、制造,形式很多,但归纳起来大致可按平台的长短分为两类,一类是短平台复合型牵索挂篮,另一类是长平台牵索挂篮。
下面分别介绍两种不通形式牵索挂篮构造。
1 短平台复合型牵索挂篮构造短平台复合型牵索挂篮,其结构一般由三部分组成:三角架、施工平台和悬吊伺服机构(悬吊系统、牵索系统、抗水平力系统、升降系统、走行系统、调位系统等)。
1.1 三角架三角架是梁加劲桁。
梁为箱形截面.下部设有平台挂篮行走的平车轨道,上部设有吊杆横梁。
设置三角架,一是可以缩短平台的长度,减轻平台挂篮的自重,减小平台挂钩处的反力:二是使平台可以在简支状态下平稳行走。
1.2 挂篮平台挂篮平台主要由前后横梁、牵索纵梁、吊杆纵梁、普通纵梁、水平桁架和安全尾梁共六部分组成。
前后横梁是平台的主要结构,它承受着节段砼、模板、支架、临时施工荷载和平台自重,要求有足够的强度和刚度。
牵索纵梁是直接固定牵索和承受牵索力的结构。
吊杆纵梁一是可以方便平台的升降,二是可以承受部分施工的荷载。
水平桁架可将牵索纵梁传来的牵索水平力传递给抗剪销,同时也可以提高平台的刚度。
1.3 悬吊和伺服机构1.3.1 悬吊系统:主要由前后吊杆、行走吊杆及挑梁组成(1)前吊杆:施工阶段,承受砼的部分荷载,平台下降上升过程中,承担平台部分荷载,并在平台下降和上升过程中完成力的转换。
大跨度斜拉桥施工牵索挂篮综述一、牵索挂篮的分类1牵索挂篮按平台的长短可分为长平台牵索挂篮和短平台复合型牵索挂篮长平台牵索挂篮一般仅在混凝土主梁下设置挂篮平台,且已成梁段下的挂篮平台长度一般要略长于待浇梁段下的挂篮的平台长度,因而使挂篮的总长度很长,其目的一是为了挂篮的走行,二是为了保证挂篮在顺桥向的刚度。
由于自重较大,将导致挂篮挂钩处在走行时集中力较大而需增大主梁截面,增加工程费用。
短平台复合型牵索挂篮是在已成梁段上设三角桁架作为挂篮行走的吊挂受力结构,从而大大减小了挂篮的后挂钩作用于主梁上的反力,同时,挂篮平台的长度相应减小,可减轻挂篮自重。
但由于此样的结构,其平台与主梁的连接刚度非常小,且在挂篮和模板等自重作用下的牵索刚度也较小,所以,为了保证灌注主梁时的竖向刚度,除了在挂篮平台前设牵索外,同时将平台端通过吊杆吊挂于三角架上,并在施工中保持适当的拉力,以保证灌注主梁的标高准确和线型匀顺。
2.牵索挂盘接杆件来源可分为常备杆件组拼式牵索挂盘和型钢级焊式牵索挂篮常备杆件组拼式牵索挂篮的平台和挂钩的大部分杆件均采用万能杆件等常备式杆件组拼而成,故其可随受力不同而增减杆件,以适应不同的结构,且摊消成本也较小,杆件易得。
但外形较庞大。
型钢组焊式定型牵索挂篮其平台及挂钩和三角架基本都用钢板或型钢组焊或组拼而成,结构简洁紧凑,但由于是专门制做,故费用较高,且后续在其他不同的桥上使用时,可能出现大马拉小车或承载力不足需加强或改制等问题。
二、各类车索挂篮的结构构造1.长平台牵索挂篮的结构构造图1所示为一常备杆件组拼式长平台牵索挂篮的基本结构构造,其主要由主桁承重系统、模板系统、锚固系统、调高系统及走行系统等组成。
图1:组拼式长牵索挂篮结构图(1)主桁承重系统根据梁段的尺寸及自重,主桥纵、横向可分别由数榀组拼式桁梁组成,其各榀桁梁之间的间距可根据需要调整。
在外侧桥梁前端一定长度范围内设置与牵索系统连接的锚固滑槽,在纵向桥梁中间区域设置吊挂式走行牛腿。
斜拉桥牵索挂篮(前支点)施工工艺工法(QB/ZTYJGYGF-QL-0602-2011)桥梁工程有限公司廖文华罗孝德1 前言1.1 工艺工法概况牵索挂篮又称前支点挂篮,是一种用于混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工的设备,是一种具有国际先进水平的新型挂篮。
我国自安徽铜陵长江公路大桥首次使用牵索挂篮以来,在大跨度、大节段的混凝土斜拉桥如武汉长江二桥、南昌新八一大桥、武汉江汉四桥、湖南岳阳洞庭湖大桥、江西鄱阳湖大桥、湖北荆洲长江公路大桥等的施工中,牵索挂篮施工工艺得到了广泛的应用。
1.2 工艺原理利用斜拉索作为挂篮前支点的牵引索,后锚点锚于已浇梁段的底板上,中支点用C型挂钩支撑于已浇主梁顶面,将后锚点挂篮的悬臂受力状态改变为前后支点的简支受力状态,从而减小了挂篮的挠度与弯矩,提高了挂篮的承载能力,实现主梁全节段一次浇筑。
锚固系统模板系统承载系统走行系统图1 牵索挂篮系统结构示意图2 工艺工法特点采用钢箱型结构,结构紧凑,整体性强,刚度大,承载能力大,安全性高,采用吊挂与斜拉索牵拉相结合的传力,加大了节段施工长度,施工标准化程度高,施工速度快,施工质量好,重量大,加工费用高。
3 适用范围大跨度长节段混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工。
4 主要技术标准《公路桥涵施工技术规范》 JTG/TF50《公路斜拉桥设计规范》JTJ027《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205《公路工程质量检验评定标准》JTGB80-15 施工方法根据设计图纸,主梁0、 1#段采用墩旁托架施工,挂篮从第2号段正式悬臂施工。
结合现场条件,0、1#段施工时考虑用挂篮承载平台作为施工平台,挂篮承载平台在墩旁托架上直接拼装、焊接、平移、顶升到位。
墩旁托架采用万能杆件在塔墩顶拼装而成。
挂篮拼装提升到位后,在挂篮后端设支承牛腿,前端设斜拉,挂篮主纵梁中部设斜向钢支撑,以满足0、1#段梁体施工。
牵索挂篮作为主梁悬臂浇筑的承重结构,通过锚固系统,将挂篮锚固在主梁底板上,通过牵索系统将斜拉索与挂篮弧形首相连,形成简支结构受力平台,然后在挂篮平台上进行立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土,张拉预应力、压浆等作业。
斜拉桥牵索挂篮(前支点)施工工艺工法引言斜拉桥是一种结构较为复杂的桥梁形式,其建造需要用到大量的钢材和预应力混凝土等新型材料。
在建造斜拉桥的过程中,由于桥面高度较高,施工难度也高,需要采用吊塔、斜拉索和人工爬梯等器具进行施工。
而斜拉桥牵索挂篮则是其中一种施工工艺工法,通过牵索将挂篮抬起固定在斜拉索上方,将工人和材料顺利运输至施工位置进行施工。
工艺流程1.制作斜拉桥牵索挂篮–按照设计要求采购钢管、焊条等材料–利用电焊机对钢管进行切割、拼接,制作出牵索挂篮2.悬挂挂篮–利用大型吊车将牵索挂篮吊起–将牵索挂篮沿斜拉索方向吊移到作业位置–将牵索锁定在斜拉索上方3.牵索挂篮运输工作人员和材料–工人和材料进入牵索挂篮–利用电动千斤顶将牵索挂篮垂直提升至作业高度–操作电动千斤顶调整牵索挂篮位置,使其恰好位于斜拉索上方4.施工–工人在牵索挂篮内进行施工–施工完成后将物料等装载到牵索挂篮,由工人将其从斜拉桥上运输下来施工注意事项斜拉桥牵索挂篮的施工过程中需要注意以下事项:1.制作过程中要按照要求进行焊接,确保挂篮的强度和安全性。
2.大型吊车作业时,要做好安全防护工作,保证悬挂操作的稳定性和安全性。
3.牵索挂篮运输工作人员和材料的过程中,要保证千斤顶的安全稳定,避免不必要的事故发生。
4.工人在牵索挂篮内进行施工时要保证安全,佩戴好安全带和工作手套,避免意外摔落等事故。
总结斜拉桥牵索挂篮是一种有效的施工工艺工法,可以保证施工安全、快速高效地完成施工任务。
在实际应用中,需要特别注意制作工艺、吊车作业、千斤顶运输、施工安全等方面,避免出现意外事故。
斜拉桥牵索式挂篮施工工艺
【学员问题】斜拉桥牵索式挂篮施工工艺?
【解答】牵索式挂篮主要由主桁承重系统、模板系统、牵索系统、锚固系统、调高系统及行走系统六部分组成。
主要特点:牵索系统利用斜拉索将挂篮前端的垂直荷载直接传递给斜拉桥的主塔,以减小挂篮作用在斜拉桥主梁上的垂直荷载。
牵索另外一个作用是完成体系转换,即施工时缆索锚固在挂篮上,施工后锚固在斜拉桥主梁上。
为实现体系转换,准确确定梁上斜拉索锚固装置的位置和方向,将带法兰盘的钢管在预制厂预埋在一个短的混凝土构件中,施工时栓接在挂篮模板上,在浇注混凝土前装入斜拉索并施加部分张拉力,待施工结束后补充张拉力。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供
参考,如有问题请及时沟通、指正。
牵索式挂篮结构设计一、工程概况某大桥是位于国道主干线丹拉(丹东-拉萨)支线高速公路上、横跨某的一座双塔双索面预应力混凝土特大型斜拉桥,主桥全长668米,跨径布置为:152m+364m+152m。
主梁为预应力混凝土双肋板式结构,通过桥面板及横隔梁连接形成整体,梁高2米,翼板厚32厘米,横隔板厚35cm,横隔梁标准间距6.8米,厚35厘米。
标准断面如下图所示:二、主要荷载分析:1、主梁节段重量:主梁施工节段形式为:①0#块,长20m;1#、1'#块长6.8m,采用支架现浇;②主跨2#~24#块、边跨2'#~19'#块为标准节段,长6.8m,采用牵索式挂篮悬臂浇筑;③主跨25#块,长7.8m,为加长悬臂浇筑段;④边跨20'#~25'#块,共计10.6m长,为支架现浇段。
6.8m标准节段砼体积为135m3,重338t;7.8m加长段砼体积为150m3,重375t。
2、施工荷载重量主要包括模板系统重量、施工机械设备重量、操作人员重量等。
3、挂篮自重根据挂篮结构所采用的材料、结构形式计算出挂篮的自重。
同时考虑到满足挂篮所吊挂的持力主梁的受力要求,挂篮结构重量拟控制在施工节段重量的0.42倍以内。
4、风荷载在大风天气进行施工时,必须保持挂篮结构和位置的稳定性,考虑最大风力情况下挂篮的固结措施,从结构设计上满足挂篮抵抗风荷载的要求。
挂篮结构设计必须满足支持标准节段和加长节段施工的受力要求和技术要求,同时考虑到挂篮空载行走、浇筑前挂索张拉等特殊工况的受力特点,拟定出科学、安全、经济、便利施工的方案。
三、挂篮主体结构设计:1、主体构造:A、承重系统:包括前、中、后横梁及牵索纵梁。
B、模板系统:由底模、外侧模、内侧模及横隔板模板组成,本方案采用顶模垂直下落、侧模翻转折叠式模板系统。
C、牵索系统:由弧形梁、牵引杆、垫块及千斤顶组成。
D、锚固系统:包括后锚杆、吊带、水平止推支座等。
E、升降系统:中横梁吊带,后横梁顶推装置,挂钩辅助升降千斤顶。
牵索挂篮施工关键技术要点首先是安全措施。
在进行牵索挂篮施工时,施工单位必须制定详细的施工方案,明确工作内容,确保施工过程的安全可控。
施工现场必须设置安全警示牌和警示标识,确保施工人员和过往行人的安全。
施工人员必须佩戴符合要求的安全防护用品,如安全帽、安全带、防滑鞋等。
施工现场还必须进行统一的指挥调度,确保作业安全和顺利进行。
其次是操作规范。
牵索挂篮施工必须由熟悉施工设备和操作规程的专业人员进行操作。
施工人员必须按照设备操作手册的要求进行操作,熟悉设备的各个控制按钮和功能。
在使用挂篮前,必须进行设备的全面检查和试运行,确保设备运行正常,各项安全保护装置有效。
施工人员在操作过程中必须遵守设备的使用和维护规范,如禁止超载作业,禁止使用破损的安全绳等。
材料选择也是牵索挂篮施工的关键技术要点之一、在选用牵索挂篮时,施工单位必须选择符合国家标准的产品,确保设备的质量和可靠性。
吊篮的承载能力必须符合设计要求,材料的强度和耐久性必须满足牵索挂篮实际使用环境的要求。
特别是安全绳和牵索绳这样的关键部件,必须选择优质的材料,并经过专业机构检测合格方可使用。
另外,施工人员必须具备技术操作能力和安全意识。
施工人员必须接受专业的培训和考核,并取得相关操作证书方可从事施工作业。
施工单位必须定期开展施工人员的安全培训和技术交流,提高施工人员的业务水平和安全意识。
只有具备一定的技术操作能力和安全意识,才能有效地避免事故的发生。
总结起来,牵索挂篮施工关键技术要点包括安全措施、操作规范、材料选择和技术操作能力等方面的内容。
通过合理的施工方案和严格的操作规范,采用优质的材料,提高施工人员的技术水平和安全意识,可以有效地保障牵索挂篮施工的安全和顺利进行。
牵索挂篮(前支点)施工工法牵索挂篮(前支点)施工工法一、前言牵索挂篮(前支点)施工工法是一种常用的高空施工方法,适用于高楼外墙的装修和维修工作。
本文将介绍该工法的特点、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、经济技术分析以及实际工程案例。
二、工法特点牵索挂篮(前支点)施工工法具有以下特点:1. 工作平台稳固:通过绞车、牵索和挂篮的结合,保证了工作平台的稳定性,工人可以在平稳舒适的环境下工作。
2. 施工效率高:挂篮可沿墙体纵向移动,且可调节倾斜角度,从而达到对不同部位施工的需求,提高了施工效率。
3. 适应性强:该工法可适用于不同高度和形状的建筑物,对建筑物外墙的装修和维修具有广泛的适应性。
4. 施工范围广:适用于各种外墙工程,如刷油漆、贴瓷砖、玻璃幕墙清洁、防水处理等。
三、适应范围牵索挂篮(前支点)施工工法适用于高层建筑、办公楼、酒店、商业综合体等各类建筑物的外墙装修和维修。
四、工艺原理该工法的基本原理是利用绞盘将牵索拉紧,从而形成一个高空作业平台,然后通过机械臂将挂篮与牵索和绞车相连接,实现施工过程中的高度调节。
五、施工工艺1. 设置固定点:在施工前,需要根据实际情况确定好绞车的位置,选择合适的固定点。
2. 安装绞车和牵引装置:根据设计要求和施工需要,将绞车和牵引装置安装在墙体上。
3. 挂篮安装:将挂篮与牵引装置进行连接,并根据实际需要调节挂篮的倾斜角度和高度。
4. 装备检查:在施工前,对绞车、牵引装置和挂篮进行检查,确保其性能正常。
5. 施工作业:根据实际工程需要,进行相应的装修和维修作业,同时注意安全措施和质量控制。
6. 完成施工:当工程完成后,将挂篮从墙体上移除,并进行清理和整理。
六、劳动组织在牵索挂篮(前支点)施工工法中,需要组建一支施工队伍,包括工人、技术人员和管理人员。
工人负责实际作业,技术人员负责指导和监督施工过程,管理人员负责组织协调和管理工作。
七、机具设备牵索挂篮(前支点)施工工法所需的机具设备包括绞车、牵引装置、挂篮、安全保护装置等。
牵索式挂篮施工工法GGG(鲁)C3061-2008杨荣泉侯福金万雨帆闫宗山孙建全(山东省路桥集团有限公司山东省公路桥梁建设有限公司)1.前言牵索挂篮是施工大跨径斜拉桥混凝土主梁的主要工具,目前国内使用的牵索挂篮形式主要有桁架式和钢箱式。
目前,箱梁的宽度和单节段浇筑长度都比较大,滨州黄河大桥主梁宽度更是达到了32.8m,单节段浇筑长度为7.5m,为提高挂篮的整体刚度,挂篮采用钢箱式主桁结构,目的为保证主梁的浇筑质量及控制浇筑时间,使挂篮的刚度及强度满足一次浇筑完毕整个梁段的要求。
该利用永久性斜拉索作为施工挂篮前支点,以简支体系受力改变了传统平衡压重式挂篮的单悬臂受力,增加了浇筑节段长度。
本挂篮具有刚度大、比同类挂篮自重轻、行走及操作方便的特点,能优质、安全、快速地完成斜拉桥混凝土主梁悬浇施工任务,施工操作简便宜行,普通工人稍加学习便可灵活掌握操作要领,施工工艺安全可靠。
这种挂篮于先后在利津黄河大桥和滨州黄河大桥应用,取得较好效果,该挂篮结构具有技术性和经济性的综合效果,达到国内先进水平。
2.工法特点2.1.利用斜拉桥特有的永久性斜拉索作为施工挂篮前支点,结合桥面锚固系统构成无压重挂篮,挂篮中端悬吊在已浇好的梁段上,将传统挂篮的单悬臂受力状态改变为简支正弯矩受力状态,从而大大提高了挂篮承载力,又减轻挂篮自重,一次浇筑长度达7.5m,一个浇筑施工周期为7d,工效提高30%~50%。
2.2.利用钢箱作为挂篮的纵、横向主桁结构,从而大大提高了挂篮的整体刚度,变形量小,保证了施工质量。
2.3.挂篮采用液压驱动,减轻了工作强度,提高了工作效率。
2.4.结构简洁紧凑,受力明确,使用较为方便。
3.适用范围本工法适用于悬臂浇筑的大跨度预应力钢筋混凝土斜拉桥。
4.工艺原理斜拉索水平分力与水平反力平衡。
斜拉索竖向分力与中支点反力形成简支梁的两个支点,承载待浇混凝土箱梁重量。
挂篮前鼻梁设计,通过四根反力杆完成斜拉索牵引、张拉、锚固及挂篮下落等几个转换过程。
斜拉桥牵索挂篮(前支点)施工工艺工法,、乙、,1刖B1.1工艺工法概况牵索挂篮又称前支点挂篮,是一种用于混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工的设备,是一种具有国际先进水平的新型挂篮。
我国自安徽铜陵长江公路大桥首次使用牵索挂篮以来,在大跨度、大节段的混凝土斜拉桥如武汉长江二桥、南昌新八一大桥、武汉江汉四桥、湖南岳阳洞庭湖大桥、江西鄱阳湖大桥、湖北荆洲长江公路大桥等的施工中,牵索挂篮施工工艺得到了广泛的应用。
1.2工艺原理利用斜拉索作为挂篮前支点的牵引索,后锚点锚于已浇梁段的底板上,中支点用C型挂钩支撑于已浇主梁顶面,将后锚点挂篮的悬臂受力状态改变为前后支点的简支受力状态,从而减小了挂篮的挠度与弯矩,提高了挂篮的承载能力,实现主梁全节段一次浇筑。
图1牵索挂篮系统结构示意图2工艺工法特点采用钢箱型结构,结构紧凑,整体性强,刚度大,承载能力大,安全性高,采用吊挂与斜拉索牵拉相结合的传力,加大了节段施工长度,施工标准化程度高,施工速度快,施工质量好,重量大,加工费用高。
3适用范围大跨度长节段混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工。
4主要技术标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50《公路斜拉桥设计规范》JTJ027《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205《公路工程质量检验评定标准》JTGB80-15施工方法根据设计图纸,主梁0、1#段采用墩旁托架施工,挂篮从第2号段正式悬臂施工。
结合现场条件,0、1#段施工时考虑用挂篮承载平台作为施工平台,挂篮承载平台在墩旁托架上直接拼装、焊接、平移、顶升到位。
墩旁托架采用万能杆件在塔墩顶拼装而成。
挂篮拼装提升到位后,在挂篮后端设支承牛腿,前端设斜拉,挂篮主纵梁中部设斜向钢支撑,以满足0、1#段梁体施工。
牵索挂篮作为主梁悬臂浇筑的承重结构,通过锚固系统,将挂篮锚固在主梁底板上,通过牵索系统将斜拉索与挂篮弧形首相连,形成简支结构受力平台,然后在挂篮平台上进行立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土,张拉预应力、压浆等作业。
甘竹溪特大桥牵索挂篮预压试验关键字:甘竹溪特大桥牵索挂篮预压试验1、挂篮试验项目概述1.1 甘竹溪大桥概况甘竹溪特大桥是国道主干线广州绕城公路南环段跨越甘竹溪的一座特大型桥梁,与水流正交。
甘竹溪特大桥主桥采用独塔双索面、墩塔梁固结体系的预应力砼斜拉桥,主跨210m,边跨165m,边跨设置1个辅助墩,主桥跨径组合为50+115+210=375m。
主梁采用预应力砼扁平箱梁,箱梁全宽38.7m,单箱三室。
标准梁段索距为6m ,重约450t,采用牵索挂篮施工。
图1:甘竹溪大桥总体布置图图2:主梁标准节段断面图1.2 牵索挂篮概况甘竹溪特大桥主桥主梁采用牵索挂篮悬臂浇注施工法。
本挂篮由承重系统、提升锚固系统、止推系统、定位调整系统、行走系统、模板系统等部分构成。
除模板外总重约为140t,最重的构件不超过15.8t。
甘竹溪特大桥主梁挂篮图示如下:图3:主梁挂篮图示1.3挂篮荷载试验内容及目的甘竹溪特大桥挂篮荷载试验内容主要包括理论仿真分析计算和现场加载测试两部分内容,具体内容分述如下:1.3.1 挂篮理论仿真分析计算甘竹溪大桥挂篮仿真分析的目的是了解甘竹溪大桥挂篮的三维应力状况,通过对挂篮的荷载预压试验,检验挂篮的受力性能和结构安全性,为挂篮安全可靠施工的工作提供试验依据,具体为:①考察挂篮单独作为一个局部结构下的受力状况(简化设计下受力状况);②考察挂篮在与主梁协同工作下的受力状况(真实受力状况)。
根据以上两个目的具体仿真分析内容如下:①根据设计图纸,建立立挂篮单独三维空间有限元模型,分析其受力状况;②将挂篮嵌入甘竹溪特大桥三位实体有限元模型中,分析挂篮嵌入主梁1号块中,分析其受力状况;③分别对比上述两种模型下的结果。
1.3.2 挂篮试验现场加载测试试验目的:①测试挂篮主体结构各构件的应力大小,检验挂篮设计、制作、安装的工作质量;②测量挂篮系统的弹性变形量,为主梁施工控制提供试验数据,为模板系统提供起拱的试验数据;同时消除结构非弹性变形;③为今后同类挂篮的研制积累科学数据。
大跨度斜拉桥施工牵索挂篮综述一、牵索挂篮的分类1牵索挂篮按平台的长短可分为长平台牵索挂篮和短平台复合型牵索挂篮长平台牵索挂篮一般仅在混凝土主梁下设置挂篮平台,且已成梁段下的挂篮平台长度一般要略长于待浇梁段下的挂篮的平台长度,因而使挂篮的总长度很长,其目的一是为了挂篮的走行,二是为了保证挂篮在顺桥向的刚度。
由于自重较大,将导致挂篮挂钩处在走行时集中力较大而需增大主梁截面,增加工程费用。
短平台复合型牵索挂篮是在已成梁段上设三角桁架作为挂篮行走的吊挂受力结构,从而大大减小了挂篮的后挂钩作用于主梁上的反力,同时,挂篮平台的长度相应减小,可减轻挂篮自重。
但由于此样的结构,其平台与主梁的连接刚度非常小,且在挂篮和模板等自重作用下的牵索刚度也较小,所以,为了保证灌注主梁时的竖向刚度,除了在挂篮平台前设牵索外,同时将平台端通过吊杆吊挂于三角架上,并在施工中保持适当的拉力,以保证灌注主梁的标高准确和线型匀顺。
2.牵索挂盘接杆件来源可分为常备杆件组拼式牵索挂盘和型钢级焊式牵索挂篮常备杆件组拼式牵索挂篮的平台和挂钩的大部分杆件均采用万能杆件等常备式杆件组拼而成,故其可随受力不同而增减杆件,以适应不同的结构,且摊消成本也较小,杆件易得。
但外形较庞大。
型钢组焊式定型牵索挂篮其平台及挂钩和三角架基本都用钢板或型钢组焊或组拼而成,结构简洁紧凑,但由于是专门制做,故费用较高,且后续在其他不同的桥上使用时,可能出现大马拉小车或承载力不足需加强或改制等问题。
二、各类车索挂篮的结构构造1.长平台牵索挂篮的结构构造图1所示为一常备杆件组拼式长平台牵索挂篮的基本结构构造,其主要由主桁承重系统、模板系统、锚固系统、调高系统及走行系统等组成。
图1:组拼式长牵索挂篮结构图(1)主桁承重系统根据梁段的尺寸及自重,主桥纵、横向可分别由数榀组拼式桁梁组成,其各榀桁梁之间的间距可根据需要调整。
在外侧桥梁前端一定长度范围内设置与牵索系统连接的锚固滑槽,在纵向桥梁中间区域设置吊挂式走行牛腿。
在灌注梁段期间,施工荷载传于主塔及已灌梁段上,挂篮通过走行牛腿及尾端横梁上的走行轮前移时,其自重全部传给梁部。
(2)模板系统模板系统由底模、外侧模、内模等组成,底模一般采用型钢及钢板焊成的整体格构。
外侧模在标准节段采用钢模,在牵索锚块附近一般宜采用钢木模结合。
内模一般也采用钢木模结合。
(3)牵索系统如图2所示,牵索系统山异形接头、牵引杆、吊耳、水平调整螺杆、扁担梁、元宝梁及千斤顶等组成。
吊耳位于固定在主桥上的锚固滑槽内,元宝梁与吊耳之间采用销轴连接。
千斤顶的作用是调整缆索至正确的位置和完成体系转换。
在每梁段施工期间,利用牵索的竖直分力抵消挂篮前端的竖直荷载,再通过主索将力传给主塔,之后缆索则按设计锚固在主梁上。
(4)锚固系统锚固系统可分为中锚和后锚两部分。
如图3所示,中锚一般由上下锚梁、分配梁、扁担梁、竖吊杆、斜拉杆及千斤顶等组成。
千斤顶安装在上锚梁与扁担梁之间,用来安装及拆除锚固系统,值得注意的是,对于一般的双定开口预应力混凝土箱梁,位于开口区域的中锚斜拉杆的水平分力自相平衡,而位于两侧翼缘部位的中锚的水平分力则与前端牵索的水平分力相互抵消。
此外,在安装开箱内模时,其上的中锚系统的上锚梁作为悬臂吊装设备,而在挂篮前移时,两侧翼缘上部的中锚则以垂直吊杆通过千斤顶将挂篮主桁落在走行滑槽内,总而言之,中锚的主要作用是将承受的竖直荷载及水平力传给主梁。
后锚由小锚梁和拉杆等组成,它位于挂篮的尾部。
拉杆上端锚固在主梁顶的小锚梁上,下端锚固在衍梁上。
其作用是将挂篮的尾部与主梁锚固连接。
(5)走行系统走行系统由滑块、滑槽、走行轮、牵拉杆及穿心式千斤顶等组成,滑块安装在走行牛腿上,滑槽铺在主梁顶面,走行轮安装在尾端调高楔块上。
当挂篮灌注完一梁段后,用千斤顶通过牵拉杆挤挂篮移动到下一段。
(6)调高系统调高系统由模块组成,其位于挂篮的中间和尾端横梁上,挂篮就位时用其调整标高,挂篮走行时尾部调高楔块可兼作走行轮安装架。
2.短平台复合型牵索挂篮结构构造图4所示为一型钢组焊式短平台复合型牵索挂篮,其由挂篮平台、三角架和伺服系统三大部分组成。
(l)挂篮平台它由前横梁、后横梁、牵索纵梁、普通纵梁、尾梁、水平桁架和纵梁平联组成,前、后横梁为箱形截面的刚性主梁与平弦桁架的组合结构。
(2)三角架三角架由刚性的下弦梁和其上的三角式桁架形成的组合结构。
(3)伺服系统其内牵索系统、悬吊系统、走行系统、锚固系统、水平交承系统、微调定位系统等组成。
a.牵索系统由斜拉索和其梁下锚具以外的其他锚具及连杆组成,其作用是把挂盘前端的荷载传给主塔。
b.悬吊系统由前后横梁上以销轴安装的四根吊杆、扁担梁及千斤顶组成,千斤顶用作调整标高及升降挂篮,在灌注梁段时,两根后吊杆承受挂盘后支点的全部荷载,而前吊杆则通过测力系统在一定受力范围内与牵索共同承受挂篮前端的荷载。
c.走行系统分为三角架走道和挂篮后端挂钩走道系统三角架走道设于三角架下弦梁下,由槽钢和聚四氟板组成,固定在桥面上。
后端走行系统由r形挂钩及走道组成。
d.如图5所示,水平支承系统由抗剪柱、水平螺旋支顶及滚轴等组成,其垂直穿入箱梁的预留孔中,以抵抗牵索产生的水平分力。
e.微调定位系统的功能是靠安装在三角架走道上的纵横向千斤顶和三角架后支座处的可调高结构,以及安装在挂盘后横梁上的手动千斤顶实现的。
f锚固系统包括弧形承压锚碇系统和三角架后端锚固系统。
如图6所示,弧形承压锚底系统是由牵索纵梁前端的弧面及锚座等组成的,锚座在一定角度范围内滑移时,牵索施力方向均在弧面法向线上。
三角架后端锚固系统由预埋在主梁中的锚板、夹板及吊耳和接至三角架尾端的后锚杆等组成,其作用是抵消三角架在施工时产生的倾覆力矩。
三、牵索挂篮的施工程序及工艺要点1长平台牵索挂篮的施工程序及工艺要点(l)挂篮安装在主梁的1号2号梁段适当位置预设4个吊孔,用倒链或千斤顶将组拼成整体的主桁承重系统和底模板整体提升到安装位置,安装牛腿顶端部分,若主桁未到安装位置,则安装走行系统,使其走行到位。
同时安装梁上的锚固部件,并拆除走行轮,将主桁锚固。
之后安装外侧模、开箱内模,绑扎钢筋,并安装牵索系统,经精确调整后即可灌注混凝土。
(2)挂篮前移梁段混凝土等强张拉预应力束后,解除锚固系统的斜拉杆及有关模板的连接,铺好梁顶走行滑槽,用锚固系统的垂直吊杆将挂篮主街等缓缓下落,直至梁侧牛腿落在滑槽内。
之后解除垂直吊杆,卸去梁底楔块,换装走行轮,在主梁上用千斤顶和牵拉杆带动牛腿将挂篮缓缓平行前移,并在后方设倒链作保险制动。
(3)挂篮就位及调整挂篮到位后,先将两侧中错的垂直吊杆临时锚固,再将有关的锚固件和模板前移安装,再用中间的中锚吊杆将主桁提升并进行相应锚固,然后精确调整后即可施工了一梁段。
(4)推篮施工要点以锚固吊杆及斜拉杆的预留孔一定要准确,以保证各杆不受弯。
b.锚固系统的垫梁及滑道与主梁的接触面一定要平整,必要时进行整修,以保证受力合理可靠。
c.主梁底部的调高楔块要与梁底顶紧,以保证梁段间顺接。
2.短平台复合型牵索挂篮的施工程序及工艺要点(l)挂篮安装塔下用作组拼挂篮的主梁施工后,将挂篮三角架及其后锚等构件吊上桥面安装就位,然后用倒链或卷扬机将整体组拼的挂篮平台提升,并安装相关的伺服系统,检查无误后灌注混凝土。
(2)挂篮前移梁段混凝土等强张拉预应力束后,解除挂篮牵索并与主梁锚连,将挂篮平台下放一定高度,然后将挂篮三角架向前移动一个梁段长度,到位后再将挂篮平台沿梁顶滑道和三角架下弦梁下翼级前移就位,上述为两次走行,适应梁宽且重的情况。
若梁较窄和较轻时,也可一次走行到位,即利用梁顶滑道将两个三角架和其悬吊的平台同步前移(3)挂篮就位及调整利用倒链将平台提起,安装吊杆及牵索等,然后精确调整后即可施工下一梁段。
(4)挂篮施工要点灌注混凝土时,由于挂盘前端荷载由牵索和前吊杆共同承受,为保证前吊杆不超载,利用千斤顶和特设的数字式压力传感器测其杆力,超出其设计受力的部分通过分次调整临时牵索来平衡。
四、各类车索挂篮的特点及其适用性分析1.各类牵索挂篮的力学特点各类牵索挂篮的共同特点是,改变了普通挂盘单纯吊挂传力给主梁的方式,采用吊挂和牵拉相结合的传力方式将荷载分别传给主梁和塔,从而大大减小了主梁的受力,避免了因施工原因不得不加大主梁截面和增加布筋,使得大跨斜拉桥的一个索间梁段一次悬浇成为可能。
长平台牵索挂篮在灌注混凝土时,前端荷载靠牵索拉力的竖向分力抵消,后端荷载主要靠锚固系统的竖吊杆承受,锚固系统的斜拉杆则主要是为了平衡牵索拉力产生的水平分量。
而其在前移走行时,则主要由吊挂牛腿承担挂篮重量,此外,由于平台在牛腿前部重,后部轻,则后部的走行轮紧抵主梁底面滚动,使挂篮稳定的平行前移。
总的来说,挂篮的刚度和整体性是较强的。
短平台复合型牵索挂篮在灌注混凝土期间,前端荷载由牵索拉力的竖直分量与前吊杆的有限拉力抵消,这里前吊杆的主要作用是弥补挂篮由于底平台较短而竖向刚度差的缺陷。
由牵索拉力产生的水平分力则由水平支承系统传给主梁,而后吊杆则承担挂篮后端荷载并将其传给主梁底板。
前移行走时,则除了挂篮后端由r形挂钩系统代替了滑梁吊挂系统外,其与普通的三角斜拉式挂篮的前移走行方式基本相同。
2.各类牵索挂篮的使用特点就挂篮的走行而言,长平台牵索挂篮为一步到位,而短平台复合型牵索挂篮分两步;就施工控制而言,前者因纵向长度较大,要求更严些;而对灌注混凝土而言,由于后者前部由前吊杆和牵索共同受力,故应严格控制吊杆的受力,以防超载。
3.各类牵索挂篮的适用性分析由于常备杆件组拼式长平台牵索挂篮取材较易,大部分杆件可有多种用途,故一次摊消成本可能较低,对于跨度不是很大,且挂篮利用率不是很高的情况较适用,而型钢组焊式短平台复合型牵索挂篮由于是用型材特殊加工而成,故成本较高,但其结构简洁紧凑,使用较为方便,适用于跨度较大且利用率较高的情况。