漳州战备桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工

1、第 2期 (总第 156期 山西交通科技No . 2收稿日期 :2003202219作者简介 :许虎旺 (1962- , 男 , 山西襄汾人 , 项目经理 , 工程师 , 1984年毕业于山西省交通学校路桥专业 , 1995年毕业于西安公路交通大学路桥专业 。漳州战备桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工许虎旺(山西路桥第二工程公司 , 山西临汾 041051摘要 :漳州战备大桥主桥为 (80. 8+132+80. 8 m 单索面三跨预应力砼部分斜拉桥 , 属国 内较先进的桥型之一 。 该文结合工程实例 , 介绍大桥主桥箱梁采用挂篮悬浇施工的总体方案设 计及其施工程序 , 成功的经验值得今后同类工程

2、借鉴 。关键词 :大桥 ; 箱梁 ; 宽幅 ; 斜拉 ; 三角挂篮 ; 设计 ; 施工中图分类号 :U 443. 3文献标识码 :A 文章编号 :100623528(2003 02200522021概况漳州战备大桥是跨越九龙江西溪的一座特大桥 , 主桥采用 (80. 8+132+80. 8 m 单索面三跨预 应力砼部分斜拉桥 , 南北引桥分别为 6×32m 及 5×32m 连续梁 , 采用塔梁固结 、 塔墩分离的结构体系 , 墩顶设支座 。 该桥型首次在我国采用 , 属世界先 进 的 桥 型 之 一 。 桥 梁 全 长 657. 7m , 桥 面 总 宽 27. 0m 。主

3、梁为三向预应力结构 , 其技术含量高 , 施工难度大 。2 挂篮总体方案设计 2. 1挂篮结构本桥挂篮施工节段长 3. 5m 4. 0m , 结合主梁 的结构特点 , 设计采用了 3片主桁的宽幅斜拉三角 挂篮 。 挂篮主要由主梁 、 立柱 、 斜拉带 、 联结系统 、 提 吊系统 、 走行系统及后锚系统 、 模板系统和张拉操作 平台等组成 。 挂篮重 96t , 与最大节段重量比约为 0. 47。 挂篮主梁高为 880mm , 焊接成 II 形板梁 , 3片 主梁的荷载按等变位的原则分配 。 计算最大弹性变 位 20mm 。 底模平台采用横向桁架以保证结构刚度 。 内模为木结构胶合面板 , 外

4、侧模板选择钢骨架金刚 面板结构 。 2. 2挂篮计算 2. 2. 1计算假定a . 箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁 、 外模 吊挂梁分别传至前一节段已完工的箱梁顶板和挂篮 主桁的前上横梁上 ;b . 箱梁顶板砼 、 内模及其支架的重量由底模平 台承担 ;c . 箱梁底板 、腹板砼及底模平台重量分别由前 一段已完工的箱梁底板和挂篮主桁的前上横梁承担 ;d . 挂篮主桁的立柱与斜拉钢带之间的连接假定 为铰接 。 通过计算来设计底模平台纵梁 , 前 、 后下横 梁并求得其吊点反力 。 2. 3荷载分析a . 施工荷载 :总荷载不超过 150kN , 因施工面积 超 过 60m 2, 按 2. 5k

5、N m 2计 算 , 则 施 工 荷 载 取 150kN , 其中底模平台承担 150×0. 6=90kN , 侧模 承担 150×0. 4=60kN ;b . 挂篮结构荷载如表 1所示 ; 表 1挂篮结构荷载 kN及底模 挂篮主 桁重量 统重量 外模吊挂 梁 (两侧 合计 c . 内外模重量 :内外及支架重约 60kN , 外侧模(2块 约为 70kN , 堵头模板约为 20kN ;d . 砼箱梁荷载 :5号块为最大节段 , 其自重为 2108. 6kN 。 2. 4工况分析 2. 4. 1横梁计算计算顶板 、 悬臂板 、 箱底 (顺桥向 工字钢用量 ,确定型号及间距 ,

6、 将荷载分配至前后的下横梁及前 上横梁 (前下横梁的荷载相应分配到前上横梁 , 选 用工字钢用量 , 分别验算其强度 、 刚度及挠度 。 后上横梁只有在卸载后挂篮前行时承受自重 , 应进行强 度及压弯稳定验算 。 2. 4. 2三角桁架计算将前上横梁的荷载分配至拉杆 (在实际施工时 , 让挂篮自重由桁架承担 6. 6t , 浇筑砼时再锁紧拉 杆 , 分别进行拉杆 、 拉杆扁担梁 、 竖向压杆 (槽钢 、 锚架的强度与刚度验算 。 2. 4. 3稳定性计算验算挂篮行走时抗倾覆稳定性 。 2. 5挂篮设计特点a . 采用 27m 宽底模平台和 3片主桁组成的三角挂篮 , 目前国内少见 。 挂篮的前

7、上横梁和底模平台按等变位的原则进行布置 , 每片主梁荷载基本满足总 体变位协调的原则 ;b . 为减轻底模平台自重 , 底模平台采用整体式 空间桁架 , 前 、 后下横梁与平台纵梁连成整体 , 较好 地解决了如此大型的底模平台变形及稳定的问题 。 考虑到梁体的宽度变化 , 设置为可调整结构 , 满足底 模加宽要求 ; 同时为了防止底模平台前吊带调整坡 度时锚点拉杆受弯 , 采用了铰接结构以保证底模与 已浇筑梁体的密贴和满足后锚点拉杆的受力要求 ;c . 为了减少结构自重 , 挂篮采用分次走行的设 计原则 。 走行前 , 将内 、 外模及底模平台与主梁分离 , 并将其临时吊挂于箱梁顶板上 , 然

8、后挂篮主桁在四氟 板滑道上 , 利用千斤顶或导链将 3片主桁同步牵引移 动就位 , 以防桁片扭曲或变形 。 当主桁锚固后 , 利用外 导梁作为滑道将模板与底模平台牵引滑移就位 ;d . 挂篮吊带采用钢带与 PE 钢绞线相结合的原 则代替传统的钢拉带 , 既便于挂篮的调整 , 也便于解 除吊带 , 前移挂篮 ; 充分利用钢绞线的韧性和抗拉特 性 , 有利于减轻自重 , 使其重量仅为传统自重的一半 。 3 主桥宽幅斜拉三角挂篮悬臂施工 3. 1墩顶箱梁 0号块段施工0号块处于墩梁结合部位 , 由于受力复杂 , 设计为三向预应力 。 为了保证结构的整体性 , 避免出现施工缝 , 并加快工程进度 ,

9、根据特大型连续梁和刚构的 施工实践 , 0号块采取一次立模整体灌注的施工方 案 。 3. 2 “ T ” 构箱梁 1号 15号节段施工0号节段施工完毕后 , 拆除托架完成支承体系 的受力转换 , 并进行挂篮拼装 。 利用挂篮施工 1号块 段 , 然后分体改制对称悬浇 2号 15号节段梁块 。 其 中 5号 14号节段设有斜拉索 。 其施工工序为 :安装 挂篮节段按立模标高调整挂篮底标高节段钢筋 砼施工工况测量预应力张拉工况测量挂篮 前移就位斜拉索挂设张拉工况测量数据分 析 、 确定节段抛高值进行下节段施工 。 4 挂篮施工特点a . 挂篮在 1号块处 , 由于受 0号块仅 12m 长度的影响

10、, 采用连体组装施工 , 并在组拼后对结构进行 试压 , 以充分消除非弹性变形 , 此外在校核中计算了 结构弹性变形值 ;b . 当施工 2号块以后各梁片时 , 将挂篮进行分 体 , 增加平衡压重结构及水箱 ;c . 底模平台前吊挂开始仅由 4 75钢绞线配 OVM 15-7锚具组成 , 其重量较轻 , 成本较低 , 但仅通过钢绞线调整底模平台标高较为不便 , 于是在实 际操作中结合现场情况 , 本着就地取材的原则 , 采用 斜拉索用的 4-75钢绞线和钢吊带相结合的吊挂 方法 。 底模平台标高调整是通过开孔的钢吊带来实 现 ;d . 过去悬臂挂篮施工中 , 一般采用了跟踪调整 吊带以消除变形

11、的影响 。 本桥考虑与施工监控同步 , 采用一次抛高的方法 , 避免中期调整吊带对结构及 砼造成的不利影响 。总之 , 如何选定适合结构特点 , 既满足受力要求 又便于施工且经济合理的挂篮型式 , 是该类桥型施 工方案的设计优化与应用研究核心 。 本桥选用的宽 幅斜拉三角组合梁式挂篮 , 其施工设计应用极为成 功 , 值得借鉴 。The D esign &Con struction of Zhangzhou Box Beam W ide -Range ,Cable -Stayed Tr i angular Suspended W agonXU Hu -wang(The 2nd Eng i neer i ng Branch of Shanx i Road &Br idge Co . L td , L i nfen , Shanx i 041051, Ch i na Abstract :Com b ined w ith the con structi on p ractice , the p ap er in troduced the design and con structi on of b ridge box beam w ide 2range , cab le 2stayed su sp en