武汉绕城公路某大桥挂篮设计施工技术方案

1.概述武汉绕城公路某合同段某大桥主桥为三跨刚构——连续梁组合体系，桥跨布置为45+80+45米。箱梁设计为两幅分离的单箱单室结构，单幅箱梁（挂篮施工段）顶宽为13.5米，底宽为7米，翼板长度为3.25米，顶板厚度为25厘米，底板厚度为27~40.9厘米，腹板厚度为35厘米，梁高（以二次抛物线变化）为2.3~4.13米。箱梁底板和顶板均设置2%的向外侧的横坡。挂篮设计与制作根据设计要求，挂篮自重及全部施工荷载重量之和应控制在60t以下，在确保承载力、刚度的情况下尽可能将挂篮轻型化。椐此挂篮设计总长为10.25米，高为3.44米，悬臂长为4.85米，锚固于已浇好的箱梁上。挂篮主要由主桁架、行走及锚固系统、吊带系统、底模平台系统、模板系统五大部分组成。挂篮型式及构造见附图，挂篮重量见挂篮材料汇总表，设计验算见计算书。2.1.挂篮主桁架系统挂篮主桁架为棱形桁架，每片桁架的上、下弦分别由N2（2[32a）、N4（2I56a）组成，前、后斜杆及立柱分别由N3（2[32a）、N1（2I36b）、N5（2I36b）组成。并由加强板、节点板、平联及前挂梁等组成空间桁架。具体见结构图1、图2。2.2.挂篮行走及锚固系统每个挂篮行走及锚固系统由δ=20mm的钢板加工的滑船、1台3t卷扬机、手拉葫芦（4个5t、4个3t、6个1t）、2个32t的螺旋千斤顶、底座、夹具、632后锚主锚杆和连接器等组成。主桁底梁前端与滑船连成一体形成前支点，将力集中传递给已浇箱梁，底梁后端通过32精轧螺纹钢筋锚固于已浇箱梁上。在挂篮行走时，先将底篮通过手拉葫芦和钢丝绳悬挂于主桁前、后挂梁上，然后解除底模与主桁之间及底模与砼之间的精轧螺纹钢筋之约束，并将翼板底模和外侧模下放于底篮平台，通过手拉葫芦下调底模，使底模与箱梁脱开，最后在挂篮主桁两前支点分别加1台32t螺旋千斤顶将主桁顶起，同时逐步松卸主桁后锚，当主桁底梁（4#杆件）与滑梁脱开后将滑梁前移到指定位置并锚固，再施加主桁与滑梁之后锚约束，千斤顶卸荷使主桁下放于滑梁上，上述工作完成后，通过操作2台5t手拉葫芦来完成挂篮行走。2.3.挂篮吊带系统挂篮吊带系统由前2[32a的挂梁、32精扎螺纹钢筋、夹具和连接器等组成。挂篮前吊带12根，均与底模之横梁（2I25a）锁接。2.4.挂篮底篮系统挂篮底篮系统由前、后下横梁（2I25a）、纵向支撑梁（I36b）、底模板（由δ=6mm钢板、[8及[14a组成大模板]和前、后操作平台等组成。底篮前端悬挂于主桁架前挂梁上，后端锚固于已浇箱梁上。见图1-2、图10-11。底篮移动采用悬挂的方式，即通过钢丝绳及手拉葫芦将底篮悬挂于主桁前、后挂梁上，使底篮与主桁同时移动。2.5.挂篮模板系统挂篮模板由箱梁底板底模、翼板底模、内顶模、对拉螺杆、箱梁腹板内、外侧模和端头模等组成。见图11-15。3.挂篮制作及安装3.1.挂篮施工工艺流程疾见流程图，挂胃篮制作完成后据应及时进行进迹行试拼，并检当测。挂篮主桁、底篮系统和侧模加工内模系统安装主桁架安装及锚固主桁前、后梁及平联梁安装底篮系统安装工作平台安装外模系统安装调试挂篮主桁、底篮系统和侧模加工内模系统安装主桁架安装及锚固主桁前、后梁及平联梁安装底篮系统安装工作平台安装外模系统安装调试捆3.2雅.漂挂篮制作冶医.量制作要求巴a猎.骂主受力杆件均捎采用现场材料保。思b套.亡焊缝高碰度赔h葡f鸣≥擦8mm汇，焊缝质量满确足规范要求统。患成3.3蛛.奉挂篮安装但首先在纹1奋#般块顶板上的腹造板位置放出挂筹篮主桁架的中粗心线，凿出预棍留孔，然后吊安装主桁架菱形氧架，将其直接疮置于已浇箱梁惠上并锚固（当拘挂篮施工完第俗一节段后，在障挂篮移动前，素加滑梁于主桁游架蛛4很#输杆件下），安飞装平联梁、前轰挂梁、后挂梁寒，待挂篮主桁兆架安装完毕后霜，安装底篮系银统、模板、吊掌带等。吊装采谎用邻15呜t砍浮吊从上、下灰游侧安装。厅底篮系统及模亦板安装在支架扒上进行，待底灵模和侧模拼装璃完成后，卖用脊5近t俱手拉葫芦和卷耽扬机将其提升躁到位，并进行返锚固，底模系镜统前端通过精扰轧螺纹钢筋悬拐挂于主桁前挂少梁上，后端通虫过精轧螺纹钢鸟筋锚固于已浇瓣箱梁。胃3.4筒.捐挂篮荷载试验挤经过计算，挂着篮桁架和模板担系统在挖3.5m客施工段和核4.0m焰施工段的荷载政出入不大，并姥且挂篮的竖向奔变形仅为滔9mm麦，各个杆件的招应力相应较小李，因此，挂篮敲的荷载试验采旺用在现弯场塔“固堆载试揪验无”生的方法；试验总荷载分三级，鲁在加每级荷载鸣的同时，进行闪测量；经过分碧析之4.贴0允米摇梁段为最不利倾工况，则对该贤梁段试验。总深试验荷载的三疮次加载粮第一级荷载为易：底板砼箱重脖26伸t齐；察第二级荷载为邪：底板、腹板押砼屋重旋48晶t扮；岁第三级荷载为荷：整个梁段砼部重陷107请t改。反胆.狱试验监偿控曲雄测量监控：测剑量监控采用全蔽站仪进行观测结，并详细记录抵数据，根据数并据分析挂篮的变形。哥焰专.须荷载试验观测竞内容、成果：粉荷载试验仅观萍测挂篮主桁架考整体受力情况大，即整体变形钳量、挠度和水汉平方向的稳定燥情况；试验完织毕后，提供试路验成果给项目燕部，以便指导颂后续梁段的施利工。拳3.5棍.呈挂篮施工规程晌节段箱梁施工乖完毕后，挂篮碎移动步骤如下句：附a柜.中将底篮系统、董外侧模系统和掉内顶模通过手宿拉葫芦悬挂于谁主桁架前、后稍挂梁上。泊b笨.讯解除前挂梁与孕底模、外侧模筝之间的精轧螺缝纹钢筋连接鞋。忧盾c殿.称解除底篮与主乒桁之间及底篮偿与砼之间的精睁轧螺纹钢筋之陵约束，并将翼今板底模放置于绣底篮平台上选。蜘屈d灰.散通过操作手拉菠葫芦使底篮与献箱梁脱开，并臣保证有一定的拔间距。裕e讽.趣使用千斤顶将盾主桁顶起，前需移滑轨并锚固王。劲f匆.悔千斤顶卸落，傲使主桁下落于掠滑轨上并锚固句。承g眠.货操作主桁前方逆手拉葫芦拉动浑主桁，使挂篮壶前移。绿h阵.拴挂篮前移到位涛后，进行定位华、锚固。参i名.女采用手拉葫芦易提升模板，模沙板提升到位后绩，进行定位、员锚固。萄4.球西挂篮设计计算秃书想图品市（一殿）喷失（单位：米）4.1.主桁眨主桁受力简图臭见图（一）。笋沾.足跑荷载秘含.1低.祸待浇砼、挂篮辈底蓝、模板和此其它施工荷载蔑重：某3.舅5脂米摩梁段：钢筋砼炒重肿858.71独k且N峡、施工荷嫁载汗47.25k钉N传、模板系统猴重糕232.24骨kN会4.该0芬米赤梁段：钢筋砼供重当796.73谢k亭N盲、施工荷颠载历54.0k尾N撕、模板系统保重尝217.47麻kN铜农.2迹.辫荷载总重：欣3.损5榜米涝段：疼1138.2身kN穗4.政0属米治段：篇1068.2窃kN斑闷.3丑.菠前点板荷载计历算：挪对宝3.孝5仙米摄梁段妥：染G=化1138.2波×1/2×资2.15限/川4.65柏=玩263.1抱kN矿对乒4.单0陶米蹈梁段个：贴G=蜘1068.2佳×1/2×桂2.40循/丛4.65灯=名275.7珍kN鹿经上面计算得级知：朗4.炉0灰米企梁段工况为最养不利。气暗.连菱形桁架各杆魔件的几何、断惰面特性及受力晨情况驾后锚点与前支寻点的间距为：睡4.2萄5记米砍前支点与前节膝点（前挂点）胜的间距为：搬4.4眉5警米狐立柱高为：瞒3.0充米筋杆件采用的型瞎钢堆：混N农1签、亿N潮5城为蠢：醒2I36b最筒范N累2获、乐N转3尝为雀：县2[寇32a纪子钩N钱4泡为里：赏2I夹56a燥杆件的截面积杆：巨A郊1眯=A绸5筒=崭16700m志m陶2骗A惕2验=A彼3遭=亿9700购mm隙2挨A倦4显=稠27050m雾m延2乳非各杆件受力击：橡N超1慢=艰（片288.72原2弃+界409象2眯）库1/2晌=500.鸽6烦k献N亦（拉）顽N性2坊=4.45/惠3×275.某7=409k贴N偷（拉）代N惊3暂=5.367松/3×275勤.7=493汉.2k蛋N害（压）尖N崇4胶=4.25/忍5.202×悼500.6=谦409k格N丽（压）嘉N拐5脊=3/4.2确5×409=准288.7k浊N病（压）饲R权A匠=3/5.2谎02×500派.6=288赔.7k远N借（拉）至R睛B晓=8.7/4帝.25×27翠5.7=56休4.4k更N效（压）果访.1飘.裕受拉杆件强度适验算稀码.1.1乞.您对婶N羽1锹进行验算：客σ宅1著=N吗1饺/A级1论=500.6让×10影3耀/16700秃=30.0活MP烧a钩＜絮[枕σ疑]=210航M核P财a巾由营σ架1芒＜培[播σ当]狗知杆件强度满趋足要求。火毕.1.2坦.敞对淡N筋2反进行验算：园σ捧2赵=N想2爪/A蜓2街=409×1牙0牺3职/偷9700仿=叹42.2耀M疏P两a铁＜壳[出σ娘]=210啊M苍P牺a殖由仿σ呜1赵＜拜[剖σ晶]牢知杆件强度满扰足要求。叼嗽.2群.岂受压杆件稳定凤性验算勒饥.2.1静.棚对语N织3弯进行验算：狗擦裹由积λ床=饭Ln/iy=镰536.7/鼻7.03=7棵6.34贯查表押得器φ饱=仁0.712棍捕出有君σ渴3顿=N量3幼/真φ表A受3握=493×1蚀000创/抱（悦9700斗×拆0.712释）滤=杂71.4架M恭P活a业＜俘[物σ阻]=210M撑P勒a僻对压则梦N漫3赠压杆稳定性满恼足要求。法弃.2.2清.塘对逃N召5被进行验算：投姓由虎λ归=妈Ln/iy欺=56.56舰查表躬得惰φ淡=洲0.825鹅匹述有棕σ案5龟=N灰5刊/但φ复A峡5着=288.7误×1000雀/番（纳16700×厨0.825宜）倾=线20.95雪M右P详a泼＜浓[别σ危]=210M岗P寇a臭烘映则狭N息5咸压杆稳定性满捉足要求。设束.3雕.恩焊缝抗剪强度睁验算帅按主桁实际受碌力及主桁的构暂造，该结构只猜验疗算悔N暂2还与例N带3校、蹲N脸1货与缩N蝴2赶和越N凶1对与载N青4谜焊接处焊缝强显度即可。名以：吼=N两/青（队0.7×H什f娱×哄L盆f愧）挺毯温焊缝抗剪强胶度叛[敬]=160M时P江a掏a.N棋1厕与帽N椒2信焊缝强度验算截=500.6占×1000/袍(案0.7×6×缎3670杆)客=33.05葵MPa算由锋＜宿[宣]锅知焊缝强度满庄足要求。抖b.N赴2贡与澡N法3添焊缝强度验算翠=493.2拣×1000/归(挎0.7×6×怕2650手)设=44.3抹1MPa丛由歪＜谢[超]戴知焊缝强度满祝足要求。箱恩.四挂篮竖向变形淘计算求挂篮竖向变顺形绝f艰包括主桁架和朵底模吊带变形辜的总和。幸参.1统.疫挂篮竖向变形夸挂篮最不利工斩况为桃4.泡0傍米剑段箱梁砼浇筑速，假定对主桁牧施加单位荷绕载慎G=根1帽，则桁架的单甩位内力系数如终下：产1甜#宏杆票件气N寻1贩=1.734逮2敞#肝杆帮件乡N赌2浪=1.483勉3蹦#烟杆遣件意N黑3桶=1.789休4脖#粱杆蜜件决N充4茧=1.417收5启#腔杆异件险N惠5真=1.05椅桁架杆件单位穷内力系数与桁董架杆件内力相曲乘，计算桁架敏的竖向位狂移释f导1陆：鸦f佣1王=想n×N错i余×L边i而/EA驱i车=刻[优（毫1.734×疏500.6×瘦5.202+贼1.05×2厉88.7×3铅.饲0柔）保/16700拼+步（背1.483×女409.0×布4.45+1无.789×4螺93.2×5昏.36蛋7墓）广/13410蔽+1.417拿×409.0畅×4.25/精27050]浇×10赚6堂/[2.1×腿10积5超]=皱4.6岂mm狡吊带竖向变士形僚f肆2丛计算。取吊带保长忆度肝L污为摧8青米饭，吊带材料为睁精扎螺纹钢筋巩，近猛似矮取未E构为快2.1×10判5调MPa卵f尊2糖=275.7辨×2×8×1挖0乔6那/弹（愚804.3×乱6×2.1×革10阔5秘）谜=意4.4mm筹挂篮竖向变区形船f=f买1船+f山2肠=汁9.0mm考4.2动.兄底模平台惑博.孔箱梁底板平台感结构验算知平台组成：底鹊模支撑颂梁债I36狭b桑共烂7揉根，前后下横踩梁伸2I令25a凡。红按最不利假定谦工况：假腔定店I36棋b城的弄4.65m膏跨段满跨为均零布荷载刑，狭筛狐.1披.蛇对腹板底烂部睛2I36碎b殖进行强度和刚遗度验算您由肾2I36吓b泡承受的荷载有赢：骑钢筋砼产生的妹荷载混：计43.12k元N/m疯振捣砼产生的昌荷载垄：甩2.2kN/备m模模板自重忙：赤4.86kN搭/m腾2I36会b僵自重侧：况1.312k孟N/m拒则将2I36器b主承担的线荷载爬为爪：医51.49沈kN/喉m吊（悦49.29k静N/杀m威）书受力简图见图潮（二）（单位午：念m羊）。图（二）挖查表透得济2I36颜b怖：亲Wx=纽1838cm它3顷，终Ix=茫33060c必m荒4冷由另M=ql2/因8=51.4塘9×4.65体2/8=13研9.17kN雕.m河σ旱=M/W=1什39.17×减103/18赞38=75.雀72MP紫a衫＜膨[忌σ幕]汁=210MP黎a流f=5ql4款/脉（免384E跪I辛）湾=5×49.娃29×4.6给54×101盗2川/椒（符384×2.滔1×105吩33060×轮10半4基）醋=两4.3mm披＜暴[f]=L/火1000=耀4.65mm秤知武2I36鲜b标强度和刚度满回足要求。吩捧.2你.诱对底模板中进部评I36算b掩进行强度和刚袄度验算荷载组成：挣钢筋砼测：哥10.82k寺N/m晴模板自重哥：苍1.8kN/球m井I36烘b喷：琴0.658拒kN/m偿施工荷载忧：链2.25k炉N/m训则勇I36走b垄承受的线荷载迅为竟：志15.526歼kN/狼m这（墓13.276测kN/垂m景）疤查表行得吴I36明b案：吉W孟x吴=话919cm烛3麦Ix=眯16530c侨m庸4惕由矩M=ql2/丈8=15.吉526×4.状652/8=差41.25k艘N/m涨σ莲=M/W=4盯1.25×1瓦03/919熊=44.89壳MP启a踏＜窝[狗σ团]=210数MPa伸f=5ql4偷/牵（手384E泉I龄）足=5×13.例276×4.畏654×10睡3乔/阳（拢384×2.删1×10允5浸）昂=正2.3mm扶＜报[f]=L/酿1000=拒4.65mm营知垂I36纽b芳强度和刚度满寒足要求。录失.哈3乡前后下横梁强地度和刚度验算熟目.3.寿1菌对前下横梁验柿算（独4m根梁段为最不利敬工况）之计算简图见图存（三）。厚为计算简便，道假定前下横梁丈从介A坊、译B唇、秆C已、孕D猛、德E捡、怎F帽点断开，即各腹段简化为简支冻梁计算，此简烧化为最不利情欣况。对CD段：甚M=FL/4优=32.05腹×1.96/枯4=15.3深5kN/m居σ醉=M/W=1军5.35×1糕0凤3北/803.7伯6=19.1慨0MP小a振＜作[踢σ茶]=210斜MPa绒f=Fl股3追/48EI=吩32.05×戏1.916料3励×10拒12躁/注（法48×2.1餐×10宿5认×10047费.08×10欢4珠）洋=齿0.2mm会＜阔[L/100看0]=钥1.9mm放因孙B作C役段档与斥C巨D拣段跨度相同，恢且工况灾比屠C状D盒段有利，故可享以不进行验算青。对AB段：扩M=P虚a秒（种2c勒+隐b栗）销/l=60.蜘7×0.45天×淋（标2×0.12环5+0.32斤5污）成/0.9址=17.45乱kN.m吴σ藏=M/W=1俱7.45×1娃0麦3粮/803.7柱6=21.7台1MP烟a梯＜尤[案σ束]=210M谁Pa尘f=60.7茎×0.45×保10奖3罢[污（和2×0.45傅+0.12登5躁）阶×0.9享2怎-4×0.4讯5商2箭×0.9+2烈×0.45乌3拨-0.45额2取×0.325装-0.125介3唉]魔/著（磁6×2.1×盼10047.穷08×0.掌9煎）鼓=棚0.05mm阿＜叔[L/100延0]=许0.9mm照担.3.2单.画对后下横梁验净算工况分析：蜂对甘3.5m怜梁段怨：酒G1=113巾8.2×2.司0/4.65军=489.5凳5kN兔对筛4.0m盯梁段屈：苏G2=106涛8.2×2.瘦25/4.6宏5=516.桃87kN哈则央4.麻0闪梁段工况最不界利，且在趣4.0m滥梁段对前下横浪梁有：胸G=106膏8.2×2.授4/4.65铜=551.3讨3kN惠由滴G落＞桐G培2淹，且后下横梁哪结构比前下横灌梁结构相应大神而力的作用点刃又相同，故在偿此不需对后下痕横梁进行受力管验算。谷4.3碎.屑前挂梁和吊带粮受力验算横格.滚前挂梁强度验嘉算鲜计算简图见图诞（四）、（五婆）。蜂查表坏得膏2[如32a图：踏W撑x肺=堂949.75沾8cm企3蜘Ix=征15196.丘12cm残4愧MA=MB=抹30.69×恨2.788+行30.69×表0.813+薯38.78×烘0.613=苦134.29助kN.m倍σ查=M/W=1院34.29×裂103/94环9.758=交141.4M捧P轰a椒＜幅[割σ值]=210M性Pa变跨锤中库Mmax=6都9.1kN.给m汁σ惹=M/W=6忌9.61×1乱03/949悔.758=7互3.3MP计a端＜眨[烂σ尊]=210M镰Pa裁鼻.绿吊带验算尖吊带采用精轧毁螺纹钢污筋言3晓2唤，溜其栽[险σ狮]=750M宣Pa萄根据前面计算布可知吊带的最揭大受躬力建F=82.6宽2kN坛由炕σ质=F/A=8白2.62×1地000/80喜4.3=10棵2.7MP推a谱＜纯[钢σ说]搅知吊带受力满春足要求。丹4.4.目培挂篮移动工况途下的稳定性验五算饱悲.澡底篮系统之后崇下横梁受力验开算贝后下横梁组成租：底2I36b紫索计算长度为码14m姥。调荷载组成：模兄板、模板支撑严系统及后下横骨梁自重。村灿径荷载布置见计翼算简图（六）协棕督后下横梁弯矩载图见图（七）窃查表得盗：止W=纠1838cm通3棵,I=滥33060c胜m虾4触强度验算：外具荷载弯熟矩竭M1=58.舌28kN.壁m南，自重荷载弯澡矩勾M2=32.偶15kN.m哗σ登=M/W=9闹0.43×1吨000/18内38=49.窃2MP担a吸＜贼[付σ休]=210胀MPa毁挠度验算：分纽析弯矩图图形缘，且按荷载布管置及结构情况肉，可将后下横娘梁挠度验算简摘化为简支梁受绘均布荷载模式浮进行验算。千扯头有冲：提q=7.17种kN/跟m罗、梳f=5ql杯4确/384EI申=5×7.1压7×14耐4惨×10滩3周/蹄（盲384×2.凝1×3306坝0谷）齿=却52mm斗溪.辰滑梁受力验算折挡滑梁组成浅：冷2[邻32a谊加上、下加劲峰板。醒愉桌计算简图及荷辛载布置情况见专图（八）印塞戴假锻定跟A总点为转动点，各求主桁及模板返系统重心荷距勿A丰点距犬离取L走。冻又知一套挂篮洁一半自重跌为宪164.91换k殊N棒，榆各杆件及模板可系统踪对枕A氧点产生的弯矩勿：的M1=58.汪37×10.液6+6×10猜.6+2.0首4×8.37脚5+53.9颠7×6.15圣+9.18×汪6.15+5趋.36×8.方375+4.帽71×8.3吹75+3.3葱6×6.15末+6.28×赏4.025+菠15.64×凭3.075=绳1266.1搅5kN.m末勒偏则有：主桁及向模板系统重心梳距驱A蛙点距粘离甚L=126舰6.15/1容64.91=纳7.68m凝疏地假愿定西B并点为转动点，朱求挂篮移动时性后锚点拉种力做N凝。绒N=16堆4.91×2秀.08/5.毯6=61.2觉5kN展顾锣滑梁受力状况阀见计算简图（陡九）瞒M管A死=33.08出×4.6=1姨52.17k检N.m秘扁侦查表得结构截奉面特性蚁：盲I=劲35226.匙4cm败4叮，叼W=由1910.9随3cm攀3变δ印=M/W=1窝52.17×旁10吓3悼/1910.台93=79.咳63MP资a只＜掀[砌δ别]=210M知Pa拴f=Pa阻2糖b析2吗/(3EIL励)=61.2甲5×4.6判2蔬×5.4它2壮×10煌15骑/(3×2.化1×10仰5成×35226杆.4×10芬4系×10×10斧3伙)=闷17mm姓滑梁翼板局部仙剪力：牛因句2[更32a专顶部两翼板同纲时受力，按结含构的实际情况盯，挡即演2[山32a蛾顶板和底板未省锚固，故翼板沙受力验算不考方虑加劲板。胃槽钢截面几何环特性，取截面团中心线尺寸：匙h=32扶-1.4=纤30.6cm洽b=8.8-静0.8/2=厨8.4cm台y很c重=2.242缠-0.8/2冤=湿1.842c派m盾a夫y工=3b妇2鞠t/(6bt氏+箩h喊δ缠)=3×8.浸4担2汇×1.4竹/伯（骑6×8.8×嫩1.4+30护.6×0.暴8右）窝=付3.01cm娃I纪K傲=尖(华∑并b坟i肉δ族i鞋3车)/3=(8或.4×1.4介3熔×2+30.寄6×0.8虫3剖)/3=肥20.59c极m饥4哈Iw=(b秒3略h教2棍t/12)缺×(2望h于δ再+3bt)/贫(6bt+写h勿δ攻)委=(8.石4傅3坝×30.6然2字×1.4/1占2)×(2驴×30.6×培0