gl-xl230型挂篮的设计及其在镇海湾大桥的应用(1)

GL-XL230GL-XL230 型挂篮的设计及其在镇海湾大型挂篮的设计及其在镇海湾大 桥的应用桥的应用(1)(1) 摘要：介绍 GL-XL230 型挂篮的设计及其在粤西沿海高 速公路台山镇海湾特大桥施工中的应用，该挂篮具有承载 力大、自重轻、主要承重构件刚度大、稳定性好、加工简 单、装拆方便、施工便捷易控制、工人劳动强度低等特点。 关键词：挂篮设计镇海湾大桥施工应用 1 概述 GL-XL230 型挂篮是桥梁施工中用来逐段推进混凝土箱 梁模板的悬挂设备,具有承载力大、自重轻、主要承重件刚 度大、稳定性好、加工简单、装拆方便、施工便捷易控制、 工人劳动强度低等特点。通过粤西沿海高速公路台山镇海 湾特大桥的使用证明，该挂篮性能良好、安全可靠、操作 方便、外观接缝平顺，挂篮移动及就位调整速度较快，一 次只需 34h，与以往的挂篮相比，工人劳动强度大幅减低， 提高工效 200%，是全桥提前完工的一个重要保障措施，在 取得了良好的企业经济效益时，也带来了巨大的社会效益。 2GL-XL230 型挂篮设计 设计原则 根据镇海湾特大桥主桥 190m 跨预应力混凝土连续箱梁 采用悬臂浇筑施工这一需要，再考虑到以后挂篮构件尽可 能在多场合使用的要求，我们确定 GL-XL230 型挂篮的设计 原则如下： （1）安全可靠，重量轻，尽可能利用型钢，减少机械 加工量；挂篮装拆要方便，施工易控制、速度快，工人劳 动强度小。 （2）为保证箱梁外观接缝平顺，承重系统的主要构件 截面尺寸由刚度控制设计。 （3）挂篮设置定向滑道，除滑道及内模外挂篮一次性 整体前移到位。 （4）通用性强，在适用不同的桥梁施工时，挂篮的改 造量要小。 （5）解体后最大构件重量不超过 3t，且运输上能满足 公路及铁路运输的要求。 设计参数 （1）箱梁的结构参数：箱梁的节段长度为5m，箱梁 底板宽 7m，顶板宽，梁段高变化范围为，箱梁为单箱单 室。 （2）设计荷载：箱梁节段混凝土最大重量为，人群荷 载 3t，施工振动力 2t，模板系统重量 30t，考虑施工及挂 篮加工过程中的一些不利因素，设计荷载中混凝土的重量 乘以倍，即设计荷载为。 （3）设计变形：fmax=L/600。 挂篮的结构及其特点 GL-XL230 型挂篮主要由上部承重系统、底篮系统、吊 带、侧模系统、行走系统以及后锚固系统组成。 上部承重系统 本部分主要由两片三角形平面桁架、横联、边后上横 梁、中后上横梁以及前上横梁组成。 三角形平面桁架由通过螺栓连接的前后两段主梁、立 柱、拉杆以及销子等组成，通过 2 根 25 槽钢及节点板连接 到两片三角形平面桁架的立柱组成空间桁架。三角形桁架 各杆件受力明确，且迎风面积减小，增加了抗风力。考虑 到主梁及立柱为压弯构件，为保证三角桁架的稳定性及挂 篮刚度要大这一设计要求，主梁及立柱采用 A3 钢板焊接箱 型梁的结构形式。 后上横梁分为左、中、右三段，与主梁在同一平面， 分别通过螺栓连接到前段主梁的支座位置处，左右两边的 后上横梁还通过侧斜拉杆与立柱斜拉，以减小混凝土箱梁 顶板外侧的挠度。 前上横梁采用两条 I56a 工字钢制作，通过螺栓固定在 主梁的前端。 挂篮的三角桁架先运用 SAP84 结构计算程序进行各杆 件的受力及变形分析，然后再通过手工计算进行复核。考 虑到加工及安装时会出现一些偏差，三角桁架的立柱有可 能出现不垂直或偏心状态，故在建模时把立柱顶端向前或 向后偏离 10mm、并同时向侧边偏移 10mm 以模拟其最不利的 受力状况。 底篮系统 底篮的主要承重构件由横梁及纵梁组成。前后下横梁 采用 2I56a 工字钢组焊，纵梁采用 7m 长的 228a 槽钢组焊， 纵梁与横梁之间采用铰接，以适应箱梁底板的变坡。 底模长，宽，面板采用 8mm 厚钢板，肋板采用 8 根槽钢制 作。 吊带 考虑到箱梁钢筋骨架焊接或者运输及安装时有可能导 致吊杆的局部损伤，设计时未采用通常用级精轧螺纹钢 的做法，而是采用 30mm 厚的 16Mn 钢板作为联系上部承重 系统与底蓝的吊带。吊带上钻有一系列的孔，在调整底模 标高时，通过螺旋千斤顶、插销、扁担梁以及不同厚度的 垫块来实现。此种做法尽管稍显复杂，但安全性大为提高。 侧模系统 外侧模采用整体式钢模，骨架用 14 根槽钢、I25 工字 钢及 L75 角钢与模板背面肋板焊接形成一个整体。外侧模 通过吊杆调整垂直方向标高，通过长度可调的侧模撑杆调 整水平方向位置。外侧模通过侧模吊杆、侧模撑杆与挂篮 上部承重系统及底篮系统连接，实现整体前移。 由于箱梁截面变化较大，内侧模采用组合钢模及木模 拼装，不与挂篮同步前移。 行走系统 挂篮行走系统是通过下部的滑动摩擦和上部的滚动摩 擦来实现。滑动摩擦系统自下而上依次是：固定在混凝土 箱梁上的钢枕、镶嵌有不锈钢板的滑道、镶嵌在主梁下端 中间支座上的四付滑板，滚动摩擦付由主梁后段上盖板及 反扣于主梁上的反扣轮组组成。下滑道具有导向作用，保 证挂篮就位准确。挂篮前移时采用两台 5t 卷扬机作动力。 锚固系统 后锚杆采用级 32 精轧螺纹钢与箱梁竖向预应力筋 通过连接器连接在一起。在浇筑混凝土状态，后锚杆作用 在主梁上的后锚横梁提供挂篮所需反力，防止挂篮向前倾 覆；挂篮移动时，反扣梁换为反扣轮组，同时，为克服反 扣轮组向前的水平分力，利用固定在混凝土箱梁上的手拉 葫芦拉紧反扣轮组。 3GL-XL230 型挂篮在镇海湾大桥的应用 简介 挂篮的制作与拼装 由于挂篮的上部承重系统拼装精度要求较高，因此， 这部分构件在工厂加工，并且先在厂内进行预拼装，并逐 个杆件编好号。其余构件由于大部分采用型钢制作，在现 场进行加工，底篮系统作为一个整体也进行预拼装。 工地安装挂篮上部结构主要利用一台 QT80EA 型塔吊配 合安装，侧模及底篮利用墩上两台 8t 卷扬机配合安装。安 装时严格按照工厂编号进行，顺序如下：测量放样铺设 钢枕固定滑道预装三角桁架主梁安装后上横梁安 装立柱及横联安装斜拉杆及侧斜拉杆终拧三角桁架连 接螺栓安装后锚固系统安装前上横梁安装外侧模 安装底篮并就位侧模就位固定。 挂篮的试验 挂篮的试验主要为了检验三角桁架各杆件的变形值以 及其前端的挠度，验证其承载能力，确保挂篮的使用安全。 由于后上横梁直