張?jiān)３?/p>

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，碩士研究生，陜西 渭南 714000）

蘭渝鐵路正線某特大橋，該橋主橋?yàn)樽兘孛妗蜗鋯问易兏叨热邕B續(xù)梁，其橋跨組成為（60+96+60）m，連續(xù)梁全長(zhǎng)為217.4 m〔1〕。根據(jù)橋梁特點(diǎn)與施工隊(duì)伍的能力、水平綜合考慮后，決定在掛籃施工中采用掛籃進(jìn)行懸臂段施工，由于三角掛籃具有結(jié)構(gòu)自重輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)拼裝快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，故選擇三角掛籃為施工掛籃。若三角掛籃中任何構(gòu)件之間不穩(wěn)定或強(qiáng)度達(dá)不到要求，在澆筑混凝土后掛籃將產(chǎn)生部分位移，影響到橋梁的線性與內(nèi)力變化，倘若變形量過(guò)大，將嚴(yán)重影響橋梁的工程質(zhì)量。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)三角掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全檢算，確保三角掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量與安全，為橋梁的順利合攏、橋梁的施工質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

1 三角掛籃簡(jiǎn)介

1.1 三角掛籃結(jié)構(gòu)組成 三角掛籃主要有承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)與施工張拉平臺(tái)等組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 三角掛籃工程簡(jiǎn)圖

1.2 三角掛籃受力分析 三角掛籃中吊桿與拉桿主要受軸向力，前后橫梁、縱梁主要承受彎矩、剪力，底籃的強(qiáng)度將嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的線性與質(zhì)量，故需對(duì)底籃的縱梁進(jìn)行檢算；懸吊系統(tǒng)主要受彎矩與剪力，其中內(nèi)外滑梁是模板系統(tǒng)中模板架設(shè)的基礎(chǔ)，并將荷載傳遞至主梁，如果內(nèi)外滑梁強(qiáng)度達(dá)不到要求，則模板將無(wú)法按照要求進(jìn)行合適安裝、荷載無(wú)法有效正確地傳遞，更無(wú)法確保工程質(zhì)量，甚至危及施工質(zhì)量，故尚需對(duì)內(nèi)外滑梁進(jìn)行檢算，繼而確保箱梁工程質(zhì)量。

2 1#底?？v梁受力計(jì)算

2.1 荷載計(jì)算 1#縱梁是放置在腹板范圍內(nèi)的縱梁，且也是受力最不利處，選擇承受力較大的一根進(jìn)行荷載計(jì)算及驗(yàn)算〔2〕。

1）腹板含倒角以上混凝土產(chǎn)生荷載p1=94.84 kN/m2；

2）腹板上傾倒、振搗混凝土及人群荷載p2=5+2.5=7.5 kN/m2；

3）底板混凝土+底模模板產(chǎn)生荷載

則1#縱梁上所承受的均布荷載為：

2.2 1#底模縱梁強(qiáng)度檢算 1#底?？v梁主要由3根Q 235的I 28 b組成。根據(jù)掛籃的結(jié)構(gòu)圖，掛籃的底?？v梁有限元計(jì)算模型如圖2所示。按照恒載和活載進(jìn)行荷載的施加，計(jì)算出1#底?？v梁的彎矩圖（圖3）、剪力圖（圖4）及上、下緣應(yīng)力圖（圖5、圖6）與位移圖（圖7）。

圖2 1#底?？v梁有限元計(jì)算模型

圖3 1#底?？v梁彎矩圖（kN·m）

圖4 1#底?？v梁剪力圖（kN）

圖5 1#底?？v梁上緣應(yīng)力圖（KPa）

圖6 1#底?？v梁下緣應(yīng)力圖（KPa）

圖7 1#底模縱梁位移圖（m）

經(jīng)有限元模擬計(jì)算可知：

最大正應(yīng)力：σ=129.8 MPa＜140 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大剪應(yīng)力（右端截面）：τ=8.8 MPa＜80 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求〔3〕；

最大位移：Δ=0.015 m≥L/400=5.7/400=0.015 m；結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求〔4〕。

3 2#底模縱梁受力計(jì)算

3.1 荷載計(jì)算 2#縱梁為放置在掛籃底板范圍內(nèi)的縱梁，在本文中將選擇承受力較大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，即距離腹板較近的一根進(jìn)行荷載計(jì)算及驗(yàn)算。則2#縱梁上所承受的均布荷載

3.2 2#底?？v梁強(qiáng)度檢算 2#底?？v梁主要由2根Q 235的I 28 b組成。通過(guò)有限元軟件計(jì)算可知：

最大正應(yīng)力：σ=54.69 MPa＜140 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大剪應(yīng)力（右端截面）：τ=3.69 MPa＜80 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大位移：Δ=6 mm＜L/400=5 700/400=14 mm；結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

4 外滑梁受力計(jì)算

外滑梁所采用2 根［36a 組成，側(cè)模所有荷載承受在長(zhǎng)度為4 m的梁上，在澆筑工況時(shí)，外滑梁主要承受側(cè)模、翼緣板混凝土、傾倒、振搗混凝土4 種荷載，此時(shí)計(jì)算跨度為4 m。故外滑梁荷載計(jì)算：

1）側(cè)模產(chǎn)生荷載

2）翼緣板混凝土產(chǎn)生荷載

q2=1.2×4.064×26÷4=31.70 kN/m；

3）傾倒、振搗混凝土及人群荷載

q3=1.4×（2.54×4）×（2.5+5.0）÷4=26.67 kN/m。

4.1 澆筑工況 外滑梁所受荷載：q0=q1+q2+q3=72.5 kN/m。單根［36a 承受荷載為：=36.35 kN/m，計(jì)算跨度4.0 m。荷載按恒載和活載分別施加。

通過(guò)有限元軟件計(jì)算可知：

最大正應(yīng)力：σ=109.9 MPa＜［σw］=140 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大剪應(yīng)力：τ=11.9 MPa＜80 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大位移：Δ=5 mm＜L/400=4 000/400=10 mm；結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

4.2 走行工況外滑梁所受荷載 外滑梁所受荷載q0=14.13 kN/m。每根［36a所受荷載：=7.065 kN/m，側(cè)模加載長(zhǎng)度為4.0 m。通過(guò)有限元軟件計(jì)算可知：

最大正應(yīng)力：σ=50.08 MPa＜［σw］=140 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大剪應(yīng)力：τ=3.55 MPa＜80 MPa；結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求；

最大位移：Δ=9 mm＜L/400=8 750/400=22 mm；結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)論

通過(guò)上述的數(shù)值模擬計(jì)算得出數(shù)據(jù)與規(guī)范容許值進(jìn)行對(duì)比分析可知：

1）對(duì)三角掛籃的1#底?？v梁進(jìn)行荷載分析，計(jì)算出1#底?？v梁的最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力與最大位移均小于規(guī)范規(guī)定的容許值，結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

2）對(duì)三角掛籃的2#底?？v梁進(jìn)行荷載分析，計(jì)算出2#底?？v梁的最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力與最大位移均小于規(guī)范規(guī)定的容許值，結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求。

3）對(duì)三角掛籃的外滑梁進(jìn)行荷載分析，根據(jù)澆筑工況與走行工況兩種不同條件下進(jìn)行計(jì)算，得出不論在澆筑工況與走行工況下，外滑梁的的最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力與最大位移均小于規(guī)范規(guī)定的容許值，結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求；結(jié)構(gòu)安全，可確保施工質(zhì)量。

〔1〕（60 m+96 m+60 m）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（雙線）施工圖設(shè)計(jì).

〔2〕張?jiān)３?，張?懸臂施工中三角掛籃的結(jié)構(gòu)計(jì)算與安全檢算.北方交通，2012（6）：95-100.

〔3〕中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10002.2-2005）.中鐵大橋勘察設(shè)計(jì)院有限公司，2005.

〔4〕中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10002.3-2005）.中華人民共和國(guó)鐵道部，2005.