土木在线论坛 \ 道路桥梁 \ 铁路工程 \ 客专悬臂梁菱形挂篮设计及施工技术

客专悬臂梁菱形挂篮设计及施工技术

发布于：2015-07-22 19:43:22 来自：道路桥梁/铁路工程 [复制转发]

一、前言

　　如今挂篮悬臂浇筑施工在施工中得到了较好的应用和发展,挂篮设计也有许多类型。根据施工的特点和环境，客专悬臂梁采取菱形挂篮的设计能够满足工程的需求，并且能够使得工程在保质保量的前提下顺利完工。

　　二、挂篮施工的设计原则

　　1.减轻挂篮自重：在满足桥梁设计对挂篮自重的要求外，应尽量减轻挂篮自重；挂篮采用自锚平衡式以便充分利用箱梁竖向预应力筋平衡倾覆力矩。

　　2.缩短施工周期：挂篮施工中采用各粱段全断面一次性浇筑。挂篮行走和锚固应方便、可靠。

　　3.保证悬浇砼质量及施工安全：模板设计中应注重砼的外观质量（一般以刚度为主来设计模板）并满足高空超重施工的安全要求。

　　4.改善施工条件和作业环境：箱梁顶面施工作业空间尽量宽敞，以便于放置施工机具及施工员往返。

　　三、菱形挂篮各组成部分的设计

　　1.主梁系：菱形构架、横向连接系和上下横梁构成了主梁系，其中主构架为整套挂篮的受力核心由三片菱形桁架构成，横向连接系由角钢焊接而成，其是为了连接两片主桁架，使其成为一体抗倾覆，前移时保持稳定及同步。前上横梁支撑在挂篮主桁的受力核心，两片菱形桁架上，其一是为使两片主桁架链接，二是为承受吊带传来的荷载。承受由前吊带传递来的所有荷载，前下横梁通过前长吊带吊挂在前上横梁上，承受由纵梁桁架前端传递过来的全部荷载；后下横梁通过后长、短吊带吊挂于已灌筑的箱梁梁体上，承受由纵梁桁架后端传递过来的全部荷载。

　　2.底模系：底模系由前后拖梁、纵向桁架以及模板组成，根据模板所在位置的受力状况，在模板的面板下设置相应间距的加劲肋。底模系前托梁悬挂在前横梁上，后托梁由两个后锚锚固在已成梁段混凝土底板上。

　　3.外模系：外模系由侧模架和模板组成。侧模夹住底模，通过调整底模的高程以适应不同高度的梁段，这样外模能循环使用，大大节约了投资。外模系下端牛腿支撑在底模系前后托梁上，中部用对拉筋与内模系相连，顶部利用已成梁段上的预留孔将侧模锚固在已成梁段上，另一侧利用斜拉杆固定在主构架上。

　　四、客专悬臂梁菱形挂篮设计计算参数

　　客专（48+80+48）挂篮悬浇箱梁为变高度预应力混凝土箱梁，箱梁宽度沿桥轴线为等截面，箱梁自重根据设计混凝土方量计算。混凝土自重取为26kN/m3；钢材弹性模量E =2.1×10 5MPa；Q235允许应力在85MPa-140Mpa之间；对于临时结构（挂篮次要部位，包括模板、连接系、模板滑梁等），容许应力可提高30%：即为85×1.3=110MPa到140×1.3=182MPa之间。

　　挂篮为菱形挂篮，主桁杆件由2I32b槽钢组成，槽钢两侧各贴一块钢板形成箱形截面杆件，各杆之间通过节点板及材质45#钢的销子连接。前上横梁由 2I45a 型钢组成，后锚梁由 2I40a 型钢组成，底篮前后托梁由2I40a普通热轧槽钢组成，底篮纵梁为I32a。模板重量和浇筑混凝土阶段混凝土的重量由挂篮前吊杆和后吊杆承担。前、后吊杆均采用32mm 精轧螺纹钢筋，通过上部分配梁将底篮悬吊。挂篮共重 50.91t，箱梁最重节段为 1#节段，重量为 139.123t（长 2.7m）；挂篮质量与箱梁块段重之比（挂篮工作系数）：50.91/139.123=0.36。

　　挂篮系统计算采用电算和手算相结合的方式，电算程序采用美国 CSI 公司的 Sap2000结构设计软件。计算中考虑到各种系数如下：

　　考虑箱梁混凝土浇注时膨胀等的超载系数取为1.05；新浇混凝土等自重系数为1.1；挂篮空载行走时冲击系数为1.2；施工人员及机具荷载系数为1.0；倾倒混凝土时产生的冲击荷载分项系数为1.0；振捣混凝土时产生的竖向荷载分项系数为1.0；浇注混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数为2.0。

　　施工阶段抗风设计的基本风速V=13.8m/s（六级），挂篮结构设计按该值进行计算。

　　五、客专悬臂梁菱形挂篮施工工艺

　　1.制作挂蓝

　　在一般状况下，挂蓝由钢结构加工厂负责完成，条件是挂蓝的尺寸、结构、材质等必须和设计要求要一样，防止使用其他材料来代替，影响到挂蓝的质量。当挂蓝制作完成后，需要对挂篮构件实施超声波焊缝检测，还要现场完成拼装的全过程，只有通过质量检验合格，才能够入场使用。

　　2.现场安装

　　把挂蓝运送到施工现场之后，预应力施工完成之后，才可以开始安装流程。首先，应用钢枕对滑道的位置实施调整，装配滑道，并应用锚固筋实施固定；然后，在滑道上装配前滑以及后钩板，与此同时装配主桁片和连接的杆件。等到箱梁以上的结构安装完成以后，才能够对挂蓝的底模板系统、侧模板系统实施装配；其次，完成钢筋的装配流程，再根据内模板。这里必须要注意的是，整个挂蓝的安装过程完成之后。要留意查看锚固可靠度、悬吊系统中的各个锚固件牢固情况如何等。

　　3.预压试验

　　要是施工中使用的是新挂蓝，那么就要对主桁架等构件分开实施预压试验，这样才能保证其性能与施工要求的一致性，防止出现非弹性变形的问题，继而导致安全事故的发生。其次，挂蓝的安装工作完成之后，还要对其做好荷载试验，一般情况下荷载是最大节段重量的1.0到1.5倍之间；在实施荷载试验的进程中，还要对挂蓝的加载状况、变形状况实施剖析并最好记录，保证能够达到合理的立模标高，才能保障箱梁线性。

　　4.菱形挂篮施工技术

　　轨道装配、锚固→主桁架装配→前后横梁桁片装配→挂篮后锚装配→外模板系统装配→底篮系统装配→内模系统装配→各工作平台装配→调试

　　5. 挂篮构件拼装

　　挂篮拼装必须要按照严格的总装图和详图施工来进行，为保证施工进程速度可以在吊装能力允许的范围内在地面上实施部分构件的预拼装部分。拼装完成后还需要严格检查连接构件的稳定性和完全性，才能进行挂篮的预压。

　　6.挂篮构件预压

　　为了保证挂篮的刚度、强度以及稳定性，拼装结束后还要采用水箱加压法，依次对挂篮实施预压，充分解除挂篮的非弹性变形。在加压的进程中还要通过测量仪器来观察变形的数据，只有在挂篮非弹性变形以及弹性变形参数都符合设计要求后，才能正式投入使用。

　　六、应用菱形挂篮进行悬浇施工的主要体会

　　 1.优点

　　菱形挂篮结构简单，受力明确，加载后的实际弹性变形与理论计算值相差不大，如曾使用过该挂篮，可省去试验加载的程序。

　　自重轻，菱形挂篮应是国内除滑动斜拉式挂篮外最轻的一种，由此而带来在加工、运输、拼装、移动、拆除等方面的省力，进而达到节省资金的目的。

　　菱形挂篮内模、外模均采用纵向滑梁吊在已有梁体和挂篮上，纵向走行非常方便，且加固亦采用该滑梁，一梁两用。

　　挂篮前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送砼，便于轨道前移以及钢筋的吊装，加快施工进度。

　　 2. 菱形挂篮施工注意事项

　　（一）要确保混凝土浇筑时主桁前支座材料强度满足受力要求，因前支点反力较大，必要时须对主桁片进行加固，防止出现压杆破坏。

　　（二）外侧模底部与底模接触处设置必要的横向刚撑，避免底角漏浆，影响外观。设置必要的腹板拉杆数量，防止出现面板变形，影响质量。

　　（三）由于梁体悬臂较长，根据施工实践，侧模骨架片采用14号槽钢加工，不易产生弯曲、扭曲变形，骨架片采用三支腿，效果良好。

　　七、结束语

　　总而言之，在客专悬臂梁挂篮设计和施工中，使用菱形挂篮有着很好的经济效益。在实际的施工中，由于菱形挂篮的技术也有着一些无法避免的缺点，我们一定要注意安全问题，确保工程能够在安全的前提下顺利完工。

施工技术施工

0人已收藏
0人已打赏
免费
0人已点赞
分享

复制链接新浪微博微信扫一扫

全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

沐沐沐沐沐沙发

谢谢楼主分享的好资料

2015-07-23 08:38:23
回复举报
赞同0