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掛籃施工設計及實例應用.pdf

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336 掛籃施工設計及實例應用 The Construction Design and Application Instance of Hanging Basket ■ 侯建平 ■ Hou Jianping [摘 要] 掛籃懸臂灌注法是大跨度連續梁橋施工的主要方法之一,尤其在大跨度乃至特大跨度連續箱形梁橋建設中有著不可替代的位置。因此,對該項技術的深入研究,對掌握特大跨度橋梁施工技術具有重要意義。 [關鍵詞] 掛籃 懸臂施工 設計 施工應用 [Abstract] Hanging basket cantilever pouring method is one of the main methods of the long-span continuous girder bridge construction, especially plays an irreplaceable position in the large span and large span continuous box girder bridge const- ruction. Therefore, the author deeply studies the technology, which is of great significance to master the large span bridge construction technology. [Keywords] hanging basket, cantilever construction, design, c- onstruction application 一、 掛籃施工的基本原理 掛籃懸臂灌注施工方法是利用已經完成的墩頂節段(一般為 0#塊)為施工平臺兼起點,通過掛籃的對稱施工來逐段完成砼灌注及預應力張拉等工序并成橋的一種施工方法。 二、 掛籃設計要注意的幾個重要問題 在實際施工中,應用比較廣泛的掛籃形式主要有:三角形掛籃、菱形掛籃、桁架式掛籃及錨索掛籃等幾種類型。其中錨索掛籃主要應用于斜拉橋懸灌施工,其余幾種則主要應用于大跨度連續箱形梁懸灌施工。 經過工程實踐總結,掛籃在實際施工中必須滿足以下幾點:(1)掛籃自身在不同荷載工況下撓度滿足設計要求;(2)掛籃模板自身具有一定剛度且與前一節段成型砼的銜接密貼;(3)掛籃各個調整機構應具有良好的操縱性能;(4)掛籃前移速度快,操作簡單;(5)掛籃的拼裝快捷、安全;(6)掛籃的安全防護系統及人員操作平臺、通道的設計完善;(7)掛籃構件應采取模塊化設計,以保證構件的通用性。 (1)、(2)兩項主要是為了滿足梁體線形控制的需要,(3)、(4)、(5)三項是為了滿足操作的可靠性,(6)、(7)是為了滿足安全文明施工的需要。 由以上幾點可以總結出掛籃設計要關注的幾個關鍵要素:(1)掛籃設計是以撓度控制為主,強度控制用以校核;(2)掛籃應進行系統化設計,除主要構件的結構檢算外還應對其配套設施進行專項設計,以滿足其綜合使用功能;(3)由于橋梁結構尺寸的多變性,掛籃設計應以模塊化設計為主,確保其通用性。 三、 掛籃設計工作程序 掛籃設計應遵循以下設計程序:(1)搜集原始參數,進行荷載分解;(2)選定計算程序及復核程序;(3)根據需要選定掛籃結構形式;(4)應用計算軟件對掛籃主要受力結構進行計算分析;(5)對掛籃節點、吊掛系統、走行系統等進行局部設計及計算;(6)繪制掛籃設計圖紙;(7)組織掛籃加工,進行靜載試驗,并提交各節段建議預拱度值。 四、 設計實例 XX 高速公路 X 特大橋為 88+160+88 連續剛構橋,該橋集中了薄壁空心高墩(82 m)、大跨(160 m)技術難點于一體,梁部懸灌施工難度較大。經綜合考慮,本例采用菱形掛籃。 圖 1 掛籃布置圖 1. 荷載 掛籃計算荷載主要為新澆注混凝土重量、施工荷載及掛籃自重等,計算時將掛籃結構自重及施工荷載等按新澆混凝土重量的 0.4 倍考慮。 (1)新澆混凝土 2(2')#塊為腹板、底板厚度最大節段,節段長3 m,節段重量為 201 t。 (2)掛籃結構自重(單只掛籃各部分構件重量) 菱形桁架:14.1 t(四片); 連結系:2.1 t; 前滑板、后鉤板:0.7 t; 下滑道及墊梁:4.8 t; 后錨固系統:1.6 t; 前上橫梁:2.7 t; 底模平臺及其吊掛系統、底模:23.1 t; 走行滑梁及吊掛系統:7.8 t ; 外模及支架:17.4 t;合計 74.3 t(未計施工荷載、內模及支架重); 本掛籃自重按 110 t 控制,其中內模及支架、施工人員機具等總重不超過 29.7 t 。 (3)其他 混凝土澆筑過程中振搗、混凝土超打量、施工機具等。 2. 計算簡化 為簡化掛籃計算,計算過程中將混凝土重量主 要分為三部分分別傳給掛籃各個部件。第一部分荷載是底板及腹板混凝土,此部分荷載首先傳給底模平臺縱梁,縱梁再傳給前、后下橫梁,前、后下橫梁通過吊掛系統分別傳給已澆混凝土主梁和前上橫梁,通過前上橫梁傳給主桁,主桁最后將荷載傳給后錨系統。第二部分荷載是翼緣側混凝土,此部分荷載通過側模支架傳給外?;?,外?;涸賹⒑奢d傳給已澆混凝土主梁和前上橫梁,通過前上橫梁傳給主桁,最后傳給后錨系統。第三部分荷載是頂板混凝土,此部分荷載通過內模支架傳給內滑梁,內滑梁再將荷載傳給已澆混凝土主梁和前上橫梁,通過前上橫梁傳給主桁,最后傳給后錨系統。 3. 計算工況 通過右圖我們可以發現 2#、14#節段是排第一、第二的梁段,掛籃設計宜考慮以下三種工況:工況1:掛籃懸臂澆注混凝土 2#節段;工況 2:掛籃懸臂澆注混凝土 14#節段;工況 3:掛籃走行階段。 以上三種工況需要計算掛籃各個構件的強度、剛度及穩定性是否滿足要求。同時,掛籃在任何情況下的抗傾覆穩定系數要求≥2。掛籃走行步驟為先將底模平臺臨時吊掛在側模支架上,再解除前后吊掛,底模平臺荷載通過側模支架傳給外滑梁。最后傳給主桁和已澆混凝土主梁上。(本例僅列示工況 1 的計算分析過程,以闡明分析思路與過程,工況 2、工況 3均不列示) 圖 2 梁段長度與重量曲線 五、 掛籃檢算 1. 混凝土澆注階段驗算 (1)荷載計算 工況 1:掛籃懸臂澆注混凝土 2#節段(工況 2詳細步驟略去) 1)腹板底板下縱梁 混凝土單位體積重量按 2.65 t/m3。 腹 板 下 縱 梁 承 受 底 板 混 凝 土 荷 載 : 截 面 G=9.63×0.7×26.5=178.6 KN/m。 砼超方重量、施工荷載及掛籃底模平臺重量,取混凝土重量的 0.4 倍考慮:q=178.6×1.4= 250.1 KN/m,按四根考慮 250.1/4=62.5 KN/m。
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設計 施工 實例 應用
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