預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃設(shè)計

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋掛籃設(shè)計

擋墻節(jié)點的吸拉設(shè)計作為支撐臂式建筑的承載系統(tǒng)，掛籃具有結(jié)構(gòu)簡單、強度清晰、超載重、施工過程清晰等優(yōu)點。掛籃前端及中心斷面開放，可從掛籃中部運輸混凝土，方便軌道安裝，懸掛籃、背板和地板加固安裝，為梁段施工提供良好的運行空間。有一個移動裝置，移動方便。外框和底框可以同時拆除，以便于整體提升和施工，具有良好的經(jīng)濟優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于土木工程的施工中。本文結(jié)合工程實例,介紹了掛籃的設(shè)計及驗算。1梁高、梁高分析本橋采用T型鋼構(gòu)主梁形式,跨徑為45m+75m+45m。T型鋼構(gòu)箱梁為直腹板的單箱單室結(jié)構(gòu)(三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu))。箱梁采用C50混凝土,主梁懸臂澆筑梁段劃分為10塊,依次長度為3m(0號)+2×3.5m+7×4m,合攏段長度2m。邊跨現(xiàn)澆段長6.4m,最大懸臂澆注段(3號)重量為125t。箱梁頂面橫坡與路線橫坡一致,梁高為2m～4.5m。箱梁頂板寬度為12.76m,底板寬度為6.5m。合攏段梁高2.0米,墩頂根部梁高4.5m。墩頂?shù)装甯亢穸?30cm,1號塊厚度由130cm變成60cm,2號塊～5號塊厚度變化采用1.8次拋物線,由60cm～25cm,其余塊底板厚度25cm。箱梁腹板0號塊為100cm,1號塊厚度由100cm變成90cm,2號塊～5號塊厚度由90cm～60cm,變化采用線性變化。1號～2號塊頂板厚度由50cm變至30cm,其余頂板厚度統(tǒng)一為30cm。該橋箱梁懸臂澆注采用菱形掛籃進行施工,其各塊段基本情況見表1。2槽鋼模板裝復(fù)本工程中所用菱形掛籃主要由主桁架系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、后錨系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、“底籃”系統(tǒng)和模板系統(tǒng)組成(圖1)。(1)主桁架系統(tǒng)設(shè)計。主桁架由與連接門架橫梁斜桿組成,每片菱形桁架五根主要桿件由2片32號b槽鋼組焊接而成,連接門架橫梁由8號槽鋼組焊接而成。前橫梁由2I45b普通熱軋工字鋼組成,上后橫梁由2I40a普通熱軋工字鋼組成。(2)“底籃”系統(tǒng)設(shè)計?！暗谆@”系統(tǒng)由前后主梁、壓梁、縱梁、模板墊梁和墊木組成。底模前橫梁由2I36b普通熱軋工字鋼組成,底模后橫梁由2I36b普通熱軋工字鋼組成,底模底板下縱梁為2I25b普通熱軋工字鋼。模板墊梁采用8號槽鋼并按箱梁重量和底籃承載受力情況排列在前后橫梁上。(3)懸掛系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)均采用?32精軋螺紋鋼筋進行懸吊連接,通過墊木實現(xiàn)箱梁底部標高的調(diào)整。(4)行走及錨固系統(tǒng)。掛籃行走系統(tǒng)由鋼軌、滑塊、上滑板和后勾裝置組成。鋼軌和滑塊由槽鋼和厚鋼板組焊而成,上滑塊為厚鋼板,后勾裝置由厚鋼板和角鋼組焊而成?；老落伜皲摪宀⒂秘Q向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在橋面上,后勾裝置反勾扣在滑道上以平衡掛籃空載前移時的傾覆力。掛籃后錨固系統(tǒng)利用箱梁體預(yù)埋的?32豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋來實現(xiàn)。掛籃在行走時注意觀察,觀察掛籃沿箱梁中軸線對稱方向兩端,每前進50cm作一次同步觀察,以防止掛籃偏位和轉(zhuǎn)角,造成掛籃受損。(5)模板系統(tǒng)。頂模和內(nèi)側(cè)模板由8號和6號槽鋼組焊接而成頂模架及6mm鋼板組成,頂模通過芯?；缹崿F(xiàn)前移和調(diào)整箱室頂標高。外模由側(cè)模板、翼板模板、底模板、對拉桿和外模支架組成。骨架邊緣外采用10號槽鋼焊成一體固定,其相互連接的部位用φ16螺栓連接,保證骨架的剛度。外側(cè)模和翼緣模板連成一體的鋼模,用8號槽鋼加固成整體,保證骨架的強度和剛度。翼緣板上的加固槽鋼下安裝有里外共6個導(dǎo)向輪,導(dǎo)向輪行走在由2根28b型槽鋼組成的軌道。主梁由φL32精軋螺紋鋼與軌道聯(lián)接懸掛,達到翼緣板和底模板后端縱向移動的目的。安裝模板時采用橫向平鋪,保證接縫平順、密實且全部在同一條直線上,保證混凝土澆筑后表面的外觀質(zhì)量。對穿拉桿分上部對穿拉桿和箱梁腹板部對穿拉桿,上部對穿拉桿分別通過骨架上安裝的10號槽鋼組進行固定。腹板部對穿拉桿采用φ16圓鋼和法蘭螺栓組成。另用φ25精軋螺紋鋼在底藍縱梁下對側(cè)模進行對拉固定,保證模板下部不漏漿、不走模。端頭模板采用木模,端模制做安裝時保證預(yù)應(yīng)力孔道位置準確。3計算掛籃結(jié)構(gòu)3.1鋼組成、結(jié)構(gòu)掛籃為菱形掛籃,菱形桁片由2[32b普通熱軋槽鋼組成的方形截面桿件構(gòu)成,前橫梁由2I45b普通熱軋工字鋼組成,上后橫梁由2I40a普通熱軋工字鋼組成,底模前橫梁由2I36b普通熱軋工字鋼組成,底模后橫梁由2I36b普通熱軋工字鋼組成,底模底板下縱梁為2I25b普通熱軋工字鋼,吊桿采用φ32精軋螺紋鋼。單個掛籃重29.5t,單套模板重13.25t,整個掛籃系統(tǒng)重43t,自重與載荷比為(以3號為例)0.342:1。3.2前吊點荷載計算根據(jù)本掛籃的特點,將掛籃主桁架簡化為平面結(jié)構(gòu)(最不利荷載組合),如圖2所示。(1)荷載計算混凝土重量+超載+動力附加荷載:G=124.7×1.05×1.2=157.1t,其中,后吊點承受混凝土荷載的56%(G1=88.0t),前吊點承受44%的混凝土荷載(G2=69.1t)。掛籃荷載:掛籃前支點:P1=7.2×1.2=8.64t,前吊點承擔(dān)底籃、側(cè)模、內(nèi)模1/2荷載:P2=12.92t,前提升系統(tǒng),端模,張拉操作平臺作用在掛籃前支點:P3=7.32t。前吊點承擔(dān)人群和機具荷載的一半:P4=7.82t,傾倒和振搗混凝土荷載:P5=12.50t,單片主桁前吊點荷載:P=54.83t(2)計算結(jié)算及驗算通過計算得到支反力和各桿的軸力大小見表2。對桁架進行前強度驗算,主桁各桿件均由普通熱軋輕型2[32b槽鋼組成,A=40.47cm2,通過計算得到各桿件的軸向應(yīng)力在70.1-126.7MPa間,均小于軸向容許應(yīng)力[σ]=140MPa,滿足要求。3.3精軋螺紋鋼后吊帶所承受的最大支點反力為316.0kN,采用φ32精軋螺紋鋼時,其應(yīng)力為:其安全儲備為:K=747/392.941=1.9。計算可知,底籃后橫梁的吊帶安全儲備為1.9,滿足要求。3.4橫縱梁彎曲應(yīng)力計算結(jié)果(1)底藍后橫梁驗算。通過計算可知,縱梁最大彎矩為46.5kN.m,支點反力分別為158.0kN。橫縱梁在荷載作用下產(chǎn)生的最大豎向撓度為△=0.08cm<240/400=0.6cm,滿足整體變形要求。通過計算其彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力均滿足要求。(2)施工狀態(tài)時,由于后橫梁承擔(dān)的荷載大于前橫梁,而后橫梁的支點間距小于前橫梁,且前后橫梁的規(guī)格相同,根據(jù)后橫梁計算結(jié)果可知前橫