单索面牵索挂篮设计与施工

大桥单索面牵索挂篮设计与施工

一、单索面牵索挂篮设计1、主桥总布置

xxxx松花江特大桥主桥为主跨240m、边跨102.5m的双塔单索面预应力砼斜拉桥见图1。2、主梁结构

主梁采用单箱三室断面，箱梁顶宽27.3m，梁底宽18.3m，主梁中心高为3.05m。见图2。主梁分0#块、边跨A1～A13#标准段、主跨B1～B17＃标准段B18#非标准段、起点岸终点岸现浇段A14#块及边跨、中跨合拢段。0#块长为30m，标准节段长度6m，非标准节段长2m，标准节段重约370t。斜拉索布置在中央分隔带上，锚固在梁体中箱内的锚梁上，斜拉索采用双排布置，梁上索距为6m，两排索横向间距为1.1m。主梁设纵、横、竖三向预应力。主梁标准段采用牵索挂兰悬臂施工。2、牵索挂篮设计总体思路由于本桥为单索面，梁体横向宽度较宽，若前支点仅靠牵索支撑，施工过程中由于荷载加载不可能完全对称，牵索挂兰容易扭转变形，另外单索面前支点挂篮前端平衡性差。为此，在主梁顶面两边腹板各设置一道顶纵梁。在施工过程中挂篮顶纵梁起平衡作用并与斜拉索一起共同承担砼梁体前端荷载。梁体预应力张拉后，挂篮顶纵梁先走行到位固定后作为挂篮底模平台前吊点走行的承重梁，吊挂底模平台前端。弧形梁上斜拉索体系转换完成后，将挂篮底模平台下降，前端吊挂在顶纵梁上的走形筐上，后端牵索纵梁落在后走行框上，三点吊挂底模平台向前滑移。3、挂篮结构

挂篮主要结构为：该牵索挂篮由设置在主梁边腹板顶面上的顶纵梁、梁底中轴线的牵索纵梁、前后下横梁、底模平台、侧模及锚固和走行系统组成。详见图3。每组挂篮顶纵梁由四片加强贝雷梁组成，长18m。牵索纵梁长16.3m，弧形梁长4.5m。牵索纵梁上下弦采用焊接钢箱梁，上下弦间桁高2.8m。前后下横梁为中间双层，边上单层的桁架，桁架高2.8m，采用槽钢及角钢通过螺栓连接。前后横梁穿过牵索纵梁上下弦杆并与上下弦杆焊接。前后下横梁上的底模纵梁采用小槽钢及角钢焊接的小桁架，桁架高0.8m。止推装置焊接在牵索纵梁上弦杆顶面，抗剪柱为焊接钢箱梁，从梁顶穿过梁底至牵索纵梁上弦。抗剪柱与止推装置间现场操垫钢板。挂篮总重：149t4、计算假定

1、主梁梁体砼、内模及支架、底模等荷载，按竖直向下投影传递至底模纵梁。2、每节段斜拉索长度按实际锚固点间长度计算，弹性模量根据各工况下的受力按Enst公式换算为线弹性模量，然后模拟为桁架或索元。3、换算后的斜拉索与牵索挂篮牵索纵梁、顶纵梁、前后下横梁、底模纵梁共同组合体满足线弹性理论,进行整体计算。5、计算工况

工况1：挂兰走行到位并锚固完成后，绑扎钢筋安装内模。挂兰走行到位时荷载有：顶纵梁及走道、前下横梁、后下横梁、牵索挂兰主纵梁、底模平台纵梁、底模及侧模、钢筋荷载和内模及支架荷载。工况2：斜拉索初张拉，同时两顶纵梁上前吊点张拉一定力。工况3：混凝土浇筑60％。工况4：调整斜拉索索力。工况5：浇注剩余混凝土。5、静力分析模型

在整体静力模型分析中，先将底模及底模纵梁、内模、混凝土荷载分别换算到相应前后下横梁节点上，仅将牵索纵梁、前后下横梁、顶纵梁及其吊杆综合空间模型进行计算。见图4。在工况1挂篮走形到位锚固后，进行钢筋绑扎，由于斜拉索未安装，前支点依靠顶纵梁上的吊点支撑挂篮自重及钢筋荷载。钢筋绑扎完成后斜拉索初张拉同时张拉顶纵梁上的前吊点，此工况主要将牵索纵梁进行反弯预抬抛高，从而将挂篮前端预抬，减小混凝土浇筑后的变形；同时通过顶纵梁上的前吊点张拉调整前下横梁翼缘处的变形。根据斜拉索初张拉时梁端竖向力值，将斜拉索弹性模量换算成此力下的线弹性模量，然后加载60％混凝土重量，得出工况3下挂篮变形值及各杆件应力水平、锚固力大小等。然后再张拉调整斜拉索索力，部分恢复浇筑60％混凝土时的变形值，然后剩余浇筑混凝土得出工况5挂篮变形值及各杆件应力水平、锚固力大小等。经过计算比较钢筋绑扎完成后斜拉索初张拉时，斜拉索梁端竖向力张拉至约850KN，同时将两顶纵梁上的前吊点张拉约145KN时挂篮前下横梁基本水平。混凝土浇筑60％后，调整斜拉索索力，将斜拉索梁端竖向力张拉至约1700KN，然后浇筑完剩余混凝土。单索面牵索挂篮空间计算模型单索面牵索挂篮支点反力6、静力分析结论

从计算表明，本挂篮横向变位边腹板和牵索纵梁变形差10mm左右，可以通过施工中预抬两翼缘板标高来克服其横向变位不一致。挂篮整体竖向变位绝对值边腹板在17～19mm之间，中腹板处在1～10mm之间。本分析中挂篮变位值为假定挂篮各锚固点固定不同，实际上挂篮各锚固点锚固前一个节段上，施工中由于前一个节段主梁会在挂篮等荷载作用下发生下挠和转动，从而引起挂篮相应变形，故实际挂篮还应考虑此部分变形值。从总体来看，该挂篮具有较好的刚度。挂篮整体计算时，将各杆件按照实际截面尺寸输入SP2000计算程序，然后程序按空间结构进行三向应力验算，程序根据GB50017-2003规范中相应公式进行验算，得出综合应力比例系数，再选择综合应力比例系数较大者进行手算验证。所有杆件均满足规范要求。对于抗剪柱及牵索纵梁上抗剪装置采用手算，其安全系数均在2.0以上。二、课单索摆面牵毒索挂炒篮施皮工1、仿挂兰伙安装挂兰婶采用络先节块段组话拼牵款索纵栏梁，断然后孩安装滔前后皇横梁宰，再该在前中后横四梁上底安装凳底模左纵梁丽，最询后提慢升挂塑兰，负然后搏在安乎装底冷模、匙侧模敲。牵索纵梁组装前后横梁组装挂篮贼提升挂篮暴提升秒到位2、骄主梁途悬臂蒙施工潮总述挂篮废安装茧（走葬行）滤到位府后，朋利用循辅助俩顶纵名梁上榆两吊族点，茶初步道调整撒篮按惰标高斯，锁惭定挂吊兰。获绑扎逃钢筋恢安装心内模它，安火装斜军拉索沸并进馅行初县张拉绸，将简挂篮屠标高收预抬猫至监骨控标伪高，冰浇注兄60古%梁垮体混雁凝土贸，进掩行斜彩拉索阁调索马张拉行，最秋后浇东注剩任余混牲凝土言。梁体绸纵向菌、横掠向、世竖向嚼预应顺力后栏，利能用牵晕索将玻前下毫横梁毛临时稼吊挂焰；松枝开辅抱助顶我纵梁浪前吊书点，群向前遥滑移会挂篮贺辅助荷顶纵揭梁，知走行样到位昨并固女定。稼将斜铸拉索歼索力繁转换鹅到梁功体并袍张拉屑到监肢控索轨力。珍前下选横梁绵通过策吊挂仍框吊崇挂在司挂篮若辅助请顶纵牵梁上狂，松宋开后畜吊挂据，将学牵索考纵梁虑落在达走行写框上君，利狸用辅碧助顶戴纵梁悔、牵效索纵胶梁走便行框风三个肉点支堪撑挂被兰，浙在辅碗助顶疯纵梁途、牵定索纵机梁上肾设置饼千斤碗顶顶宴推挂牛兰；颗移动久底模淘平台剧至下华一节昼段继都续悬萌臂施览工。3、子主梁此悬臂孤施工屋工艺破流程节段逆主梁型牵索敬挂篮驴施工丸步骤净见流犁程图毕。其鸟主要明工序驰为：王挂篮虑走行恢、提走升到导位→记标高狱调整膀→钢宜筋及贝预应榜力体渣系安广装→境牵索箩安装赢并调贿整标陕高→哗牵索涂张拉捞→节范段6灯0％煎混凝皮土灌稍注→君牵索撇张拉协→混博凝土栗养护丑及拆水模板恼→主底梁三壶向预牛应力盈张拉找与压斧浆→耀挂篮锣脱模岔。挂篮侵走形庭到位从后绑横扎钢途筋顶纵怠梁前殊吊挂斜拉余索安哭装弧形干梁上脊锚固粱点牵引败杆安策装斜拉争索安弯装完脖毕、痰斜拉碌索初席张拉峰调整幅挂篮锯标高抚至设刮计位太置浇筑卧60版％混念凝土族后调声整索托力及屿标高斜拉泛索第混二次蹲张拉市调索掘后浇该筑剩屋余4衣0％往混凝进土斜拉余索斜拉焰索体局系转严换混凝请土养冷护至悄设计卵强度雾后张拉描预应雷力，庙然后伏将弧梳形梁上辱的斜站拉索穷锚固锤点转矛换到主稼梁锚期固点小上。沫完成所体系