懸澆箱梁掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算

季小軍

（昆山市中昆路橋建設(shè)有限公司，江蘇 昆山 215300）

懸澆箱梁掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算

季小軍

（昆山市中昆路橋建設(shè)有限公司，江蘇 昆山 215300）

昆山市城北大道金雞河大橋主橋箱梁采用懸臂施工法設(shè)計，施工簡便，結(jié)構(gòu)整體性好，文章著重介紹大橋掛籃的主要構(gòu)造設(shè)計及其計算流程，對同類工程具有指導(dǎo)意義。

掛籃；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計計算；懸澆箱梁

1 概況

昆山市城北大道金雞河大橋工程是昆山外環(huán)線快速干道中的B3標(biāo)，大橋全長961.8m，主橋為54m+88m+54m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室直腹板連續(xù)箱梁，采用掛籃施工，引橋、匝道橋均采用逐跨現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。

主橋箱梁按懸臂施工法設(shè)計，墩身與箱梁臨時固結(jié)，用掛籃分段對稱懸臂澆筑，中跨合攏段為2m，邊跨合攏段為2m。

2 掛籃的主要結(jié)構(gòu)形式

掛籃是懸澆箱梁的主要設(shè)備，根據(jù)梁分段情況、掛籃承受荷載及施工經(jīng)驗進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，除滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求外，行走、錨固要方便可靠，便于拆裝。掛籃由主桁架、前后橫梁、縱梁、錨固系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、行走系統(tǒng)及吊桿等部分組成。

2.1主桁架系

主桁架為主要的受力構(gòu)件，每道主桁架用三排單層上下加強(qiáng)的貝雷片拼裝而成，設(shè)計縱橋向采用4節(jié)貝雷片，長12米。為加強(qiáng)兩桁架之間的橫向聯(lián)系，在掛籃首尾均設(shè)置廠家定制的剪刀式風(fēng)撐。

2.2橫梁系

橫梁系由前上橫梁、前下橫梁及后下橫梁組成，掛籃前上橫梁固定在主桁架上，底橫梁懸吊在側(cè)模托架上，前下橫梁通過懸吊系吊于前上橫梁上。前下橫梁和后下橫梁共同承托底模及梁段的大部分鋼筋混凝土的重量。本掛籃前上橫梁設(shè)計采用2根I45b工字鋼組合而成，前下橫梁設(shè)計采用2根I36b工字鋼組合而成，后下橫梁采用2根I40b工字鋼組合而成。

2.3懸吊系

懸吊系是掛籃的升降系統(tǒng)，位于掛籃的前部，其作用是懸吊和升降底模、側(cè)模及工作平臺，以適應(yīng)懸臂梁段高度的變化。本掛籃的懸吊采用螺桿式。本掛籃吊桿采用 ΦL32精軋螺紋鋼筋，每根吊桿之受力以<54T為準(zhǔn)，其剛度及強(qiáng)度均滿足要求。

2.4掛籃的模板系

模板系由底模、側(cè)模、內(nèi)模等組成。本掛籃設(shè)計底模采用底縱梁上橫向布置8#槽鋼作為分配梁，上設(shè)4mm厚的鋼板作為底模。

表1 掛籃各構(gòu)件受力及變形情況

外模采用型鋼骨架加4mm厚的鋼板組成。外側(cè)模滑梁設(shè)置考慮外側(cè)模重心位置及翼緣板重心位置，使懸吊體系處于易調(diào)整外側(cè)模位置。外側(cè)模在移動過程中擱在底平臺上，隨掛籃同步移動。

2.5后錨系統(tǒng)

本掛籃后錨固利用豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固。在實際施工時，后錨固點不得少于8根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，掛籃前移后，對豎向預(yù)應(yīng)力筋補(bǔ)拉并進(jìn)行封錨。

2.6行走系

掛籃的行走靠2個10T的手拉葫蘆牽引掛籃前移，并帶動底模平臺和外側(cè)模一同前移就位。在兩側(cè)倒鏈拖拉過程中，必須做好桁架的走向和速度，并保持兩側(cè)掛籃同步。

3 掛籃結(jié)構(gòu)計算分析

3.1荷載情況

（1）1＃塊（支架現(xiàn)澆）混凝土重量161.2噸；

（2）掛籃重量（包括模板及外荷載）60噸。

3.2 掛籃受力分析

掛籃驗算時，主要考慮兩種受力狀態(tài)：1、混凝土澆注狀態(tài)—即該節(jié)段混凝土剛澆注完畢，還不能考慮混凝土初凝對結(jié)構(gòu)的影響，相當(dāng)于該節(jié)段完全作用于掛籃上。在此荷載組合下分別驗算橫梁、縱梁、主桁架、吊桿及后錨的強(qiáng)度及剛度。2、拼裝和行走狀態(tài)—主要驗算底籃拼裝成整體后在自重作用下掛籃采用四點吊裝時的強(qiáng)度及剛度。

下面以底板縱梁計算為例。

底板縱梁采用21根32b工字鋼，Ix=11620cm4，Ix=11626cm4，Wx=726.7cm3， 截 面 面 積 A=73.52cm2。根據(jù)實際受力情況，建立相應(yīng)的計算模型，對構(gòu)件進(jìn)行受力分析，其最大剪力為23481N；縱梁彎矩最大彎矩為36952N·m。

通過驗算可知，底板縱梁采用32b工字鋼可以滿足受力的要求。

底板縱梁位移其在荷載作用下的最大撓度為3.4mm

通過模擬計算可得知掛籃其余各部件在混凝土澆注狀態(tài)下的受力及變形情況（如表1）。由此可得出結(jié)論，該掛籃滿足規(guī)范要求及施工需要，可投入使用。

結(jié)語

金雞河大橋懸澆箱梁掛籃采用貝雷片拼裝而成，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，變形小，行走和拆裝方便，整體結(jié)構(gòu)安全可靠，綜合性能優(yōu)越；掛籃結(jié)構(gòu)計算采用非線性有限元桿系程序進(jìn)行模擬計算，其結(jié)果精確，滿足規(guī)范及施工需要，該掛籃可投入使用。

[1]JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[3]路橋施工計算手冊[M].人民交通出版社.

[4]裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].人民交通出版社.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.062