運河特大橋主橋箱梁掛籃懸臂澆築施工方案

2021-03-04 09:56:12 字數 4506 閱讀 7705

一、編制依據

本施工方案的編制是以《公路橋涵施工技術規範》jtj041-2000、《橋涵施工手冊》、《公路工程質量檢驗評定標準》jtg f80/1-2004和兩階段施工圖設計及相關檔案為依據的。

二、工程概況

本橋梁工程主橋跨運河特大橋上部結構採用70+120+70m三跨變截面預應力砼連續箱梁,採用掛籃懸臂澆築施工。半幅全寬12.0m,橋面淨寬10.

75m。主橋主墩和過渡墩均設定橡膠盆式支座,兩端設定伸縮縫和引橋連線。

主橋箱梁採用單箱單室斷面,主墩頂樑高7.0m,高跨比1/17.14,跨中截面樑高2.

9m,高跨比1/41.37,樑高沿跨徑方向按二次拋物線變化,箱梁頂板寬12.0m,底板寬6.

0m,翼緣板懸臂長3.0m。箱梁半主跨共分15段,邊跨共分16段(其中0~15號梁段與主跨劃分一樣),主墩頂12m為0號塊,1~3號塊長3m,4~8號塊長4m,9~13號塊長4.

5m ,14號塊為合攏段,長2m,邊跨15號塊為支架現澆段,長9m(其中端部留16cm為伸縮縫)。

箱梁頂板厚28cm,懸臂板端部厚18cm,根部厚65cm;腹板厚0.45m~0.6m~0.

75m,呈直線變化;底板厚0.3m~0.85m,呈二次拋物線變化。

中支點處設定三道厚0.7m的橫隔板、邊跨支點處及中跨跨中分別設定厚1.5m及0.

3m的橫隔板。箱梁橫橋向底板保持水平,頂面設2%的單向橫坡,由箱梁兩側腹板高度不同形成。懸臂澆築最大節段梁重為1550kn。

主橋左右幅共4個「t」,對於單t而言,0#塊段長12.0m為支架現澆段;1#~13#塊段為懸澆段,採用掛藍施工;另外14#塊段為合攏段、採用吊籃施工;15#塊段為邊跨支架現澆段。

各梁段體積及重量一覽表如下:

三、掛籃構造說明

主橋掛籃為三角形掛藍,主要由6大部分組成,分別為:三角形組合主桁梁、行走系統、底籃及模板系統、懸吊系統、錨固系統及工作平台。掛籃重量控制在60t以內(含內外模板重量)。

每個掛籃有二片三角形組合梁。掛籃構造如附圖所示:

1、主桁:主桁為三角桁片,由立柱、斜拉桿、主梁組成。

(1)主梁由2根i40aⅹ142型鋼加工而成,共長12.0m,是掛籃主要的承重結構。掛籃兩根主梁之間設有平聯,以減少負荷後側向變形,增加整體穩定性。

主梁與立柱、斜拉桿的連線均為銷軸連線,為了保證三角桁架拼裝後受力良好,防止拼裝後處於應力過大或無應力狀態,加工主梁銷孔時應嚴格按照設計圖紙尺寸加工,乙個主桁主梁的相鄰兩銷孔只能出現正誤差,誤差範圍為+0~+2.0 m m。

(2)立柱由2根i40aⅹ142型鋼加工而成,共長375cm,底部與主梁用銷軸連線。頂部兩側貼焊兩塊2cm以連線兩根斜拉桿。

立柱橫聯採用由雙拼槽鋼[10a焊接而成的剛性桁架。立柱、斜拉桿及主梁構成三角桁架,共同承受主桁前、後橫樑傳給的外荷載。

(3)斜拉桿均由2根i40aⅹ142型鋼加工而成,兩端均加工成半圓形以方便與主梁和立柱兩端的銷接。懸出端斜拉桿兩銷孔間間距為512cm,後端斜拉桿兩銷孔間間距為440cm。加工時斜拉桿孔距只允許出現正誤差,誤差範圍為0~+2.

0 m m。

主桁組合如下圖所示:

2、底籃:底籃由前橫樑、後橫樑、縱樑等組成。

(1)前下橫樑、後下橫樑:採用2根i40a水平用鋼板焊接成一根主梁桁架,橫樑上設加勁板及連線板。前橫樑長800cm,後橫樑長800cm。

(2)縱樑:底籃縱樑有普通縱樑和加強縱樑兩種。普通縱樑為i32;加強縱樑為2cm和1.5cm的鋼板焊接在一起成「工」字形;

3、懸吊系統:

(1)前上橫樑:前上橫樑由2i45a水平用鋼板焊接成一根主梁桁架,橫樑上設加勁板及連線板;前上橫樑長1200cm。

(2) 前後吊帶及箱梁內後錨帶採用精軋螺紋鋼,其長度通過螺旋千斤頂調整。

4、後錨及行走系統:

(1)後錨由錨固梁、錨桿組成,上端通過錨固梁錨於主梁尾部,下端通過精軋螺紋鋼和聯結器錨於箱梁上。經計算乙個掛籃主桁的後錨共需4根精軋螺紋鋼筋,乙個掛籃後錨總共需要8根精軋螺紋鋼筋錨固。

(2)行走系統:整個桁架結構支承在由鋼板加工而成的前、後支腿上。每組主梁的支腿下設一套行走系統,行走系統主要包括:行走支腿及上框架、行走輪、前後支腿行走軌道等。

①為了調整掛籃水平,兩片主梁下的支腿在加工時採用不等高設計,遠離橋梁中心線的支腿高度高於靠近側的支腿,掛籃的前支腿受力較大,前支腿採用鋼板焊接的箱形體,以減少其壓縮變形量;後支腿採用鋼板組合滾輪的形式。

②軌道採用2i25,上下各貼焊1cm鋼板,掛籃移動時為保證安全採用人工用手拉葫蘆拉動向前行走。

③為了保證掛籃行走時的安全,必須在箱梁前端及軌道前端設定限位裝置,以防止掛籃滑出軌道或箱梁前端引起掛籃傾覆。

④由於前支腿反力很大,因此,掛籃前移時必須按照設計要求設定前支腿下加強型鋼。

⑤走軌道使用聯結器直接錨固在梁體上。

⑥當1#塊箱梁的砼澆注完成後,可接長前支腿行走軌道,軌道錨固後,放鬆掛籃的前、後吊帶,前移掛籃;當2#塊箱梁砼澆注完成後,放鬆掛籃的前、後吊帶,頂起掛籃的主梁,先將軌道往前拖運就位錨固後,再移運掛籃;重複掛籃施工的上步程式,直至箱梁懸臂澆注段完成。

5、模板系統:模板由內、外模板組成。

(1)內模:由竹膠板與桁架組成。頂板為竹膠板,直接覆在由槽鋼、鋼管和木方形成桁架片上形成整體;側板也為竹膠板,木方作加勁肋,側模與頂模分別定位,接頭處有效處理。

內頂模直接擱置在內滑梁上,內滑梁採用2i36,前端用精軋螺紋鋼錨固在前上橫樑上,後端直接錨固在已澆築梁體上。掛籃主桁遷移到位並錨固後,芯模頂模整體遷移到位。

(2)外模:由型鋼和大塊平面鋼模板組成桁架式模板,並設有模板移動滑梁,翼緣懸臂模板和腹板之間採用螺栓連線。

6、掛藍各主要系統材料及重量如下表:(乙隻掛藍)

四、掛藍驗算

(一)、底藍系統驗算

1、底藍縱樑驗算

底藍縱樑在腹板部位採用鋼板焊接h型鋼,高32cm,寬20cm,上下鋼板採用2cm厚鋼板,豎向筋板採用1.5cm鋼板,其中在腹板部位間距30cm(3根);在底板部位採用ⅰ32a型普通工字鋼,在底板部位間距約66cm(6根)。

對焊接32cmh型鋼,i = 20770cm4,w = 1298cm3,a = 122cm2,e = 2.06×1011 pa。

對ⅰ32a型普通工字鋼,i = 11075cm4,w = 692cm3,a = 52.7cm2,e = 2.06×1011 pa。鋼筋混凝土容重取26kn/m3。

施工荷載:取q2=2.5 kpa

振搗荷載:取q3=2.0 kpa

模板荷載: q4=2.0 kpa(側模、底模、芯模的平均值)

傾倒砼時衝擊荷載:取q5=2.0 kpa

因快段的澆築長度不同,因此分別取相同長度塊段的最大值進行驗算。

根據設計圖紙,1#塊腹板最大高度635.6cm,寬75cm,長3.5m;底板最大厚度79.7cm,寬450cm,長3.5m。

橫載取1.2倍的安全係數,活載取1.4倍的安全係數。

為計算簡單期間,底板縱樑按均布荷載進行計算。

在腹板部位,混凝土自重產生的壓應力為:

q砼=6.356×26=165.3kn/m2

則在腹板部位焊接320h型鋼上的線荷載為65kn/m,其受力示意圖如下:

採用清華大學結構力學求解器,資料輸入為:

title,1#塊腹板底縱樑受力分析

結點,1,0,0

結點,2,5.5,0

單元,1,2,1,1,0,1,1,0

結點支承,1,3,0,0,0

結點支承,2,3,0,0,0

單元荷載,1,3,62000,0.09091,0.72727,90

單元材料性質,1,1,2513200000,42786200,0,0,-1

end求得最大彎矩為198.9kn.m,最大剪力為141.5kn,最大撓度為13.3mm;後支點處反力141.5kn,前支點反力89.8kn。

對於自焊320h型鋼,其在最大彎矩及最大剪力作用下產生的最大拉應力及最大剪應力分別為:

σ= m/w =198900/(1298×10-6)= 153.2mpa<[σ]=200 mpa,拉應力滿足要求;

τ=3q/2a=3×141500/(2×122×10-4)=17.4mpa<[τ]=110mpa,抗剪滿足要求;

撓度f =13.3mm<[f]=5500/400=13.75mm,剛度滿足要求。

在4.5m寬底板部位,混凝土自重產生的壓應力為:

q砼=0.8×26=20.8kn/m2

則在底板部位普通ⅰ32工字鋼上的線荷載為22.2kn/m,其受力示意圖如下:

title,1#塊底板底縱樑受力分析

結點,1,0,0

結點,2,5.5,0

單元,1,2,1,1,0,1,1,0

結點支承,1,3,0,0,0

結點支承,2,3,0,0,0

單元荷載,1,3,22200,0.09091,0.72727,90

單元材料性質,1,1,1085620000,22814500,0,0,-1

end求得最大彎矩為69.7kn.m,最大剪力為45.9kn,最大撓度為9.4mm;後支點處反力45.9kn,前支點反力31.8kn。

對於普通ⅰ32工字鋼,其在最大彎矩及最大剪力作用下產生的最大拉應力及最大剪應力分別為:

σ= m/w =69700/(692×10-6)=100.7mpa<[σ]=200 mpa,拉應力滿足要求;

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一 工程概況 2 1 工程簡介 2 2 編制依據 2 二 主要施工工序 2 1 薄壁空心墩施工 2 2 懸灌梁施工 6 三 安全目標 7 四 專項安全控制措施 7 1 模板安全技術措施 7 2 施工外腳手架安全控制措施 8 3 高處作業安全控制措施 9 4 特種裝置安全管理及技術控制措施 10 5 ...

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