xx特大橋
x x x x x x
2023年7月
1 概述
某新建鐵路工程jsj-ⅳ標xx特大橋主橋為48+80+48m連續箱梁體系雙線橋梁，梁全長177.5公尺。樑高沿縱橋向按二次拋物線變化，邊支座中心線至樑端0.
75公尺，中支點樑高6.4公尺，邊支點及跨中樑高3.6公尺，中跨跨中直線段10公尺，邊跨直線段長13.
75公尺。採用整體橋面，橋面板上設定高擋渣牆、電纜槽、混凝土欄杆。連續樑中跨跨中設定接觸網一般支柱乙個，支柱內側距離線路中心線距應不小於3.
1公尺，基礎處橋面板需區域性加厚。截面採用單箱單室直腹板形式，頂板厚度除樑端附近外均為35cm，腹板厚由100～70～60～48cm漸變,底板由跨中的40cm按二次拋物線y=1120/66002×x2變化至根部的100cm。頂板寬度11.
7公尺，底板寬度6.4公尺。箱梁兩側腹板與頂板相交處均採用圓弧倒角過渡。
支座處及中跨跨中共設定5個橫隔板。橫隔板厚度：邊支座處1.
45m，中支座處3.0m，中跨跨中0.6 m。
橫隔板及兩端底板設有過人洞。主橋施工分為2個單t，每個單t以墩中心線為對稱軸向兩邊分成12段,0號梁段長12 m，1～3號梁段長2.5m，4號梁段長3.
0m，5～7號梁段長3.5m，8～10號梁段長4.0m，合攏段梁段長2.
0 m，邊跨現澆段長7.75 m，懸臂最重梁段為1#段(125.9t)。
該橋的施工方案為平衡懸臂現澆施工。根據箱梁結構特點及設計要求，結合以往同型別橋施工中所取得經驗，擬採用斜拉式三角掛籃進行箱梁懸臂澆築施工。按照施工過程中掛籃所承受的最不利荷載對掛籃進行驗算是保證施工過程安全的必要環節。
2 掛籃設計情況簡介
斜拉式三角掛籃總重為84.6t（包括模板系統），由主梁承重系統、底模系統及滑梁系統、後錨及行走系統、外側模系統等五個分系統組成。掛籃三面圖見圖1.1～圖1.3。
圖1.1 三角掛籃立面圖
圖1.2 三角掛籃平面圖
圖1.3 三角掛籃斷面圖
2.1 主梁承重系統
三角掛籃主梁承重系統主要由兩片主梁、前上橫樑、後上橫樑，滑道組成。主梁桁架為三角形桁片，由立柱、斜拉桿、主梁組成。前上橫樑、後上橫樑均為雙槽鋼結構。
2.2 走行及後錨系統
（1）走行系統：走行系統由滑道，後上橫樑等組成。
（2）後錨系統：後錨系統由後錨箱、扁擔梁、豎向預應力筋和連線錨筋組成。當掛籃行走到位後，掛籃尾部通過連線錨筋與箱梁腹板中的豎向預應力筋結合錨固。
單根主梁設定不少於4個錨固點，乙隻掛籃共設定不少於8個錨固點。
2.3 底模及懸吊系統
（1）底模系統：三角掛籃底模系統主要由前、後下橫樑和腹板、底板縱樑和底模組成。底模縱樑為雙槽鋼縱樑。底模採用大塊鋼模。
（2）吊桿系統：主要由底板前吊桿、後吊桿、模板吊桿三部分組成。三角掛籃吊桿的公升降及標高調整採用穿心式千斤頂或螺旋千斤頂進行。
2.4 模板系統
掛籃內、外模板系統均採用滑梁吊掛模板於掛籃前上橫樑和已澆塊段上。外模採用整體鋼模，龍骨為型鋼支架。內模採用組合鋼模板，內外模支架採用型鋼支架，內外模板通過對拉螺栓連成一體。
2 荷載計算與組合
掛籃承受的荷載包括梁段的混凝土自重荷載、掛籃及模板自重、施工荷載（包括施工機具、人員、臨時堆放的材料等）。分別計算如下。
2.1 混凝土自重
各梁段混凝土重量不同，其中1號段混凝土自重最大，只要能保證該段澆注時掛籃的強度及剛度符合要求，其他梁段亦能保證。在澆注時，不同部分的混凝土自重傳遞給不同的掛籃受力部件，因此為模擬掛籃實際受力狀態，將1號段兩端截面分割成7塊，分別計算其單位重量，計算圖示見圖4，計算結果見表1。其中a1、a2的重量由外側模滑梁承擔，a4、a5的重量由內模滑梁承擔，a3、a6、a7的重量由底板下縱樑承擔，通過底板下橫樑、吊桿傳遞給前上橫樑，最終傳遞給主桁架。
混凝土在澆注時由於混凝土跌落時的衝擊和澆注的不均勻性，掛籃的受力更為不利，因此應將混凝土自重以相應的係數提高。本計算取混凝土的衝擊係數為1.2，增大係數為1.1。
圖2.1 箱梁自重荷載計算圖示
表1 分塊重量計算表
2.2 掛籃自重
根據設計所給工程數量表計算，外側模自重為133.5kn（不包括外模緊固梁和外側模滑梁）、內模自重為45kn（不包括內模滑梁）、底模自重為27.84kn（不包括底板下掛籃縱樑和橫樑）。
外模自重均布到5m的外模滑梁上，均布荷載值為q1=13.35kn/m；
內模自重均布到5m的內模滑梁上，均布荷載值為q2=45kn/m；
底模自重均布到6.4×5m2的面積上，均布荷載值為q3=0.87kn/m2。
2.3 施工荷載
根據以往經驗並結合該橋的實際情況，施工荷載取2.5kn/m2，計算面積取澆注段底板的面積6.4×2.5=16m2。
3 掛籃計算模型的建立
三角掛籃驗算採用有限元方法，使用有限元軟體midas建立該掛籃的有限元模型。利用有限元方法可以計算出各部件的內力、位移等，並能方便直觀的顯示出掛籃的位移和應力。分析時考慮兩種不同的荷載工況。
工況ⅰ為澆注混凝土工況，該工況下三角掛籃承受的荷載最為不利。工況ⅱ為移動掛籃工況，掛籃移動時再不承受梁段混凝土的壓力，但是外側模滑梁和內模滑梁的後錨點位置沒有改變，外側模滑梁和內側模滑梁的計算長度隨著掛籃移動而增大，對兩梁的受力不利，應予以驗算。最不利的情況是掛籃移動到位而後錨點的位置尚沒有改變時，外側模滑梁和內模滑梁前後錨固點間的距離達到10m。
將該掛籃離散為384個節點，496個單元。其中三角架主縱樑、立柱、立柱橫樑、前上橫樑、底模橫樑等採用梁單元建模，三角架前後斜拉桿、吊桿等採用桁架單元建模，為方便底模上混凝土荷載和施工荷載的施加，在底模上建立了168個板單元。荷載、邊界條件等根據各工況的實際情況施加。
3.1 澆築混凝土工況
圖3.1 工況ⅰ有限元圖示
3.2 移動掛籃工況
圖3.2 工況ⅱ有限元圖示
4 工況ⅰ計算結果及分析
工況ⅰ作用下掛籃的應力及變形見圖4.1～圖4.3，掛籃各構件的詳細分析結果見後文。
從提取的各梁單元應力圖上可以看出所有樑中產生的最大拉應力為188.6mpa，最大壓應力達到251.4mpa。
應力值較大，應在詳細分析中找出產生該最大應力的部位，如不滿足強度條件應進行相應得補強。三角架中的前後斜拉桿、32精軋螺紋鋼吊桿以及角鋼聯絡撐為桁架單元，工況ⅰ作用下這些桁架單元中產生的最大拉應力為254.5mpa，拉應力值較大。
三角掛籃底模錨固在已完工的梁段的底板上，而前端由吊桿懸吊在前上橫樑上，在荷載作用下底模必然向下的撓度，在底模前橫樑上、內模滑梁前端和前上橫樑上較大，約為5cm（1#梁段，每個梁段不同），在立模時應設定相應的拋高值消除荷載作用下的掛籃變形對橋梁最終線形的影響。最好在澆注前按照最不利荷載進行預壓消除掛籃的非彈性變形並記錄掛籃的荷載-位移曲線，其他梁段掛籃前端撓度值可以通過插值得到。
圖4.1 工況ⅰ梁單元應力（單位：kpa）
圖4.2 工況ⅰ桁架單元應力（單位：kpa）
圖4.3 工況ⅰ掛籃變形（單位：m）
4.1 底模縱樑
底模縱樑有兩種規格，腹板下縱樑為雙36b型槽鋼，底板下縱樑為雙25b型槽鋼，腹板下縱樑端部變為250mm高度以與底板下縱樑的高度相匹配。底模縱樑的材質均為q235b鋼。
4.1.1 腹板下縱樑
工況ⅰ作用下腹板下縱樑的彎矩圖見圖4.4，各單元的應力極值見圖4.5，變形圖見圖4.
6。由圖中可以看出腹板縱樑中產生的應力極值為164.2mpa（壓應力），小於1.
2 [σ]=168 mpa，強度條件滿足要求。
縱樑後端撓度6.4mm，前端撓度48.2mm，跨中撓度38.
5mm，則在荷載作用下跨中相對梁端的撓度為f=38.5-(48.2-2.
6)/2=15.7mm。縱樑跨中撓跨比為f/l=1/318.
5。撓跨比雖較大，但是對於臨時結構來說剛度條件不作為控制條件，其撓度可以通過設定預拱度予以解決。
圖4.4 工況ⅰ腹板下縱樑彎矩圖(單位：kn·m)
圖4.5 工況ⅰ腹板下縱樑應力圖（單位：kpa）
圖4.6 工況ⅰ腹板下縱樑變形圖（單位：m）
4.1.2 底板下縱樑
工況ⅰ作用下底板下縱樑的彎矩圖見圖4.7，各單元的應力極值見圖4.8，變形圖見圖4.
9。由圖中可以看出底板縱樑中產生的應力極值為130.3mpa（壓應力），小於1.
2 [σ]=168 mpa，強度條件滿足要求。
縱樑後端撓度1.5mm，前端撓度47.0mm，跨中撓度36.
9mm，則在荷載作用下跨中相對梁端的撓度為f=36.9-(47.0-1.
5)/2=14.2mm。縱樑跨中撓跨比為f/l=1/352.
1。撓跨比較大，但是對於臨時結構來說剛度條件不作為控制條件，其撓度可以通過設定預拱度予以解決。
圖4.7 工況ⅰ底板下縱樑彎矩圖(單位：kn·m)
圖4.8 工況ⅰ底板下縱樑應力圖（單位：kpa）
圖4.9 工況ⅰ底板下縱樑變形圖（單位：m）
4.2 底模橫樑
底模橫樑包括前橫樑和後橫樑，均採用雙36b型槽鋼，並對中間的主受力段採用286×12mm鋼板進行加強。前後橫樑鋼材材質均為q235b，前後橫樑支點位置不同。對前後橫樑內力分別計算並提取結果。
4.2.1 前橫樑
底模前橫樑由四根吊桿吊起，彎矩圖見圖4.10，應力圖見圖4.11，底模前橫樑變形圖見圖4.
12。從圖中可以看出底模前橫樑在吊點處產生最大負彎矩。應力最大值亦產生在吊點位置，最大值為53.
8mpa（拉應力），小於[σ]=140mpa。
吊點處撓度值為47.3mm，亦即底模前端整體下沉47.3mm，跨中絕對撓度為46.
4mm，樑端擾度為55.2mm，則跨中及梁端相對於支點處的擾度分別為0.9mm，7.
9mm。
塔吊基礎驗算報告
某雙線特大橋主墩 一 引數資訊 塔吊型號 qtz63 c5013 自重 包括壓重 f1 450.80kn，最大起重荷載f2 60.00kn，塔吊傾覆力距m 塔吊起重高度 40.00m，塔身寬度b 1.50m，混凝土強度等級 c35，基礎埋深d 0m，基礎最小厚度h 1.35m，基礎最小寬度bc 5....
塔吊基礎驗算報告
某雙線特大橋主墩 一 引數資訊 塔吊型號 qtz63 c5013 自重 包括壓重 f1 450.80kn，最大起重荷載f2 60.00kn，塔吊傾覆力距m 塔吊起重高度 40.00m，塔身寬度b 1.50m，混凝土強度等級 c35，基礎埋深d 0m，基礎最小厚度h 1.35m，基礎最小寬度bc 5....
掛籃預壓成果報告
濟青高速鐵路工程 表a.0.1 施工組織設計 方案 報審表 工程專案名稱 新建濟南至青島高速鐵路工程施工合同段 jqgtsg 9編號 新建濟南至青島高速鐵路jqgtsg 9標段 北膠新河特大橋跨同大街 32 48 32 m連續梁 180號主墩掛籃預壓試驗成果報告 編制 複核 審批 中鐵一局集團 濟青...