廣明——陳村特大橋36m寬幅掛籃設(shè)計(jì)——蔣家毅

1、蔣家毅武漢工程有限公司廣明高速公路廣州段SG08標(biāo)摘要：結(jié)合陳村特大橋主梁掛籃設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹掛籃的設(shè)計(jì)思路，掛籃的構(gòu)造，掛籃構(gòu)件的傳力機(jī)理，以及各構(gòu)件的控制因數(shù)。對(duì)同類(lèi)連續(xù)箱梁懸澆掛籃設(shè)計(jì)提供借鑒。關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁；寬幅掛籃；設(shè)計(jì)1、工程概況陳村特大橋主梁截面形式為變高度、斜腹板單箱三室寬幅式脊骨梁截面，跨度120m+218m+120m，箱梁頂板寬36.0米，兩側(cè)翼緣板寬7.123m。根部梁高6.5m，跨中及邊跨端部直線(xiàn)段。箱梁內(nèi)部設(shè)置與挑梁對(duì)應(yīng)的加勁橫隔板。3混凝土。2、掛籃形式選擇目前常用的掛籃為三角掛籃和菱形掛籃，根據(jù)以下幾個(gè)方面對(duì)兩種掛籃形式進(jìn)行方案比選。2.1、受力方面三角掛籃斜拉桿

2、和立柱只受軸力N作用，縱梁需承受軸力N、彎矩M和剪力Q共同作用；菱形掛籃所有構(gòu)件均只受軸力N作用。2.2、穩(wěn)定性方面三角掛籃重心低于菱形掛籃，比菱形掛籃更穩(wěn)定。2.3、加工方面加工精度方面菱形掛籃困難大于三角掛籃。2.4、重量方面菱形掛籃自重大于三角掛籃。3、掛籃設(shè)計(jì)陳村特大橋主梁采用三角掛籃施工，掛籃自重150.2t與最大梁段重量（489.1t）之比為0.31，經(jīng)陳村特大橋掛籃設(shè)計(jì)進(jìn)行如下總結(jié)：圖一 掛籃結(jié)構(gòu)圖1圖二 掛籃結(jié)構(gòu)圖2圖三 掛籃結(jié)構(gòu)圖33.1、主桁系統(tǒng)陳村特大橋主梁為36m寬幅箱梁，將主桁榀數(shù)設(shè)置為四榀，分別置于斜腹板和中腹板上，每片主桁由斜拉桿、立柱、縱梁組成，其中斜拉桿與立柱

3、、縱梁銷(xiāo)軸連接，立柱與縱梁螺栓連接，每榀主桁之間設(shè)置連接系連接保證其整體剛度，每個(gè)構(gòu)件根據(jù)受力不同控制因數(shù)也不同。斜拉桿：斜拉桿只受軸力N（拉力）作用，強(qiáng)度和剛度控制因數(shù)為斜拉桿截面面積A和鋼材類(lèi)型。強(qiáng)度計(jì)算公式為：立柱：立柱只受軸力N（壓力）作用，強(qiáng)度和剛度控制因數(shù)為截面面積A、各方向慣性矩I、計(jì)算長(zhǎng)度L以及鋼材類(lèi)型。壓桿穩(wěn)定性計(jì)算公式為：縱梁：縱梁受力較復(fù)雜承受軸力N、彎矩M以及剪力Q，強(qiáng)度和剛度控制因數(shù)為截面面積A、各方向慣性矩I、計(jì)算長(zhǎng)度L、中性軸位置以及鋼材類(lèi)型。強(qiáng)度計(jì)算公式如下：；由于受力為雙向應(yīng)力狀態(tài)需根據(jù)材料力學(xué)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行荷載組合：3.2、錨固系統(tǒng)錨固系統(tǒng)分為后錨梁和后錨

4、精軋螺紋鋼，后錨梁需進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算，后錨精軋螺紋鋼需進(jìn)行掛籃傾覆驗(yàn)算，且安全系數(shù)不能小于2。施工時(shí)可根據(jù)橋梁豎向預(yù)應(yīng)力情況利用橋梁豎向預(yù)應(yīng)力作為后錨固系統(tǒng)。后錨固精軋螺紋鋼應(yīng)盡量均勻分布在斜拉桿與縱梁軸線(xiàn)交點(diǎn)兩側(cè)，保證各精軋螺紋鋼受力均勻。錨固方式通常有如下三種：（1）、精軋螺紋鋼與配套墊板、螺母埋置在箱梁混凝土內(nèi)。（2）、精軋螺紋鋼穿過(guò)箱梁頂板并錨固在頂板上，錨固時(shí)注意精軋螺紋鋼與頂板垂直防止出現(xiàn)剪切分力。（3）、精軋螺紋鋼直接預(yù)埋在箱梁混凝土內(nèi)，此方法需計(jì)算精軋螺紋鋼的埋置深度，計(jì)算方法如下：l-受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度；fy-預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ft-混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；當(dāng)混

5、凝土強(qiáng)度等級(jí)高于C40時(shí)按C40取值。d-鋼筋的公稱(chēng)直徑；-鋼筋的外形系數(shù)。3.3、走行系統(tǒng)掛籃走行系統(tǒng)包括滑道、支座、行走導(dǎo)梁。設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)滑道系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，行走時(shí)設(shè)計(jì)為后支座反扣在滑道上從而取消掛籃行走配重，行走導(dǎo)梁設(shè)置在外側(cè)模重心處防止其行走時(shí)傾覆。圖四 走行千斤頂布置圖五 滑道斷面圖3.4、吊掛系統(tǒng)吊掛系統(tǒng)分前吊掛系統(tǒng)和后吊掛系統(tǒng)，目前主要材料采用特制鋼吊帶和精軋螺紋鋼。在選材時(shí)需注意如下兩點(diǎn)：（1）、長(zhǎng)吊帶不得使用精軋螺紋鋼。（2）、掛籃行走時(shí)提供行走動(dòng)力的吊帶不得使用精軋螺紋鋼。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)需考慮如下兩點(diǎn)：（1）、吊帶只受軸力N作用，計(jì)算時(shí)需考慮銷(xiāo)軸孔洞削弱。（2）、由于后吊帶在

6、施工時(shí)需施加預(yù)應(yīng)力，故吊帶材料必須為能施加預(yù)應(yīng)力的材料，且應(yīng)力必須在彈性抗拉強(qiáng)度以?xún)?nèi)。3.5、模板系統(tǒng)模板系統(tǒng)包括底模、側(cè)模、內(nèi)模以及端模，根據(jù)陳村特大橋主梁為變高度、斜腹板單箱三室寬幅式截面，模板設(shè)計(jì)時(shí)需考慮如下問(wèn)題：（1）、底模設(shè)計(jì)時(shí)需應(yīng)考慮底板寬度和梁高變化。外側(cè)幾條分配縱梁可設(shè)計(jì)成左右滑動(dòng)形式隨梁底變寬而變寬，且隨梁高變化在豎向范圍內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)可采用鉸軸支座形式。圖六 鉸軸支座（2）、側(cè)模需一次加工成型適應(yīng)梁高變化，避免在施工過(guò)程中燒割模板。（3）、陳村特大橋箱梁內(nèi)存在橫隔板，內(nèi)模不能設(shè)計(jì)成整體形勢(shì)，也無(wú)法設(shè)置內(nèi)模行走導(dǎo)梁，故設(shè)計(jì)成滿(mǎn)堂支架形勢(shì)。4、結(jié)語(yǔ) 三角掛籃有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重輕、穩(wěn)定性好、加工精度簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在連續(xù)梁懸澆施工中得到廣泛運(yùn)用。每一座懸澆施工的連續(xù)箱梁橋都有其自身的特點(diǎn)，這需要綜合考慮橋梁自身因素對(duì)掛籃選擇的影響，實(shí)際工程中，對(duì)選定的掛籃還需進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)形式和桿件的設(shè)計(jì)，使其能滿(mǎn)足實(shí)際工程要求。參考文獻(xiàn)： 1 劉華。變寬曲線(xiàn)連續(xù)箱梁懸灌施工 J 。鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2006。 2 林玉森。寬橋面掛籃設(shè)計(jì)與懸灌施工