广明陈村特大桥36m宽幅挂篮设计蒋家毅Word下载.doc

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设计

1、工程概况

陈村特大桥主梁截面形式为变高度、斜腹板单箱三室宽幅式脊骨梁截面，跨度120m+218m+120m，箱梁顶板宽36.0米，两侧翼缘板宽7.123m。

根部梁高6.5m，跨中及边跨端部直线段梁高3.5m。

箱梁边腹板厚度由根部的1.1m在12m范围内线性渐变为跨中0.65m，中腹板厚度由根部的1.1m在12m范围内线性渐变为跨中0.5m。

底板下缘箱梁根部1.0m渐变到跨中0.3m。

翼缘板下每隔3.5m或4m设置一道横向挑臂加劲肋。

箱梁内部设置与挑梁对应的加劲横隔板。

主墩顶0#块梁段长18.0米，需挂篮浇浇梁段为1#～25#梁段，其中1#、2#梁段长3.5m，3#～25#梁段长4.0m，7#～23#梁段为斜拉索梁段，最大梁段重量为1#梁段需188.1m3混凝土。

2、挂篮形式选择

目前常用的挂篮为三角挂篮和菱形挂篮，根据以下几个方面对两种挂篮形式进行方案比选。

2.1、受力方面

三角挂篮斜拉杆和立柱只受轴力N作用，纵梁需承受轴力N、弯矩M和剪力Q共同作用；

菱形挂篮所有构件均只受轴力N作用。

2.2、稳定性方面

三角挂篮重心低于菱形挂篮，比菱形挂篮更稳定。

2.3、加工方面

加工精度方面菱形挂篮困难大于三角挂篮。

2.4、重量方面

菱形挂篮自重大于三角挂篮。

3、挂篮设计

陈村特大桥主梁采用三角挂篮施工，挂篮自重150.2t与最大梁段重量（489.1t）之比为0.31，经陈村特大桥挂篮设计进行如下总结：

图一挂篮结构图1

图二挂篮结构图2

图三挂篮结构图3

3.1、主桁系统

陈村特大桥主梁为36m宽幅箱梁，将主桁榀数设置为四榀，分别置于斜腹板和中腹板上，每片主桁由斜拉杆、立柱、纵梁组成，其中斜拉杆与立柱、纵梁销轴连接，立柱与纵梁螺栓连接，每榀主桁之间设置连接系连接保证其整体刚度，每个构件根据受力不同控制因数也不同。

斜拉杆：

斜拉杆只受轴力N（拉力）作用，强度和刚度控制因数为斜拉杆截面面积A和钢材类型。

强度计算公式为：

立柱：

立柱只受轴力N（压力）作用，强度和刚度控制因数为截面面积A、各方向惯性矩I、计算长度L以及钢材类型。

压杆稳定性计算公式为：

纵梁：

纵梁受力较复杂承受轴力N、弯矩M以及剪力Q，强度和刚度控制因数为截面面积A、各方向惯性矩I、计算长度L、中性轴位置以及钢材类型。

强度计算公式如下：

；

由于受力为双向应力状态需根据材料力学第三强度理论进行荷载组合：

3.2、锚固系统

锚固系统分为后锚梁和后锚精轧螺纹钢，后锚梁需进行强度和刚度验算，后锚精轧螺纹钢需进行挂篮倾覆验算，且安全系数不能小于2。

施工时可根据桥梁竖向预应力情况利用桥梁竖向预应力作为后锚固系统。

后锚固精轧螺纹钢应尽量均匀分布在斜拉杆与纵梁轴线交点两侧，保证各精轧螺纹钢受力均匀。

锚固方式通常有如下三种：

（1）、精轧螺纹钢与配套垫板、螺母埋置在箱梁混凝土内。

（2）、精轧螺纹钢穿过箱梁顶板并锚固在顶板上，锚固时注意精轧螺纹钢与顶板垂直防止出现剪切分力。

（3）、精轧螺纹钢直接预埋在箱梁混凝土内，此方法需计算精轧螺纹钢的埋置深度，计算方法如下：

l--受拉钢筋的锚固长度；

fy--预应力钢筋的抗拉强度设计值；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；

当混凝土强度等级高于C40时按C40取值。

d--钢筋的公称直径；

α--钢筋的外形系数。

3.3、走行系统

挂篮走行系统包括滑道、支座、行走导梁。

设计时需对滑道系统进行强度验算，行走时设计为后支座反扣在滑道上从而取消挂篮行走配重，行走导梁设置在外侧模重心处防止其行走时倾覆。

图四走行千斤顶布置

图五滑道断面图

3.4、吊挂系统

吊挂系统分前吊挂系统和后吊挂系统，目前主要材料采用特制钢吊带和精轧螺纹钢。

在选材时需注意如下两点：

（1）、长吊带不得使用精轧螺纹钢。

（2）、挂篮行走时提供行走动力的吊带不得使用精轧螺纹钢。

在强度设计时需考虑如下两点：

（1）、吊带只受轴力N作用，计算时需考虑销轴孔洞削弱。

（2）、由于后吊带在施工时需施加预应力，故吊带材料必须为能施加预应力的材料，且应力必须在弹性抗拉强度以内。

3.5、模板系统

模板系统包括底模、侧模、内模以及端模，根据陈村特大桥主梁为变高度、斜腹板单箱三室宽幅式截面，模板设计时需考虑如下问题：

（1）、底模设计时需应考虑底板宽度和梁高变化。

外侧几条分配纵梁可设计成左右滑动形式随梁底变宽而变宽，且随梁高变化在竖向范围内可以转动，设计时可采用铰轴支座形式。

图六铰轴支座

（2）、侧模需一次加工成型适应梁高变化，避免在施工过程中烧割模板。

（3）、陈村特大桥箱梁内存在横隔板，内模不能设计成整体形势，也无法设置内模行走导梁，故设计成满堂支架形势。

4、结语

三角挂篮有结构简单、自重轻、稳定性好、加工精度简单等优点，在连续梁悬浇施工中得到广泛运用。

每一座悬浇施工的连续箱梁桥都有其自身的特点，这需要综合考虑桥梁自身因素对挂篮选择的影响，实际工程中，对选定的挂篮还需进行详细的结构形式和杆件的设计，使其能满足实际工程要求。

参考文献：

[1]刘华。

变宽曲线连续箱梁悬灌施工[J]。

铁道标准设计，2006。

[2]林玉森。

宽桥面挂篮设计与悬灌施工技术[J]。

铁道工程学报，2006

（2）。

[3]周水兴，何兆益，邹毅松，等。

路桥施工计算手册[M]。

北京：

人民交通出版社，2001。

[4]赵熙元。

建筑钢结构设计手册[M]。

冶金工业出版社，1995。