重庆长江大桥大型前支点挂篮施工设计说明

1、重庆市涪陵区李渡长江大桥挂篮设计方案设计PAGE PAGE 25武汉港湾工程设计研究院扳目 啊 录设计说明工程概述 设计依据设计概要总体构造设计特点设计计算主要施工步骤制作与拼装试载要求设计图纸鞍挂篮系统总图背（一） 柏 搬 CF矮L-ZT-0胺0（1/4）办挂篮系统总图盎（二） 摆 肮 CF败L-ZT-0罢0（2/4）袄挂篮系统总图搬（三） 拌 办 CF鞍L-ZT-0唉0（3/4）拜挂篮系统总图捌（四） 败 叭 CF扒L-ZT-0八0（4/4）癌承载平台（一奥） 傲 拜 般CFL-CZ奥-00（1/巴2）百承载平台（二唉） 霸 按 懊CFL-CZ澳-00（2/拜2）鞍张拉机构 白 百 佰 懊

2、 CFL隘败ZL-00啊止推机构 稗 白 百 案 CFL伴翱ZT-00挨行走反滚轮 罢 笆 凹 八 CFL-捌GL-00耙牵引机构 扮 敖 扮 敖 CFL拔艾QY-00皑前/后锚杆组扳 昂 办 坝 CFL吧拔QW-00斑标高调节机构挨 拜 挨 敖 CFL-B霸G-00 坝模板系统（一百） 挨 巴 吧CFL-MB隘-00(1/跋2)阿模板系统（二邦） 摆 皑 伴CFL-MB肮-00(2/皑2)八1扳 隘.拔 工程概述摆李渡长江大桥办斜拉桥为双塔颁双索面斜拉桥霸，全长738安米，主跨39俺8米，采用对肮称三跨布置，绊即170+3百98+170安=738米。翱桥面宽度25吧.1米。主塔八采用H型塔，

3、捌主梁近边墩处八边跨因压重需搬要采用箱形梁盎，其余均采用俺预应力混凝土疤边主梁结构，靶桥轴线处梁高胺2.651米笆，设2%双向暗横坡。梁上标坝准索距7.6般米，边跨现浇班段索距为3.唉7米、5.0绊米。主梁标准捌截面尺寸如下版：矩形边主梁扒宽2.3米，跋顶板厚0.2扒4米，横梁厚癌0.3米，标熬准节段设2道爸横梁。在塔根颁处边主梁宽度傲加大至3.5凹米。边跨箱梁胺腹板厚2.3板米，顶板厚0把.28米，底唉板厚0.4米扳，横梁厚0.翱4米。 按标准节段及S笆B15#节段懊主梁横断面如氨图一所示：埃图一 标准皑节段及SB1靶5#节段断面巴 （单位m皑m）拔2 佰.柏 设计依据佰重庆市涪陵胺区李渡长

4、江大凹桥施工设计疤施工图。唉 项目设计委癌托书拔钢结构设计拌规范（GB艾50017-挨2003）叭钢结构工程碍施工质量验收胺规范（GB氨J5005-邦2001）氨公路桥涵设跋计通用规范颁（JTJ02罢1-89）隘公路桥涵钢哀结构及木结构斑设计规范（肮JTJ025稗-86）暗冷弯薄壁型按钢结构技术规背范（GBJ埃18-87）霸钢结构高强坝度螺栓连接的搬设计、施工及吧验收规程（熬JGJ82-半91）癌公路桥涵施叭工技术规范埃（JTJ04坝1-2000隘）澳混凝土结构耙工程施工质量扳验收规范（班GB5020搬4-2002拔）办3 . 设计昂概要癌 柏 本挂篮为大皑型前支点挂篮岸，设计承载砼败重量51

5、0吨岸。设计将其安办全与可靠性放叭在首要位置，澳承载平台，暗牵索系统瓣，锚固系统均哎给予了充分的瓣安全储备。绊为保证施工质坝量，设计承载捌平台刚度大，熬并在适当位置坝配置锚杆，以颁减少箱梁纵横背向变形及“错坝台”量；长大巴构件分段制作碍以满足运输及唉现场拼装的要八求；满足浇筑安、移动及调整斑等使用功能方般面的要求。昂本挂篮适用于埃主梁SB2#摆SB15#摆、MB2#芭MB25#节绊段浇筑。叭 4总体构造翱挂篮由承载平奥台、牵索系统翱、行走系统、白定位系统、锚盎固系统、模板哎系统、操作平蔼台及预埋件系啊统等组成。（氨见图二） 斑41 承载瓣平台邦 版承载平台是挂肮篮的主体结构氨，由支承悬浇瓣荷载

6、及模板体盎系的平面刚架败和挂腿组成。案平面刚架由二巴主纵梁、三横案梁组成。两侧靶主纵梁前端开阿槽，摆在主纵梁上设啊置承力面。背42 牵颁索系统奥牵索系统的功氨能是在挂篮悬靶浇施工时将斜八拉索与挂篮连唉接起来形成前邦支点；在悬浇熬完成后，将斜班拉索与挂篮分稗离，实现索力稗的转换。爸牵索系统由张扮拉机构及斜拉半索组成。张拉拌机构中的张拉捌千斤顶通过撑跋脚固定在垫块柏总成上。垫块扒总成可沿主纵拔梁头部导轨上暗下滑动并锁定版，因而前支点般空间位置可调啊整。澳43 行拌走系统版行走系统实现傲挂篮空载前移懊功能，由牵引氨机构及行走反瓣滚轮组成。牵搬引机构由两台巴YC70X1跋50千斤顶通坝过两根精轧螺把纹

7、钢筋，同步白牵引挂腿下部捌行走滑靴带动哀挂篮前移，行按走滑靴在主梁百顶面辅设的滑背轨上滑动。挂翱篮行走时由行柏走反滚轮平衡绊前倾力。芭44 定疤位系统艾定位系统实现熬挂篮浇筑前的阿定位，由前锚瓣杆组、止推机扮构及后支点千癌斤顶组成。挂版篮由前锚杆组挨提升到位，放办置在主纵梁尾吧部的后支点千肮斤顶调整挂篮靶前端的竖向标摆高，止推机构熬承受斜拉索张哀拉力中的水平版分力。叭由于挂篮的自笆重及构造尺寸百都较大，再加疤上本桥主梁断稗面的构造特点矮，使得挂篮横拌桥向定位的调瓣整较困难，因霸此在挂篮前移鞍时，应尽量保熬证挂篮整体同瓣步平移，并不隘断观测，随时叭纠正挂篮的偏把位。霸当挂篮前端产笆生横桥向偏移跋

8、时，可在挂篮半后横梁与桥主癌梁主肋间设反胺向顶推予以调阿整；当挂篮挂耙腿中心线处产皑生横桥向位移背时，在挂篮挂熬腿与桥主肋间班加反向顶推。八45 锚摆固系统翱 锚固笆系统包括8组暗前锚杆组和4绊组后锚杆组。八前锚杆组设在捌主纵梁中部及搬侧面，其作用懊是将承载平台懊承受的施工荷白载传递到已浇哀梁段上，后锚耙杆组设在主纵百梁尾部，其作拌用是平衡挂篮扳斜拉索初张拉挨时产生的后倾巴力，同时，4斑组锚杆组亦作坝为抗风安全锚白固点。八46 模昂板系统按模板系统由横袄隔板底模及侧盎模、主肋侧模矮及底模、顶板佰底模、顶模拱瓣架及支架、支半撑等组成。氨横隔板侧模底傲部通过铰接与伴承载平台相连佰，侧模之间采皑用对

9、拉螺杆连靶接，横隔板底柏模位于承载平罢台前、中横梁邦之上。前端顶邦模采用可调撑叭杆支撑在承载安平台上，中间袄顶模采用拱架伴支撑，拱架通疤过铰接固定在颁主纵梁的滑轨敖上。碍在挂篮前移前俺，松开对拉螺敖栓，将边箱梁蔼侧模及横隔板胺侧模放置于拱把架及承载平台傲上，并与顶模坝一起随拱架下芭降至横隔板底跋标高以下。笆挂篮前移到位叭后，再将拱架伴提升到设计标扳高位置，立模板，浇筑下一节柏段。绊拱架用千斤顶把顶升到位，并埃用销轴定位。吧因而可方便地矮立模、拆模并俺将模板系统整胺体移至下一待捌浇节段。5.设计特点疤本挂篮悬浇节笆段长度7.6埃m斑，现浇桥面宽安25.1m，稗悬浇节段砼质扳量最大510靶t邦，其

10、设计上具巴有如下特点：扳挂篮整体刚度败好，满足了抗版倾、抗风稳定疤性要求。隘挂篮操作调整拔方便，平面及懊标高调整均采跋用国产通用设佰备。哀挂篮的主要组氨成部分承载平佰台为平面刚架碍结构，构造简癌单，受力明确班，构件自重较哎轻。爸根据各构件受颁力特点，采用巴了不同的结构白形式，在保证岸平台刚度和强白度的前提下，捌减轻了平台的耙质量。爸挂篮结构主要耙采用普通型材颁制作。熬挂篮结构及部啊件采用拼装式拔，可重复利用案。板模板系统主要半由横隔板及边百箱梁底模及侧坝模、顶板底模疤及模架支撑等霸组成。大部分拜采用大模板结把构，提高砼外熬观质量，同时胺有效的控制桥敖形缩短施工周爸期。背中部顶板底模板采用拱架支

11、撑暗，随拱架在挂凹篮前移前下放盎至大桥横隔板靶以下，挂篮前柏移到位后再将坝拱架提升至设颁计标高位置，扳便于立模，拆澳模，模板整体碍移至下一待浇疤节段。哀6. 设计计埃算癌6.1 设绊计荷载熬砼荷载 版箱梁标准节段拜质量为420矮t柏，SB15#碍节段质量为5背10矮t拌。挂篮系统自重瓣人群及施工荷绊载取1.5k盎N/m靶2风荷载 巴6.2 计哎算工况奥工况：挂篮版受水平力牵引罢前移，风垂直扳向下（风速班13.6傲 吧m/s肮），计算挂篮白行走状态的受佰力。懊工况：挂篮爸行走至新浇梁爸段最外沿，风拔垂直向上（风熬速奥27.9皑m/s），计凹算挂篮行走状挨态的稳定性。昂工况：挂篮蔼位于MB25柏#

12、节段并定位胺，设定初张拉傲索力值为17耙25翱kN埃（单索），水扒平角度24.半0297，白风垂直向上 阿(风速13.颁6百 半m/s)，计跋算挂篮稳定性摆。叭工况：MB肮2#节段，砼霸浇筑但未凝固阿，风垂直向下啊 (风速13捌.6罢 班m/s)，设罢定索力为14佰50蔼kN捌（单索），水哀平角度71.昂1006，拔计算挂篮工作跋状态的受力与摆变形。般工况：挂篮哎位于MB25案#节段，砼浇傲筑但未凝固，哎风垂直向下 坝(风速13.斑6叭 耙m/s)，设敖定索力为34颁50摆kN扒（单索），水芭平角度24.邦0297，斑计算挂篮工作绊状态的受力与盎变形。盎工况摆办：挂篮行走拌至SB15#盎节段，

13、砼浇筑摆但未凝固，风阿垂直向下 (扒风速13.6扒 阿m/s)，设安定索力为27鞍50绊kN扳（单索），水癌平角度31.霸9391，蔼计算挂篮工作癌状态的受力与哀变形。胺6.3 材盎料性质般6.3.1材皑料特性阿钢的材料特性办：弹性模量E耙=2.1颁10佰5 捌MPa岸泊松比0败.3巴密度78隘50半 kg/m隘3翱6.3.2容鞍许应力稗Q235-A把：板翱百岸岸170 MP啊a 绊板=100 爸MPa胺40Cr背： 拔d100 摆mm 办 爸皑佰350捌 MPa捌d100 隘mm 阿 氨暗伴385罢 MPa碍6.3.3几般何特性 疤挂篮重心距挂肮篮尾端9.7败529米。笆6.4 计矮算模型及

14、结果扒挂篮整体结构颁为一弹性支承按空间刚架，通板过简化构件计哀算，确定构件蔼截面尺度及性般质（本计算过啊程略），拼合盎成整体结构用熬ANSYS电板算进行优化设胺计。霸6.4.1 胺拱架计算安计算工况：工靶况。把6.4.1.安1工况计算摆拱架计算模型伴及结果见图三拔、四所示。把图三 拱败架计算模型哀图四 拱背架计算计算变稗形图盎支座反力：水唉平力绊 班 竖向力凹6.4.1.把2 计算结果拜汇总靶各杆件内力计搬算结果如下（扳取各最不利构安件内力值）：瓣部位哎最大正应力（埃MPa）笆最小正应力（扮MPa）熬最大轴应力（稗MPa）癌最大弯应力（笆MPa）拌拱圈安-42.5败-68.3哎-42.5澳-2

15、5.9哎梁伴30.4坝-36.6叭-8.5氨30.1爸撑杆半/扳/凹-15.4败/艾6.4.艾2巴 傲挂篮整体计算哎6.4.2.拔1 工况I凹计算荷载： 阿挂篮系统自重搬风荷载 风拌速13.6 八m/s哀电算模型见图艾五跋图五 工按况系统整体盎计算模型盎系统应力分布跋见图六，最大暗应力120笆MPa班（挂腿处）安 艾图六 工况挨系统各断面应伴力分布图 暗系统整体变形扒见图七，系统八整体变形49阿mm扳图七 工况哎系统整体变艾形图挨各部件内力计班算结果如下（耙取各最不利构斑件内力值）：岸部位捌主纵梁埃前横梁隘中横梁哎后横梁啊挂腿埃综合应力（M哎Pa）昂52.7爸40.8八43.4袄30.5把12

16、0捌约束反力： 懊挂腿处161靶1柏kN 碍 行走反拜滚轮358k懊N扳6.4.2.邦2 工况 = 4 * ROMAN 鞍IV蔼计算荷载：混阿凝土荷载42笆00啊kN背 哀人群及施工荷阿载 1.5巴 肮kN/m奥2挂篮系统自重啊风荷载 风癌速13.6 坝m/s翱索力1450皑kN八（单索），水笆平角度71.巴1006背电算模型见图般八碍图八 工氨况 = 4 * ROMAN 笆IV捌系统整体计算熬模型板系统应力分布碍图见图九，系霸统最大应力8扳6.4霸MPa芭。阿图九 工况 = 4 * ROMAN 盎IV唉 系统各断面佰应力分布图笆系统整体变形霸见图十，变形埃量45.5俺mm办。八 昂图十 工傲

17、况 = 4 * ROMAN 摆IV靶 俺系统变形图唉各部件内力计隘算结果如下（把取各最不利构拜件内力值）：奥部位扒主纵梁笆前横梁懊中横梁背后横梁颁综合应力（M氨Pa）芭62.7斑86.4袄86.0跋46.3八约束反力：止捌推机构268邦kN 敖 哀前锚杆组14凹40kN稗 爸 颁 标高调节机盎构 598k扒N颁6.4.2.伴3 工况 = 5 * ROMAN 扒V八计算荷载：混白凝土荷载42挨00拌kN安 氨人群及施工荷凹载 1.5板 拔kN/m背2挂篮系统自重板风荷载 风矮速13.6 捌m/s埃索力3450白kN颁（单索），水斑平角度24.班0297跋电算模型见图霸十一颁图十一 哀工况 = 5

18、 * ROMAN 袄V稗系统整体计算搬模型板系统应力分布熬图见图十二，熬最大应力14坝3哎MPa叭。胺 吧图十二 吧工况 = 5 * ROMAN 败V昂系统应力分布挨图捌系统整体变形叭见图十三，变鞍形量29唉mm哀。罢图十三 盎工况 = 5 * ROMAN 吧V艾系统整体变形佰图邦各部件内力计啊算结果如下（八取各最不利构白件内力值）：癌部位罢主纵梁伴前横梁跋中横梁班后横梁哀综合应力（M稗Pa）皑143白86.0肮86.4耙44.3办约束反力：止笆推机构295澳0 埃kN 盎 扳前锚杆组81佰0kN半 半 埃 后锚杆组 扳220kN盎6.4.2.邦4 工况 = 6 * ROMAN 叭VI案计算荷

19、载：混案凝土荷载51蔼00扳kN懊 皑人群及施工荷芭载 1.5绊 把kN/m拔2挂篮系统自重按风荷载 风埃速13.6 敖m/s皑索力2750熬kN般（单索），水八平角度31.拔9391翱电算模型见图熬十四唉图十四 工百况 = 5 * ROMAN 背V安系统整体计算蔼模型疤系统应力分布暗图见图十五，挨最大应力14暗1昂MPa背。疤 吧图十五 哀工况 = 5 * ROMAN 搬V拜系统应力分布绊图稗系统整体变形熬见图十六，变懊形量57.5暗mm袄。胺图十六 傲工况 = 5 * ROMAN 白V俺系统整体变形熬图拔各部件内力计氨算结果如下（肮取各最不利构袄件内力值）：挨部位败主纵梁鞍前横梁芭中横梁癌

20、后横梁隘综合应力（M颁Pa）澳98.3翱141伴135罢70.3奥约束反力：止扳推机构212安8安kN 靶 矮前锚杆组13颁06kN瓣 敖 岸 标高调节机案构 89kN俺袄6.4.3 疤主要构件电算安结果肮序号俺构件名称啊控制工况坝杆件应力极值办（暗MPa白）捌最大位移（肮mm扒）唉竖向芭横桥向唉1傲主纵梁哀工况捌143按20疤靶2懊前横梁肮工况 = 6 * ROMAN 柏VI斑141澳40拜暗3八中横梁啊工况 = 6 * ROMAN 哀VI胺135敖38阿罢4澳后横梁敖工况柏70跋17癌笆5矮挂腿氨工况捌I背120碍-绊-肮6癌拱架哎梁翱工况 = 4 * ROMAN 埃IV半37扮斑叭拱圈啊

21、工况 = 4 * ROMAN 绊IV懊68拔7伴啊撑杆疤工况 = 4 * ROMAN 奥IV扒12埃癌啊综上所述，各半构件折算应力般均绊案，强度满阿足要求；变形叭量均奥，刚度满足要胺求。阿6拜.5 般各机构受力情敖况办张拉机构34瓣50 百kN（罢设定）, 把止推机构29碍50扳kN柏（工况爸般）,隘前锚杆144绊0隘kN矮（工况 = 4 * ROMAN 爸IV板）, 肮后锚杆220爸kN碍（工况颁啊）, 伴标高调节机构胺598kN（拌工况 = 4 * ROMAN 板IV矮），颁行走反滚轮3靶58氨kN啊（工况I），靶拔挂腿支点处1袄611kN(唉工况I). 熬哀6傲.6凹 挂篮整体跋抗倾覆计

22、算耙6搬.6.癌1巴 般挂篮行走状态八稳定性白按工况， 阿计算挂篮行走颁状态稳定性。笆挂篮行走至新摆浇梁段最外沿哀处（迎风面积白最大），风垂叭直向上吹（风背速27.9 稗m/s版）班，碍为最危险状态凹。柏考虑荷载：模哀板重量433瓣kN拔承载平台重量坝1267kN吧张拉机构重量败53kN佰反滚轮机构重把量11kN把风载荷： 风扳速27.9 翱m/s把。阿总倾覆力矩：佰M般倾 耙=1090拜kN.m班抗倾覆力矩：败M瓣抗倾 胺= 4735哎kN碍抗倾安全系数摆：昂k佰 挨= M罢抗倾邦/爸 熬M靶倾 懊=矮4.3癌6哎.6.疤2伴 艾挂篮初张拉状芭态稳定性胺工况 = 3 * ROMAN 隘III败，MB25#佰节段，挂篮定班位，斜拉索张叭拉至初张拉值背1725kN暗（单索），未唉浇砼，风垂直摆向上吹(风速袄13.6 m半/s)叭,氨 计算挂篮初奥张拉状态稳定摆性。绊考虑荷载：模安板重量433拔kN扳承载平台重量袄1267kN哀张拉机构重量坝53kN霸反滚轮机构重巴量11kN白后锚杆组极限碍受力按774把0扮kN吧计，隘风载荷 风背速13.6 扒m/s扳，坝索力1725把kN凹（此时倾覆力安矩最大）。爸总倾覆力矩：摆M把倾 坝= 1306安6扒kN.m隘抗倾覆力矩：邦M绊