路軍生

摘要：本文以長(zhǎng)株潭城際鐵路理工特大橋連續(xù)梁菱形掛籃設(shè)計(jì)施工為例，從菱形掛籃的設(shè)計(jì)、建模驗(yàn)算、施工注意事項(xiàng)等方面著手，對(duì)設(shè)計(jì)過程和施工過程的注意要點(diǎn)進(jìn)行描述總結(jié)，以期為連續(xù)梁菱形掛籃的設(shè)計(jì)施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；菱形掛籃；設(shè)計(jì)；簡(jiǎn)算；施工控制

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）05—89—02

1工程概況

理工大學(xué)特大橋主橋梁部為有砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁（雙線），跨度為（40+72+40）m，主橋平面位于曲線上，線間距由4.4m。主跨全長(zhǎng)153.2m，中支點(diǎn)梁高為5.65m，跨中梁高為3.25m。梁體為單箱單室、斜腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。

2掛籃設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

根據(jù)本橋懸灌梁的結(jié)構(gòu)形式和施工特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的掛籃儲(chǔ)備，確定該橋掛籃形式采用菱形掛籃。該型式掛籃具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，剛度大，拆裝施工方便等特點(diǎn)。主要由以下幾部分組成。

（1）主桁系統(tǒng)：由上弦桿、下弦桿、立柱、前斜桿、后斜桿組成單片主桁，共2片，橫向由橫聯(lián)連接；

（2）箱梁頂板底模平臺(tái)：由縱梁和下橫梁組成整體平臺(tái)，分前、后底模平臺(tái)；

（3）吊掛系統(tǒng)：由前上橫梁，前后吊帶組成；

（4）內(nèi)外導(dǎo)梁系統(tǒng)：由內(nèi)外導(dǎo)梁、錨固滑行設(shè)備等組成，為側(cè)、內(nèi)模平臺(tái)滑道設(shè)備；

（5）走行系統(tǒng)：由前后支腿、滑板及滑道組成，為主桁系統(tǒng)的滑行設(shè)備；

（6）平衡及錨固系統(tǒng)：由錨固部件、錨固筋等組成，以便掛籃在灌注砼和空載行走時(shí)，具有必要的穩(wěn)定性。

2.1設(shè)計(jì)依據(jù)及驗(yàn)算假設(shè)

2.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）時(shí)速200公里客運(yùn)專線（城際）鐵路《有砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁》跨度（40+72+40m），圖號(hào)：長(zhǎng)株潭城際施圖（橋）參修-18；

（2）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003；

（3）《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB 10002.2—2005；

（4）《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》人民交通出版社；

（5）Midas civil試用版。

2.1.2驗(yàn)算假設(shè)

（1）由外模走行梁承受外側(cè)模、外側(cè)模頂部箱梁翼板混凝土及掛籃移動(dòng)時(shí)部分底模板的重量（掛籃移動(dòng)時(shí)，底模架后橫梁吊于外模走行梁，隨走行梁一起移動(dòng)；掛籃工作時(shí)，底模架后橫梁由后吊桿吊于己施工梁段上）；

（2）由內(nèi)模走行梁承受內(nèi)模、內(nèi)模頂部箱梁頂板混凝土的重量：

（3）底模承受腹板及底板的重量。

2.2荷載工況與力學(xué)參數(shù)

2.2.1荷載工況

工況一：掛籃處于工作狀態(tài)下，需檢算掛籃主構(gòu)架、后錨系統(tǒng)、上橫梁、前下橫梁、后下橫梁、內(nèi)模走行梁、外模走行梁、前后吊帶和底模縱梁受力情況。由于梁段的長(zhǎng)度不同，故需分別計(jì)算各種梁段長(zhǎng)度中最大重量梁段澆注時(shí)掛籃各部件的受力情況。

工況二：掛籃處于走形狀態(tài)下，需檢算內(nèi)模走行梁、外模走行梁和后勾板的受力情況。

2.2.2力學(xué)參數(shù)

（1）本計(jì)算所選用鋼號(hào)為A3（Q235A）鋼材，《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》容許應(yīng)力取值小于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，則力學(xué)性能按《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》規(guī)定計(jì)算（臨時(shí)結(jié)構(gòu)，取13的容許應(yīng)力增大系數(shù)）：

彈性模量E=210GPa

抗彎容許應(yīng)力1.3[σ_w]=1.3×145=188.5MPa

抗剪容許應(yīng)力1.3[τ]=1.3×85=110.5MPa

軸向容許應(yīng)力1.3[σ]=1.3×140=182MPa

（2）本計(jì)算所選用鋼號(hào)為精軋鋼的鋼材，力學(xué)性能按以下規(guī)定計(jì)算：

彈性模量E=195GPa；容許應(yīng)力[σ]=930MPa。

2.3計(jì)算荷載

2.3.1梁段砼荷載

根據(jù)時(shí)速200公里客運(yùn)專線（城際）鐵路《有砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁》跨度（40+72+40m），圖號(hào)：長(zhǎng)株潭城際施圖（橋）參修-18設(shè)計(jì)圖紙?？芍獟旎@施工1#塊時(shí)，梁體砼荷載最大。作用在掛籃上的荷載具體如下：

（1）1#塊節(jié)段3m長(zhǎng)，底板砼自重166.36kN，力分布在9根底縱梁上，其均布荷載計(jì)算為：q₁=166.36/3/9=6.16kN/m。

（2）一側(cè)腹板砼自重472.64kN，分布在4根底縱梁上，其均布荷載計(jì)算為：q2=39.37kN/m。

（3）一側(cè)翼板砼自重26.59kN，分布在一根外滑梁上，其均布荷載q₃=8.86kN/m。

（4）頂板砼自重165.12kN，分布在兩根內(nèi)滑梁上，其每個(gè)內(nèi)滑梁均布荷載q4=27.52kN/m。

2.3.2模板自重

（1）一個(gè)外側(cè)模重量3.9t，作用在外滑梁4m范圍內(nèi)，其作用在外滑梁的均布荷載為q₃55kN/m。

（2）底模重量2.5t，作用在17根底縱梁范圍內(nèi)，作用范圍4.5m內(nèi)，則作用在一個(gè)縱梁上的均布荷載為：qr=0.32kN/m。

2.3.3其他荷載

砼沖擊荷載：q₁=1kN/m；人員機(jī)具荷載：q₂=5kN/m。

2.4模型建立

掛籃采用菱形掛籃，主桁架采用雙拼32b槽鋼，頂橫梁采用雙拼40工字鋼，前后底橫梁采用雙拼40b槽鋼，縱梁32b工字鋼，吊帶采用φ32精軋螺紋鋼，平聯(lián)采用雙拼18槽鋼。

2.4.1單元建立

按照上述描述用midas建模如圖1所示。

掛籃整體變形最大處為前下橫梁中心部位，變形量為0.018m，可以作為1#節(jié)塊施工時(shí)預(yù)抬值的參考值。

綜上所述，該掛籃滿足理工特大橋懸灌梁施工需求。

3菱形掛籃施工控制要點(diǎn)

第一，所有精軋鋼連接器處精軋鋼必須有明顯的檢查標(biāo)記。連接器長(zhǎng)16cm，在精軋鋼接頭9cm處細(xì)致地涂一圈白色油漆細(xì)線。對(duì)于目前沒有涂漆或涂漆不易辨認(rèn)的，必須及時(shí)補(bǔ)涂。

第二，精軋鋼發(fā)生彎曲超過10。的或者被電焊澆傷的，必須及時(shí)換掉。常規(guī)狀態(tài)下，掛籃用所有精軋鋼在每澆筑6～7個(gè)節(jié)塊時(shí)應(yīng)分別拆換一次。換下來的精軋鋼截?cái)嘤米骱箦^預(yù)埋。

第三，澆筑砼時(shí)，掛籃每片主梁后錨不得少于4組，且尾部加長(zhǎng)段范圍內(nèi)后錨不計(jì)入此4組之列。

第四，內(nèi)、外滑梁上吊和下吊點(diǎn)處必須增加扁擔(dān)梁或加墊25cm×25cm×2cm鋼板，不得直接用精軋鋼錨墊板錨固，且每處精軋鋼要上2個(gè)螺母。

第五，澆筑砼時(shí)，外滑梁后吊點(diǎn)必須采用精軋鋼直接穿過方式，可采用吊架滾輪作為保護(hù)，不得采用只有吊架滾輪受力的方式。

第六，澆筑砼時(shí)，絕不能采用精軋鋼代替錳鋼吊帶。

第七，錳鋼吊帶必須用不小于50t的千斤頂支頂，而且扁擔(dān)梁處必須增加一保護(hù)銷，用鋼板墊緊。

第八，后底橫梁、外滑梁、內(nèi)滑梁吊點(diǎn)保護(hù)手拉葫蘆不得小于10t，鋼絲繩不得小于Φ25mm。

第九，掛籃行走時(shí)，尾部鋼絲繩不得直接套在后勾板上。

第十，每條外滑梁必須安裝2個(gè)吊架滾輪。