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        菱形掛籃設(shè)計(jì)驗(yàn)算及掛籃施工控制技術(shù)

        2016-05-14 22:31:48路軍生
        建筑建材裝飾 2016年5期
        關(guān)鍵詞:連續(xù)梁施工控制設(shè)計(jì)

        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[σw]=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。

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