掛籃設計圖研究材料講解

1、掛 籃 施 工設計圖的研究與設計研究設計人員：何貴昌、曾凡敏、李朝志、李繼英、曾繁強中鐵十三局集團四處涪陵烏江大橋項目部二00二年九月二十九日一、 工程概況涪陵烏江大橋是渝懷鐵路三跨烏江第一跨，橋長409.35m，起于DK137+194，止于DK137+603.35，其主跨布置為(66+128+66)m預應力鋼筋混凝土連續(xù)剛構。梁體為單箱單室變高度變截面箱梁結構，墩頂處梁高8.8m，跨中及邊跨梁端處高4.4m，梁體下緣除中跨中部34m梁段和邊跨端部19.7 m梁段為等高直線(梁高4.4m)外，其余梁段半徑R=212.314m的圓曲線。梁體全長261.4m。箱梁頂板寬8.1m，底寬6.1 m，除

2、梁端附近區(qū)段外，頂板厚0.5 m，底板厚0.40.9 m，腹板厚0.40.7m。設計上分兩個T構對稱懸臂灌筑施工，全梁共分69個節(jié)段，其長度分別為0#段12m，共兩段，#4#段( 4段)長度3m，共段，5#10#段（5 10段）長度3.5m，共段，11#16#段（11 16段）長度4m，共24段，跨中合攏段（17段）長度2m，邊跨段（18#段）長度3.7m，共段。梁部混凝土設計標號50。0#段砼量為334m3，懸灌最重段147t，邊跨合攏段重為163.2t。梁段布置如圖1所示。二、施工方案及比選 由于涪陵烏江大橋江面寬深，墩高(72m)，施工期水位變化及通航都比較頻繁，所以只有選用懸臂澆筑施工

3、方案。懸澆的主要設備是掛籃，掛籃可在已張拉錨固的梁段上移動。綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、預施應力都在掛籃上進行。完成本段施工后，掛籃對稱向前各移動一節(jié)段，進行下一對梁段施工，如此循序前進，直至懸臂梁段澆筑完成。三、 設計文件(一） 、主體工程主要參數1、 最大跨徑：128m2、 梁段長：3-4m3、 梁高：4.4-8.8m4、 梁頂板寬：8.1m5、 梁底板寬：6.1m6、 最重梁段：147t（二）、設計參數0#段梁長：12.0m(掛籃初始工作空間限制)適應梁高：4.48.8m(可調節(jié)范圍)箱梁寬：底寬6.1m，頂寬8.1m懸臂施工梁段長：4.0m,3.5m,3m最重梁段：147t ， (3.

4、0m段)；模板自重：20t；沖擊荷載：7.5t；施工荷載：5t；A3鋼力學性能：=170Mpa； =100 Mpa；45#鋼力學性能：=244Mpa； =140 Mpa；鋼材彈性模量：E=2.1*105 Mpa；剛度要求：1/400；設計安全系數：K=1.4。 （三）、設計圖紙（附圖紙一份） （四）、設計說明書本設計以涪陵烏江大橋剛構梁施工圖為依據，本著重量輕，結構簡單，受力明確，運行方便，變形小，裝拆方便的原則進行設計。通過對目前國內掛籃結構型式的分析比較后，我們選擇了菱形自錨平衡式掛籃，采用型鋼加工而成。1、掛籃構造 每套掛籃（包括模板，工作平臺）自重47.78t，懸灌最重段147t掛籃與

5、梁段砼重量比 0.325。掛籃由主桁、橫梁及底模架、懸吊系統(tǒng)，行走系統(tǒng)和模板等組成，各系統(tǒng)位置詳見掛籃設計圖。(1)、主桁主桁是掛籃的主要受力結構，由兩片菱形桁架組成，桁架各桿件材料為28b普通熱軋槽鋼內扣20槽鋼，以銷栓連接，兩菱形桁架之間由頂橫梁連接為空間門架，主桁后部以25精軋螺紋鋼通過連接器錨在已成形的梁體豎向預應力筋上，兩片主桁位于梁體腹板上方，前部安裝前上橫梁，與懸吊系統(tǒng)及前下橫梁形成懸臂吊架，懸吊掛籃模板和預澆梁段砼。 (2)、橫梁及底模架 又分為前上橫梁、后挑梁和底模架，其材料為28b，上橫梁和后挑梁固定在主桁上，底模架主要是承受底、外模的重量，在掛籃前移時隨同主桁同步前進。底

6、模架后端通過兩根M80雙頭螺桿在千斤頂的配合下使底模錨固于成形梁段底板上，前端通過懸吊系統(tǒng)吊于前上橫梁，底模架承托底模及待澆梁段的砼重量。 (3)、懸吊系統(tǒng) 懸吊系統(tǒng)是掛籃的升降系統(tǒng)，位于掛籃端部，由吊帶、吊帶座、千斤頂、倒鏈組成。其作用是懸吊和升降底模架、外模、內模及工作平臺，以適應不斷變化的箱梁截面高度。主吊帶為30mm鋼帶，通過其上小于螺旋千斤頂一個行程的銷孔調節(jié)長度，其余為25mm精軋螺紋鋼，通過千斤頂緊固螺母來改變長度，共同實現底模及工作平臺的升降，另外，懸吊系統(tǒng)還將內模、外模的滑移梁懸吊在上橫梁和已成形的梁段上，以實現內模和外模的前移，升降。 (4)、行走系統(tǒng)行走系統(tǒng)是掛籃前后移動

7、的裝置。牽引動力為倒鏈，由自錨車輪組、前支座、軌道組成。移動方式：通過掛籃后部的自錨車輪組在軌道上的滾動和豎桿下的前支座在軌頂的滑動實現，軌道鋪設并錨固在梁體腹板上。自錨車輪組為反扣輪，在掛籃前移過程中起到抗傾覆作用。 (5)、錨固系統(tǒng) 分底模錨固系統(tǒng)和主桁后錨系統(tǒng)。 底模錨固系統(tǒng)位于已成形梁段前端底板，由螺旋千斤頂、M80雙頭螺桿，錨固橫梁組成，通過緊固螺母將底模錨固在梁段底板上，兩螺桿孔對稱于梁軸線，與軸線距離1.95m。主桁后錨系統(tǒng)由25mm精軋螺紋鋼和YG錨具、連接器及錨固梁組成，位于主桁尾部，通過緊固錨具將主桁錨在已成形梁段腹板預應力筋上。 (6)、模板模板由底模、外模、內模、端模等

8、組成。底模：為整體鋼模，由63636角鋼和4鋼板組焊而成。底模板安裝固定在底模架上。外模：由63636角鋼、8#槽鋼和4鋼板組焊而成。長4.2m，高度方向分四節(jié)，按照懸灌段高度變化，拆卸模板。外模由滑移梁承托，外?；屏呵安客ㄟ^懸吊系統(tǒng)吊在前上橫梁上，后部錨在前一段梁體翼板上，外模底部由絲杠加固頂緊，絲杠焊于底模架上，中部用套管螺栓與內模聯(lián)在一起，上部用撐拉結合型鋼固定。拆模后，外模落于滑移梁上，并隨之一起前移。 內模：由開啟式內模架和在其上鋪裝加固的組合鋼模組成，頂板下倒角另行加工，底板頂面不設內模。內模架下設滑輪，能沿內?；屏夯瑒?，內?；屏汉蟛垮^于前一梁段頂板上，前端通過懸吊系統(tǒng)吊在前

9、上橫梁上。內模架以箱梁上倒角為軸，通過旋啟絲杠開啟內模，中部、下部以型鋼對撐加固。內模架支架制成多孔組裝式，灌筑一段割掉一節(jié)。內模張拉槽口用木板制作。 端模：為木模，木板厚30mm，利用梁體受力鋼筋穿出后臨時固定，端模上打波紋管通過孔和鋼筋孔。為一次性使用，模板接縫用海綿條塞緊以防漏漿。 （7）、工作平臺為保證施工安全和掛籃操作方便，分別在前上橫梁處設吊帶長度調節(jié)平臺（上平臺），在中后部翼板下設外模滑移平臺（側平臺），底模架下部設后錨工作平臺（后下平臺），前上橫梁下部，待灌梁段前方懸吊一個前張拉工作平臺。（具體布置見掛籃設計圖）2、掛籃檢算 （1）、主桁撓度計算主桁D點下?lián)鲜悄０孱A抬高值的依據

10、，由于結構自重作用下的撓度是可調節(jié)的，故只計算在砼澆筑前后D點的撓度值。用虛功原理，各桿件的虛擬軸力，如圖2。懸灌段長度分別為3m、3.5m、4m?，F根據每一不同長度最重節(jié)段求單片桁架D點的受力，見表。（砼容重2.5t/m3） 不同節(jié)段長度對D點的作用力表 （單位：t）節(jié)段號3m段（1#最重）3.5m(5#最重)4m段（11#）PD(單片)26.425.924.9 由上表可看出，每片桁架PD在1#段時最大為26.4t。計算時取30t列表如下：桿 件 計 算 表桿件號桿件長L(mm)Np(t)Np.L(t.mm)AB4600-1.3889-41.667266208BC5841+1.7637+52

11、.911545077CD5000+1.3889+41.667289356AD6161-1.7114-51.342541347AC3600-1.0870-32.6101276091769597 桿件均為等截面布置，型式為228b+220，其斷面積A=15690mm2，故：P=(NpL)/(EA)=1769597t.mm/(2.1*10t/mm2*15690mm2)=5.4mm （2）、桿件強度檢算 考慮掛籃自重的影響，按40t考慮，則每片PD增加10t。即各桿件軸力變?yōu)椋?NAB=-55.56t NBC=+70.55t NCD=+55.56t NAD=-68.46t NAC=-43.48t 現分

12、別選拉桿BC和壓桿AD來檢算（最不利）BC：= NAB /A=70.55*104N/15690mm2=45MpaAD:=l/i其中：L=616.1cm =1Ix=2(1913.7+5130.45)=14088.3cm4Iy=2(242.144+11.566245.62)+2(143.6+16.15232.83)=30102.5cm3IxIy 取= l/ (Ix/A)=616.1/9.48=65AD=NAD/A=68.46104N/15690mm2=43.6Mpa=140Mpa （三）、掛籃測試每片主桁在地面拼裝后進行變形特性的測試。將兩片主桁對稱置于砼面上（如圖3）試驗在早晨、中午各進行加壓。

13、加壓采用液壓千斤頂，模擬設計荷載，加壓分級進行，分別實測對應于高溫、低溫狀態(tài)下的變形與壓力的相對關系，并觀察構件有無塑性變形，經反復加載卸載，取得在不同溫度下的彈性范圍的變形模量。四、 使用說明書（一）、主要技術參數1、 適用橋梁跨徑：128m2、 橋面最大寬度：8.1m3、 最大梁段長度：4m4、 最大梁段重：147t5、 幾何尺寸：長寬高=11.45.923.6m6、 掛籃自重：47.78t（二）、構造與作用原理掛籃由菱形主桁架、行走系統(tǒng)、外模、內模、底模、錨固裝置、吊掛裝置、工作平臺組成。它是施工梁段的承重結構，又是施工梁段的作業(yè)現場。掛籃安裝在已經張拉完的梁段上。當完成本段施工后，對稱

14、的向前移動一節(jié)段，進行下一節(jié)段施工。如此循環(huán)前進，直至懸臂梁段澆筑完成。1、 菱形主桁架菱形主桁架是懸臂承重結構，由上、下水平桿、前后斜桿、中立桿、前橫梁、中橫聯(lián)、后橫聯(lián)組成。各桿件用銷子連接成一整體。構架組裝尺寸為長寬高=11.45.923.6m。2、 行走系統(tǒng)行走系統(tǒng)由自錨車輪組、前支座、軌道、牽引倒鏈組成。主要是負責菱形架的前移。3、 外模板外模板由8槽鋼、63636角鋼、4鋼板組焊而成，每套外模由兩塊（高8.8m，高4.2m）模板組成。模板上口采用拉桿對拉固定，下口用絲桿固定在底模架上。4、 內模 內模由內模架和組合鋼板組成。內模架由上橫梁、支架、拐角架、絲桿、支撐構成。上橫梁與支架采

15、用銷子連接，隨著梁高度的減小支架高度也減小。支架高度減小是采用氣割將多余部分支架割掉，拐角架往上移與支架上相應的螺栓孔固定。內模的前移是通過內?；屏和耙苿?。5、 底模 底模由底模架和底模板構成。底模架由28#槽鋼組焊而成，底模板由63636角鋼和4鋼板焊接而成。底模通過吊掛裝置懸吊在菱形架上，其后端由后錨裝置固定在已施工完的梁底板上。底模跟著菱形架一起前移。6、 錨固裝置 錨固裝置分菱形架錨固裝置和底模后錨裝置兩種。菱形架錨固裝置由梁頂豎向預應力鋼筋、錨固梁組成，其作用主要是將菱形架錨固在梁頂面上。底模后錨裝置由錨固螺栓、錨固鋼板、錨固梁、千斤頂組成。主要是將底模架固定在梁底板上。7、 吊

16、掛裝置 吊掛裝置由前吊帶、底模前吊桿、后吊桿、內外模板滑移梁吊桿構成。前吊帶由鋼板加工而成，采用銷子連接，懸掛在菱形架前橫梁上，主要用來懸吊固定底模前端。底模前吊桿、后吊桿為25精扎螺紋鋼筋，主要是在菱形架前移時懸吊底模用。內外模板滑移梁吊桿為25精扎螺紋鋼筋，主要用來懸掛固定滑移梁用。8、 工作平臺工作平臺有前橫梁工作平臺、張拉工作平臺、滑移梁工作平臺、底模工作平臺四種，均由8槽鋼和16圓鋼加工而成，步板采用40木板。（三）、準備工作1、 勞動力組織按掛籃施工作業(yè)要求組織好專業(yè)班組，并指派專業(yè)技術干部負責指導實施，掛籃施工作業(yè)班組勞動力組織見表一。表一 勞動組織表（一個T構）序號工種人數備注

17、1模板工班162鋼筋工班133混凝土工班204張拉工班125技術干部26測量工27指揮協(xié)調1合 計712、 機具材料 （1）、按圖紙清查掛籃各零件規(guī)格數量是否符合圖紙要求。 （2）、千斤頂、倒鏈性能應良好并有備用量。 （3）、各種規(guī)格螺栓、螺母及墊圈應有備用量。（4）、止?jié){材料、脫模劑應備足。 （5）、組裝檢修工具應齊備。3、 預埋件各種預埋件要按設計與施工要求提前預制，并根據安裝順序、部位與數量編制安裝表。4、 準備工作（1）、掛籃加工完后先在工廠進行組拼，并進行試壓。經檢查合格后方可拆開運到安裝現場進行安裝。（2）、在橋下清理平整一塊組裝場地，有部分掛籃部件先在地面拼組處理好再往梁上吊裝。

18、（3）、吊裝機具應進行全面檢查，確認沒問題后方可使用。（4）、組裝使用人員提前進行技術培訓和安全教育。（5）、在0#段梁頂面放出掛籃安裝位置線，并進行抄平處理。（6）、準備好起重指揮用具和通訊聯(lián)絡設備。（7）、根據掛籃的組裝使用要求，建立健全各項規(guī)章制度。（四）施工工藝及技術要求1、 工藝流程如下：掛籃安裝綁扎鋼筋灌筑混凝土張拉壓漿掛籃前移（1）、掛籃安裝 在0#段縱向鋼絞線和豎向粗鋼筋張拉完成后，將頂面清理干凈，鑿出接茬面，開始安裝掛籃。 將經測試過的掛籃主桁運至墩下，按圖組裝，作好吊裝準備。 在0#段頂測量放樣，鋪放軌道，并用連接器，精軋螺紋鋼，錨具將軌道錨固在豎向預應力筋上，并在軌道上畫

19、出安裝線。 吊裝主桁，單片吊裝，將前支座對準軌道安裝線安放，并支撐牢固，用同樣方法安裝另一片主桁，調整兩片主桁的間距和位置后，安裝自錨車輪組和中橫聯(lián)、后橫聯(lián)。 安裝前橫梁、后挑梁及吊掛裝置 將主桁前移至1#段利用托架上的平臺安裝底模、外模，并將其與吊掛裝置連接，同時安裝工作平臺，進行底模的后錨。 校正加固模板。 待1#段底板、腹板鋼筋，預埋件安裝完成后，安裝1#段內模，將內模后部錨于0#頂板，前端懸吊至上橫梁，并校準、加固完成掛籃安裝。 對稱的兩套掛籃同時安裝，同時前移。 （2）、掛籃前移掛籃前移是在張拉完縱向預應力筋后開始的，包括安裝軌道、松開底模、松開外模、松開內模、前移等工序。 安裝軌道

20、 已灌注梁段砼強度達到設計強度的50%以后，安裝并錨固軌道。先將梁頂面清理干凈，清除梁段豎向預應力筋上的雜物，然后放樣，鋪放軌道，并使軌頂標高與主桁底面軌頂一致，將軌道用錨桿，連接器，錨具錨固在梁段豎向預應力筋上，錨固過程中，要將錨桿與豎向預應力筋旋入連接器長度相同并不少于6倍螺距，然后安裝倒鏈，前端掛在軌道上，后端安放在主桁前支座的拉環(huán)上。 松開模板首先，拆下外模拉桿和放松滑移梁吊桿，而后再拆除底模后錨，放松底模前后吊桿，使外模和底模離開梁底10cm左右，再放松內?；屏旱鯒U，利用內模架上的絲杠收起內模。 前移掛籃 解除主桁后錨，使自錨車輪卡在走行軌道上，拉前移倒鏈，通過車輪的滾動和墊于前支

21、座下的四氟板滑動，達到掛籃前移的目的。注意在掛籃前移時，需利用后挑梁通過在梁底捆綁鋼絲繩保證掛籃前移過程中不至于由于慣性作用而發(fā)生傾覆，防止掛籃自錨失靈，注意左右兩片軌道上的倒鏈同時拉動，使掛籃連同底外模一同前移，直至就位。 后端錨固，校正底、外模板 掛籃前移到位后，安裝后錨桿與豎向預應力鋼筋相連，旋緊錨具然后安裝底模后錨桿并緊固，同時校正底?？v向位置，完成后收緊前吊帶，調整底模標高。校正外模方法與底模相同，但需先在兩外模的前端上方翼板位置用型鋼卡住，限制其相對位置，再調整其方向，待軸線、標高調好后，緊固后錨，并用焊在底模架上的絲杠將外模下端固定在底模架上，外模上端采用拉桿固定。 前移并校正內

22、模 底模、外模支立完成后，修整其表面，涂抹脫模劑。然后安裝下一梁段的底板、腹板鋼筋、波紋管、預埋件等。完成后前移內模，前移內模時，先將拐角架卸掉，然后收緊調整絲杠，使內模離開梁體懸掛在內模滑移梁上，用倒鏈將內模牽引倒安裝位置。割內模支架，安裝拐角架和模板，并按照校正底模方式校正，最后旋動絲杠，安裝中下部內支撐及與外模間的拉桿，完成掛籃前移，進入下步工作。2、 注意事項及技術要求：（1）、掛籃安裝必須在技術人員指導下進行，并按安裝順序安裝。（2）、吊裝構件時要求捆綁牢固，吊點正確，吊裝索具符合要求，無破損。（3）、吊裝有專人指揮，要求信號準確。（4）、安裝工具要求配齊，高空作業(yè)要求戴安全帶。（5

23、）、連接時螺栓要求擰緊，銷子要安放鎖銷。（6）、模板連接錯臺不大于1mm，接縫處采用海綿條止?jié){。模板與梁體接合處采用拉桿固定，海綿條止?jié){。（7）、掛籃安裝時予留出準確的下沉量，安裝完后要求測量復核。（8）、掛籃前移時要采取措施防止傾翻。（9）、菱形架后錨、底模后錨、軌道錨固要求無松動、不變形。（10）、模板板面要求除銹，涂脫模劑。五、 主要材料表（見表二）表二掛籃材料數量表序號材料名稱規(guī)格單位數量單位重(kg)合重（kg）備注1熱扎普通槽鋼28bm856 35.8130653 材質A32熱扎普通槽鋼20m1249 25.7732187 材質A33熱扎普通槽鋼12m535 126420 材質A3

24、4熱扎普通槽鋼8m3083 824664 材質A35熱扎普通槽鋼5m1256 5.446833 材質A36熱扎普通工字鋼I20am599 27.916700 材質A37熱扎等邊角鋼75758m400 9.033612 材質A38熱扎等邊角鋼63636m3128 5.7217892 材質A39熱扎等邊角鋼40404m206 2.422499 材質A310圓鋼12m810 0.888719 材質A311圓鋼16m500 1.58790 材質A312圓鋼25m30 3.55107 材質A313圓鋼40m28 9.86276 45#鋼14圓鋼50m15 15.4231 45#鋼15圓鋼70m38 30.21148 45#鋼16圓鋼80m20 39.5790 45#鋼17圓鋼100m12 61.7740 45#鋼18圓鋼1