懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃的設(shè)計

1、懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃的設(shè)計建筑科學(xué) science&technology 皿圓懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃的設(shè)計徐忠李茂儒(杭州市交通工程集團(tuán)有限公司杭州310000)摘要:文章結(jié)合新市二橋施工工程的特點.對掛籃的設(shè)計理論和設(shè)計過程做了具體 分析，介紹，為以后的掛籃設(shè)計積累經(jīng)驗.關(guān)鍵詞:懸臂箱梁掛藍(lán)設(shè)計中圖分類號:u44文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:16723791(2011)08(b) 0055011施工工程簡介新市二橋跨越京杭運河，橋梁全長495.64m.主橋為主跨(45+80+45)m變截面 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，引橋兩側(cè)均為8孔跨徑20m 的裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁主 橋箱梁采用變截面連續(xù)箱梁

2、，根部(中支點) 梁高4.60m,跨中高度2.0m,梁底曲線采用 二次拋物線.箱梁設(shè)三向預(yù)應(yīng)力，縱向采用 高強度低松弛鋼絞線，大噸位群錨體系，豎 向采用精軋螺紋鋼筋，橫向采用高強度低 松弛鋼絞線扁錨體系.箱梁施工方案是兩主墩施工作業(yè)一在 兩主墩拼裝墩旁托架，并進(jìn)行預(yù)壓重一在 兩主墩墩頂安裝支座一澆筑0號節(jié)段混凝 土一安裝施工掛籃，掛籃應(yīng)經(jīng)過預(yù)壓一 1號 節(jié)段施工一移動懸臂施工掛籃一 2-10和 2*- q節(jié)段施工(9和9,節(jié)段施工的同事， 安裝邊墩墩旁支架，支架預(yù)壓重，安裝墩頂支座)一拆除懸臂施工掛籃一兩邊跨合攏 段施工一屮跨合攏段施工.2掛籃設(shè)計設(shè)計掛籃前，首先應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有資料及 實際施工條件

3、對掛籃進(jìn)行選型，然后對各 部件進(jìn)行驗算所以選型的正確與否是掛 籃設(shè)計的關(guān)鍵掛籃設(shè)計總圖構(gòu)思體現(xiàn)在 如下方面:(1)減輕自重的途徑;(2)確保澆 筑混凝土質(zhì)量(3)充分考慮各種不利荷載 對結(jié)構(gòu)的影響.本項目的掛籃設(shè)計圖(圖1). 2設(shè)計要點荷載:取最重塊段(180.6t)作為設(shè)計 荷載控制,同時考慮風(fēng)載，振動及沖擊荷載 等;(2)掛籃設(shè)計時按混凝土澆筑，掛籃行走 兩種工況計算，毎種工況的整體穩(wěn)定系數(shù)2;(3)掛籃整體變形1.2cm;(4)主粱在掛 籃行走時，前端撓度l/400,滑梁載模走 行吋跨中撓度l/400;(5)掛籃(含模板)與 梁段重量之比為0.30035,且不超過設(shè)計 規(guī)定的允許值.2

4、.2設(shè)計步驟(1) 主構(gòu)架設(shè)計.由掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙可知，主構(gòu)架由兩件對稱的桁架式承載構(gòu)件聯(lián)接而成，因 此只需計算其中一件的受力和應(yīng)變情況， 可以確定主構(gòu)架是簡支梁結(jié)構(gòu)，桿件且以 銷鈾連接，所以不存在超靜定問題(圖2). 根據(jù)受力簡圖以及力學(xué)平衡方程(工 x=0,sy=0),可以計算出a,b處的外力以 及齊個桿件的內(nèi)力根據(jù)計算結(jié)果,最終確 定在整個主構(gòu)架屮，各構(gòu)件均由兩根40b槽 鋼加強拼焊而成由于節(jié)點采用銷軸連接. 故各桿件只收軸力作用，因此可利用虛功 原理法計算桁架結(jié)構(gòu)的整體變形,用以確 定掛籃在最大荷載下前端得撓度變化值， 為懸臂施工時掛籃前端預(yù)留的下沉量提供 依據(jù).根據(jù)莫爾公式：/=式中

5、:f為單位力t=1作用于構(gòu)件時，桁架各構(gòu)件的內(nèi)力.f+為實際桿件內(nèi)力.e為彈性模量2x10kn/cml.,a.為各構(gòu)件的計算長度和截面積.得到d點實際工作狀態(tài)下的繞度為0.588cm. 桿件的穩(wěn)定性及強度驗算:選擇受拉應(yīng)力最大的構(gòu)件進(jìn)行校核，從前文可知，桿 件bc的軸向力最大，應(yīng)計算其穩(wěn)定性，桿件 ac的軸向拉力最大,應(yīng)計算其抗拉強度.1根據(jù)公式:zy=,f,=,()=，經(jīng)計算桿件bc和ac均滿足要求.(2) 前上橫梁設(shè)計.前上橫梁設(shè)計簡圖為多空連續(xù)箱梁結(jié) 構(gòu)，將最大的彎矩應(yīng)力作為控制設(shè)計，根據(jù) 多孔連續(xù)梁彎矩簡化計算公式：mxy 玨二去，二 wl./400t2gel確定前(后)上橫梁均為2根

6、40b工字鋼m組成.根據(jù)公式經(jīng)盯二檢驗，橫梁彎曲強度足夠撓度計算檢驗屮,這里僅計算特 殊點的撓度,前橫梁端部和中心處，其它各 處撓度可依此近似算得,經(jīng)計算，端部撓度 和中部撓度符合要求.通過前面的計算，可 知整個掛籃系統(tǒng)的最大下?lián)隙忍幵诳缰?，?大小為 7=0.588+0.29+0.37= 1.25cm.參1,目苗i【ii圖1掛籃設(shè)計圖考有關(guān)掛籃設(shè)計資料，主承載系統(tǒng)的總撓度不大干20mm,所以木設(shè)計方案滿足要求.(3) 外滑梁設(shè)計外滑梁主要承受箱梁兩側(cè)翼板重量，有前文可知每側(cè)澆注碗重量為5.3t.這里 不考慮外滑梁自重,并設(shè)想整個負(fù)荷是均 布在外滑梁上的，將其跨中彎矩應(yīng)力作為 設(shè)計控制，經(jīng)過計

7、算得岀外滑梁由2根32b 槽鋼組成.對撓度的計算檢驗是根據(jù)最大 5ql撓度在滑梁中部，根據(jù)公式y(tǒng).=，得出撓度為0.225,根據(jù)規(guī)范要求，外滑梁變 形量不大于1/400:500/400= 1.25cm,因此 本設(shè)計方案的外滑梁合理對其彎曲強度 nl2的檢驗，根據(jù)公式m=和仃二，計算出彎曲強度符合要求.(4) 內(nèi)滑梁設(shè)計由前文可知內(nèi)模承受載荷15t,內(nèi)模白 重按10t計算，則一根內(nèi)滑梁上的載荷 (15+10)/4=6.25(，假設(shè)整個負(fù)荷是均布在 內(nèi)滑梁上的,將其跨中彎矩應(yīng)力作為設(shè)計 控制,經(jīng)過計算得出內(nèi)滑梁由兩根32b槽鋼 組成同理計算可知強度，撓度足夠.2.3掛籃整體穩(wěn)定性驗算(1) 掛籃施工時抗傾覆穩(wěn)定性計算.主桁傾覆穩(wěn)定性計算考慮在滿載工況 下，后錨力提供抗傾覆力矩,主桁加載點的 荷載提供傾覆力矩,不同梁段上加載點不 同,加載點的荷載也不同，本項目中,對后錨 強度以及后錨扁擔(dān)梁的強度進(jìn)行了驗算，從 而確定掛籃施工時的抗傾覆穩(wěn)定性可靠.(2) 掛籃空載前移時抗傾覆穩(wěn)定性計算.當(dāng)掛籃空載前移到箱梁澆筑位置時， 此吋處于懸伸空載下的掛籃所受的傾覆力 最大木項目分別做了反扣輪組聯(lián)接螺栓 的強度校核和軸承負(fù)荷校核，從而得出結(jié) 論為掛籃空載前移時抗傾覆穩(wěn)定性可靠.3結(jié)語由于掛籃為空間結(jié)構(gòu)形式，