运河特大桥主桥箱梁挂篮悬臂浇筑施工方案

运河特大桥主桥箱梁挂篮悬臂浇筑施工方案 一 编制依据一 编制依据 本施工方案的编制是以 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 桥涵施工手册 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 1 2004 和两阶段施工图设计及相关文件为依据的 二 工程概况二 工程概况 本桥梁工程主桥跨运河特大桥上部结构采用 70 120 70m 三跨变 截面预应力砼连续箱梁 采用挂篮悬臂浇筑施工 半幅全宽 12 0m 桥面净宽 10 75m 主桥主墩和过渡墩均设置橡胶盆式支座 两端设置伸缩缝和引桥连接 主桥箱梁采用单箱单室断面 主墩顶梁高 7 0m 高跨比 1 17 14 跨中截面梁高 2 9m 高跨比 1 41 37 梁高沿跨径方向按 二次抛物线变化 箱梁顶板宽 12 0m 底板宽 6 0m 翼缘板悬臂长 3 0m 箱梁半主跨共分 15 段 边跨共分 16 段 其中 0 15 号梁段与 主跨划分一样 主墩顶 12m 为 0 号块 1 3 号块长 3m 4 8 号块 长 4m 9 13 号块长 4 5m 14 号块为合拢段 长 2m 边跨 15 号块 为支架现浇段 长 9m 其中端部留 16cm 为伸缩缝 箱梁顶板厚 28cm 悬臂板端部厚 18cm 根部厚 65cm 腹板厚 0 45m 0 6m 0 75m 呈直线变化 底板厚 0 3m 0 85m 呈二次抛物 线变化 中支点处设置三道厚 0 7m 的横隔板 边跨支点处及中跨跨 中分别设置厚 1 5m 及 0 3m 的横隔板 箱梁横桥向底板保持水平 1 顶面设 2 的单向横坡 由箱梁两侧腹板高度不同形成 悬臂浇筑最 大节段梁重为 1550KN 主桥左右幅共 4 个 T 对于单 T 而言 0 块段长 12 0m 为支架现浇段 1 13 块段为悬浇段 采用挂蓝施 工 另外 14 块段为合拢段 采用吊篮施工 15 块段为边跨支架现 浇段 各梁段体积及重量一览表如下 梁段编号 01234567 节段长度 m 12 03 54 0 梁段体积 m3 311 859 656 353 357 454 151 146 6 梁段重量 t 810 6154 9146 4138 5149 3140 6132 9121 2 三 挂篮构造说明三 挂篮构造说明 主桥挂篮为三角形挂蓝 主要由 6 大部分组成 分别为 三角 形组合主桁梁 行走系统 底篮及模板系统 悬吊系统 锚固系统 及工作平台 挂篮重量控制在 60T 以内 含内外模板重量 每个 挂篮有二片三角形组合梁 挂篮构造如附图所示 1 主桁 主桁为三角桁片 由立柱 斜拉杆 主梁组成 1 主梁由 2 根 I40a 142 型钢加工而成 共长 12 0m 是挂 篮主要的承重结构 挂篮两根主梁之间设有平联 以减少负荷后侧 梁段编号 89101112131415 节段长度 m 4 04 52 08 84 梁段体积 m3 42 6 45 942 539 538 838 417 0111 1 梁段重量 t 110 8119 3110 4102 8100 999 944 3288 9 2 向变形 增加整体稳定性 主梁与立柱 斜拉杆的连接均为销轴连接 为了保证三角桁架 拼装后受力良好 防止拼装后处于应力过大或无应力状态 加工主 梁销孔时应严格按照设计图纸尺寸加工 一个主桁主梁的相邻两销 孔只能出现正误差 误差范围为 0 2 0 m m 2 立柱由 2 根 I40a 142 型钢加工而成 共长 375cm 底部 与主梁用销轴连接 顶部两侧贴焊两块 2cm 以连接两根斜拉杆 立柱横联采用由双拼槽钢 10a 焊接而成的刚性桁架 立柱 斜 拉杆及主梁构成三角桁架 共同承受主桁前 后横梁传给的外荷载 3 斜拉杆均由 2 根 I40a 142 型钢加工而成 两端均加工成 半圆形以方便与主梁和立柱两端的销接 悬出端斜拉杆两销孔间间 距为 512cm 后端斜拉杆两销孔间间距为 440cm 加工时斜拉杆孔距 只允许出现正误差 误差范围为 0 2 0 m m 主桁组合如下图所示 2 底篮 底篮由前横梁 后横梁 纵梁等组成 3 1 前下横梁 后下横梁 采用 2 根 I40a 水平用钢板焊接成一根 主梁桁架 横梁上设加劲板及连接板 前横梁长 800cm 后横梁长 800cm 2 纵梁 底篮纵梁有普通纵梁和加强纵梁两种 普通纵梁为 I32 加强纵梁为 2cm 和 1 5cm 的钢板焊接在一起成 工 字形 3 悬吊系统 1 前上横梁 前上横梁由 2I45a 水平用钢板焊接成一根主梁桁 架 横梁上设加劲板及连接板 前上横梁长 1200cm 2 前后吊带及箱梁内后锚带采用精轧螺纹钢 其长度通过螺旋 千斤顶调整 4 后锚及行走系统 1 后锚由锚固梁 锚杆组成 上端通过锚固梁锚于主梁尾部 下端通过精轧螺纹钢和连接器锚于箱梁上 经计算一个挂篮主桁的 后锚共需 4 根精轧螺纹钢筋 一个挂篮后锚总共需要 8 根精轧螺纹 钢筋锚固 2 行走系统 整个桁架结构支承在由钢板加工而成的前 后支 腿上 每组主梁的支腿下设一套行走系统 行走系统主要包括 行 走支腿及上框架 行走轮 前后支腿行走轨道等 为了调整挂篮水平 两片主梁下的支腿在加工时采用不等高 设计 远离桥梁中心线的支腿高度高于靠近侧的支腿 挂篮的前支 腿受力较大 前支腿采用钢板焊接的箱形体 以减少其压缩变形量 后支腿采用钢板组合滚轮的形式 4 轨道采用 2I25 上下各贴焊 1cm 钢板 挂篮移动时为保证安 全采用人工用手拉葫芦拉动向前行走 为了保证挂篮行走时的安全 必须在箱梁前端及轨道前端设 置限位装置 以防止挂篮滑出轨道或箱梁前端引起挂篮倾覆 由于前支腿反力很大 因此 挂篮前移时必须按照设计要求 设置前支腿下加强型钢 走轨道使用连接器直接锚固在梁体上 当 1 块箱梁的砼浇注完成后 可接长前支腿行走轨道 轨道 锚固后 放松挂篮的前 后吊带 前移挂篮 当 2 块箱梁砼浇注完 成后 放松挂篮的前 后吊带 顶起挂篮的主梁 先将轨道往前拖 运就位锚固后 再移运挂篮 重复挂篮施工的上步程序 直至箱梁 悬臂浇注段完成 5 模板系统 模板由内 外模板组成 1 内模 由竹胶板与桁架组成 顶板为竹胶板 直接覆在由 槽钢 钢管和木方形成桁架片上形成整体 侧板也为竹胶板 木方 作加劲肋 侧模与顶模分别定位 接头处有效处理 内顶模直接搁置在内滑梁上 内滑梁采用 2I36 前端用精轧螺 纹钢锚固在前上横梁上 后端直接锚固在已浇筑梁体上 挂篮主桁 迁移到位并锚固后 芯模顶模整体迁移到位 2 外模 由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板 并设有 模板移动滑梁 翼缘悬臂模板和腹板之间采用螺栓连接 6 挂蓝各主要系统材料及重量如下表 一只挂蓝 5 运河特大桥挂蓝重量表 编 号 名称重量 t 备注 1 三角桁架 10 包括主梁 前 后斜拉杆 立柱 2 行走及锚固装置 5 包括轨道 支点 反扣轮 压梁等 3 悬吊系统 6 包括吊带 滚轮 吊架 前上横梁 4 底蓝系统 11 包括底前 后横梁 纵梁 模板等 5 侧模及芯模系统 18 包括侧 芯模 内 外滑梁等 合计 50 四 挂蓝验算四 挂蓝验算 一 底蓝系统验算 1 底蓝纵梁验算 底蓝纵梁在腹板部位采用钢板焊接 H 型钢 高 32cm 宽 20cm 上下钢板采用 2cm 厚钢板 竖向筋板采用 1 5cm 钢板 其中 在腹板部位间距 30cm 3 根 在底板部位采用 32a 型普通工字 钢 在底板部位间距约 66cm 6 根 对焊接 32cmH 型钢 I 20770cm4 W 1298cm3 A 122cm2 E 2 06 1011 pa 对 32a 型普通工字钢 I 11075cm4 W 692cm3 A 52 7cm2 E 2 06 1011 pa 钢筋混凝土容重取 26kN m3 施工荷载 取 q2 2 5 Kpa 振捣荷载 取 q3 2 0 Kpa 模板荷载 q4 2 0 Kpa 侧模 底模 芯模的平均值 倾倒砼时冲击荷载 取 q5 2 0 Kpa 6 因快段的浇筑长度不同 因此分别取相同长度块段的最大值进 行验算 根据设计图纸 1 块腹板最大高度 635 6cm 宽 75cm 长 3 5m 底板最大厚度 79 7cm 宽 450cm 长 3 5m 横载取 1 2 倍的安全系数 活载取 1 4 倍的安全系数 为计算简单期间 底板纵梁按均布荷载进行计算 在腹板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 6 356 26 165 3KN m2 则在腹板部位焊接 320H 型钢上的线荷载为 65kN m 其受力示 意图如下 腹板底纵梁受力示意图 q 62kN m 采用清华大学结构力学求解器 数据输入为 TITLE 1 块腹板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 7 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 62000 0 09091 0 72727 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 198 9kN m 最大剪力为 141 5kN 最大挠度为 13 3mm 后支点处反力 141 5kN 前支点反力 89 8kN 对于自焊 320H 型钢 其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最 大拉应力及最大剪应力分别为 M W 1298 10 6 153 2Mpa 200 MPa 拉应 力满足要求 3Q 2A 3 2 122 10 4 17 4Mpa 110Mpa 抗 剪满足要求 挠度 f 13 3mm f 5500 400 13 75mm 刚度满足要求 在 4 5m 宽底板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 0 8 26 20 8KN m2 则在底板部位普通 32 工字钢上的线荷载为 22 2kN m 其受力 示意图如下 8 底板底纵梁受力示意图 q 22 2kN m TITLE 1 块底板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 22200 0 09091 0 72727 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 69 7kN m 最大剪力为 45 9kN 最大挠度为 9 4mm 后支点处反力 45 9kN 前支点反力 31 8kN 对于普通 32 工字钢 其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的 最大拉应力及最大剪应力分别为 M W 69700 692 10 6 100 7Mpa 200 MPa 拉 应力满足要求 9 3Q 2A 3 45900 2 52 7 10 4 13 1Mpa 110Mpa 抗剪满足要求 挠度 f 9 4mm f 5500 400 13 75mm 刚度满足要求 根据设计图纸 4 块腹板最大高度 525 9cm 宽 75cm 长 4 0m 底板最大厚度 62cm 宽 450cm 长 4 0m 在腹板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 5 259 26 136 7KN m2 则在腹板部位焊接 320H 型钢上的线荷载为 52kN m 其受力示 意图如下 腹板底纵梁受力示意图 q 52kN m TITLE 4 块腹板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 10 单元荷载 1 3 52000 0 09091 0 81818 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 180 4kN m 最大剪力为 113 5kN 最大挠度为 13 1mm 后支点处反力 113 5kN 前支点反力 94 5kN 根据 1 块施工计算可知在此种工况下 自焊 320H 型钢抗拉 抗剪及挠度均满足要求 在 4 5m 宽底板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 0 62 26 16 12KN m2 则在底板部位普通 32 工字钢上的线荷载为 18 5kN m 其受力 示意图如下 底板底纵梁受力示意图 q 18 5kN m TITLE 4 块底板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 11 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 18500 0 09091 0 81818 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 64 2kN m 最大剪力为 40 4kN 最大挠度为 8 7mm 后支点处反力 40 4kN 前支点反力 33 6kN 根据 1 块施工计算可知在此种工况下 普通 32 工字钢抗拉 抗剪及挠度均满足要求 根据设计图纸 9 块腹板最大高度 360 4cm 宽 60cm 长 4 5m 底板最大厚度 39cm 宽 480cm 长 4 5m 在腹板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 3 604 26 93 7KN m2 则在腹板部位焊接 320H 型钢上的线荷载为 36 3kN m 其受力 示意图如下 腹板底纵梁受力示意图 q 36 3kN m 12 TITLE 9 块腹板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 36300 0 09091 0 90909 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 132 7kN m 最大剪力为 81 8kN 最大挠度为 9 7mm 后支点处反力 81 8kN 前支点反力 81 8kN 根据 1 块施工计算可知在此种工况下 自焊 320H 型钢抗拉 抗剪及挠度均满足要求 在 4 8m 宽底板部位 混凝土自重产生的压应力为 q 砼 0 4 26 10 4KN m2 则在底板部位普通 32 工字钢上的线荷载为 14 0kN m 其受力 示意图如下 13 底板底纵梁受力示意图 q 14kN m ITLE 9 块底板底纵梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 14000 0 09091 0 90909 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 51 2kN m 最大剪力为 31 5kN 最大挠度为 7 0mm 后支点处反力 31 5kN 前支点反力 31 5kN 根据 1 块施工计算可知在此种工况下 普通 32 工字钢抗拉 抗剪及挠度均满足要求 2 底蓝前 后横梁验算 根据上面的计算可知 14 1 块施工时 腹板型钢前后支点反力为 R后 141 4kN R前 89 8kN 底板型钢前后支点反力为 R后 45 9kN R前 31 8kN 4 块施工时 腹板型钢前后支点反力为 R后 113 5kN R前 94 5kN 底板型钢前后支点反力为 R后 40 4kN R前 33 6kN 9 块施工时 腹板型钢前后支点反力为 R后 81 8kN R前 81 8kN 底板型钢前后支点反力为 R后 31 5kN R前 31 5kN 因底蓝前 后横梁结构形式均相同 双拼 40a 工字钢 长 8 0m 但吊点位置不同 根据以上的计算结过 对在 1 块施工时的 底蓝后横梁进行验算 对在 4 块施工时的底蓝前横梁进行验算 对双拼 40a 工字钢 I 43440cm4 W 2180cm3 A 172 2cm2 E 2 06 1011 pa 其受力图式如下 15 141 5kN 141 5kN 141 5kN 45 9kN 底蓝后横梁验算示意图 141 5kN 141 5kN 141 5kN 45 9kN45 9kN45 9kN45 9kN45 9kN TITLE 底蓝后横梁内力分析 结点 1 0 0 结点 2 0 75 0 结点 3 2 05 0 结点 4 2 75 0 结点 5 5 25 0 结点 6 5 95 0 结点 7 7 25 0 结点 8 8 0 单元 1 2 0 0 0 1 1 1 单元 2 3 1 1 1 1 1 1 单元 3 4 1 1 1 1 1 1 单元 4 5 1 1 1 1 1 1 单元 5 6 1 1 1 1 1 1 单元 6 7 1 1 1 1 1 1 16 单元 7 8 1 1 1 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 结点支承 3 3 0 0 0 结点支承 4 3 0 0 0 结点支承 5 3 0 0 0 结点支承 6 3 0 0 0 结点支承 7 3 0 0 0 单元荷载 2 1 0 269 90 单元荷载 2 1 0 5 90 单元荷载 2 1 0 731 90 单元荷载 3 1 45900 0 429 90 单元荷载 4 1 45900 0 104 90 单元荷载 4 1 45900 0 368 90 单元荷载 4 1 45900 0 632 90 单元荷载 4 1 45900 0 896 90 单元荷载 5 1 45900 0 571 90 单元荷载 6 1 0 269 90 单元荷载 6 1 0 5 90 单元荷载 6 1 0 731 90 单元材料性质 1 7 0 0 1 END 求得最大弯矩为 68 0kN m 最大剪力为 254 5kN 最大挠度为 17 0 3mm 六个支点反力分别为 212kN 239 2kN 111kN 111kN 239 2kN 212kN 对于双拼 40a 工字钢 其在最大弯矩及最大剪力作用下产生 的最大拉应力及最大剪应力分别为 M W 68000 2180 10 6 31 2Mpa 200 MPa 拉 应力满足要求 3Q 2A 3 2 172 2 10 4 22 2Mpa 110Mpa 抗剪满足要求 挠度 f 0 3mm f 1750 400 4 4mm 刚度满足要求 底蓝前横梁受力图式如下 94 5kN 94 5kN 94 5kN 33 6kN 底蓝前横梁验算示意图 94 5kN 94 5kN 94 5kN 33 6kN33 6kN33 6kN33 6kN33 6kN TITLE 底蓝前横梁内力计算 结点 1 0 0 结点 2 1 25 0 结点 3 3 25 0 18 结点 4 5 25 0 结点 5 6 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 1 单元 2 3 1 1 1 1 1 1 单元 3 4 1 1 1 1 1 1 单元 4 5 1 1 1 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 结点支承 3 3 0 0 0 结点支承 4 3 0 0 0 结点支承 5 3 0 0 0 单元荷载 1 1 94500 0 28 90 单元荷载 1 1 94500 0 52 90 单元荷载 1 1 94500 0 76 90 单元荷载 2 1 33600 0 175 90 单元荷载 2 1 33600 0 505 90 单元荷载 2 1 33600 0 835 90 单元荷载 3 1 33600 0 165 90 单元荷载 3 1 33600 0 495 90 单元荷载 3 1 33600 0 825 90 单元荷载 4 1 94500 0 24 90 单元荷载 4 1 94500 0 48 90 19 单元荷载 4 1 94500 0 72 90 单元材料性质 1 4 0 0 1 END 求得最大弯矩为 41 7kN m 最大剪力为 175 8kN 最大挠度为 0 07mm 根据以上的计算可知满足要求 求得各支座处反力及上横梁吊点拉力分别为 107 7kN 238 9kN 75 4kN 238 9kN 107 7kN 3 吊带及吊点构造验算 底蓝下横梁吊点构造形式为 在吊点部位组合型钢上下各设置 一块 2cm 厚钢板 两块钢板用六根 30mm 螺栓 45 钢 连接 在 上钢板上焊接一对 2cm 厚吊耳 吊带下吊点钢板 3cm 厚 通过一 个 50mm 销子 45 钢 与吊耳销接 具体形式如下图所示 吊带验算 由以上计算可知 最大吊带处受力为 239 2kN 吊带采用 32 20 精轧螺纹钢 其最少可承受 500kN 的拉力 因此吊带满足施工要求 吊点吊耳钢板焊缝强度验算 吊耳钢板 2cm 厚 焊接处接触面长度 34cm 焊缝厚度取 1 5cm 焊缝长度取 32cm 后吊点吊带最大受力为 239 2kN 则 0 707 2 0 015 0 32 17 6MPa 140 MPa 满足要求 螺杆承载力验算 6 根螺杆的承载力为 N 6 210 706 889kN 239 2kN 螺杆承载力满足要求 销子承载力验算 吊点销子采用 50mm 销子 45 钢 则其所能承受的最大剪 力为 Qmax 0 667 2 1963 5 125 327 4 239 2kN 吊点销子满足要求 吊耳钢板验算 上吊耳钢板宽 16cm 厚 3cm 吊点孔直径 5 2cm 取抗拉净宽 为 10cm 则最小抗拉截面积为 A 100 30 3000mm2 下吊耳钢板吊点孔中心线处钢板宽 22cm 钢板厚 2cm 采用两 块钢板 吊点孔直径 5 2cm 取抗拉净宽为 20cm 则最小抗拉截面 积为 A 200 40 8000mm2 21 取上吊耳进行验算 其所能承受的最大拉力为 N 140 3000 420kN 239 2kN 吊耳满足要求 4 内 外滑梁验算 内 外滑梁采用普通 36 工字钢 为计算简便 其受力按均布 荷载进行验算 因翼板及顶板断面基本相同 因此按 9 块施工工况 进行验算 翼板混凝土为 1 152m3 m 单侧 顶板砼为 1 185m3 m 两侧 翼板及顶板均采用 2 根滑梁 其中外内侧滑梁距腹板边 0 5m 外侧 滑梁距腹板边 1 5m 内滑梁距箱梁中心线距离为 1 5m 9 块施工时翼板砼方量为 1 152 4 5 5 184m3 134 8kN 顶板砼方量为 1 185 4 5 5 333m3 138 7kN 单侧外侧模模板重量为 70kN 芯模顶模板重量为 20kN 则外滑 梁上的线荷载为 36 8kN m 内滑梁上的线荷载为 36 3 kN m 内 外滑梁受力形式相同 因此仅对外滑梁进行验算 其受力简图如下 22 q 36 8kN m 内滑梁受力示意图 TITLE 外滑梁受力分析 结点 1 0 0 结点 2 5 5 0 单元 1 2 1 1 0 1 1 0 结点支承 1 3 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 单元荷载 1 3 36800 0 09091 0 90909 90 单元材料性质 1 1 0 0 1 END 求得最大弯矩为 134 6kN m 最大剪力为 82 8kN 最大挠度为 13mm 前后两支点反力均为 82 8kN 对于 36a 工字钢 其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最 大拉应力及最大剪应力分别为 M W 875 10 6 153 8Mpa 200 MPa 拉应力 23 满足要求 3Q 2A 3 82800 76 3 10 4 32 6Mpa 110Mpa 抗剪满足要求 挠度 f 13mm f 5500 400 13 75mm 刚度满足要求 5 上横梁验算 根据上面计算可知 在施工 4m 段 4 块时底蓝前横梁受力最大 因此其上横梁也在此种工况下受力最大 依此对上横梁进行验算 滑梁吊点处吊带拉力取 9 块施工时的拉力 其受力图式如下 82 8kN82 8kN82 8kN82 8kN82 8kN82 8kN 107 7kN238 9kN75 4kN238 9kN107 7kN 上横梁验算示意图 TITLE 上横梁验算 结点 1 0 0 结点 2 2 875 0 结点 3 8 125 0 结点 4 11 0 单元 1 2 0 0 0 1 1 1 24 单元 2 3 1 1 1 1 1 1 单元 3 4 1 1 1 0 0 0 结点支承 2 3 0 0 0 结点支承 3 3 0 0 0 单元荷载 1 1 82800 0 3478 90 单元荷载 1 1 82800 0 6957 90 单元荷载 1 1 0 7826 90 单元荷载 2 1 0 119 90 单元荷载 2 1 82800 0 2143 90 单元荷载 2 1 75400 0 5 90 单元荷载 2 1 82800 0 7857 90 单元荷载 2 1 0 881 90 单元荷载 3 1 0 2174 90 单元荷载 3 1 82800 0 3043 90 单元荷载 3 1 82800 0 6522 90 单元材料性质 1 3 0 0 1 END 求得最大弯矩为 295kN m 最大剪力为 359 4kN 跨中最大挠度 为 0 2mm 两个支点反力均为 632 7kN 对于双拼 40a 工字钢 其在最大弯矩及最大剪力作用下产生 的最大拉应力及最大剪应力分别为 25 M W 2180 10 6 135 3Mpa 200 MPa 拉应力 满足要求 3Q 2A 3 2 172 2 10 4 31 3Mpa 110Mpa 抗剪满足要求 挠度 f 0 2mm f 5250 400 13mm 刚度满足要求 6 三角桁架验算 三角桁架受力示意图如下 TITLE 三角桁架验算 结点 1 0 0 结点 2 0 5 0 结点 3 1 0 结点 4 1 2 0 结点 5 2 0 结点 6 5 0 结点 7 9 8 0 26 结点 8 11 0 结点 9 5 3 8 单元 1 2 0 0 0 1 1 1 单元 2 3 1 1 1 1 1 1 单元 3 4 1 1 1 1 1 1 单元 4 5 1 1 1 1 1 1 单元 5 6 1 1 1 1 1 1 单元 6 7 1 1 1 1 1 1 单元 7 8 1 1 1 0 0 0 单元 4 9 1 1 0 1 1 0 单元 6 9 1 1 0 1 1 0 单元 7 9 1 1 0 1 1 0 结点支承 2 3 0 0 0 结点支承 3 3 0 0 0 结点支承 4 5 0 0 0 结点支承 5 3 0 0 0 结点支承 6 5 0 0 0 单元荷载 7 1 0 33333 90 单元材料性质 1 10 0 0 1 END 求得最大弯矩 在 F 点处 为 253 1kN m 最大剪力 在 F 点处 为 632 7 kN 27 下横杆 EBF 轴力为 860 7 kN 受压 前斜拉杆 DF 轴力为 1097 8 kN 受拉 中竖杆 BD 轴力为 1542 1 kN 受压 后斜拉杆 DE 轴力为 1217 2 kN 受拉 集中力处下沉量约 15mm M W 2180 10 6 116 1Mpa 200 MPa 拉应力 满足要求 3Q 2A 3 2 172 2 10 4 55 1Mpa 110Mpa 抗剪满足要求 中竖杆受力最大为 1542 1 kN 受压 因此仅以此验算 中竖杆长 3 8m 由两根普通 40 工字钢组合而成 间距 5cm 则 iy 7 5 则 51 0 852 则 0 852 172 2 10 4 105 1 Mpa 200 MPa 三角桁架杆件强度及稳定性满足要求 单片桁架片后锚采用 4 根 32 精轧螺纹 两片桁架片共计 8 根 锚杆 标准强度为 750Mpa 相应单根拉力为 603KN 按 60 取值为 362 KN 6 根锚杆提供的抗倾覆力矩 M抗 362 8 3 8 11005 KN m 主桁前横梁 悬吊系统 底篮系统 侧模及芯模系统合计重约 55t 取其重心至前支点的距离为 5 5m 2 2 75m 相对于前支点产 28 生的力矩为 550 2 75 1512 5KN m 相对于前吊杆产生的力矩为 550 2 75 1512 5KN m 对于 1 块 块长 3 5m 块重 154 9 吨 保守取其重心至前支 点的距离为 3 5m 2 0 5m 2 25m 相对于前支点产生的力矩为 1549 2 25 3485KN m 对于 4 块 块长 4m 块重 149 3 吨 保守取其重心至前支点 的距离为 4 0m 2 0 5m 2 5m 相对于前支点产生的力矩为 1493 2 5 3733KN m 对于 9 块 块长 4 5m 块重 119 3 吨 保守取其重心至前支 点的距离为 4 5m 2 0 5m 2 75m 相对于前支点产生的力矩为 1193 2 75 3281KN m 最大倾覆力矩 M倾 3733 1512 5 5245 5KN m 稳定安全系数 K M抗 M倾 2 1 2 满足规范要求 五 挂篮拼装五 挂篮拼装 1 准备工作 1 严格按照设计图纸要求进行加工 螺栓孔眼内销孔相对位 置应按图纸要求控制 29 1 块1 块 前吊带 底模板 前下横梁 后下横梁 内模滑梁 内模吊架 前上横梁 压 梁 前支腿后支腿 立 柱 主桁主梁 斜拉杆1 斜拉杆2 紧缩装置 后吊带 后锚吊杆后锚压梁 外模滑梁 外模吊架 外模吊杆 前上横梁 底平台 1 1 2 2 行走轨道 挂篮悬浇侧面示意图 30 外侧模 外滑梁吊架 外滑梁 外滑梁吊带 前吊带 前下横梁 后下横梁 底板纵梁 后吊带 顶芯模骨架 内模滑梁 内模吊架 前支腿 立 柱 立柱横联 主桁主梁 行走轨道 压 梁 紧缩装置 1 2 1 11 2 2 2 31 2 销孔处的加劲板必须保证等强度焊接 3 对于多方连接的杆件 如主梁 立柱 斜拉杆等 必须 制作样板精确加工 确保尺寸满足要求 4 加劲板采用双面焊 焊缝厚度不小于 10mm 5 挂篮所有销子均为 45 号钢 且均作热处理 并作 100 探伤检查 6 由于 0 块的长度为 12m 所以该三角挂篮在浇注 0 块梁 段后 在 0 梁段上拼装挂篮 其余梁段挂篮单独在行走轨道上行走 进行剩余标准节段箱梁砼的浇注 2 拼装要求 挂篮加工完成后应及时进行检测 检查挂篮结构各构件是否按 照设计图纸及有关技术规范 规程进行选材 加工 制作 发现问 题要及时纠正和整改 挂篮结构构件运达施工现场后 安排在已浇 好的 0 块上拼装 挂篮构件利用吊车吊至已浇 0 块顶面 再进行组 装 拼装步骤为 1 主桁结构拼装 a 在箱梁 0 块顶板面轨道位置处进行砂浆找平 测量放样并 墨线弹出箱梁中线 轨道中线和轨道端头位置线 b 利用吊装设备起吊轨道 对中安放 安装轨道锚固筋 将轨 道锚固在梁体上 在轨道顶安装前 后支腿并临时固定 c 主桁构架在现场预先拼成三角形后分片吊装至轨道上并与前 后支腿用螺栓连接 为防止倾倒 用脚手架临时支撑 32 d 安装主桁后支点处的锚杆 后 千斤顶 将绗架片通过精 轧螺纹钢与箱梁预埋预应力筋连接 固定 安装立柱横联 e 起吊 就位主桁前上横梁于主桁主梁上并固定 2 底篮系统和模板结构拼装 a 外侧模拼装 外侧模在浇筑结束 0 块后不拆除 主桁拼装好后在外侧模中穿 入外滑梁并前 前横梁上 后 梁体翼板上 固定 解除外侧模 拉杆 将外侧模落在滑梁上 整体拉动外侧模就位 b 底篮系统的拼装 在 1 块下面的场地将底篮前 后下横梁 纵梁拼装好 然后用 4 个手拉葫芦整体起吊底篮系统 起吊到位以后安装前 后下横梁 吊杆与主桁连接 c 内模板拼装 内模顶模板的就位方法与外模相同 腹板内模于现场拼装 六 挂篮预压挂篮预压 挂篮在 0 块上拼装完毕以后 为验证挂篮的可靠性和消除其非 弹性变形 测出挂篮在不同荷载下的实际变形量 以便在挠度控制 中修正立模标高 必须在第一次使用前对挂篮进行试压 1 预压重量 按照主梁节段最大荷载及施工荷载总和的 1 2 倍 进行预压 梁段最大荷载是 1 块 155t 一台挂篮重约 50T 挂篮下 33 2 7 1 8 3 4 5 6 9 10 11 12 13 14 15 7 8 15 14 13 12 11 10 9 54 3 2 1 1 块 1 块 0 块0 块 A 临 时 支 撑 钢 管 临 时 支 撑 钢 管 临 时 支 撑 钢 管 一 变形观测部位 后锚梁 变形观测点编号为 1 8 前支点 变形观测点编号为 2 7 桁架式前横梁 变形观测点编号为 3 4 5 6 底模前端 变形观测点编号为 9 10 11 底篮前横梁 变形观测点编号为 12 13 14 15 34 部荷载按照挂篮重量的一半 25T 计算 加载最大重量为 155 25 1 2 216T 2 预压过程 根据主梁的结构形式 按照进行混凝土浇筑时顺序摆 放砂袋 分级进行预压 预压分为 6 级 每级荷载重量均为预压总重量的 16 7 即 36T 预压砂袋用买的打编织带装砂而成 一个砂袋重 1 5T 每一 级放 24 个砂袋 预压过程应注意以下事项 a 严格按照正确的施工顺序施加荷载 b 预压所用砂袋严格称量 做好记录 c 加载过程中注意观察挂篮变形情况 如有异常立即停止加载 分 析原因 d 加载过程应进行观测并记录 观测点见附图 对重点受力部位要 严密观察 3 卸载 堆载结束后每天定期观测 当连续三天沉降量小于 3mm 时 即可开始卸载 卸载过程也必须进行数据观测与记录 待整个预压 卸载过程全部完成后 将观测结果绘制成图表 进行成 果分析 成果分析的主要目的是 检验挂篮的刚度 强度和稳定性 消除 非弹性变形 确定荷载与变形关系线 确定正式进行挂篮浇筑时的立模标 高 将预压结果呈报给设计 监控 监理单位 以便更有利于施工 七 具体箱梁立模标高的确定七 具体箱梁立模标高的确定 1 大跨径箱梁悬臂浇筑施工中 挠度控制极为重要 而影响挠度的 因素较多 主要有挂篮的变形 箱梁段自重 预施应力大小 施工荷载 结构体系转换 混凝土收缩与徐变 日照和温度变化等 挠度控制将影响 35 到合拢精度及成功与否 故必须对挠度进度精确的计算和严格的控制 箱梁悬浇段的各节段立模标高可参下式确定 Hi H fi十 一fi预 f篮 fx 式中 Hi 待浇筑段箱梁底板前端点处挂篮底板模板标高 张 拉后 Ho 该点设计标高 fi 本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度影响值 该值由设 计提供 但须实测后进行修正 修正值约为设计值的0 6 0 9 fi 预 本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值 由设 计提供 但须实测后进行修正 修正值约为设计值的 0 8 1 0 f 篮 挂篮弹性变形对该施工段的影响值 在挂篮设计和加载试 压后得出 fx 由徐变 收缩 温度 结构体系转换 二期恒载 活载等影 响产生的挠度计算值 其中徐变 收缩值可按一个月内完成的节段考 虑 如一个月浇筑四节段 则其值分别按前四段的理论计算值的 0 25 0 1 0 07 0 05 计算 此值在昼夜平均气温为15C 以 下时接近实际 当气温在20 以上时明显偏小 须进行修正 温度影响 主要是日照温差的影响 它影响立模的放样 复测精 度等 因此 放样及复测等工作宜选定在早晨及夜间进行 否则应予 以修正 如一次合拢时间相隔较长时 须考虑前期大悬臂箱梁在停放 时间内的徐变和温度影响 以免后期强迫合拢而带来的巨大次内力影 响 二期恒载和活载的影响应与合拢后全部底板束张拉完成对高程的 36 影响一并考虑 由设计单位提供计算数据 高程控制以 IV等水准高程控制测量标准为控制网 箱梁悬浇以 等水准高程精度控制联测 选用高精度水准仪 其偶然误差不大 于lmm km 应进行箱梁施工观测和控制 相邻两悬臂端的相对竖 向高差不应大于 20mm 轴线偏差不得大于 10mm 2 实际施工箱梁线型控制 箱梁线型是箱梁施工控制的主要内容 由以上计算悬浇段立模公 式可以看出箱梁分段悬浇时 其挠度包括 a 各梁段自重引起的挠度 b 挂篮前移及施工荷载变化引起的挠度 c 温度变化引起的挠度 d 各梁段预应力产生的挠度 e 砼徐变引起的挠度 这些因素均是在理想状态下挠度计算的依据 先用已浇筑梁段实测标 高数据进行 追踪法 计算下一梁段的施工标高 然后采用 倒折法 反 算 0 块处的标高来校正下一梁段的施工标高 为了达到施工控制的目的 实际施工中可采用挂篮移至设计位置后 预抬立模标高 施工后标高观测 后再适当微调并作好记录 以便下个块件施工作参考 八 钢筋制作及安装八 钢筋制作及安装 钢筋制作拟在钢筋棚配料 下料 对接 弯制 施工中钢筋连接方式 所有钢筋加工 安装及质量检查标准均按照施工规范质量评定标准和相关 技术规范的有关规定执行 凡是因施工需要而断开的钢筋再次连接必须采 用等强度焊接 并应符合施工规范的有关规定 对焊工作由持有上岗证书 37 的焊工执焊 正式施焊前应取对焊试件 送中心实验室检验 送检样品检 验合格后方准予正式施焊 下料前应核对图纸无误后方准下料 1 基本要求 钢筋弯制前应对预应力槽口处作钢筋模型以确定钢筋与锚头有无干扰 以便事前采取措施 使钢筋避开槽口 绑扎钢筋前先在模板表面上用色笔 按图划好箍筋间距 用定位钢筋固定箍筋后 主筋穿过箍筋 按图纸要求 间距逐个分开 先绑扎纵向的主筋 后绑扎横向钢筋 纵向主筋 通长筋 接长采用帮条焊工艺 单面焊 焊缝长 10d d 为钢筋直径 焊接时 应先由中间到两边 对称地向两端进行 并应先焊下部后焊上部 相邻的 焊缝应分区对称地跳焊 不可顺方向连续施焊 接头错开布置 两接头间 距 1 3 倍搭接长度 搭接长度区段内接头面积百分率 50 采用绑扎 接头的钢筋 搭接长度一律为 35d d 为钢筋直径 所有接头位置应互 相错开 接头长度区内 受力钢筋接头面积不超过 25 该接头断面面积 绑扎箱梁顶面负弯矩 钢筋应每个节点均要绑扎 所有主筋 纵向方向 下和腹模 翼缘侧面均 应放置塑料垫块 保护层厚度及强度应满足要求 2 箱梁钢筋一次绑扎 第一次绑扎箱梁底板 腹板钢筋 然后安装内模板 然后绑扎顶板 翼板 钢筋 钢筋绑扎以一标准节段箱梁为一单元 一般一个标准节段箱梁的砼 一次性浇筑 38 箱梁钢筋绑扎工艺流程图箱梁钢筋绑扎工艺流程图 3 箱梁钢筋绑扎注意事项 绑扎底板钢筋 安放后锚点预留管道 安放底板管道 绑扎腹板钢筋 安放竖向管道 绑扎底板上层钢筋及上 下层定位筋 绑扎顶板下层钢筋 安放腹板纵向管道 锚垫板和螺旋 筋 安放顶板纵向管道 锚垫板和螺旋 筋 顶板纵向管道定位 绑扎顶板上层钢筋及上 下层定位钢筋 检查管道和锚垫板位置 39 底板上 下层的定位筋下端必须与最下面的钢筋焊接联牢 钢筋与管道相碰时 只能移动 不得切断钢筋 若挂篮后锚点或后吊点部件位置影响下一步操作必须割断钢筋时 应待该工序完成后 将割断的钢筋联结好再补孔 纵向预应力管道随着箱梁施工进展将逐节加长 多数都有平弯和竖 弯曲线 所以管道定位要准确牢固 接头处不得有毛刺 卷边 折角等现 象 接口要封严 不得漏浆 浇筑混凝土时 管道可内衬硬塑料管芯 在 波纹管内壁衬砌以防预应力管道被砼压瘪 混凝土浇筑完成后拔出 这 对防止管道变形 漏浆有较好的效果 混凝土浇筑后及时通孔 清孔 发 现阻塞及时处理 竖向预应力管道在上端要注意留通气孔 下端要封严 为防止漏浆 上端应封闭 防止水和杂物进入管道 压浆管采用 0 5mm d 20mm 的 钢管 九 预应力管道安装九 预应力管道安装 1 纵向预应力管道 纵向预应力管道采用金属波纹管 波纹管安装质量是确保预应力体系 质量的重要基础 施工中要千万注意 如果发生堵塞使预应力筋不能顺利 通过而进行处理 将直接影响施工进度及工程质量 影响桥梁使用寿命 因此必须严格控制施工过程 保证浇筑混凝土过程中波纹管不漏 不堵 不偏 不变形 在施工中需采取如下措施予以保证 a 由于主梁分段决定管道每段长只有 3m 4m 与 4 5m 故管道接头 多 接头处理必须仔细 一般情况是 先套上半截接头套管 然后再浇砼 40 而不宜采用管道直接伸出办法 这样 在下一段施工时 如接头套管损坏 可以更换 b 大部分接头会因拆模而变形损坏 故修理时 必须注意平顺 c 所有的预应力管道必须设置橡胶内衬后才能进行混凝土浇筑 橡 胶内衬管的直径比波纹管内径小 3 5mm 放入波纹管后应长出 50cm 左右 在混凝土初凝时将橡胶内衬管拔出 20cm 左右 在终凝后及时将橡胶内衬 管拔出 洗干净 d 所有的预应力管均应在工地根据实际长度截取 减少施工工序和 损伤的机会 把好材料第一关 e 波纹管使用前应进行严格的检查 是否存在破损 发现损伤无法 修复的坚决废弃不用 f 安装波纹管前要去掉端头的毛刺 折角 并认真检查 确保平顺 g 波纹管定位必须准确 严防上浮 下沉和左右移动 其位置偏差 应在规范要求内 波纹管定位用钢筋与波纹管的间隙不应大于 3mm 定位 钢筋设置间距 顶板和腹板束直线段 80cm 曲线段 40cm 底板束定位钢 筋全梁范围内 50cm 间距设置一道 波纹管轴线必须与锚垫板垂直 当管 道与普通钢筋发生位置干扰时 可适当调整普通钢筋位置以保证预应力管 道位置的准确 但普通钢筋严禁截断 h 波纹管接头长度取 30cm 两端各分一半 其中留做下次衔接的一 端 应将该端的 2 3 部分即约 20cm 放入本次浇筑的混凝土中 另外 1 3 露出本次浇筑的混凝土以外 这样做的目的是即使外露部分被损坏 还有 41 里面的接头可以利用 波纹管接头要用塑料带缠绕以免在此漏浆 i 被接的两根波纹管接头应相互顶紧 以防穿束时在接头薄弱处的 波纹管被束头带出而堵塞管道 j 电气焊作业在管道附近进行时 要在波纹管上覆盖湿麻袋或薄铁 皮等 以免波纹管被损伤 k 施工中要注意避免铁件等尖锐物与波纹管的接触 保护好管道 混凝土施工前仔细检查管道 在施工时注意尽量避免振捣棒触及波纹管 对混凝土深处的如腹板波纹管要精心施工 仔细保护 要绝对保证这些部 位的波纹管不出现问题 锚垫板 锚下螺旋筋等均按设计要求配置供应 使用前按规范要求进 行检测 严格控制锚垫板安装位置和角度 锚垫板必需和预应力孔道垂直 锚垫板中心与管道中心一致 锚垫板要采取可靠的措施进行固定 防止浇 筑混凝土时跑动 2 竖向管道 竖向管道为竖向预应力高强钢筋而放置 进行腹板钢筋安装时 需同 时进行竖向预应力筋和腹板纵向预应力管道安装 竖向预应力筋采用冷拉 级钢筋 直径 32mm 由厂家根据下料长度进行加工生产 竖向预应力 粗钢筋全部采取预穿束方案 即在混凝土浇筑前随腹板钢筋一起绑扎 固 定在管道内 管道采用内径 50mm 金属波纹管 此管道处理不好极易堵塞 在施工过程中注意一下几点 a 需保证波纹管基本刚度 b 下口的螺丝和钢筋垫块三通必须固结 一般可采用环氧树脂法 42 如经试验通过 也可以用点焊把垫块和三通 螺母预先焊成一体 c 竖向预应力管道的顶端在桥面板上 埋置张拉用锚环时 必须严 格按标高埋设 原则是宁低勿高 高出后 桥面施工时不好处理 锚 杯处是最易进浆处 故最好要让波纹管伸入锚杯内 再用棉纱堵塞 十 混凝土浇筑十 混凝土浇筑 1 混凝土浇注前后检查要点 检查钢筋 预应力管道 预埋件位置是否准确 检查已浇混凝土接面的凿毛润湿情况 施工缝表面应凿毛清除水泥 浮浆和松动的石子 用清水冲洗干净后浇一层水泥砂浆 浇筑时随时检查锚垫板的固定情况 应加强锚下 齿板 波纹管下 方的振捣 防止出现蜂窝状 检查压浆管是否通畅牢固 严密监视模板与挂篮变形情况 发现问题及时处理 准备混凝土养生养护设备 2 箱梁砼要求 箱梁砼为 C50 级的高强度砼 为了保证箱梁砼的质量 砼的试配必 须满足以下要求 1 C50 高标号砼应具有良好的工作性