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桁架式掛籃的設計和施工

08-22 12:28:01  瀏覽次數:175次  欄目:橋涵工程
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  桁架式掛籃的設計和施工 陳萍 (南京市第一建筑工程公司,江蘇南京,210037) 浙江靈江大橋主跨為72m+3×122m+72m預應力箱形連續梁,其主梁為分離式雙幅單室斷面,支點處梁高6.9m,腹板厚90cm;跨中及邊跨端支點處梁高為3.1m、腹板厚40cm;單幅箱梁頂板寬12m、底板寬6.5   桁架式掛籃的設計和施工 陳  萍 (南京市第一建筑工程公司,江蘇  南京,210037)   浙江靈江大橋主跨為72m+3×122m+72m預應力箱形連續梁,其主梁為分離式雙幅單室斷面,支點處梁高6.9m,腹板厚90cm;跨中及邊跨端支點處梁高為3.1m、腹板厚40cm;單幅箱梁頂板寬12m、底板寬6.5m;梁底呈二次拋物線。梁體采用掛籃分段對稱懸臂澆筑施工。每個施工臨時T構由18對梁段組成,每段長2.5m~4m,最重段1#塊為135kN,其次為4#塊重118kN。根據施工單位的具體情況,結合該橋的橋形,施工時T構的0#、1#塊段在托架上施工,其它梁段均采用掛籃施工。 1  掛籃選型 由于該橋為分離式雙幅橋梁,主橋箱梁懸臂施工時所需的掛籃用量較大,因此在掛籃選型時不僅要滿足設計施工方面的受力要求,而且還應從充分利用施工單位現有設備出發,盡量減少新制桿件的用量,降低施工成本。根據設計院的要求,掛籃自重必須控制在600kN以內,因此掛籃應是一個與傳統掛籃不同的輕型掛籃。 方案一:主桁采用三角形桁架。該方案掛籃自重輕,結構受力明確合理、剛度大,但新制桿件量大,加工精度要求高,制造成本高。 方案二:主桁采用六四軍用梁拼裝的平行桁架,掛籃前移采用主桁架系和模板系分別移動到位。該方案掛籃自重輕、結構受力明確合理、新制桿件量小、拼裝方便簡單,但主桁剛度較小,砼施工時主桁前端的撓度較大。 通過對方案的綜合比較和研究,并對施工單位現有設備進行了調查,選用方案二是較可行的。在該方案中,主桁架采用六四軍用梁拼裝,充分利用了施工單位的現有設備,且重量輕,制造成本低。雖然六四軍用梁桁架的強度或剛度不如三角桁架的大,但每桁采用2片六四軍用梁無論在強度上還是在剛度上均能滿足施工要求。砼施工時主桁前端的撓度可以通過調整掛籃底模前吊點來滿足設計要求。底模采用桁架式鋼骨架,均由小型角鋼焊接而成,結構受力明確,剛度大,自重輕。掛籃前移采用主桁架系和模板系分別移動到位,增加了移動的靈活性和穩定性,使掛籃的受力體系更合理。 2  掛籃構造 掛籃主要由主桁架系、外導梁系、模板系、錨固系統和滑道等部分組成,掛籃構造如圖1所示。 圖1   掛籃構造示意 2.1  主桁架系統 主桁架系統由平行桁架、前橫梁、聯結系組成,是掛籃的主要受力結構。一個掛籃由兩行主桁架組成,每一主桁由2片六四軍用梁組拼成。主桁架前端設有一組前橫梁(2I45工字鋼),尾部設有兩組后錨梁(2I45工字鋼),兩主桁架之間設有橫向聯結系。這樣,兩行分離的主桁架構成一個框架結構,成為一個整體。 施工時,砼和模板的近一半荷載通過前吊帶傳至主桁架,通過后錨梁處的吊帶將傾覆范力傳至已澆筑的梁體。 2.2  外導梁系統 外導梁系統由外導梁、吊桿組成,主要用于支承側模重量,并隨主桁架共同前移。當模板系向前移動時外導梁又是模板移動的滑道。外導梁的前端通過吊桿懸掛于前橫梁上,尾部則懸掛于已澆筑的梁體翼緣上。吊點處均設有螺旋千斤頂,可以方便地調整側模的標高。 2.3  模板系統 該系統由側模、底模及內模組成。側模采用型鋼鋼骨架,底模采用桁架式鋼骨架,竹膠板為模面板,所以模板的整體性好,剛度大,砼的灌注質量高且外形美觀。內模采用木模,施工成本較低且易施工。 側模懸掛在外導梁和外掛梁上,模板鋼骨架上設有圓滾,以供模板前移時使用。利用梁體通風孔,在側模上設有拉桿,當主桁前移時兼做模板的支撐。底模設有前后托梁。前托梁設有吊點,通過吊帶懸掛在前橫梁上,后托梁則用后錨桿錨固在已灌注成形的箱梁底板上。 2.4  錨固系統 錨固系統由錨固梁、吊帶組成。根據該橋的特點,分別采用了兩種錨固方式,以平衡掛籃在模板前移時或灌注砼時所產生的傾覆反力。 施工2#塊時,將預埋在0#塊中的直徑為φ32mm的冷拉IV鋼筋通過連接器錨固在后

www.tljciu.live錨梁上;施工其它塊件時,通過預留孔將后錨梁上的吊帶錨固在梁體梗肋處,從而將傾覆反力傳至已澆筑的梁體。 2.5  滑道系統 滑道系統由上滑道、下滑道和墊塊組成,是支承掛籃和掛籃移動的導向裝置。每行主桁下設置一滑道,上滑道設置在主桁下弦節點處;下滑道為一根P43鋼軌,通過墊塊與之固定。 3  掛籃設計 3.1  主要技術參數 梁段最大重量為120t,梁段最大長度為4m,梁段最大高度為6.31m。掛籃前移方式為滑移,采用5t倒鏈做動力,掛籃總重小于60t。主桁架前移時的傾覆安全系數不小于1.4;掛籃工作時的傾覆安全系數不小于1.4。 3.2  主要結構受力計算     掛籃主桁架按平面桁架簡化, 弦桿最大水平拉(壓)力:N=143.3t/桁<[N](200t/桁) 掛籃前移時,主桁架先前移到位,后錨梁錨固后再前移模板,故主桁架前移時為傾覆最不利狀態。為了防止主桁架傾覆,在主桁架后部需加3t/桁壓重。經計算得抗傾覆安全系數K為1.508  掛籃在砼灌注狀態下,灌注4#塊砼時為傾覆最不利狀態, 經計算得抗傾覆安全系數K為1.994 掛籃工作時,懸臂端的最大變形理論計算值1.8cm。當掛籃各部位調整得較好時,實際變形與設計值相符。 4  掛籃施工 0# 、1#梁段在托架上施工完成后,利用托架吊裝主桁架各部件,在已澆筑的0# 、1#梁段上拼裝掛籃,對稱施工。 掛籃移動前清理橋面、鋪設滑道;外側模的翼緣部分通過外掛梁錨固在已澆筑的梁體翼緣上;用倒鏈或鋼絲繩將底模懸掛在側模鋼骨架上。 掛籃前移分兩次進行,先將主桁架系統及外導梁前移到位,安裝調整就位后錨固后錨梁,然后再將底模和側模整體前移就位。 由于橋面設有縱坡和橫坡,在施工過程中通過在P43軌下設置墊塊,使掛籃兩行下滑道頂保持同一標高。 掛籃主桁系統前移時兩側應同步進行,前后位移偏差應小于5cm,主桁系統調整就位后應立即錨固后錨梁,且將錨固吊帶蹬緊。 根據計算的掛籃懸臂端最大的變形值,在模板系統安裝調整時預留下沉量2cm。  5  結束語 該掛籃在浙江靈江大橋投入使用后,施工質量好,效率高,順利完成了各梁段砼的施工,且實際工期比計劃有所提前,現場反映較好。 根據現場的使用情況來看,由于使用六四軍用梁構件組拼成主桁架,拼裝容易且速度快,成型步驟簡單。當2#梁段施工完成后,掛籃分離為兩個掛籃時,掛籃接長的工作量小,施工方便,節省了安拆時間,縮短了施工周期。 由于采用了模板系統與主桁架系統分步前移的構思,掛籃前移時的傾覆彎矩減小,僅在主桁架及外導梁前移時需壓重3t/桁,前移靈活,施工方便快捷。 不論是外側模還是底模,模板的整體性好,剛度大,砼的灌注質量高且外形美觀。另外模板的適應性強,對于不同跨度不同截面型式的箱梁,稍加調整就可重復利用,從而可降低施工成本。 由于掛籃的主桁架采用施工單位的現有設備拼裝,故機加工量小,一般施工單位均可在現場自制。掛籃中的大型構件在設計時考慮了拆做其它用途的可能,均采用螺栓聯接,降低施工成本。 因此對于大型的施工輔助結構設計,在滿足設計要求的前提下,綜合考慮施工材料和結構選型,使施工輔助結構不僅施工快捷而且經濟安全

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