(江西省路橋工程集團有限公司,江西 南昌 330038)
當(dāng)前,連續(xù)剛構(gòu)橋梁中掛籃的設(shè)計形形色色,造成同一公司的不同項目掛籃材料很難實現(xiàn)區(qū)域周轉(zhuǎn),為增加掛籃的施工周轉(zhuǎn)次數(shù),避免不同項目的重復(fù)計算產(chǎn)生人力及財力的浪費,故對掛籃結(jié)構(gòu)進行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。
本標(biāo)準(zhǔn)化掛籃適用于節(jié)段重量不大于170t的連續(xù)梁懸臂澆筑,設(shè)計思路是通過Midas Civil建模分析掛籃受力,模擬出掛籃主桁、拉桿等構(gòu)件最為合理時的受力狀態(tài),根據(jù)實際需要選擇掛籃類型。本文將以漢江特大橋(65.5+2*116+65.5)m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁為例,介紹該標(biāo)準(zhǔn)掛籃的應(yīng)用。
湖北老河口至宜昌高速公路老河口至谷城段第03合同段漢江特大橋南北主橋上部結(jié)構(gòu)均為(65.5+2*116+65.5)m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁,箱梁設(shè)計為單箱單室斷面,箱梁頂面寬度12.75m,底板寬度6.75m,箱梁頂設(shè)有2%的單向橫坡(局部設(shè)置超高)。箱梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計,為三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),縱向及橫向預(yù)應(yīng)力鋼束為1860MPa鋼絞線,豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋鋼筋。漢江特大橋主橋41#~45#、79#~83#墩為四跨連續(xù)剛構(gòu)體系,由兩個托架澆筑的墩頂0#塊、在三個主墩上按“T”構(gòu)用掛籃分段對稱懸臂澆筑的梁段、吊架上澆筑的跨中合攏段及落地支架上澆筑的邊跨現(xiàn)澆段組成。墩頂0#塊長為12m,三個“T”構(gòu)的懸臂各分為15對梁段,其梁段數(shù)及梁段長度從根部至跨中各為:6m、5×3m、9×4m、2m、6.2m,0號梁段混凝土320m3, 重量為8000KN,懸臂澆筑段最大混凝土量為55.47m3, 重量為1498KN。
表1.各懸澆梁段重量
掛籃由主桁架、底模架、內(nèi)外模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、底平臺系統(tǒng)和后錨系統(tǒng)等幾大部分組成,菱形桁架掛籃的主要承重機構(gòu),由位于縱向箱梁腹板頂部的2組菱形桁架拼裝而成,其間橫向用門架組成平面聯(lián)結(jié)系,采用栓接;底模架由12根I30a按一定間距分配縱梁組成。施工時左右兩側(cè)可各設(shè)2根I20的人行縱梁,上鋪槽鋼和行走平臺。主桁為2[40a組焊件,后錨平聯(lián)為[20組焊件,豎向平聯(lián)為2[14組焊件,橫梁為2HN400組焊件。掛籃結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。
圖1.掛籃立面布置圖
本標(biāo)準(zhǔn)化掛籃的設(shè)計思路是通過Midas Civil建模分析掛籃受力,模擬出掛籃主桁、拉桿等構(gòu)件最合理時的受力狀態(tài),計算結(jié)果見表2。
通過計算得知,底籃平臺、前上橫梁、桁架及主桁系統(tǒng)組合應(yīng)力均在設(shè)計要求的范圍內(nèi)。
表2.強度計算結(jié)果
圖2.主桁系統(tǒng)軸力圖
由圖2可知,最大軸力為1289KN,通過計算并分析各桿件應(yīng)力,各桿件最大應(yīng)力為97.5MPa<[σ]=260.4MPa,主桁穩(wěn)定性滿足要求。
根據(jù)計算結(jié)果,主縱梁后錨在澆注時,主桁架后錨力P1=1008.2KN,由電算模型可知:傾覆力P=886.4KN,傾覆彎矩M=P×L=886.4KN×5.3m=4697.9KN·m。通過4根Φ 32精軋螺紋鋼筋設(shè)置的后錨,抗力P1′=4×631KN=2524KN,則抗傾覆彎矩M1=P1′×L1=2524KN×4.5m=11358KN·m,抗傾覆系數(shù)為K=M1/M=2.4>2,滿足規(guī)范要求。
掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件運達施工現(xiàn)場后,在已澆筑好的0#塊梁段安裝掛籃,掛籃構(gòu)件利用塔吊或汽車吊吊至已澆筑梁段頂面,拼裝順序如下:
1.現(xiàn)場拼裝三角桁架的5支桿件,桿件間的連接均由直徑為100mm的連接軸固定,三角桁架拼裝完成后放置于開闊平穩(wěn)地帶待用;
2.在澆筑好的0#梁段上安裝調(diào)平小梁:橫向間距6300mm,縱向間距700mm,梁段從其中心向兩側(cè)各鋪設(shè)6m長的軌道,將露出箱梁頂面的豎向預(yù)應(yīng)力筋(JL32)插入軌道底面的預(yù)留孔內(nèi),經(jīng)測量確認其軌距、水平和位置無誤后,用JL32及螺母將軌道固定,對每根錨筋施以250~300KN的錨固力;
3.吊裝拼裝完成的桁架放置在0#梁軌道上,連接反鉤輪與主桁;
4.吊裝主桁架:先吊一片對好位置并臨時支撐牢固,再吊另一片,調(diào)正后安裝橫向聯(lián)結(jié)系統(tǒng),將兩片桁架聯(lián)成整體;
5.用Φ32精軋螺紋鋼筋及后壓梁將桁架后端錨固在預(yù)埋的連接器上;
6.吊裝前后上橫梁并與桁架連接緊固;
7.按方案圖紙安裝吊帶、分配梁、千斤頂提升裝置等。
1.吊裝底模架及底模板(可以分別吊裝,也可將底模和底模架拼裝好后整體吊裝);
2.吊裝內(nèi)模架走行梁,安裝好前、后吊桿;
3.安裝外模,由于外模已在0#梁段使用,故只需將外模走行梁插入外??蚣軆?nèi),在安裝好前后吊架桿后將外模吊起,用5T手拉葫蘆拖至上1#(1’#)梁段位置即可;
4.吊裝張拉平臺,在橋下將工作平臺組裝成一個整體,用手拉葫蘆懸掛于主桁系統(tǒng)上,以便隨施工需要進行提升;
5.調(diào)整掛籃位置,調(diào)整內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)為:掛籃中線應(yīng)與橋梁中線重合(偏差不得超過5mm);變形量以現(xiàn)場實測值為準(zhǔn),在懸臂澆筑過程中,根據(jù)混凝土作業(yè)量將彈性變形值分次進行調(diào)整,每次的調(diào)整量為4~6mm。組裝好的掛籃,必須經(jīng)過技術(shù)安質(zhì)人員按原設(shè)計圖紙檢查驗收。
本文以漢江特大橋(65.5+2*116+65.5)m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁為例,介紹了該標(biāo)準(zhǔn)掛籃的應(yīng)用,首先通過Midas Civil建模分析掛籃受力,模擬出掛籃主桁、拉桿等構(gòu)件最合理時的受力狀態(tài),通過計算分析,各桿件均滿足設(shè)計要求。然后介紹了主桁架、掛籃底平臺及模板的拼接施工過程。目前該連續(xù)剛構(gòu)橋已完成施工,通過在施工過程中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn),所選用的掛籃各桿件均合理。