掛籃設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、附錄一、菱形桁架輕型掛籃設(shè)計(jì)說(shuō)明中交第四航務(wù)工程局 2008年5月 1 工程概述溫河大橋主橋?yàn)?5+120+120+65=370m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)。箱梁斷面采用單箱單室直腹板斷面，箱梁頂板寬16.5米,底板寬8.5米,懸臂長(zhǎng)度4米。箱梁根部梁高為7.5米,跨中及邊跨合攏段、邊跨現(xiàn)澆段梁高為2.8米,其余梁底下緣按1.75次拋物線(xiàn)變化。 其中0塊長(zhǎng)度10m，15塊節(jié)段長(zhǎng)度300cm，610塊節(jié)段長(zhǎng)度360cm，1115塊節(jié)段長(zhǎng)度420cm，中跨、邊跨合攏段長(zhǎng)度均為200cm。0#、1#塊采用托架現(xiàn)澆，0#塊砼體積為418.7m3，重1088.6t；2#15#塊采用掛藍(lán)懸澆施工，懸澆節(jié)段最大塊體重

2、量為2塊，2#塊砼體積為73.3m3，重190.2t。主橋箱梁施工除0#、1#塊在墩頂托架上澆筑完成，邊跨現(xiàn)澆段在支架上澆筑完成外，其余從2號(hào)塊至15號(hào)塊均采用掛籃懸臂澆筑法施工。采用掛籃懸澆梁段的最大重量為2#塊，重190.2t，2#塊節(jié)段長(zhǎng)300cm，最長(zhǎng)節(jié)段為1115塊，節(jié)段長(zhǎng)度420cm。2 掛籃設(shè)計(jì)總體構(gòu)思2.1 掛籃抗風(fēng)能力掛籃設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少迎風(fēng)面積和高度，在風(fēng)力較大時(shí)掛籃固定的安全性。2.2 掛籃的運(yùn)輸與安裝掛籃設(shè)計(jì)時(shí)，掛籃零部件須便于運(yùn)輸，且須保證其安裝快捷。2.3 掛籃的加工掛籃設(shè)計(jì)時(shí)，須便于加工，盡可能降低制作成本。掛籃選用的材料除銷(xiāo)子、吊帶和吊桿之外全部選用普通碳素鋼Q2

3、35A。2.4 減輕掛籃自重（1） 掛籃主桁承重系統(tǒng)選用一種受力合理、安全可靠的輕型結(jié)構(gòu)。（2） 掛籃用材立足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的普通碳素鋼Q235鋼，便于加工。（3） 掛籃前移時(shí)尾部充分利用箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋平衡傾覆力矩以取消配重，從而減輕自重。2.5 縮短掛籃施工周期（1） 掛籃施工時(shí)，考慮各梁段全段面一次性澆注砼。（2） 底籃及模板系統(tǒng)采用垂直懸吊在主桁懸臂端。掛籃行走時(shí)，底籃、內(nèi)外模與主桁同步一次性就位，減少了施工工序，從而縮短施工周期。2.6 混凝土澆注質(zhì)量的保證模板設(shè)計(jì)注重混凝土的外觀質(zhì)量，以剛度為主來(lái)設(shè)計(jì)模板。2.7 施工條件和作業(yè)環(huán)境的改善掛籃設(shè)計(jì)時(shí)，考慮所處位置的箱梁頂面有寬敞的作業(yè)空間

4、，便于放置多種機(jī)具和施工人員往返，改善施工人員的作業(yè)環(huán)境。2.8 通用性?huà)旎@設(shè)計(jì)時(shí)，考慮對(duì)其結(jié)構(gòu)作適當(dāng)處理，便可適應(yīng)各種跨徑和不同寬度的箱梁施工。3 掛籃主要技術(shù)參數(shù)3.1 根據(jù)菱形桁架輕型掛籃設(shè)計(jì)總體構(gòu)思，對(duì)掛籃進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：掛籃懸澆箱梁梁段最大重量：190.2t掛籃懸澆箱梁梁段最大分段長(zhǎng)度：4.2m掛籃懸澆箱梁梁段高度變化：2.8m6.9m掛籃行走方式：自行（液壓穿心千斤頂頂推前移）提升模板方式；手動(dòng)控制螺旋千斤頂提升掛籃自重：65.8t（含外模板及內(nèi)模頂板及支撐架）掛籃經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：65.8/210=0.31掛籃最大撓度：20mm工作縱坡：±3.0%3.2

5、掛籃設(shè)計(jì)采用的基本參數(shù)3.2.1 荷載梁段混凝土重量：2.6t/m3施工機(jī)具及人群荷載：2.5kPa3.2.2 荷載系數(shù)有關(guān)荷載系數(shù)依據(jù)交通部頒發(fā)的公路橋涵設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，荷載系數(shù)取值如下：澆注混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)：1.2掛籃設(shè)計(jì)的最大承載力掛籃懸澆箱梁梁段設(shè)計(jì)最大重量190.2t，考慮澆注混凝土?xí)r動(dòng)力因素和掛籃施工安全方面的重要性，控制設(shè)計(jì)最大荷載： w=1.23190.2=228t。3.2.4 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算主桁結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算：掛籃主桁為桁架結(jié)構(gòu)，桿件聯(lián)結(jié)分剛性和鉸接節(jié)點(diǎn)，對(duì)于前后橫梁桁片因采用焊接節(jié)點(diǎn)可處理為剛性節(jié)點(diǎn)。主桁桿件穩(wěn)定性分析：根據(jù)平面桿系計(jì)算出的內(nèi)力，對(duì)各桿件按受拉受壓分別進(jìn)

6、行計(jì)算，壓桿采用相應(yīng)的屈曲長(zhǎng)度kL，分別計(jì)算出平面內(nèi)和平面外的壓桿整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定，若各桿件能滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求，則桁架整體穩(wěn)定也能滿(mǎn)足。底籃及其它構(gòu)件計(jì)算：底籃縱梁可視為在均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁計(jì)算；底籃托梁可視為在均布荷載與集中荷載共同作用下的連續(xù)梁計(jì)算；吊桿與吊帶按受拉進(jìn)行計(jì)算。所有計(jì)算均根據(jù)不同的計(jì)算圖式與荷載組合，求得各構(gòu)件的最大應(yīng)力，在滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的條件下，經(jīng)多次調(diào)整結(jié)構(gòu)幾何尺寸，以達(dá)到在滿(mǎn)足規(guī)范要求的前提下，使結(jié)構(gòu)材料最省，重量最輕。4 掛籃的構(gòu)造及特點(diǎn)菱形桁架輕型掛籃設(shè)計(jì)為桁架式整體移動(dòng)掛籃，主要由主桁承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等部分組成。掛籃外形簡(jiǎn)潔、輕

7、巧，其各部件的受力明確。掛籃結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)設(shè)計(jì)圖紙。4.1 主桁架承重系統(tǒng)掛籃主桁承重系統(tǒng)主要由兩榀菱形桁片及在其橫向設(shè)置前、后橫梁桁片組成的空間桁架。每榀菱形桁片由5根桿件在結(jié)點(diǎn)處采用銷(xiāo)子聯(lián)接而成。主桁片桿件斷面均為抗扭性能良好的組合全焊接方形鋼管，桿件斷面尺寸為2353235325mm，材料選用Q235鋼板。前、后橫梁亦采用由L125×125×10mm角鋼焊接而成的薄壁方鋼管組成平面桁架，前、后橫梁桿件斷面尺寸采用1353135310mm。前橫梁設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的平面桁架，后橫梁設(shè)計(jì)為由三個(gè)單元組成的平面桁架。前、后橫梁與菱形主桁片的聯(lián)接采用銷(xiāo)子和螺栓聯(lián)接。菱形主桁片桿件與結(jié)點(diǎn)

8、板之間采用由40Cr制作的80銷(xiāo)子聯(lián)接。此掛籃的主桁承重系統(tǒng)與其他類(lèi)型掛籃的主承重系統(tǒng)相比，受力性能好且變得均勻，結(jié)構(gòu)亦變得輕巧、簡(jiǎn)潔，大大降低了掛籃主承重系統(tǒng)的重量；掛籃主桁架的運(yùn)輸與拆裝很方便，并為施工人員提供了寬敞的作業(yè)空間。4.2 掛籃懸吊系統(tǒng)掛籃懸吊系統(tǒng)主要由鋼吊帶、分配梁、鋼吊桿和千斤頂?shù)冉M成。鋼吊帶選用16Mn鋼板，根據(jù)受力狀況的不同，鋼吊帶選用=20mm與=40mm厚度兩種。鋼吊帶上端與前、后橫梁下弦的耳板由50銷(xiāo)子聯(lián)接，下端與分配梁采用50銷(xiāo)子聯(lián)接。分配梁由兩條槽鋼或工字鋼組焊而成，根據(jù)各個(gè)部位受力狀況的不同，共選用了八種不同規(guī)格的分配梁。鋼吊桿選用32精軋螺紋鋼，鋼吊桿上端

9、穩(wěn)固于分配梁，下端通過(guò)自行加工的連接器懸掛底籃與內(nèi)外模。千斤頂置于分配梁之間，可自由調(diào)節(jié)底籃與內(nèi)外模板的高度。掛籃懸吊系統(tǒng)采用了鋼吊帶和鋼吊桿（精軋螺紋鋼）相組合的形式，將更加便利于底籃與內(nèi)外模板的調(diào)節(jié)，同時(shí)增加了懸吊的可靠性，并降低了掛籃的自重。4.3 掛籃行走系統(tǒng)掛籃行走系統(tǒng)主要由液壓穿心千斤頂、行走小車(chē)、內(nèi)模行走滾輪、滑軌等組成。掛籃主桁架前支點(diǎn)下方設(shè)置滑船，由液壓穿心千斤頂頂推掛籃通過(guò)滑船在工字鋼滑軌上前移。工字鋼滑軌設(shè)計(jì)成兩段，分前移滑軌與行走滑軌。這樣更加便于裝拆，移動(dòng)方便迅速?；谇耙苹壣匣啤旎@后支點(diǎn)巧妙地設(shè)計(jì)行走小車(chē)，行走小車(chē)在行走滑軌上翼緣底面滾動(dòng)前移。行走滑軌與前移

10、滑軌通過(guò)壓在其上面的錨梁與箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋連接而錨固，這樣取消了掛籃尾部的配重，有效地減輕了掛籃自重，掛籃行走亦變得平穩(wěn)可靠。用于支撐內(nèi)模的工字鋼滑梁通過(guò)內(nèi)模行走滾輪，由掛籃主桁架牽引其同步前移。此掛籃的行走裝置與其他類(lèi)型掛籃相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)，掛籃的主承重系統(tǒng)與底籃及其他各部分均同步一次性就位，這樣減少了施工工序，縮短了施工周期。4.4 掛籃錨固系統(tǒng)掛籃的錨固系統(tǒng)包括主桁架的錨固與模板系統(tǒng)的錨固兩部分。在澆注箱梁砼時(shí)，掛籃單榀主桁架尾部用8根32精軋螺紋鋼通過(guò)錨梁與4根箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋連接進(jìn)行錨固。32精軋螺紋鋼上方設(shè)置千斤頂進(jìn)行錨固力的轉(zhuǎn)換并可調(diào)整掛籃懸臂端的撓度。模板系統(tǒng)前端由吊桿支承，

11、后端則利用32精軋螺紋鋼錨固于已澆梁段前端。4.5 掛籃模板系統(tǒng)掛籃模板系統(tǒng)包括底籃、外模、內(nèi)模、端模和工作平臺(tái)等。模板設(shè)計(jì)均按全斷面一次性澆注箱梁混凝土考慮，整個(gè)模板系統(tǒng)均隨主桁行走一次到位。整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，有效地縮短了模板移動(dòng)和安裝周期，保證了混凝土的外觀質(zhì)量。底籃由前托梁、后托梁、縱梁組成，托梁與縱梁連接采用螺栓連接，底模面板直鋪于縱梁之上。前托梁通過(guò)六條32精軋螺紋鋼與分配梁連接，精軋螺紋鋼與前托梁處的連接設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的連接器，其連接穩(wěn)固可靠。后托梁設(shè)八根32精軋螺紋鋼將其錨固于前段已澆混凝土的箱梁上。后托梁兩端設(shè)兩條32精軋螺紋鋼與分配梁連接，主要供移籃使用。外模由面板、骨架、縱梁組

12、成。外模面板選用=6mm厚Q235鋼板?？v梁用于支撐模板，前端懸于主桁前分配梁，后端懸吊于已澆箱梁翼板上，掛籃前移時(shí)則懸吊于主桁后分配梁，外模吊桿均采用32精軋螺紋鋼。內(nèi)模由頂板、支撐架及連接板組成。內(nèi)模頂板由=5mm的鋼板、L7537536角鋼及-5375扁鋼組焊而成。內(nèi)模骨架由槽鋼10組焊而成，共設(shè)置5組，由縱向角鋼L6336336連接成整體。內(nèi)模骨架與內(nèi)模頂板采用焊接方式相連。當(dāng)箱梁腹板厚度變化時(shí)，可在內(nèi)模頂板與內(nèi)模骨架中間位置處采用木模進(jìn)行調(diào)整。箱梁腹板處內(nèi)?？刹捎媚灸；蚍謮K鋼模。拆模時(shí)在內(nèi)模頂板橫肋上設(shè)置活動(dòng)鉸來(lái)實(shí)現(xiàn)。模板高度的變化通過(guò)增減塊板來(lái)調(diào)節(jié)。外模與內(nèi)模在箱梁腹板段設(shè)置對(duì)拉桿

13、，對(duì)拉桿選用18園鋼，兩端車(chē)牙，由螺栓固定。箱梁腹板段對(duì)拉桿每層間距為1m至1.2m,每層對(duì)拉桿共設(shè)置5根。箱梁兩外模之間亦設(shè)置1至3層對(duì)拉桿，每層對(duì)拉桿設(shè)置3根24螺紋鋼或園鋼通過(guò)中部的法蘭螺栓鎖緊。在外模下方可通過(guò)千斤頂由頂桿固定側(cè)模于工作平臺(tái)。端模采用分塊鋼模以適用箱梁腹板厚度和孔道位置的變化，端模板外包內(nèi)外模前端，用螺栓固定，在箱梁頂板上方端模由伸出端面的結(jié)構(gòu)鋼筋來(lái)固定。在底籃兩側(cè)、前后端設(shè)置固定工作平臺(tái)，在內(nèi)外模和箱梁前端設(shè)置懸吊工作平臺(tái)，便于箱梁任何位置的操作。5 掛籃壓載試驗(yàn)掛籃在墩頂梁段安裝完成后，需對(duì)其進(jìn)行模擬壓載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)掛籃實(shí)際承載能力和安全可靠性，并獲得彈性和非彈性變

14、形參數(shù)，為掛籃施工和箱梁線(xiàn)型控制提供數(shù)據(jù)，同時(shí)檢驗(yàn)掛籃的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和掛籃的加工質(zhì)量。試驗(yàn)加載過(guò)程須模擬掛籃施工過(guò)程的受力情況，加載的方式可根據(jù)項(xiàng)目部的實(shí)際情況確定，在加載過(guò)程中可分四級(jí)加載和兩級(jí)卸載，第4級(jí)為掛籃最大試驗(yàn)荷載。6 掛籃的施工使用6.1 施工順序 掛籃前移就位后，調(diào)整其平面位置及標(biāo)高。 綁扎底板與腹板鋼筋，安放豎向預(yù)應(yīng)力筋及底板縱向預(yù)應(yīng)力管道；綁扎頂板鋼筋，安放縱向預(yù)應(yīng)力管道及橫向預(yù)應(yīng)力鋼束；安裝端模。 澆注梁板混凝土。 梁段混凝土養(yǎng)生。 梁段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%后，張拉縱向、橫向預(yù)應(yīng)力鋼束及豎向預(yù)應(yīng)力筋；縱向、橫向預(yù)應(yīng)力鋼束及豎向預(yù)應(yīng)力筋壓漿。 掛籃前移就位。6.2 掛籃前移掛籃前移基本流程如下：(1) 新澆節(jié)段砼達(dá)90%強(qiáng)度并張拉完預(yù)應(yīng)力筋。 (2