桥梁方案33m宽幅大断面箱梁挂篮施工方案.docx

1、桥梁方案33m宽幅大断面箱梁挂篮施工方案33m宽幅大断面箱梁挂篮施工方案 1工程概况纳金大桥是规划的“拉萨市第一大桥”，位于拉萨市的东郊，全长1.28km，主桥为（70+117+117+70m）三跨矮塔斜拉桥。主桥箱梁宽33m，主体结构采用单箱五室断面，箱梁高度从跨中无索区2.5m至主墩中心2m按圆弧线变化为4.0m，有索区每个梁段长5m。塔中无索区长27m，跨中无索区长20m。主桥箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系，设计采用挂篮整幅悬浇施工。根据纳金大桥上部箱梁的特殊性，常规的挂篮存在以下问题：1、箱梁断面大（33m），按常规设计挂篮自重大。2、由于箱梁单幅宽，挂篮自重大，安装、移动挂篮困难，

2、即整个悬浇施工难度较大。 3、挂篮自重大，会对悬浇箱梁自身受力情况产生影响。4、用于挂蓝的材料无法回收，一次性投入大，成本增加。对此，项目部根据纳金大桥的实际现场情况，突破常规，设计了一套宽幅轻型自走式挂篮系统。见图5.1.15.1.3。图5.1.1 挂篮侧面图图5.1.2 挂篮断面图图5.1.3 挂篮现场照片2 设计依据、规范标准拉萨市纳金大桥工程施工图设计公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-86 公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011 钢结构设计规范GB50017-2003 建筑钢结构设计手册（上下册）、结构力学、材料力学等。 3 挂篮设计5.3.1挂篮设计参照以3梁

3、段为基础进行挂篮的设计。3梁段在11个挂篮悬浇段中，混凝土方量最大，为210.1m3；梁段浇筑长度最大，为5m。因此整套挂篮以3块为标准进行设计和验算。其后来的挂篮超载预压也以3块为标准进行。5.3.2挂篮系统结构简介为节约成本，本次大桥挂篮系统有别于普通常用的菱形和三角形挂篮，其主梁就地取材，采用龙门吊上的三角梁作为主梁。整个挂篮系统属于后支点式挂篮。主要组成部分为：主梁、底模、侧模、翼缘板模板、上横梁、下横梁、梁底纵梁、反压梁以及挂篮行走系统组成。难点是大桥采用33m挂篮整体浇筑、整体前移。（一）主梁主梁三角梁全部采用Q235钢制作，长12m。上梁为1根组合型钢，由2块15mm厚钢板之间竖

4、向焊接2块10mm厚钢板而成。下梁构造同上梁。上下梁之间，用12.6槽钢对焊而成的斜撑连接。上下梁两侧每隔1m焊接10mm厚筋板，构件连接位置同样增焊10mm厚筋板，以加强三角梁的整体受力性能。主梁见图5.3.1。 图5.3.1 挂篮主梁-三角梁（二）模板系统底模、侧模、翼缘板模板均采用6mm厚钢板制作，背肋间距均为40cm40cm。底模背肋均采用8槽钢。下铺40H型钢作为支撑。侧模背肋横向为8槽钢，竖向为6mm筋板。背撑采用一对14b槽钢背向支撑，方便对拉螺杆安装。背撑设置间距为80cm。翼缘板模板同侧模。在翼缘板模板下设置了桁架支撑，桁架支撑由14槽钢制作而成，设置间距同为80cm。现场模

5、板见图5.3.2，5.3.3。图5.3.2 翼缘板及腹板模板 图5.3.3 底模模板（三）横梁、导梁挂篮用横梁分为上横梁、前下横梁和后下横梁。横梁均采用40H型钢制作而成，吊点位置在型钢侧面加焊筋板。横梁长35m，制作成2根17.5m的横梁，拉运至现场后，用高强度螺栓连接。导梁用于挂篮的行走，设置在底板下3道，每个翼缘板各2道。均采用40b槽钢对焊而成，长度13m。横梁、导梁现场照片见图5.3.4，5.3.5。图5.3.4现场横梁照片图5.3.5现场滑梁照片（四）反压梁反压梁分为后锚压梁和行走小车反压梁。后锚压梁由2根2.5m长的25b槽钢对焊而成，顶部受力面加焊通长10mm厚钢板。行走小车反

6、压梁由2根2.5m长的40a工字钢双拼而成，顶部受力面加焊15cm宽的通长10mm厚钢板，并在工字钢受力部位的侧面加焊筋板。反压梁见图5.3.6，5.3.7。图5.3.6 反压梁照片 图5.3.7反压小车成品（五）行走系统行走系统主要由前支点小车、行走小车和反压小车组成。根据2桥面横坡，通过调整行走小车的高度，将6个主梁调整在同一水平面上。施工时，每个主梁下放置2根轨道。行走小车见图5.3.8。反压小车设置在主梁顶部。前支点小车设置在梁段前端。 图3.8安装好的行走小车（六）小型配件小型配件包括前支点、吊带、吊杆用滚动吊架，专用销座，吊杆吊具等。均采用Q235钢材在厂家直接定做。吊杆为经轧螺纹

7、钢。各种配件见图5.3.95.3.15。图5.3.9 滑梁用滚动吊架 图5.3.10 滑梁用固定吊架图5.3.11 横梁用销座图5.3.12 吊杆用吊具图5.3.13 吊杆用枕梁图5.3.14吊带用枕梁图5.3.15 加工完成的吊带（具体挂篮设置和构件大样图详见纳金大桥挂篮设计方案）4 挂篮验算4.1挂篮模板验算书（一）基本数据挂篮模板包括底模、侧模和翼缘板，均采用Q235钢的原材料制作而成：1、 E206103N/mm22、 145MPa 3、 85Mpa（二）挂篮底模验算3#块为所有挂篮施工中最重的块段，因此以3#块施工对底模进行验算。底模采用5mm钢板作为面板，8#槽钢作为背肋（布置间距

8、为4040cm），40H型钢作为纵梁。1、箱梁自重3#块C50混凝土210.1m3，混凝土按2.5t/m3计算，混凝土自重525.25t。3#块钢筋重34459.4kg，钢筋混凝土比值为164kg/m3。箱梁自重钢筋混凝土5252.5+344.65597.1 KN2、底模工字钢计算底模纵梁采用40H型钢，其分布间距为：一般位置，间距65cm80cm；腹板荷载集中的位置，间距25cm。 具体布置详见下页3#块底模工字钢布置示意图。 根据图纸，把不同间距的工字钢独立出来进行计算。如图所示，采用对称的方法分配箱梁荷载：将相邻两根工字钢的距离等分成二，垂直对应的箱梁断面荷载单独由一根工字钢承受；腹板位

9、置的采用统一计算所承受断面的荷载，然后再平均分配到每根工字钢上。 S1：外侧腹板5根工字钢集中受力 S2：间距70cm单根工字钢受力 S3：间距65cm单根工字钢受力 S4：中腹板5根工字钢集中受力 S5：一侧间距75cm，一侧间距80cm，单根工字钢受力1）S1断面工字钢计算 荷载计算 该断面为外侧腹板，在此考虑翼缘板重量全部由翼缘板模板支承。计算出该截面箱梁面积S13.794m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土3.79452.5474.25 KN 钢筋3.79450.16431.11KN 按照2.0荷载系数计算，总荷载2.0（474.25+31.11）1010.72KN （注：由于

10、考虑2.0的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）均布荷载计算工字钢前后吊点间距l6.1m，腹板重量由5根工字钢承担，即每根工字钢所受均布荷载q均1010.7256.133.14 KN/M40H型钢的参数：Ix=22964.86cm4 Wx=1148.24cm3钢的许用弯曲E应力 145MPa，计算能承受最大的均布荷载max=Mmax WxMmax=maxWxMmax=1451061148.2410-6166494.8NM166.5KNMM均=ql2/8q=8M均l2=8166.56.12=35.8KN/M 满均布q均33.14KN/M q35.8KN/M能够满足要求，安全。抗剪强度计算

11、计算单根工字钢抗剪强度。为保证安全，q均按35KN/M取值荷载计算。（实际q均33.14 KN/M）Fsmax=356.1213.5KN查得40H型钢截面参数IzSzmax=22964.86/642.9735.7cm d=8mmmax=(FsmaxSzmax)/(Izd) =Fsmax(IzSzmax)d =2.123105(35.710-2)(810-3) =74.3Mpa该型钢设计85Mpamax=74.3Mpa挠度计算：Wc=5/384(ql4)(EI)其中：E为206GP，I22964.86cm4故Wc=5/384（351036.14）2.06101122964.8610-813.3m

12、mW=L/400=15.25mmWc=13.3mm能够满足要求，合格。2）S2断面工字钢计算 荷载计算 计算出该截面箱梁面积S20.706m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土0.70652.588.25 KN 钢筋0.70650.1645.79KN 按照2.0荷载系数计算，总荷载2.0（88.25+5.79）188.08KN （注：由于考虑2.0的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）均布荷载计算工字钢前后吊点间距l6.1m，即工字钢所受均布荷载q均188.086.130.83 KN/MWc=11.7mm W=L/400=15.25mm由于单根工字钢荷载30.83KN/M 断面S

13、1的每根33.14KN/M，在各项指标（材料、支承长度等）均相同的情况下，S1合格，即S2能够满足要求，合格。3）S3断面工字钢计算 荷载计算 计算出该截面箱梁面积S30.823m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土0.82352.5102.875KN 钢筋0.82350.1646.75KN 按照2荷载系数计算，总荷载2（102.875+6.75）219.25 KN （注：由于考虑2.0的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）均布荷载计算工字钢前后吊点间距l6.1m，即工字钢所受均布荷载q均219.256.135.9 KN/M挠度：Wc=13.6mm W=L/400=15.25mm

14、抗剪强度：max=(FsmaxSzmax)/(Izd) =2.19105(35.710-2)(810-3) =76.6 Mpa 85Mpa合格。4）S4断面工字钢计算 荷载计算 计算出该截面箱梁面积S43.570m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土3.57052.5446.25 KN 钢筋3.57050.16429.274KN 按照2.0荷载系数计算，总荷载2.0（446.25+29.274）951.0 KN （注：由于考虑2.0的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）均布荷载计算工字钢前后吊点间距l6.1m，腹板重量由5根工字钢承担，即每根工字钢所受均布荷载q均95156.13

15、1.18KN/MWc=11.9mm W=L/400=15.25mm同上，由于单根工字钢荷载31.18KN/M 断面S1的每根33.14KN/M，在各项指标（材料、支承长度等）均相同的情况下，S1合格，即S4能够满足要求，合格。5）S5断面工字钢计算 荷载计算 计算出该截面箱梁面积S50.518m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土0.51852.564.75 KN 钢筋0.51850.1644.25KN 按照2.0荷载系数计算，总荷载2.0（64.75+4.25）138 KN （注：由于考虑2.0的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）均布荷载计算工字钢前后吊点间距l6.1m，即工

16、字钢所受均布荷载q均1386.122.6 KN/MWc=8.6mm W=L/400=15.25mm同上，由于单根工字钢荷载22.6KN/M 断面S1的每根33.14KN/M，在各项指标（材料、支承长度等）均相同的情况下，S1合格，即S5能够满足要求，合格。6）综上所述纵梁采用40H型钢在2.0荷载系数下，在没有计算临时结构提高的30钢材允许应力情况下，强度、刚度、挠度等指标均能达到设计要求，可以认定其安全性。施工时严格按照设计间距布设H型钢即可。3、底模背肋计算底模背肋设置为：横肋间距40cm，纵肋间距40cm，均采用8#槽钢制作。 参照3#块底模工字钢布置示意图，在单根工字钢位置，S3断面间

17、距82cm，且单根型钢承重断面面积最大，以此计算背肋的受力情况。1）横肋计算计算出该截面箱梁面积S20.823m2，3#块长度5m，其箱梁荷载为： 混凝土0.82352.5102.875 KN 钢筋0.82350.1646.75 KN 该段箱梁底板面积0.8254.1m2 按照1.8荷载系数计算，箱梁对底板的压力1.8（102.875+6.75）/4.148.1KN/m2 （注：由于考虑1.8的荷载系数，模板、支架和施工荷载等均不再考虑）即受力最大的横肋线荷载q48.10.8239.4 KN/MMmaxql2/839.40.822/83.3 KNMWMmax/ 3.3KNM145N/mm2 2

18、2.7cm3查表可知，8#槽钢Wx25.3cm3W22.7cm3，能够满足要求。挠度Wc= （注：8#槽钢Ix101cm4）1.11mmW=L/400=7004001.75mmWcW，满足要求。由于82cm间距为最大荷载和最大间距情况下计算的结果，满足要求，则其它间距的横肋均满足要求。2）竖肋计算 由于横肋计算符合要求，竖肋按照设置的40cm间距，同样以3#块荷载为标准进行计算。箱梁对底板的压力48.1KN/m2即受力最大的纵肋线荷载q48.10.419.24 KN/MMmaxql2/819.240.42/80.38KNMWMmax/ 0.38KNM145N/mm2 2.6cm3查表可知，8#

19、槽钢Wx25.3cm3W2.6cm3，能够满足要求。挠度Wc= （注：8#槽钢Ix101cm4）0.03mmWcW=L/400=1.75mm，满足要求。由于纵肋间距均为40cm，且3#块为悬浇块段中的最大荷载，计算纵肋受力满足要求，则其它梁段纵肋间距40cm满足施工要求。3）综上所述底模面板背肋按照40cm40cm布置横肋和纵肋，受力合格，满足施工要求。4、底模面板计算底模面板厚度5mm，背肋设置间距为40cm40cm。 同背肋计算，以3#块S2断面为标准对面板进行受力分析。取面板的压力为50KN/m2（实际该断面平均压力1.8荷载系数下为48.1KN/m2），即Pmax50kPa。1）强度验

20、算 选用板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。ly/lx400/4001.0，查表得：，,。取1mm宽的板条作为计算单元，荷载q为： q0.0510.05N/mm 求弯矩：-0.06000.054002-480Nmm-0.05500.054002-440Nmm 面板的截面系数： Wbh2/6152/64.167mm3 应力为：max = = = 115Mpa 215Mpa （钢板允许应力） 可满足要求。求跨中弯矩： 钢板的泊松比v=0.3，故需换算为： 应力为：max = = = 53Mpa 215Mpa （钢板允许应力） 可满足要求。2）挠度验算 满足要求。 3）综上所述5mm

21、厚钢板按40cm40cm间距设置背肋，其钢板各项指标满足施工要求。（三）挂篮侧模验算对侧模来说，新浇筑的混凝土的侧压力是它的主要荷载。当混凝土浇筑速度在6/以下时，且模板倾角55时，作用于侧面模板的最大压力可按下式计算：pm=Kh （纳金大桥侧模倾角68.01）pm新浇筑混凝土对侧面模板的最大压力，kpa；K外加剂影响修正系数，1.2；混凝土容重，25KN/m3；h有效压头高度，m；根据现场施工情况，混凝土浇筑速度v0.5m/h，混凝土温度T20。当v/T=0.0250.035时，h0.22+24.9v/T=0.8425。代入数据，pm=1.2250.842525.275 kpa（KN/m2）

22、。1、侧模背撑计算根据设计图纸，侧模背撑采用2根14b槽钢背向支撑，每个节段共设置6道这样的背撑，间距80cm。以3块为例，节段长5m，腹板高度2.647m，即每个背撑承担52.647/62.2m2面积的侧模压力。在不考虑背撑上的对拉杆的情况下，默认背撑仅为两端锚固，中间位置不再设置对拉杆，计算如下：1）均布荷载计算每个背撑承受荷载pmS25.2752.255.6 KN，则每一根14b槽钢所受均布荷载q均55.622.64710.5 KN/M14b槽钢的参数：Ix=609cm4 Wx=87.1cm3钢的许用弯曲E应力145MPa，计算能承受最大的均布荷载max=Mmax WxMmax=maxW

23、xMmax=14510687.110-612629.5NM12.6KNMM均=ql2/8q=8M均l2=812.62.6472=14.4KN/M 满均布q均10.5KN/M q14.4KN/M能够满足要求，安全。2）抗剪强度计算计算单根工字钢抗剪强度。为保证安全，q均按15KN/M取值荷载计算。（实际q均10.5KN/M）Fsmax=152.64739.7KN查得14b槽钢截面参数IzSzmax=609/52.411.6cm d=8mmmax=(FsmaxSzmax)/(Izd) =Fsmax(IzSzmax)d =0.397105(11.610-2)(810-3) =42.8Mpa该型钢设计

24、85Mpamax=42.8Mpa3）挠度计算：Wc=5/384(ql4)(EI)其中：E为206GP，I609cm4故Wc=7.6mmW=L/400=6.6mmWc=7.6mm不合格。因此必须在背撑中间设置对拉杆以减少挠度。根据实际情况，计划在背撑中间增加2道对拉，即将背撑分成3段受力，则l2.647/30.882m，重新计算挠度Wc=0.1mmW=0.882/400=2.2mm，合格。2、对拉杆计算根据背撑的设置，在侧模上总共设置4道对拉杆，按照最不利的情况计算，1根对拉杆所承受的侧模面积S0.80.8820.7m2。按最不利情况考虑，对拉杆承受最大拉力为pmS= 25.275KN/m20.

25、7 m217.7KN，即1.77。计划采用16mm钢筋作为对拉杆，145MPa，S2.009610-4，即T1451062.009610-429.1KN2.91t1.77t满足要求，安全。3、侧模背肋计算侧模背肋设置为：横肋间距40cm，采用8#槽钢制作；纵肋间距40cm，采用8cm宽，6mm厚的钢板作为筋板。 1）横肋计算侧模最大压力为25.275 KN/m2，横肋间距40cm。即受力最大的横肋线荷载q25.2750.410.11 KN/MMmaxql2/810.110.42/80.2 KNMWMmax/ 0.2KNM145N/mm2 1.4cm3查表可知，8#槽钢Wx25.3cm3W1.4

26、cm3，能够满足要求。挠度Wc= （注：8#槽钢Ix101cm4）0.02mmW=L/400=7004001.75mmWcW，满足要求。 2）竖肋计算侧模最大压力为25.275 KN/m2，横肋间距40cm。即受力最大的竖肋线荷载q25.2750.410.11 KN/MMmaxql2/819.240.42/80.38KNMWMmax/ 0.38KNM145N/mm2 2.6cm3查表可知，8cm宽、6mm厚筋板Wx6.4cm3W2.6cm3，能够满足要求。挠度Wc= （注：806mm筋板Ix25.6cm4）0.06mmWcW=L/400=1.75mm，满足要求。3）综上所述侧模背肋按照40cm

27、40cm布置横肋和纵肋，受力合格，满足施工要求。4、侧模面板计算侧模面板厚度5mm，背肋设置同底模为40cm40cm。 底模面板的压力为50KN/m2，即Pmax50kPa；而侧模面板的压力Pmax25.275kPa。即：同条件下，底模面板在Pmax50kPa的情况下验算合格，则侧模面板在Pmax25.275kPa的情况下必然合格。（四）翼缘板模板验算每个节段翼缘板尺寸相同，同样以3块翼缘板进行验算。翼缘板断面积S1.59m2节段长度5m，宽度3.75m则翼缘板整体荷载q1.5952.51053.7510.6KN/M2按照2.0荷载系数考虑，pm=2.010.621.2 kpa（KN/m2）由

28、于翼缘板模板同侧模模板构造，侧模在pm=25.275kpa下验算合格，则翼缘板模板同样合格，符合安全要求。4.2挂篮用梁验算书（一）基本数据挂篮用梁包括前上横梁、前后下横梁、后锚压梁和小车反压梁，各种梁均采用Q235钢制作而成：1、 E206103N/mm22、 145MPa 3、 85Mpa4、抗倾覆稳定系数2.05、新浇筑砼动力系数取1.26、超载系数取1.057、Q235钢密度7850 kg/m38、C50混凝土密度2500 kg/m33#块为所有挂篮施工中最重的块段，因此以3#块施工对梁进行验算。3#块C50混凝土210.1m3，混凝土按2.5t/m3计算，混凝土自重525.25t。3#块钢筋重34459.4kg，钢筋混凝土比值为164kg/m3。箱梁自重钢筋混凝土5252.5+344.65597.1 KN（二）上横梁验算根据3梁挂篮断面图可知，将上横梁的受力分为5段进行验算。上横梁荷载组合：砼重+挂篮自重+施工、人群机具+动力附加系数砼重+挂篮自重挂篮自重+冲击附加系数为安全起见，在考虑超载系数、冲击系数、混凝土动力系