回箐沟特大桥挂篮设计说明书知识交流.docx

1、回箐沟特大桥挂篮设计说明书知识交流设计说明1、 工程概况西攀路回箐沟特大桥主桥为95m+170m+95预应力混凝土连续刚构桥，其箱梁采用直腹板的单箱单室结构。箱梁顶面宽度为22.5m,底面宽度为13.0m,两侧翼缘悬臂长4.75m。梁高由根部10.5m按1.5次抛物线变化至3.5m。箱梁顶板除0号块两横隔板间厚0.5m外，其余厚30cm箱梁底板0号块两隔板间厚1.5m，其余厚度按2.2次抛物线由1.2m变化 至0.36m。腹板厚度分1.2m、0.75m、0.65m、0.55m四个梯度变化。箱梁设计为纵向、横向和竖向预应力体系。在主墩处箱梁设两道 2.5m厚横隔板，在边跨端部各设一道1.2m厚横

2、隔板。主桥箱梁采用挂篮悬臂浇注，先在托架上浇注 0号块，然后在 0号块上拼装挂篮。一个主墩上采用一对挂篮对称浇注。箱梁1# 30#段均为挂篮悬浇，31#段为合拢段，32#段为边跨支架现浇段。悬浇长度分2.2m、2.5m和3n三种规格，其最大重量 分别为 2297KN （1# 块）、2136KN（ 11# 块）和 2033KN （21 # 块）。本桥箱梁悬浇采用后支点挂篮施工。挂篮采用现有成套设备公司自行设计的菱形桁架式挂篮，该挂篮设计浇注混凝土重量为 3000KN在国道317 （213线）都汶路E合同段庙子坪岷江大桥改制加工、使用。为了保证该挂篮在回箐沟特大桥箱梁悬浇中安全、可 靠、方便的投入

3、使用，现特根据回箐沟特大桥的实际情况，对挂篮进行了适当修改，并全部进行了重新设计和验算。现将计算结果和 设计图纸等编制成文件，以供审查、加工、安装和使用。2、设计依据本挂篮主要依据下列文件、标准及规范进行设计：国道108线西攀路C11合同段回箐沟特大桥设计图纸公路桥涵设计通用规范 (JTJ021-89)公路桥涵钢结构及木结构设计规范 (JTJ025-86)钢结构设计规范 (GBJ17-88)钢结构工程施工及验收规范 (GB50205-95)公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-89)3、 挂篮的构造及特点本挂篮高4m前端悬臂长6m后端锚固长5.5m，能适应大多数桥梁，如连续刚构桥、斜拉桥等悬臂

4、浇注的需要。它吸收了国内 外各类挂篮结构的优点，挂篮的主要杆件、前支点、后锚点都采用销接，受力明确，不产生弯矩，安装、运输都十分方便。3.1、承重桁架系统为了使挂篮具有较好的通用性，适应不同的桥梁使用，本挂篮主要构件分为标准构件和非标准构件。本挂篮主要的承重构件是由两片菱形桁架组成标准构件，每片桁架由五根受力杆件销结而成。两片桁架之间间距为1235cm用前、 后横梁连接，同时前、后横梁又作为吊杆的支点。五根主要受力杆件均用1420m厚的16Mr钢板焊接组拼成250X 250mr的闭合矩形截面，使其具有承载力强，抗扭性能好的特点。 设计了后锚点、前支点、上结点和前结点等四个主要结点，将五根杆件联

5、为整体。杆件与节点板的连接方式为销结，使杆件受力明确，安装、拆卸也非常方便。前、后上横梁设计为非标准构件，每座桥在使用本挂篮时，需根据该桥箱梁截面的宽度重新设计。前、后上横梁采用 16和 20普通槽钢加工。由于本桥较宽，为保证前、后上横梁的稳定，在其上下弦杆的水平面上，设置上、下平联。上、下平联由单根/ 125X125X 10的角钢构成，通过节点板与前、后上横梁焊接。3.2、后锚系统承重桁架片的锚固系统，在浇注混凝土时，用后锚杆穿过预留孔，上端与挂篮后锚点连接，下端与混凝土箱梁顶板连接。后锚杆用材质为40CrNiM0的低合金钢锻件加工而成，直径为70mm3.3、底篮和吊带系统在前、后底横梁上布

6、设136工字钢，作为浇注混凝土的底篮。前、后底横梁采用钢板加工的矩型横梁，梁高 50cm采用12mr钢板, 梁宽25cm采用22m钢板。前、后底横梁上设置连接点，通过钢销与吊带连接。底篮的锚固系统，是通过吊带完成的。后下横梁的锚 固，是用吊带的下端与后下横梁销接，上端穿过主梁底板和顶板的混凝土预留孔，锚固于底板和顶板上。前下横梁的锚固，是用吊带 的下端与前下横梁销接，上端直接与挂篮的前上横梁连接。采用液压千斤顶来调节前、后底横梁的高度，以实现准确的立模标高。主吊带采用16M钢板加工成标准节，然后用钢销连接到需要的长度，畐U吊带采用 32精轧螺纹钢筋。3.4、行走系统轨道用钢板加工成工字形截面，

7、挂篮行走时，在后锚点上，用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板，用两台 60t 液压千斤顶驱动挂 篮前移。行走轨道的固定，是通过预留孔安装反压梁进行固定。3.5、模板系统模板系统由内、 外模板、 滑梁及模板固定装置组成， 均采用大块钢模。 浇注混凝土时， 模板由内外滑梁支撑， 而内外滑梁的锚固， 则通过吊带一端锚固于混凝土箱梁的顶板，一端锚固于挂篮前上横梁。内外模板侧模间由对拉螺杆承受浇注混凝土时的侧向压力。挂 篮移动时，外模由外模滑梁支托随同挂篮前移，内模滑梁同时被拉出。然后在适当的时候将内模顺着内模滑梁拉出。4、受力计算4.1 、设计荷载本挂篮设计考虑如下荷载： 混凝土荷载 挂篮自重挂篮自重=

8、挂篮重+模板重=100+40=140 t 人群及施工荷载按公路桥涵设计通用规范，取 1.5Kn/m2 。 风荷载按公路桥涵设计通用规范，计算纵桥向风力，用公式：W=K 1K2K3K4W0进行计算。4.2 、计算工况 分别计算以下四个控制工况： 工况1: 1#块件（长2.2m）的浇注。工况2: 11 #块件（长2.5m）的浇注。工况3: 21 #块件（长3m）的浇注。 工况4:挂篮行走。4. 3 、结构计算根据挂篮的设计图纸，建立空间模型，将各工况的荷数载加到挂篮的相应部位，用结构分析程序 SP2000进行电算。4.3.1 、浇注混凝土时的计算 为了符合施工实际情况，把其它荷载与混凝土荷载的重心

9、联系起来，以实现准确地加载，在实际计算中，将挂篮、模板等其他荷 载以混凝土重量为基数再乘以系数作总荷载，加到挂篮相应部位进行计算。系数偏安全地取 1.5，其组成情况约为:挂篮主体结构重量取系数 1.25, 模板重量取系数 1.15，人群和风荷载取系数 1.1。 例如，21#块混凝土净重2032.576KN,乘以1.5系数，挂篮计算总荷载为：P 总=混凝土重2032.576+其它荷载1016.288=3048.864 kN各工况控制节段的混凝土荷载和计算总荷载如下表所示:各控制节段重量表节段号节段长(m底板腹板顶板翼缘板合计体积m3体积m3体积m3体积m3体积m3重量KN重量KN重量KN重量KN

10、重量KN乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数乘1.5系数1 #块件2234.63429.65913.210.83588.328900.484771.134343.2281.712296.5681350.7261156.761514.8422.5653444.85211 #块件2.531.50122.96215.37512.31382.151819.026597.012399.75320.1382135.9261228.539895.518599.625480.2073203.88921井块件327.70817.20318.4914.77578.176720.408447.27848

11、0.74384.152032.5761080.612670.9171721.11576.2253048.864对各工况分别进行计算，然后对结果进行分析比较。计算结果表明，浇注混凝土时以工况 3和工况1受力最大，为控制阶段。以F列出了工况3的计算图示和各工况的计算结果，从下列表格可以看出，计算全部通过。挂篮模型图 挂篮加载图挂篮主要结构受力表工况1:杆件名称轴 力（KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备注1 #主杆852.684.7120.025 X 25 矩2#主杆-688.284.3320.0形截面，3#主杆-697.723.7920.016Mn钢板,4#主杆

12、-733.124.6220.0单根杆件。5#主杆718.574.5320.0主杆销子5.4312.545#钢主杆孔壁9.6930.0吊带（短）266.968.5620.016Mn吊带（长）209.026.7020.0钢板吊带销子6.7612.545 #钢吊带孔壁13.2630.0杆件名称轴 力（KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备注吊带分配梁-7153.393.8914.536b工字钢前上横梁20-1489.503.9014.5前上横梁16297.805.9214.5后上横梁20541.161.4214.5后上横梁16-7.630.1514.5前下横梁-211

13、29.086.4621.016Mn钢板，矩形截面后下横梁21128.446.4621.0顶板滑梁9812.335.2614.5翼缘板滑梁7691.865.6614.5腹板纵梁7682.278.3414.536b工字钢底板纵梁8814.099.5714.5后锚点反力-503.3110.0246.5后横梁支点反力474.047.9020.0后锚固吊带前支点反力962.17杆件名称轴 力(KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备注1 #主杆944.625.2220.025 X 25 矩2#主杆-762.494.8020.0形截面，3#主杆-772.954.2020.01

14、6Mn钢板,4#主杆-812.165.1220.0单根杆件。5#主杆796.045.0120.0主杆销子944.626.0212.545#钢，剪切主杆孔壁944.6210.7430.0吊带（短）279.808.9720.016Mn吊带（长）206.676.6220.0钢板吊带销子279.804.9812.545#钢，剪切吊带孔壁279.807.5230.0吊带分配梁-7424.174.0314.536b工字钢杆件名称轴 力（KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备注前上横梁20-1628.124.2514.5前上横梁16252.205.0114.5后上横梁2059

15、9.651.5714.5后上横梁16-8.460.1714.5前下横梁-18210.135.5621.016Mn钢板，后下横梁17296.005.2921.0矩形截面顶板滑梁13281.357.1214.5双40 #翼缘板滑梁10409.145.5914.5槽钢腹板纵梁7739.728.4014.536b工字钢底板纵梁7550.058.2014.5后锚点反力-557.5611.1046.5后横梁支点反力359.465.9920.0后锚固吊带前支点反力1065.91杆件名称轴 力(KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备注1 #主杆1226.576.7820.025

16、 X 25 矩2#主杆-990.096.2420.0形截面，3#主杆-1003.665.4620.016Mn钢板,4#主杆-1054.646.6420.0单根杆件。5#主杆1033.666.5120.0主杆销子1226.577.8112.545#钢主杆孔壁1226.5713.9430.0吊带（短）341.3310.9420.016Mn吊带（长）239.957.6920.0钢板吊带销子341.336.0412.545 #钢吊带孔壁341.338.8930.0吊带分配梁-8782.504.7714.536b工字钢杆件名称轴 力（KN弯矩（KN-cm）应 力2（KN/cm）许用应力2（KN/cm）备

17、注前上横梁20-1751.424.5714.5前上横梁16412.798.2114.5后上横梁20779.532.0414.5后上横梁16-11.010.2214.5前下横梁-20199.516.1721.016Mn钢板，矩形截面后下横梁12029.493.6721.0顶板滑梁17429.039.3514.5翼缘板滑梁12177.716.5314.5腹板纵梁6476.827.0414.536 #工字钢底板纵梁6335.886.8814.5后锚点反力-724.0114.4146.5后横梁支点反力249.674.16后锚固吊带前支点反力1384.03挂篮主要结点扰度表 (cm)结点号ABC备注工况

18、11.071.801.44A 前结点工况21.191.881.57B下横梁中点工况31.542.342.00C腹板吊带中点注：上表为弹性变形，施工时另外考虑非弹性变形432、 挂篮行走时的计算挂篮行走时，在后锚点处用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板，用千斤顶驱动前进。挂篮的前下横梁仍由吊带支撑，后下横梁 则钢丝绳滑车组支撑。滑车组固定端固定在后上横梁的端部。因此，挂篮行走时的计算，仅需验算钢轨、特制小轮及拉杆、钢丝绳的强度即可。计算荷载，取(挂篮自重+模板重)X 1.2冲击系数433、 挂篮的倾覆验算1417KN433.1、挂篮浇注状态以工况3计算，此时前端承受混凝土荷载，前吊带竖向力合计为总

19、倾覆力矩为：M 倾=1417X 600= 850200 KN.cm后端锚固，采用2X 4根40CrNiMo锚杆，直径 50,c s=650 MpaM 抗倾=8 X 12.56 X 65X 550= 3592160 KN.cm抗倾覆安全系数K= M 抗倾 / M 倾 =3592160 / 850200=4.234.3.3.2 、挂篮行走状态以工况 4 计算，此时挂篮前端承受底篮重量，前支点竖向力合计为 350KN，总倾覆力矩为 :M 倾=350X 600X 1.2 = 252000KN.cm行走小车极限承载力按4 X 600KN计：M 抗倾=4X 600X( 550+ 50)= 1440000

20、KN.cm抗倾覆安全系数K= M 抗倾 / M 倾 =1440000/252000 = 5.75、挂篮的加工、安装本挂篮主体部分全部完好，可以直接使用。前、后上横梁采用 20#和16#槽钢加工。吊带采用16Mn钢板加工。由于本挂篮承受荷载大，并长时间反复使用，故要求以上加工件应在有能力的厂家加工。应严格按照图纸要求，控制加工精度，控制焊接质量。挂篮拼装时，必需利用塔吊配合进行。拼装的顺序是：轨道一前支点-后锚点-2#杆件一 1 #杆件-3#杆件一上结点-后锚杆锚固一 4#杆件一 5#杆件一前结点一后上横梁一前上横 梁f吊带f前下横梁f后下横梁f底纵梁。特别要注意，由于各杆件是销接的，在拼装过程

21、中容易转动倒下伤人，应采取措施临时稳固。 4、5#杆件为悬臂端，在拼装时一定要将后锚点可靠锚固，避免结构倾覆。挂篮拼装完成后，必须按图纸认真检查，特别是各个结点、销子、螺栓、锚杆的连接情况，保证稳妥可靠。 拼装完成后，应按挂篮的设计荷载进行试压，并观测各控制点扰度。在挂篮整个使用过程中，每移动一次，都要进行全面检查，确保万无一失。 挂篮所使用的预留孔，必须按图准确埋设，并保持孔道垂直，避免锚杆出现斜置现象。挂篮行走时，轨道一定要牢牢固定在箱梁顶面。固定的方法是利用箱梁腹板的竖向精轧螺纹钢筋，用连接套接长，双 25#槽钢组合成短横梁，将轨道压稳。行走时，一个挂篮需设三道压梁。行走以液压千斤顶驱动，一台挂篮配两台 60t 千斤顶。在行走船与轨道表面之间涂抹黄油，减少摩擦。本桥主吊带采用了钢板吊带，翼缘板、顶板处的副吊带采用了精轧螺纹钢筋，施工时要求对所有的精轧螺纹钢筋要特别加以保护， 不得碰撞、搭铁；凡用连接套的地方，必须用红油漆作好标记，以保证锚固长度相等。使用千斤顶的地方都设计了双螺帽，上螺帽作 顶升用，下螺帽作承重用。顶升后一定要将下螺帽拧紧。挂篮拆除后，所有配件应妥善保管，作为设备在下一个桥上使用。