吳瑞君
摘 要:結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,論述了變截面懸臂梁施工中三角形掛籃的設(shè)計,對掛籃進行試載試驗后得出的實驗數(shù)據(jù)進行分析后表明,該三角形掛籃設(shè)計方案完全滿足施工要求。
關(guān)鍵詞:三角形掛籃;懸臂梁;工作系數(shù);荷載試驗
中圖分類號:U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
0 引 言
按主要承重結(jié)構(gòu)形式的不同,掛籃可以分為梁式掛籃、斜拉式掛籃及桁架式掛籃三種[12],目前施工中采用較多的是桁架式掛籃[34]。桁架式掛籃根據(jù)采用桁架形式的不同分為好多種,其中菱形掛籃及三角形掛籃因具有結(jié)構(gòu)簡單、傳力線路明確等特點而得到了較多采用[56]。
為了便于懸臂梁標(biāo)高的控制,以及懸臂施工時結(jié)構(gòu)的安全,一般都要求掛籃不能超過一定的重量[7]。隨著橋梁設(shè)計水平的提升,橋梁跨徑逐步增大,同時,對掛籃重量等參數(shù)的要求也越來越高,掛籃逐步向輕型化方向發(fā)展。掛籃的總體工作系數(shù)k值是掛籃重量與承載能力的比值,是反映掛籃設(shè)計優(yōu)劣及經(jīng)濟性的一個重要指標(biāo)[89]。本文結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,對三角形輕型掛籃的設(shè)計與施工進行論述,為同類工程提供借鑒。
1 工程概況
廣西臨江紅水河大橋為75 m+125 m+75 m的連續(xù)剛構(gòu)梁橋。該橋采用雙幅設(shè)計,主梁除0#、1#、18#塊件采用滿堂支架施工外,17#塊件采用吊架施工,2#~16#塊件采用掛籃對稱懸澆施工。節(jié)段長3.0 m、3.5 m、4.0 m,最重梁段重約127 t。施工所用掛籃為工地現(xiàn)場原有梁式掛籃改制而成。本橋要求掛籃重量小于60 t,以便于懸臂梁標(biāo)高的控制。要想大幅度降低掛籃重量,受力結(jié)構(gòu)必須設(shè)計合理,除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外,還要改進力的傳遞系統(tǒng)。
2 掛籃設(shè)計
廣西臨江紅水河大橋掛籃的主承重結(jié)構(gòu)采用三角拉桿式承重架,全部采用型鋼加工。受力部位全部在節(jié)點位置,傳力線路簡單,受力明確。受力構(gòu)件全部采用拉壓桿,充分發(fā)揮了材料的受力特點,同時可降低對剛度的要求。承重架之間橫向用型鋼連接,以增加其穩(wěn)定性,采用自錨體系。掛籃由主桁承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、吊錨桿系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。
2.1 主桁承重系統(tǒng)
2.2 吊錨桿系統(tǒng)
掛籃吊錨桿采用42CrMn棒材與16Mn鋼帶加工而成。安裝后錨桿時,用千斤頂施加預(yù)緊力,以保證梁段接縫的平順。施工過程中,吊錨桿不能遇火、電焊或受撞擊,以免發(fā)生脆斷。
2.3 模板系統(tǒng)
采用面板為5 mm厚的大面鋼模,定尺加工,豎楞采用[10,間距50 cm。橫楞采用2[22,間距100 cm。拉桿系用Ⅳ級精軋螺紋鋼筋,每根橫楞采用2根拉桿,后錨拉桿錨固于上一梁段前排拉桿預(yù)留出的拉桿孔上,抵抗混凝土澆注過程的前推力,確保模板與上一段混凝土的接縫緊密,保證外觀質(zhì)量。前排拉桿布于梁端后20 cm處。在每個節(jié)段上只有1排拉桿,這樣既外觀美觀,又加快了施工進度。
2.4 行走系統(tǒng)
采用主桁及模板系統(tǒng)同時前移。行走時只需2臺千斤頂即可完成掛籃的前移。實際施工時,掛籃前移一段只需3~4 h即可完成。
3 掛籃試載
為檢驗掛籃主桁的實際承載力和可靠性,并獲得彈性變形參數(shù),消除非彈性變形,為箱梁施工提供數(shù)據(jù),同時檢驗掛籃的加工質(zhì)量,對大橋的三角形掛籃采用反力架法進行荷載試驗。3.1 加載步驟
分5級加載、2級卸載。加載分級模擬如下:底板混凝土澆注完成;腹板混凝土澆注一半;腹板全部澆完;頂板澆注完成;設(shè)計荷載;超載20%;至設(shè)計荷載50%;完全卸載。
加載采用2個標(biāo)定好的60 t千斤頂,分別置于2個安裝好腹板的反力架前端,一起施加試載荷載。
3.2 測量內(nèi)容與方法
3.2.1 變形測試
測點共4個,分別在主桁前橫梁上游、下游吊點,上游、下游后錨點。將實測原始記錄數(shù)值平均后(4套掛籃撓度,去除非彈性變形)回歸,得出荷載與掛籃撓度的線形關(guān)系為
4套掛籃試載完成后的非彈性變形為11.5 mm(即試壓完卸載后未恢復(fù)的變形,其中有1 mm為掛籃后錨的非彈性變形)。
以上數(shù)據(jù)為鋼筋綁扎前及掛籃模板拉桿、后錨桿未緊固前測得的數(shù)據(jù),指導(dǎo)施工時應(yīng)乘以系數(shù)折算為鋼筋綁扎完成及拉桿、后錨桿緊固后的掛籃彈變,折算系數(shù)只能憑經(jīng)驗選擇。
3.2.2 應(yīng)力測試
4 施工中實測掛籃變形及數(shù)據(jù)分析
根據(jù)施工實測得到三角形掛籃的變形量,并將其與理論計算的結(jié)果進行對比,對比結(jié)果如圖4所示。從圖中可看出,隨著梁高降低,拉桿數(shù)量減少,實測與理論回歸越來越接近??梢娤禂?shù)k′為小于1的數(shù),且隨著梁高的加大而減小。
5 結(jié) 語
主桁前縱梁離橋面較低,空間較小,對施工作業(yè)有影響。三角形掛籃行走后錨小車采用了下壓式,需要的軌道較短且對軌道的要求較低,只需滿足前支點行走即可。實測變形比理論計算值小,主要原因是模板鋼筋等錨固后能承擔(dān)部分荷載。本橋的掛籃設(shè)計與荷載試驗成果對同類橋梁施工具有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 張萬軍.三角形掛籃的設(shè)計與施工[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2012(18):149151.
[2] 周 敏.GL改進型三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,25(3):5256.
[3] 姜保權(quán).談三角形掛籃設(shè)計驗算與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2013(1):144148.
[4] 潘建平.懸臂施工用鋼桁架三角形掛籃設(shè)計與應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013(8):910,17.
[5] 蒯行成,王雅妮,劉偉綱,等. 三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計計算[J].公路工程,2011(1):4144,69.
[6] 王連彬,宋 均.后支點三角形掛籃預(yù)壓施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(9):8283.
[7] 李亞軍.三角形掛籃在跨唐津高速公路懸臂現(xiàn)澆箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].四川建材,2011(3):187194.
[8] 李睿林.三角形掛籃在高架橋懸臂箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].青海交通科技,2011(3):3338.
[9] 黃 芳.自錨式三角形掛籃的荷載驗算[J].建筑施工,2012(5):498500.
[責(zé)任編輯:杜衛(wèi)華]endprint
摘 要:結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,論述了變截面懸臂梁施工中三角形掛籃的設(shè)計,對掛籃進行試載試驗后得出的實驗數(shù)據(jù)進行分析后表明,該三角形掛籃設(shè)計方案完全滿足施工要求。
關(guān)鍵詞:三角形掛籃;懸臂梁;工作系數(shù);荷載試驗
中圖分類號:U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
0 引 言
按主要承重結(jié)構(gòu)形式的不同,掛籃可以分為梁式掛籃、斜拉式掛籃及桁架式掛籃三種[12],目前施工中采用較多的是桁架式掛籃[34]。桁架式掛籃根據(jù)采用桁架形式的不同分為好多種,其中菱形掛籃及三角形掛籃因具有結(jié)構(gòu)簡單、傳力線路明確等特點而得到了較多采用[56]。
為了便于懸臂梁標(biāo)高的控制,以及懸臂施工時結(jié)構(gòu)的安全,一般都要求掛籃不能超過一定的重量[7]。隨著橋梁設(shè)計水平的提升,橋梁跨徑逐步增大,同時,對掛籃重量等參數(shù)的要求也越來越高,掛籃逐步向輕型化方向發(fā)展。掛籃的總體工作系數(shù)k值是掛籃重量與承載能力的比值,是反映掛籃設(shè)計優(yōu)劣及經(jīng)濟性的一個重要指標(biāo)[89]。本文結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,對三角形輕型掛籃的設(shè)計與施工進行論述,為同類工程提供借鑒。
1 工程概況
廣西臨江紅水河大橋為75 m+125 m+75 m的連續(xù)剛構(gòu)梁橋。該橋采用雙幅設(shè)計,主梁除0#、1#、18#塊件采用滿堂支架施工外,17#塊件采用吊架施工,2#~16#塊件采用掛籃對稱懸澆施工。節(jié)段長3.0 m、3.5 m、4.0 m,最重梁段重約127 t。施工所用掛籃為工地現(xiàn)場原有梁式掛籃改制而成。本橋要求掛籃重量小于60 t,以便于懸臂梁標(biāo)高的控制。要想大幅度降低掛籃重量,受力結(jié)構(gòu)必須設(shè)計合理,除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外,還要改進力的傳遞系統(tǒng)。
2 掛籃設(shè)計
廣西臨江紅水河大橋掛籃的主承重結(jié)構(gòu)采用三角拉桿式承重架,全部采用型鋼加工。受力部位全部在節(jié)點位置,傳力線路簡單,受力明確。受力構(gòu)件全部采用拉壓桿,充分發(fā)揮了材料的受力特點,同時可降低對剛度的要求。承重架之間橫向用型鋼連接,以增加其穩(wěn)定性,采用自錨體系。掛籃由主桁承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、吊錨桿系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。
2.1 主桁承重系統(tǒng)
2.2 吊錨桿系統(tǒng)
掛籃吊錨桿采用42CrMn棒材與16Mn鋼帶加工而成。安裝后錨桿時,用千斤頂施加預(yù)緊力,以保證梁段接縫的平順。施工過程中,吊錨桿不能遇火、電焊或受撞擊,以免發(fā)生脆斷。
2.3 模板系統(tǒng)
采用面板為5 mm厚的大面鋼模,定尺加工,豎楞采用[10,間距50 cm。橫楞采用2[22,間距100 cm。拉桿系用Ⅳ級精軋螺紋鋼筋,每根橫楞采用2根拉桿,后錨拉桿錨固于上一梁段前排拉桿預(yù)留出的拉桿孔上,抵抗混凝土澆注過程的前推力,確保模板與上一段混凝土的接縫緊密,保證外觀質(zhì)量。前排拉桿布于梁端后20 cm處。在每個節(jié)段上只有1排拉桿,這樣既外觀美觀,又加快了施工進度。
2.4 行走系統(tǒng)
采用主桁及模板系統(tǒng)同時前移。行走時只需2臺千斤頂即可完成掛籃的前移。實際施工時,掛籃前移一段只需3~4 h即可完成。
3 掛籃試載
為檢驗掛籃主桁的實際承載力和可靠性,并獲得彈性變形參數(shù),消除非彈性變形,為箱梁施工提供數(shù)據(jù),同時檢驗掛籃的加工質(zhì)量,對大橋的三角形掛籃采用反力架法進行荷載試驗。3.1 加載步驟
分5級加載、2級卸載。加載分級模擬如下:底板混凝土澆注完成;腹板混凝土澆注一半;腹板全部澆完;頂板澆注完成;設(shè)計荷載;超載20%;至設(shè)計荷載50%;完全卸載。
加載采用2個標(biāo)定好的60 t千斤頂,分別置于2個安裝好腹板的反力架前端,一起施加試載荷載。
3.2 測量內(nèi)容與方法
3.2.1 變形測試
測點共4個,分別在主桁前橫梁上游、下游吊點,上游、下游后錨點。將實測原始記錄數(shù)值平均后(4套掛籃撓度,去除非彈性變形)回歸,得出荷載與掛籃撓度的線形關(guān)系為
4套掛籃試載完成后的非彈性變形為11.5 mm(即試壓完卸載后未恢復(fù)的變形,其中有1 mm為掛籃后錨的非彈性變形)。
以上數(shù)據(jù)為鋼筋綁扎前及掛籃模板拉桿、后錨桿未緊固前測得的數(shù)據(jù),指導(dǎo)施工時應(yīng)乘以系數(shù)折算為鋼筋綁扎完成及拉桿、后錨桿緊固后的掛籃彈變,折算系數(shù)只能憑經(jīng)驗選擇。
3.2.2 應(yīng)力測試
4 施工中實測掛籃變形及數(shù)據(jù)分析
根據(jù)施工實測得到三角形掛籃的變形量,并將其與理論計算的結(jié)果進行對比,對比結(jié)果如圖4所示。從圖中可看出,隨著梁高降低,拉桿數(shù)量減少,實測與理論回歸越來越接近。可見系數(shù)k′為小于1的數(shù),且隨著梁高的加大而減小。
5 結(jié) 語
主桁前縱梁離橋面較低,空間較小,對施工作業(yè)有影響。三角形掛籃行走后錨小車采用了下壓式,需要的軌道較短且對軌道的要求較低,只需滿足前支點行走即可。實測變形比理論計算值小,主要原因是模板鋼筋等錨固后能承擔(dān)部分荷載。本橋的掛籃設(shè)計與荷載試驗成果對同類橋梁施工具有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 張萬軍.三角形掛籃的設(shè)計與施工[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2012(18):149151.
[2] 周 敏.GL改進型三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,25(3):5256.
[3] 姜保權(quán).談三角形掛籃設(shè)計驗算與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2013(1):144148.
[4] 潘建平.懸臂施工用鋼桁架三角形掛籃設(shè)計與應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013(8):910,17.
[5] 蒯行成,王雅妮,劉偉綱,等. 三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計計算[J].公路工程,2011(1):4144,69.
[6] 王連彬,宋 均.后支點三角形掛籃預(yù)壓施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(9):8283.
[7] 李亞軍.三角形掛籃在跨唐津高速公路懸臂現(xiàn)澆箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].四川建材,2011(3):187194.
[8] 李睿林.三角形掛籃在高架橋懸臂箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].青海交通科技,2011(3):3338.
[9] 黃 芳.自錨式三角形掛籃的荷載驗算[J].建筑施工,2012(5):498500.
[責(zé)任編輯:杜衛(wèi)華]endprint
摘 要:結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,論述了變截面懸臂梁施工中三角形掛籃的設(shè)計,對掛籃進行試載試驗后得出的實驗數(shù)據(jù)進行分析后表明,該三角形掛籃設(shè)計方案完全滿足施工要求。
關(guān)鍵詞:三角形掛籃;懸臂梁;工作系數(shù);荷載試驗
中圖分類號:U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
0 引 言
按主要承重結(jié)構(gòu)形式的不同,掛籃可以分為梁式掛籃、斜拉式掛籃及桁架式掛籃三種[12],目前施工中采用較多的是桁架式掛籃[34]。桁架式掛籃根據(jù)采用桁架形式的不同分為好多種,其中菱形掛籃及三角形掛籃因具有結(jié)構(gòu)簡單、傳力線路明確等特點而得到了較多采用[56]。
為了便于懸臂梁標(biāo)高的控制,以及懸臂施工時結(jié)構(gòu)的安全,一般都要求掛籃不能超過一定的重量[7]。隨著橋梁設(shè)計水平的提升,橋梁跨徑逐步增大,同時,對掛籃重量等參數(shù)的要求也越來越高,掛籃逐步向輕型化方向發(fā)展。掛籃的總體工作系數(shù)k值是掛籃重量與承載能力的比值,是反映掛籃設(shè)計優(yōu)劣及經(jīng)濟性的一個重要指標(biāo)[89]。本文結(jié)合廣西臨江紅水河大橋的施工實例,對三角形輕型掛籃的設(shè)計與施工進行論述,為同類工程提供借鑒。
1 工程概況
廣西臨江紅水河大橋為75 m+125 m+75 m的連續(xù)剛構(gòu)梁橋。該橋采用雙幅設(shè)計,主梁除0#、1#、18#塊件采用滿堂支架施工外,17#塊件采用吊架施工,2#~16#塊件采用掛籃對稱懸澆施工。節(jié)段長3.0 m、3.5 m、4.0 m,最重梁段重約127 t。施工所用掛籃為工地現(xiàn)場原有梁式掛籃改制而成。本橋要求掛籃重量小于60 t,以便于懸臂梁標(biāo)高的控制。要想大幅度降低掛籃重量,受力結(jié)構(gòu)必須設(shè)計合理,除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外,還要改進力的傳遞系統(tǒng)。
2 掛籃設(shè)計
廣西臨江紅水河大橋掛籃的主承重結(jié)構(gòu)采用三角拉桿式承重架,全部采用型鋼加工。受力部位全部在節(jié)點位置,傳力線路簡單,受力明確。受力構(gòu)件全部采用拉壓桿,充分發(fā)揮了材料的受力特點,同時可降低對剛度的要求。承重架之間橫向用型鋼連接,以增加其穩(wěn)定性,采用自錨體系。掛籃由主桁承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、吊錨桿系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。
2.1 主桁承重系統(tǒng)
2.2 吊錨桿系統(tǒng)
掛籃吊錨桿采用42CrMn棒材與16Mn鋼帶加工而成。安裝后錨桿時,用千斤頂施加預(yù)緊力,以保證梁段接縫的平順。施工過程中,吊錨桿不能遇火、電焊或受撞擊,以免發(fā)生脆斷。
2.3 模板系統(tǒng)
采用面板為5 mm厚的大面鋼模,定尺加工,豎楞采用[10,間距50 cm。橫楞采用2[22,間距100 cm。拉桿系用Ⅳ級精軋螺紋鋼筋,每根橫楞采用2根拉桿,后錨拉桿錨固于上一梁段前排拉桿預(yù)留出的拉桿孔上,抵抗混凝土澆注過程的前推力,確保模板與上一段混凝土的接縫緊密,保證外觀質(zhì)量。前排拉桿布于梁端后20 cm處。在每個節(jié)段上只有1排拉桿,這樣既外觀美觀,又加快了施工進度。
2.4 行走系統(tǒng)
采用主桁及模板系統(tǒng)同時前移。行走時只需2臺千斤頂即可完成掛籃的前移。實際施工時,掛籃前移一段只需3~4 h即可完成。
3 掛籃試載
為檢驗掛籃主桁的實際承載力和可靠性,并獲得彈性變形參數(shù),消除非彈性變形,為箱梁施工提供數(shù)據(jù),同時檢驗掛籃的加工質(zhì)量,對大橋的三角形掛籃采用反力架法進行荷載試驗。3.1 加載步驟
分5級加載、2級卸載。加載分級模擬如下:底板混凝土澆注完成;腹板混凝土澆注一半;腹板全部澆完;頂板澆注完成;設(shè)計荷載;超載20%;至設(shè)計荷載50%;完全卸載。
加載采用2個標(biāo)定好的60 t千斤頂,分別置于2個安裝好腹板的反力架前端,一起施加試載荷載。
3.2 測量內(nèi)容與方法
3.2.1 變形測試
測點共4個,分別在主桁前橫梁上游、下游吊點,上游、下游后錨點。將實測原始記錄數(shù)值平均后(4套掛籃撓度,去除非彈性變形)回歸,得出荷載與掛籃撓度的線形關(guān)系為
4套掛籃試載完成后的非彈性變形為11.5 mm(即試壓完卸載后未恢復(fù)的變形,其中有1 mm為掛籃后錨的非彈性變形)。
以上數(shù)據(jù)為鋼筋綁扎前及掛籃模板拉桿、后錨桿未緊固前測得的數(shù)據(jù),指導(dǎo)施工時應(yīng)乘以系數(shù)折算為鋼筋綁扎完成及拉桿、后錨桿緊固后的掛籃彈變,折算系數(shù)只能憑經(jīng)驗選擇。
3.2.2 應(yīng)力測試
4 施工中實測掛籃變形及數(shù)據(jù)分析
根據(jù)施工實測得到三角形掛籃的變形量,并將其與理論計算的結(jié)果進行對比,對比結(jié)果如圖4所示。從圖中可看出,隨著梁高降低,拉桿數(shù)量減少,實測與理論回歸越來越接近??梢娤禂?shù)k′為小于1的數(shù),且隨著梁高的加大而減小。
5 結(jié) 語
主桁前縱梁離橋面較低,空間較小,對施工作業(yè)有影響。三角形掛籃行走后錨小車采用了下壓式,需要的軌道較短且對軌道的要求較低,只需滿足前支點行走即可。實測變形比理論計算值小,主要原因是模板鋼筋等錨固后能承擔(dān)部分荷載。本橋的掛籃設(shè)計與荷載試驗成果對同類橋梁施工具有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 張萬軍.三角形掛籃的設(shè)計與施工[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2012(18):149151.
[2] 周 敏.GL改進型三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,25(3):5256.
[3] 姜保權(quán).談三角形掛籃設(shè)計驗算與應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2013(1):144148.
[4] 潘建平.懸臂施工用鋼桁架三角形掛籃設(shè)計與應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013(8):910,17.
[5] 蒯行成,王雅妮,劉偉綱,等. 三角形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計計算[J].公路工程,2011(1):4144,69.
[6] 王連彬,宋 均.后支點三角形掛籃預(yù)壓施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(9):8283.
[7] 李亞軍.三角形掛籃在跨唐津高速公路懸臂現(xiàn)澆箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].四川建材,2011(3):187194.
[8] 李睿林.三角形掛籃在高架橋懸臂箱梁施工中的結(jié)構(gòu)計算[J].青海交通科技,2011(3):3338.
[9] 黃 芳.自錨式三角形掛籃的荷載驗算[J].建筑施工,2012(5):498500.
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