橋梁滑動式掛籃設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：橋梁滑動式掛籃設(shè)計(jì)系別機(jī)電信息系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級姓名學(xué)號導(dǎo)師2012年12月26日1.題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況本題目來自工程實(shí)際，以現(xiàn)有的橋梁掛籃為模型進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，設(shè)計(jì)過程中掛籃的可靠性和安全性作為重點(diǎn)考慮的方面。本設(shè)計(jì)內(nèi)容具有很高的實(shí)用價(jià)值，涉及到機(jī)械、力學(xué)和液壓設(shè)計(jì)方面的知識，通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋髮W(xué)中學(xué)到的機(jī)械、力學(xué)和液壓設(shè)計(jì)方面的知識很好的用到實(shí)際工程中，培養(yǎng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)的技能1。國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展，懸臂澆筑法施工（橋梁滑動式掛籃）從20世紀(jì)60年代由前西德首先使用以來，發(fā)展至今，已成為建大中跨徑橋梁的一種有效施工手段2。日本預(yù)應(yīng)力混凝土工業(yè)協(xié)會關(guān)于預(yù)府力混凝土長大橋梁的調(diào)查研究報(bào)告指出，1972年后建造的跨徑大于100m以上的橋梁近200座，其中懸臂法施工的橋梁占87以上，而采用懸臂澆筑法施工占80左右3,4。掛籃作為懸臂澆筑施工的主要設(shè)備已有多種類型，有些國家如日本、法國等已有定型的系列化產(chǎn)品5。我國從80年代開始使用這種技術(shù)以來，也已取得了巨大的成就6。縱觀國內(nèi)外，掛籃施工的優(yōu)秀實(shí)例有許多。最近幾年我國在懸臂掛籃施工中的發(fā)展也非?？?。我國的掛籃設(shè)計(jì)及制作已全部適應(yīng)懸臂施工向高強(qiáng)、輕型、大跨發(fā)展的需要，從PC連續(xù)梁或剛構(gòu)的懸臂施工掛籃最初是平行桁架式，后來，逐漸發(fā)展為多樣化，結(jié)構(gòu)越來越輕型，受力越來越合理，施工越來越方便,應(yīng)用也越來越廣泛8。2.本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容橋梁掛籃施工（如圖1，圖2，圖3所示）技術(shù)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)，重點(diǎn)在于掛籃的設(shè)計(jì)和安全性9，本設(shè)計(jì)針對特高橋和一些有特殊要求的現(xiàn)澆橋梁設(shè)計(jì)掛籃，主要內(nèi)容有根據(jù)橋梁尺寸設(shè)計(jì)掛籃，并對掛籃進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計(jì)算、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、利用相關(guān)軟件模擬掛籃制作，掛籃裝配動畫及工作原理動畫。圖1懸臂掛籃施工圖圖2懸臂掛籃模板拼接圖圖3懸臂掛籃施工側(cè)面圖3.設(shè)計(jì)方案懸臂掛籃澆筑法施工（橋梁滑動掛籃施工法）是目前修建大中型跨度橋梁的一種比較有效的施工手段，其施工方法一般為將梁每2m至5m分成一個節(jié)段，以掛籃為施工機(jī)具進(jìn)行懸臂對稱澆筑施工10。掛籃是一個能夠相對獨(dú)立的可以自由行走移動的承重結(jié)構(gòu)，掛籃懸掛在已經(jīng)張拉施工完畢的前端梁段上，在掛籃上進(jìn)行下一梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、夯澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等作業(yè)11。當(dāng)完成本節(jié)梁段施工后，解除掛籃的約束，掛籃對稱向前移動至下一個梁段，進(jìn)行下個梁段施工，如此循環(huán)施工，直到完成全部懸臂梁段施工。懸臂掛籃施工方法不受交通、通航、流水、深谷等影響，是大跨度橋梁跨越河流、山谷、交通繁忙線路的最佳方法12。目前國內(nèi)外采用的掛籃結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種。3.1平衡桁架式掛籃（見圖4），平衡桁架式掛籃的上部承重結(jié)構(gòu)一般為等高度的桁架梁，桁架梁在已澆筑梁頂面用壓重后者錨固或者二者共用的方式來解決傾覆穩(wěn)定問題，桁架本身為受彎結(jié)構(gòu)13。圖4平衡桁架式掛籃結(jié)構(gòu)圖優(yōu)點(diǎn)：平行桁架式掛籃的尾部一般設(shè)有一平衡重（可用混凝土塊制作），其作用是防止掛籃在行走時因前重后輕，失穩(wěn)導(dǎo)致傾覆。該掛籃的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可以充分利用常備式萬能桿件、軍用梁或貝雷梁制作掛籃的受力主桁架，可減少一次性投入。缺點(diǎn)：是掛籃自重大，工作系數(shù)（掛籃自重/梁體分段最大重量）較大，一般在1.0以上，對梁體在施工階段的荷載承受能力要求較高；掛籃本身承受荷載能力有限，施工節(jié)段不能太重；懸灌時撓度變形也比較大，近年已很少見應(yīng)用。3.2菱形掛籃（見圖5），菱形桁架為菱形掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)，菱形桁架前端伸出作為掛籃底模的懸掛平臺，后端錨固在箱梁頂板上，無平衡壓重，結(jié)構(gòu)簡單、受力明確，是近年來常用的掛籃形式。塊液壓千斤頂橫梁外側(cè)模圖5菱形掛籃結(jié)構(gòu)圖優(yōu)點(diǎn)：菱形掛籃外形美觀，結(jié)構(gòu)簡單，桿件受力明確，計(jì)算簡便。作業(yè)面開闊，便于構(gòu)造鋼筋分片吊裝，混凝土運(yùn)輸車可直接從兩片桁架中間通過，運(yùn)至施工的梁段；能加快梁段施工速度14,15。梁段循環(huán)周期平均為6至8天，是雙線鐵路橋梁懸灌法施工較短的循環(huán)周期。利用桁梁前后支座，使桁架在軌道上走行，無需平衡重，操作方便，移動靈活、平穩(wěn)16。外模、底模隨桁架一次到位，縮短了掛籃移動時間，移動一次只須2至4小時。掛籃自重較輕。桁架縱向安裝尺寸，只要有12m梁段長度即可安裝兩套掛籃，起步時不需要兩套掛籃聯(lián)體，拼裝速度快，一套掛籃2至3天即可拼裝就位。掛籃所用材料均為常用材料，加工制造簡單。掛籃剛度大，變形小。適用范圍廣，適合于鐵路單、雙線箱型連續(xù)梁懸灌施工，桁間聯(lián)結(jié)系稍加改動也可用于公路橋的懸灌施工。缺點(diǎn)：其鉚釘孔預(yù)留位置較多，且預(yù)留孔要求位置精度高。3.3三角型掛籃（見圖6），三角形掛籃與菱形掛籃主要區(qū)別為主桁架結(jié)構(gòu)形式不同，其承重結(jié)構(gòu)為三角型，亦是后端錨固、前端懸掛，也屬近年來常用結(jié)構(gòu)形式17。圖6三角型掛籃結(jié)構(gòu)圖優(yōu)點(diǎn)：三角形掛籃與菱形掛籃相比，降低了前橫梁高度，即掛籃重心位置大大降低，從而提高了掛籃走行時的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，重量較輕。設(shè)計(jì)中三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)，單件重量較輕，主桁架桿件間采用法蘭結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓連接，易于搬運(yùn)和拆裝。該三角形掛籃平衡重系統(tǒng)利用已成形梁段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點(diǎn)，取消了平衡重的壓重結(jié)構(gòu)。掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導(dǎo)梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，該系統(tǒng)具有掛籃就位準(zhǔn)確、走行速度快、安全可靠等特點(diǎn)。該掛籃通用性強(qiáng)，稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上缺點(diǎn)：鉚釘孔多，預(yù)留鉚釘孔位置精度要求高