翟 輝 趙井衛(wèi)

1 工程概況

某橋主橋?yàn)榘崩瓨?，為跨越黃河而設(shè)，結(jié)構(gòu)為一聯(lián)95 m+ 160 m+95m預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔單索面部分斜拉橋。橋長350m，采用塔梁固結(jié)、梁墩分設(shè)的結(jié)構(gòu)形式。箱梁截面為單箱3室，在梁段的中室腹板上設(shè)有斜拉索。其施工方法采用先T構(gòu)，后連續(xù)的方法，即先按T構(gòu)懸臂澆筑施工后體系轉(zhuǎn)換合龍成為部分斜拉橋。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，2個(gè)T構(gòu)同時(shí)施工，需加工4套寬橋面大掛籃。

2 掛籃選型

目前，掛籃已向輕型且重載方向發(fā)展，其中可以用主要控制指標(biāo)來反映掛籃的設(shè)計(jì)是否優(yōu)化，設(shè)定掛籃重量/懸澆節(jié)段重量。

橋梁施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定值分布一般為0.3～0.5，值越低，表示承受節(jié)段單位重量使用的掛籃材料越省，整個(gè)掛籃(包括模板)設(shè)計(jì)越合理。值較大的橋梁一般是采用萬能桿件桁架式或三角桁架式掛籃加配重。因此，減輕掛籃自重采用的手段除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外，最重要的措施是不設(shè)平衡重，并改善滑移系統(tǒng)，同時(shí)改進(jìn)力的傳遞系統(tǒng)。

本橋梁段最大質(zhì)量200 t，最長節(jié)段4 m;梁高變化范圍4.5 m～ 2.0 m，梁底寬變化范圍14.6 m～16 m。擬采用輕型菱形桁架掛籃，掛籃無平衡重，自行式行走，自重84 t，控制指標(biāo)，符合橋梁技術(shù)規(guī)范規(guī)定的水平。

3 掛籃構(gòu)造

該菱形掛籃由主構(gòu)架、底模架、前上橫梁、內(nèi)外模板、行走及錨固系統(tǒng)等組成。主桁片是掛籃的主要承重部分，由4片桁架及聯(lián)結(jié)系和門架組成。桁片的桿件均采用2Ⅰ32c工字鋼焊接而成，為便于安裝和運(yùn)輸，節(jié)點(diǎn)處均采用栓接。

底模架縱梁采用Ⅰ30和Ⅰ32工字鋼組焊而成。模架前后橫梁由2Ⅰ40組焊而成，掛籃前后吊點(diǎn)均設(shè)在前后橫梁上，前橫梁設(shè)12個(gè)吊點(diǎn)，其中6個(gè)為外模走行梁前吊點(diǎn)，6個(gè)為底模前吊點(diǎn)。后橫梁設(shè)8個(gè)吊點(diǎn)，其中6個(gè)固定在底板上，2個(gè)固定在箱梁翼緣板上。

底模板12 mm厚的竹膠板模板，下墊10 cm×10 cm方木，竹膠板和方木用鐵釘固定，方木下設(shè)橫向分配梁，橫向分配梁分為固定分配梁和活動(dòng)分配梁，放置在底?？v梁上，其中固定分配梁點(diǎn)焊在底?？v梁上。

每套掛籃的前上橫梁由兩根Ⅰ56c工字鋼焊接而成，每根長11.65 m，每根聯(lián)結(jié)于主構(gòu)架前端的節(jié)點(diǎn)處，將兩片桁架連成整體，上布6個(gè)吊點(diǎn)，其中3個(gè)為底模前吊點(diǎn)，3個(gè)吊點(diǎn)為外側(cè)模走行梁前吊點(diǎn)。前上橫梁上應(yīng)加設(shè)欄桿，為調(diào)整吊帶時(shí)的防護(hù)。

掛籃后吊裝置每個(gè)吊點(diǎn)采用2根32精軋螺紋鋼筋，穿過底板預(yù)留孔后，下端與下吊梁1聯(lián)結(jié)，用1個(gè)LQ30千斤頂及扁擔(dān)和墊梁支撐在已澆筑好的梁段底板上。

掛籃走行裝置由軌道、鋼枕、前后支座、千斤頂?shù)冉M成。軌道由2Ⅰ25b及12厚鋼板組焊成Ⅱ型斷面，底板每隔60 cm開橢圓形長孔，以便與豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨定。軌道根據(jù)梁段不同分2 m和1 m兩種。

前后支座各2個(gè)，前支座支撐在軌道頂面，下墊聚四氟乙烯滑塊，可沿軌道滑行。后支座以后鉤板的形式沿軌道下緣滑動(dòng)，不需要加設(shè)平衡重，千斤頂牽引前支座，使整個(gè)掛籃向前移動(dòng)。

掛籃在灌注混凝土?xí)r，每個(gè)主桁架后端利用6根32精軋螺紋鋼筋錨固在軌道上，軌道錨固在已成梁段的豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上，在錨固時(shí)，利用千斤頂將后座鉤板脫離軌道，然后錨固。示意圖如圖1所示。

4 掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1 掛籃構(gòu)件傳力機(jī)理

作為待澆梁段混凝土的支撐面，內(nèi)、外頂模支撐翼緣板與頂板的混凝土重量。模板以上的重量則由間隔分布的內(nèi)、外縱梁滑梁承受。內(nèi)、外縱滑梁則把力傳遞到已澆梁段的頂板和前上橫梁上安裝的吊桿上。待澆腹板和底板混凝土重量則通過底模傳遞給底籃縱、橫梁，通過前、后下橫梁上安裝的吊帶傳力給已澆筑梁段的底板和前上橫梁。而前上橫梁的所有荷載則都傳遞到菱形主桁架上，桁架前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)再將荷載傳遞給已澆梁段的頂板上。其傳力流程如圖2所示。

4.2 掛籃系統(tǒng)受力分析

根據(jù)上述傳力機(jī)理，采用大型有限元程序SAP2000計(jì)算，掛籃系統(tǒng)采用空間(桿系+板塊)有限元進(jìn)行彈性分析，其中主桁架構(gòu)件、橫聯(lián)、上下橫梁、底籃縱梁、內(nèi)外縱滑梁用梁單元模擬;吊桿、吊帶用只受拉桿單元模擬;地理模板采用具有較大剛度的板單元模擬，相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 掛籃構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算參數(shù)

4.3 結(jié)果分析

針對最不利工況進(jìn)行掛籃加載分析，對相關(guān)桿件進(jìn)行應(yīng)力、穩(wěn)定性驗(yàn)算。計(jì)算表明，掛籃走行過程中，底籃最大變形15.8 mm，滿足施工規(guī)范要求的20 mm限值，出現(xiàn)在澆筑1號梁段之后;整個(gè)施工及走行過程中，掛籃各構(gòu)件應(yīng)力滿足材料允許值的要求，最大應(yīng)力93 MPa，位于底籃縱梁及內(nèi)外滑梁。結(jié)構(gòu)整體抗傾覆安全系數(shù)3.2，自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)4.2，均滿足規(guī)范要求;整體掛籃剛度較大，施工變形較小，有利于施工線形及標(biāo)高的控制。

5 結(jié)語

根據(jù)寬幅整體施工的特點(diǎn)，本橋采用輕型菱形掛籃，充分考慮了掛籃構(gòu)件傳力的便捷性，使其構(gòu)造指標(biāo)經(jīng)濟(jì)，滿足特殊的施工要求。

工程實(shí)踐表明，掛籃結(jié)構(gòu)簡單，受力明確，設(shè)計(jì)合理，滿足工程要求。具體施工中要注意以下幾點(diǎn):

1)掛籃行走要慢行同步，防止發(fā)生掛籃扭轉(zhuǎn);

2)嚴(yán)格控制掛籃變形觀測，及時(shí)調(diào)整掛籃走行參數(shù);

3)掛籃底籃要有足夠的剛度，防止發(fā)生大變形影響質(zhì)量;

4)掛籃定位要反復(fù)調(diào)整吊帶，確保定位準(zhǔn)確，防止扭轉(zhuǎn)。

每座懸臂施工的橋梁都有其自身特點(diǎn)，特別是寬幅施工時(shí)，需要綜合分析大橋本身因素及各種伴生因素對掛籃選型的影響，實(shí)際施工中，對特殊設(shè)計(jì)的掛籃一定要進(jìn)行結(jié)構(gòu)、桿件分析，確保掛籃施工安全。

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