預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）掛籃設(shè)計(jì)與施工工藝

1、.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）掛籃設(shè)計(jì)與施工工藝 1 前言 1953年聯(lián)邦德國(guó)在主跨114.2m的胡爾姆斯（Worms）橋施工中成功地采用懸臂澆筑法，開(kāi)創(chuàng)了掛籃懸臂施工的先河。之后，懸臂澆筑法成為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋的主要施工方法。我國(guó)已經(jīng)建成的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋很多都采用掛籃懸臂施工。為適應(yīng)不同跨徑、不同截面的橋梁，掛籃也在不斷的創(chuàng)新。掛籃越來(lái)越趨向輕型化，受力越來(lái)越合理，走行也越來(lái)越方便。掛籃的設(shè)計(jì)原則是掛籃結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，自重輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，易于加工拼裝，走行方便?？紤]到掛籃的重復(fù)利用，掛籃還需具有通用性強(qiáng)，便于改造的特點(diǎn)。為保證掛籃施工安

2、全和橋梁的質(zhì)量，掛籃的選擇、設(shè)計(jì)、加工、安裝以及驗(yàn)收的每一環(huán)節(jié)都非常重要。2 掛籃種類、特點(diǎn)及適用范圍為適應(yīng)各種預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋的施工需要，掛籃的型式也是多種多樣。掛籃按結(jié)構(gòu)形式可分為桁架式掛籃、斜拉式掛籃以及復(fù)合式掛籃。2.1桁架式掛籃桁架式掛籃在掛籃使用中是最為常用的，根據(jù)其不同結(jié)構(gòu)，不同受力特點(diǎn)，又分為平行桁架式掛籃、弓弦式掛籃、三角掛籃和菱形掛籃。2.1.1平行桁架式掛籃平行桁架式掛籃的上部結(jié)構(gòu)一般為等高桁架，采用萬(wàn)能桿件或貝雷梁組拼作為承重主桁（總體方案見(jiàn)圖1）。有專門的廠家生產(chǎn)或出租貝雷梁和萬(wàn)能桿件，現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)需要拼裝，其主桁成型較快；但是該掛籃由于其自身載荷大，承重

3、能力低，適合小跨度、節(jié)段重量較輕的連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)橋。受橋梁施工工期以及各種因素的影響，還需考慮租金問(wèn)題。2.1.2弓弦式掛籃                                        &#

4、160;                                                 &#

5、160;                                         弓弦式掛籃由于桿件以常備式為主（總體方案見(jiàn)圖2），而且較輕，桁高隨彎距大小而變化，受力比較合理。對(duì)不

6、想一次投入過(guò)多的施工單位有一定有吸引力，另外它還可以在安裝時(shí)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部施加預(yù)應(yīng)力來(lái)消除非彈性變形，但是缺點(diǎn)是桿件數(shù)量多，安裝都比較麻煩，且易丟失。適合中小跨度連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)橋。 2.1.3三角式掛籃三角式掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，承重能力大，和弓弦式、菱形掛籃相比，其重心更低，懸灌時(shí)掛籃穩(wěn)定性和掛籃走行時(shí)的穩(wěn)定性更好（總體方案見(jiàn)圖3）。掛籃桿件一般用型鋼組焊成箱型結(jié)構(gòu)。主桁縱梁也可以采用鋼板組焊，斜桿也可以采用鋼帶、圓鋼或精軋螺紋鋼筋。三角式掛籃適用范圍更廣，常用于單節(jié)梁段比較重的大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋或斜拉橋。      

7、60;    2.1.4菱形掛籃菱形掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確，構(gòu)件一般用型鋼組焊成箱型結(jié)構(gòu)（總體方案見(jiàn)圖4）。菱形結(jié)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，前面部分空間較大，對(duì)工人施工操作影響較小；但掛籃重心比較高，主桁前橫梁離橋面較高，調(diào)整標(biāo)高時(shí)，施工人員上下不是很方便，安全隱患大。                 2.2斜拉式掛籃2.2.1滑動(dòng)斜拉式掛籃滑動(dòng)斜拉式掛籃其上部采用斜拉體系代替梁式或桁架式結(jié)構(gòu)的受力，而

8、由此引起的水平分力，通過(guò)上、下限位裝置（或稱水平制動(dòng)裝置）承受，主梁的縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持（總體方案見(jiàn)圖5）。該掛籃由于輕且無(wú)平衡重等特點(diǎn)，可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)目前最輕的掛籃之一。但當(dāng)跨度和梁高都較大時(shí)，由于斜拉桿長(zhǎng)度較大，彈性伸長(zhǎng)較大，而且上下限位裝置的水平力隨之增大，故其應(yīng)用受到限制。          2.2.2預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃掛籃的最大特點(diǎn)是利用梁體內(nèi)腹板的預(yù)應(yīng)力筋拉住模板，從而使得掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，重量變輕。但該掛籃系利用梁部結(jié)構(gòu)本身的預(yù)應(yīng)力束拉緊剛性模板，使得臨時(shí)設(shè)施數(shù)

9、量大大減少，但因?qū)儆谰媒Y(jié)構(gòu)和臨時(shí)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，需設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)單位意見(jiàn)一致方可采用。特別應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力束在錨固模板系統(tǒng)時(shí)的錨下控制張拉力，錨具的可靠度，錨具對(duì)預(yù)應(yīng)力束的刻壓損傷等問(wèn)題，既保證懸灌作業(yè)的安全，又保證預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力束在運(yùn)營(yíng)期間的耐久性和可靠度。2.3 復(fù)合式掛籃復(fù)合式掛籃有些類似菱形掛籃（總體方案見(jiàn)圖6），其結(jié)構(gòu)受力明確，具有較大的承載能力，重量也比較輕，但因其前端主桁架懸空，前吊點(diǎn)位置升高，起降吊桿用人工不方便，宜采用液壓提升系統(tǒng)控制，施工簡(jiǎn)便，但這樣會(huì)增大一次性投入，復(fù)合式掛籃出現(xiàn)較晚，但該型掛籃具有較大的承載能力，適用型廣，操作迅速簡(jiǎn)便，可反復(fù)多次使用，因此具有較大前景。

10、0;                       3 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與檢算       3.1掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）橋梁施工圖設(shè)計(jì)文件。（2）現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范。（3）現(xiàn)行鐵路（公路）橋涵設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范。（4）現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范。（5）梁段細(xì)部情況。3.1.2掛籃的主要技術(shù)指標(biāo)（1）可

11、灌梁段的最大重量：根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定。（2）可灌梁段最大長(zhǎng)度：根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定。（3）梁高變化范圍：根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件確定；（4）掛籃自重：一般為最大梁重的0.350.45。（5）主桁最大變形：20mm。（6）抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：走行時(shí)大于2.0；澆注混凝土?xí)r大于2.0。（7）主桁桿件安全系數(shù)：大于1.2。（8）主桁前支點(diǎn)離梁段端面距離: 0.5m。（9）掛籃走行方式：分次或一次性走行。3.1.3 掛籃的型式選擇    根據(jù)梁段細(xì)部情況和掛籃設(shè)計(jì)原則，選取合適的掛籃型式進(jìn)行懸澆施工。各種類型的掛籃的區(qū)別在于主桁部分，其余部分如底模，內(nèi)外模都大致相同，根據(jù)不同掛籃的

12、特點(diǎn)及其適用性綜合考慮選取主桁的形式。另外，考慮掛籃的利用系數(shù)和節(jié)約，應(yīng)盡量減輕掛籃的自重，掛籃走行取消了配重，采用反扣軌道走行，主桁架、底模、外模一次走行到位，縮短施工周期。如一次走行有困難，也可分步走行。掛籃施工屬于高空作業(yè)，為確保安全，需專門設(shè)置施工平臺(tái)，安裝防護(hù)欄桿，并掛設(shè)防護(hù)網(wǎng)。3.1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)掛籃一般主要由主桁系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、外模系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)和懸吊及走行系統(tǒng)五大部分組成。各部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況如下：（1）主桁系統(tǒng)。掛籃主桁系統(tǒng)是整個(gè)掛籃的承力構(gòu)件。1）  菱形式掛籃。菱形掛籃主桁系統(tǒng)主要由菱形主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系和前橫梁組成。菱形主桁架一般由型鋼或者鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，桿端采

13、用節(jié)點(diǎn)板栓接，也可以焊接，主桁前端在節(jié)點(diǎn)處放置前橫梁。菱形主桁架立柱和后斜桿之間應(yīng)各設(shè)置一道橫向聯(lián)結(jié)系，保證整個(gè)掛籃懸灌時(shí)主桁架受力平均，以及掛籃走行時(shí)的穩(wěn)定性和一致性2）  弓弦式掛籃。弓弦掛籃主桁架由弓弦桁架弧桿、腹桿組成；弓弦桁架弧桿全為拉桿，腹桿全為壓桿，兩者均采用萬(wàn)能桿件N1組拼而成，腹桿用槽鋼組拼，并與弧桿鉸結(jié)，其余用節(jié)點(diǎn)板螺栓連接。主桁間以萬(wàn)能桿件平聯(lián)連接，后錨梁用型鋼組拼；3）  三角式掛籃。三角掛籃主桁系統(tǒng)主要由三角主桁架、橫向聯(lián)結(jié)系和前后橫梁組成。前后橫梁可以采用型鋼組合而成，所使用型鋼大小，可以根據(jù)計(jì)算確定。三角主桁架的縱梁可以用型鋼組焊，也可以采用鋼

14、板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，從材料節(jié)約和加工難易程度出發(fā)，采用型鋼組焊更為合適。斜桿一般采用鋼帶，用鋼銷和縱梁進(jìn)行連接，立柱采用型鋼組焊。三角主桁同樣設(shè)有橫向聯(lián)結(jié)系，所起作用和菱形掛籃橫向聯(lián)結(jié)系相同。4）  斜拉式掛籃。斜拉式掛籃主桁系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)是：主縱梁、各種橫梁、斜拉吊帶、上、下限位裝置。上橫梁及斜橫梁由槽鋼拼接（或焊接）而成，前者除主梁連成整體外，主要用來(lái)吊掛內(nèi)外模板系統(tǒng)，后者將斜拉帶傳來(lái)的底模及灌注梁段混凝土重量再傳遞給主梁，斜拉帶是掛籃最關(guān)鍵的構(gòu)件，一般用16Mn或其它性能更優(yōu)的鋼板制成，每一拉桿一般做成4至5段，各段端部設(shè)有銷孔，組裝時(shí)用鋼銷聯(lián)接成整體。并隨梁高的變化增減，斜拉帶上

15、端通過(guò)元寶梁固定在斜拉橫梁上。復(fù)合式掛籃：復(fù)合式掛籃的主要構(gòu)件采用薄壁方鋼管或以型鋼加鋼板加焊，各桿件之間大多以節(jié)點(diǎn)板焊連，并輔以鉸銷連接，與菱形掛籃的結(jié)構(gòu)差不多。（2）底模系統(tǒng)。底模系統(tǒng)包括底模前后橫梁、底模縱梁、模板系統(tǒng)和輔助施工平臺(tái)。底模前后橫梁由型鋼組焊箱型結(jié)構(gòu)，前后橫梁上設(shè)置吊耳。底?？v梁按照荷載分布進(jìn)行布置，腹板位置布置稍密，底?？v梁也可以用桁架代替，采用小型鋼組拼。底?？v梁上橫向鋪設(shè)16×16cm方木，用鋼絲或螺釘和底模縱梁固定，方木上滿布5cm厚木板，上面釘4mm厚鐵皮。也可以底?？v梁上直接鋪設(shè)鋼模板。底模后吊可以采用吊帶或吊桿，懸灌時(shí)貫穿梁底板錨固，走行時(shí)需解開(kāi)和后

16、橫梁的聯(lián)接，為了保證施工安全，在后橫梁位置設(shè)置施工平臺(tái)，前后橫梁之間設(shè)置走行平臺(tái)。（3）外模系統(tǒng)。掛籃外模系統(tǒng)由外模模板、外模桁架、外滑梁及吊架組成。外模模板5mm面板和5槽鋼組焊成框架結(jié)構(gòu)，為保證梁段外觀質(zhì)量，模板面板焊后不平整度應(yīng)小于1/1000mm，加工質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求，面板拐角處焊后應(yīng)磨光打平。為節(jié)約成本也可以利用墩身模型改制，使用前應(yīng)檢查鋼模板的平整度和完整性，保證梁段澆注完成后表面質(zhì)量。外模桁架由型鋼組焊而成。兩側(cè)外模模板和外模桁架可支承在外滑梁上，外滑梁通過(guò)前后吊桿分別錨固在前上橫梁和已澆注梁段上，也可支承在底模平臺(tái)的縱梁上。（4）內(nèi)模系統(tǒng)。內(nèi)模模板采用P3015小塊鋼模型，內(nèi)

17、模骨架采用小槽鋼，腹板厚度的變化由骨架長(zhǎng)孔調(diào)整，骨架上設(shè)置鉸，易于拆模。內(nèi)模骨架和模板支承在內(nèi)滑梁上，內(nèi)滑梁通過(guò)前后吊桿分別錨固在前上橫梁和已澆注梁段上。內(nèi)外模支架用對(duì)拉桿和背桿固定，防止爆模。（5）懸吊及走行系統(tǒng)。掛籃底模前、后吊桿一般可以采用精軋螺紋鋼筋、圓鋼和鋼帶，前吊桿比較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)需要進(jìn)行分段連接。精軋螺紋鋼筋需用專用連接器接長(zhǎng)，但必須注意精軋螺紋鋼筋有效螺紋連接長(zhǎng)度。精軋螺紋鋼筋涂上紅色標(biāo)記，懸澆前應(yīng)仔細(xì)檢查此項(xiàng)目，使用精軋螺紋鋼筋做吊桿時(shí)，最好采用通長(zhǎng)。底模后吊錨固在已澆梁段底板上，通過(guò)千斤頂調(diào)整標(biāo)高。前后吊桿、吊帶都通過(guò)鋼鉸和底模前后橫梁用鋼銷連接。3.2結(jié)構(gòu)檢算3.2.

18、1 結(jié)構(gòu)檢算的依據(jù)（1）澆注混凝土的動(dòng)力沖擊系數(shù)：1.2。（2）空載走行時(shí)的沖擊系數(shù)：1.3。（3）掛籃總重控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，允許最大變形（包括吊帶變形的總和）20mm。（4）自錨系統(tǒng)的安全系數(shù)：。（5）澆注混凝土和掛籃走行時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.0。3.2.2荷載組合（1）荷載組合I?；炷磷灾?動(dòng)力沖擊荷載+掛籃自重+人群和施工機(jī)具荷載（計(jì)算強(qiáng)度）。（2）荷載組合。混凝土自重+掛籃自重+人群和施工機(jī)具荷載（計(jì)算剛度）。（3）荷載組合。掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載（計(jì)算走行）。3.2.3掛籃結(jié)構(gòu)檢算根據(jù)梁段的細(xì)部情況，梁截面可以分為底板、腹板、頂板和翼板進(jìn)行荷載計(jì)算，底板和腹板荷載由底模系統(tǒng)

19、承擔(dān)，頂板荷載由內(nèi)模系統(tǒng)承擔(dān)，翼板荷載由外模系統(tǒng)承擔(dān)，通過(guò)前后吊桿吊帶傳遞到前上橫梁和已澆梁段上。各個(gè)部分傳遞到前上橫梁的所有荷載都傳遞到主桁架上。主桁架再通過(guò)前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)把力傳遞到已澆梁段頂板。懸吊系統(tǒng)部分在整個(gè)掛籃受力中起到力系轉(zhuǎn)換的作用。掛籃傳力過(guò)程示意圖（見(jiàn)圖7）。          掛籃結(jié)構(gòu)計(jì)算可以整體建模計(jì)算，也可分部建模計(jì)算，這里介紹分部建模計(jì)算。（1）底模系統(tǒng)。1）荷載分析。為方便，取單箱單室截面為例，箱梁荷載分布見(jiàn)圖8。計(jì)算中，把底板荷載V1和腹板荷載V2按照下圖均布荷載進(jìn)行

20、分布見(jiàn)圖9，支座間距和數(shù)量根據(jù)底模縱梁的間距確定。          圖8 箱梁荷載分布圖                               圖9  底模荷載分布圖 利用MIDAS

21、分析軟件進(jìn)行受力計(jì)算得出支座反力R。2）底?？v梁計(jì)算。根據(jù)縱梁上的模板荷載反力，確定底模縱梁荷載P（支座反力R）分布見(jiàn)圖10。利用MIDAS計(jì)算軟件計(jì)算得出底模縱梁最大剪力QMAX、最大彎矩MMAX、最大撓度f(wàn)MAX。底?？v梁強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：      最大剪應(yīng)力最大彎曲力最大撓度  3）底模前后橫梁計(jì)算。底模前后橫梁承受荷載比值按照11分布見(jiàn)圖11 ，根據(jù)縱梁計(jì)算的支座反力R進(jìn)行荷載分配，利用MIDAS計(jì)算軟件計(jì)算得出前后橫梁最大剪力QMAX、最大彎矩MMAX、最大撓度f(wàn)MAX。底模前后橫梁強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：最大剪應(yīng)

22、力 最大彎曲力 最大撓度 （2）外模系統(tǒng)。1）側(cè)壓力計(jì)算。新澆混凝土最大側(cè)壓力可按下列兩種公式計(jì)算，取二者較小值：式中  混凝土比重，24KN/m3；  新混凝土的初凝時(shí)間，可按實(shí)測(cè)確定。但缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可采用計(jì)算，T為混凝土溫度；  外加劑影響系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取1.0，加外劑時(shí)取1.2；混凝土塌落度影響修正系數(shù)，塌落度小于30mm時(shí)，取0.85；5090mm時(shí)，取1.0；110150mm時(shí)，取1.15；混凝土澆灌速度（m/h）；為混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆灌混凝土頂面的總高度。2）面板驗(yàn)算。 面板強(qiáng)度。按雙

23、向板計(jì)算，選用區(qū)格中三面固結(jié)，一面簡(jiǎn)支的最不利情況進(jìn)行計(jì)算，區(qū)格，由查建筑結(jié)構(gòu)靜力學(xué)手冊(cè)得：泊松比時(shí)， ，。取寬度荷載，計(jì)算荷載：板抗彎模量： 支座彎矩：                      跨中彎矩：    跨中彎矩修正：泊松系數(shù)支座彎矩應(yīng)力：      跨中彎矩應(yīng)力：   面板剛度。

24、60;式中  混凝土最大側(cè)壓力；撓度計(jì)算系數(shù)；構(gòu)件剛度： 式中  為鋼板厚度；為鋼材彈性模量；為鋼材泊松系數(shù)。3）橫肋驗(yàn)算。橫肋上荷載間距，采用5槽鋼，支承在豎向桁架上。橫肋上荷載；按三跨連續(xù)梁受力分析，荷載分布情況見(jiàn)圖12）：利用MIDAS分析軟件計(jì)算得：，強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算如下：                        &

25、#160;                     圖12  橫肋荷載分布圖 4）豎肋驗(yàn)算。豎向大肋10組焊成1m桁架。豎向荷載， 按800mm一組背杠固定。豎肋上荷載；按三跨連續(xù)梁受力分析，荷載分布情況見(jiàn)圖13）：利用MIDAS分析軟件計(jì)算得：，強(qiáng)度、剛度檢算如下：         &#

26、160;                              面板與橫肋組合撓度：面板與豎肋組合撓度： 5）外模滑梁計(jì)算。外?；焊鶕?jù)掛籃施工情況按兩種工況進(jìn)行計(jì)算：工況一：掛籃在懸灌過(guò)程中，滑梁承受掛籃外模自重和梁段翼板荷載，荷載分布情況見(jiàn)圖14。工況二：掛籃在走行過(guò)程中，滑梁承受外模自重， 

27、0;        圖14  荷載分布圖荷載分布情況見(jiàn)圖15：     利用MIDAS分析軟件計(jì)算得兩種工況外滑梁最大剪力、最大彎矩、最大撓度和，強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：最大剪應(yīng)力最大彎曲力 最大撓度應(yīng)滿足  式中  梁段為4m時(shí)，一般為5m； 由最長(zhǎng)梁段決定，在最長(zhǎng)梁段為4m時(shí)，為4m。    （3）內(nèi)模系統(tǒng)。內(nèi)模模板采用P3015鋼模板，在這里不進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)模桁架由單獨(dú)的桁片組成，桁片間距一般為0

28、.71.0m，檢算時(shí)計(jì)算受力最大的桁片。桁片荷載根據(jù)高度變化為梯形荷載，荷載分布見(jiàn)圖16。內(nèi)滑梁計(jì)算時(shí)工況：掛籃在懸灌過(guò)程中，滑梁承受掛籃內(nèi)模系統(tǒng)自重和梁段頂板荷                圖16  荷載分布圖載，荷載分布見(jiàn)圖17。利用MIDAS分析軟件計(jì)算得內(nèi)滑梁最大剪力、最大彎矩、最大撓度。強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：          

29、                           圖17  荷載分布圖最大剪應(yīng)力 最大彎曲力 最大撓度應(yīng)滿足 （4）主桁系統(tǒng)。1）主桁前橫梁。主桁前橫梁承受從底模平臺(tái)、內(nèi)外模傳遞來(lái)的荷載，根據(jù)各前吊桿的位置，確定各荷載的加載情況見(jiàn)圖18。利用MIDAS計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算得主桁前橫梁的最大剪力、最大

30、彎矩和最大撓度。強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：                                            圖18  前上橫梁荷載分布圖最大剪應(yīng)

31、力 最大彎曲力最大撓度應(yīng)滿足 2）主桁架計(jì)算。菱形主桁架。主桁系統(tǒng)承受從前橫梁傳遞的荷載P，利用MIDAS計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖19。計(jì)算得各桿件軸力，最大撓度，強(qiáng)度計(jì)算： 式中  各桿件軸力；                            圖19  菱形主桁模型

32、計(jì)算  各桿件截面積。三角主桁架。三角主桁架荷載分布情況見(jiàn)圖20）。計(jì)算得三角架縱梁最大剪力和最大彎矩，斜桿、立柱最大軸力，及主桁架最大撓度?？v梁：最大剪應(yīng)力                               圖20  三角主桁模型計(jì)算   

33、;       最大彎曲力 斜桿、立柱 式中  各桿件軸力；  各桿件截面積。3）主桁后橫梁。根據(jù)主桁架計(jì)算中支座反力利用MIDAS分析軟件建模計(jì)算得主桁后橫梁的最大剪力、最大彎矩、最大撓度及后錨桿拉力。強(qiáng)度、剛度計(jì)算如下：最大剪應(yīng)力最大彎曲力 最大撓度應(yīng)滿足 主桁后錨一般有兩種方式：采用后錨桿錨固后橫梁，預(yù)先在已澆梁段上預(yù)埋孔道，施工時(shí)后錨桿穿過(guò)梁頂板錨固在頂板位置，同時(shí)后錨桿上端用千斤頂頂緊，給主桁架后錨一個(gè)反力，消除澆灌過(guò)程中主桁架后錨產(chǎn)生的負(fù)向位置，有利于標(biāo)高控制，當(dāng)

34、設(shè)計(jì)中遇到單根后錨桿受力過(guò)大，可以采用分配梁進(jìn)行分配，提高后錨的安全系數(shù)。利用梁段腹板的豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固掛籃后錨，豎向預(yù)應(yīng)力筋露出梁部長(zhǎng)度不夠時(shí)，可以用精軋螺紋鋼筋連接器接長(zhǎng)，根據(jù)主桁架后錨的反力確定錨固的豎向預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。這種方式可以節(jié)約一定的材料，減少了預(yù)埋孔對(duì)已澆梁段的破壞，施工較為方便。上面兩種方式在掛籃施工中都經(jīng)常使用，具體哪一種方式更為適合，可以根據(jù)梁段需要進(jìn)行選擇。（5）懸吊及走行系統(tǒng)。1）懸吊系統(tǒng)。懸吊系統(tǒng)主要包括底模前后吊桿吊帶、內(nèi)外前后吊桿及相關(guān)的分配梁，通過(guò)底模、內(nèi)外模計(jì)算得出各個(gè)吊桿、吊帶的所受的最大拉力。吊桿、吊帶的使用有下列幾種情況（見(jiàn)表1）：表1  常用

35、吊桿、吊帶規(guī)格表編號(hào)吊桿及材料容許拉力（kN）容許拉應(yīng)力（MPa）吊桿受力（kN）132精軋螺紋鋼筋550690270 45#圓鋼1380650336mm Q345B鋼帶120mm×36mm1250290說(shuō)明：表中吊桿受力應(yīng)小于容許拉力。2）走行系統(tǒng)。掛籃在走行過(guò)程只承受掛籃自重荷載P1、部分施工機(jī)具荷載P2和風(fēng)荷載，還要考慮掛籃走行時(shí)的沖擊系數(shù)1.3?？蛰d走行時(shí)的傾覆力矩：抗傾覆力： 假設(shè)掛籃主桁架為2片，單邊軌道有6個(gè)走行輪，掛籃走行中按單軌4個(gè)走行輪受力進(jìn)行計(jì)算。單個(gè)后錨走行輪軸所受彎矩：走行輪軸一般用20CrMnTi，也可以用45#鋼進(jìn)行車制。 強(qiáng)度計(jì)算：

36、 式中  掛籃抗傾覆力F；   走行輪軸的有效長(zhǎng)度； 走行輪軸的抗彎模量。掛籃在走行過(guò)程中，走行輪反扣軌道，一般都是利用梁段自身的豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固軌道，假設(shè)每次掛籃后錨移動(dòng)到軌道任何位置，都有兩根豎向預(yù)應(yīng)力筋受力，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算：       式中  單根豎向預(yù)應(yīng)力筋所受拉力；  豎向預(yù)應(yīng)力筋截面積。 掛籃抗傾覆系數(shù)： （6）細(xì)部結(jié)構(gòu)。銷子、斜拉桿銷孔削弱計(jì)算，立柱的穩(wěn)定性計(jì)算等。1）銷子、斜桿銷孔削弱計(jì)算。掛籃主桁是整個(gè)掛籃的重要受力構(gòu)件，對(duì)各桿

37、件相互之間的連接需進(jìn)行檢算。三角架斜桿為2根t=20mm鋼帶，所受拉力為N，連接鋼銷材料為20CrMnTi，立柱頭連接鋼板材料為16Mn，容許承壓應(yīng)力為295MPa。銷孔承壓應(yīng)力：銷子剪應(yīng)力：銷子所受彎應(yīng)力： 式中  鋼銷直徑；鋼帶厚度；鋼銷的截面積；鋼銷的抗彎模量。2）立柱穩(wěn)定性計(jì)算。三角架所受軸向力為，立柱兩端按鉸接計(jì)算，有效長(zhǎng)度為，Q235鋼容許應(yīng)力為170MPa。 長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：由查得值。 強(qiáng)度計(jì)算：式中  為立柱截面積。 綴板沿柱縱向的長(zhǎng)度不小于2a/3（a為柱肢軸線間距距離）；厚度t不小于a/40，并不小于6mm。綴板寬度可

38、以取。綴板和立柱的焊接采用三面圍焊，兩綴板之間的距應(yīng)不小于（i為單肢對(duì)垂直于綴板軸的回轉(zhuǎn)半徑）。4掛籃加工及拼裝工藝技術(shù)要求4.1掛籃加工工藝掛籃加工應(yīng)按照國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，結(jié)合廠內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)加工的具體情況，對(duì)掛籃鋼結(jié)構(gòu)加工工藝提出如下技術(shù)要求：4.1.1材料（1）材料應(yīng)采用具有出廠證明書(shū)及材質(zhì)報(bào)告書(shū)的合格材料。還應(yīng)按有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收，做好檢查記錄。（2）材料均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求，如需代用時(shí)，工廠應(yīng)同設(shè)計(jì)單位共同研究決定。4.1.2下料和矯正（1）下料。1）對(duì)板材，均采用自動(dòng)或半自動(dòng)氣割，根據(jù)圖紙要求進(jìn)行刨邊或手砂輪修整，以達(dá)到組焊精度要求，坡口可氣割或刨邊；2）容許偏差：板材

39、長(zhǎng)度及寬度偏差不超過(guò)±2mm，型鋼長(zhǎng)度偏差±1 mm。（2）矯正。鋼板矯正后的允許偏差應(yīng)滿足下列要求：1）鋼板縱、橫向不平整度在1m范圍內(nèi)不超過(guò)1 mm；2）型鋼不直度在1m范圍內(nèi)不超過(guò)1 mm，全長(zhǎng)范圍內(nèi)不超過(guò)3 mm。4.1.3部件組焊（1）為保證組焊后部件尺寸，部件組焊必須滿足下列要求：1）焊前進(jìn)行拼裝檢查，復(fù)核組焊尺寸；2）零件組焊時(shí)應(yīng)按規(guī)范要求，預(yù)留焊接收縮量；3）組焊時(shí)利用必要的工裝卡具；4）焊接時(shí)應(yīng)控制電流，采用適當(dāng)?shù)暮附禹樞?，減少焊接變形；5）必要時(shí)、應(yīng)進(jìn)行組焊試驗(yàn)，調(diào)整工藝，修改卡具然后進(jìn)行正式組焊。（2）為了確保掛籃各部件焊縫尺寸及焊接質(zhì)量，為此應(yīng)按下列

40、要求：1）按建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)范規(guī)定選用焊條型號(hào)，焊條使用方法、焊接工藝、焊接的檢查和驗(yàn)收方法；2）焊前應(yīng)仔細(xì)清除焊接部位的鐵銹、油垢及氣割溶渣；3）為保證焊接質(zhì)量，坡口對(duì)接焊縫，應(yīng)焊透，不符要求的應(yīng)清根重焊。（3）焊后不要求回火處理、但應(yīng)進(jìn)行校正。校正時(shí)必須注意不要損傷原材料及焊縫。（4）組焊并校正后，容許偏差為（以：“焊接結(jié)構(gòu)件幾何尺寸允差”，形位公差12級(jí)）。4.1.4鉆孔設(shè)計(jì)圖紙上已有注明的，應(yīng)按圖紙要求加工。其余應(yīng)滿足下列要求：（1）有互換要求的構(gòu)件，其鉆孔盡量利用樣板進(jìn)行，樣板的尺寸及板的孔位應(yīng)用精密劃線方式劃出。樣板上的孔位誤差不得超過(guò)下列限度：1）兩相鄰孔間中心距不超過(guò) &#

41、177;0.3 mm；2）板邊鉆孔中心間距不超過(guò) ±0.3 mm；3）對(duì)角線鉆孔套中心間距   ±0.5 mm；4）孔尺寸誤差不超過(guò)       ±0.2 mm。（2）對(duì)兩面有孔的桿件，要保證面間孔位的立體偏差：1）各面孔軸線應(yīng)平行（或垂直，按圖紙的要求）；2）在相互垂直的面的孔軸線距兩面交線的偏差不大于±0.5 mm。（3）鉆孔后，清除板面的飛邊、毛剌。4.1.5試拼裝（1）為對(duì)設(shè)計(jì)性能及加工尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，在掛籃構(gòu)件加工完畢后，即進(jìn)行試拼裝，試拼裝時(shí)，應(yīng)按使用狀態(tài)備齊全部構(gòu)

42、件、零件、及螺栓等。（2）試拼時(shí)不準(zhǔn)使用重錘敲打，如發(fā)現(xiàn)螺孔或銷孔位置不對(duì)時(shí)，應(yīng)慎重研究，妥善處理。（3）掛籃拼裝允許偏差為：主桁架片間偏差不大于±10 mm。如試拼裝時(shí)發(fā)現(xiàn)超過(guò)誤差時(shí)，需會(huì)同有關(guān)人員共同研究處理方法。4.1.6涂漆、編號(hào)在掛籃進(jìn)行試拼裝（必要時(shí)進(jìn)行局部修整）到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行除銹、涂漆、編號(hào)，涂漆前先行除銹，清除焊渣及污垢等，并在干燥狀態(tài)下涂漆。（1）涂漆。1）所有鋼結(jié)構(gòu)加工構(gòu)件應(yīng)涂?jī)蓪蛹t丹底漆，然后涂橙紅色面漆；2）緊固件（螺栓、螺母、墊圈、銷釘、吊桿等）涂防銹油。（2）編號(hào)。為便于零件識(shí)別，保證組裝正確，加快組裝速度，掛籃零部件按圖紙的編號(hào)目錄進(jìn)行編號(hào)。編號(hào)用深

43、蘭色油漆寫(xiě)在該零件的易于看到的位置上，要求整齊、清楚、美觀。4.2掛籃拼裝技術(shù)要求為保證掛籃正確、安全地進(jìn)行安裝，在安裝過(guò)程中必須注意以下事項(xiàng)：（1）掛籃拼裝要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行，不得遺漏，部件若有變形須校正合格后方可使用。（2）拼裝完畢后必須檢查所有螺栓是否擰緊，開(kāi)口銷有無(wú)遺漏，保證連接的可靠性。（3）槽鋼、工字鋼栓接處必須加專用斜墊圈。不得用小號(hào)螺栓代替大號(hào)螺栓拼裝。（4）拼裝過(guò)程中嚴(yán)禁對(duì)螺栓孔進(jìn)行切割、擴(kuò)孔、確因設(shè)計(jì)或加工需作修改時(shí)，必須征得設(shè)計(jì)單位的同意。（5）嚴(yán)禁對(duì)精軋螺紋鋼筋吊桿進(jìn)行電焊切割、搭火，掛籃所用的精軋螺紋鋼筋前吊桿、內(nèi)、外模吊桿必須加雙螺母并用麻袋包裹。（6）對(duì)前、

44、后吊桿（帶）銷座處用麻布包，以防混凝土飛濺，方便下次拆裝。5 掛籃現(xiàn)場(chǎng)安裝及驗(yàn)收5.1掛籃現(xiàn)場(chǎng)安裝在掛籃拼裝前，可將各部位大件如主桁片、主桁橫向聯(lián)結(jié)系、內(nèi)外模桁架等預(yù)先組拼，組拼件大小可根據(jù)起吊設(shè)備的起重能力確定。掛籃拼裝應(yīng)盡量保證拼裝過(guò)程中的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。拼裝順序如下：（1）從0#梁段向兩側(cè)各鋪設(shè)好軌道，將露出箱梁頂面的豎向預(yù)應(yīng)力筋插入軌道底面的預(yù)留孔內(nèi)，接長(zhǎng)豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。測(cè)量確認(rèn)軌距、水平和位置無(wú)誤后，用精軋螺紋鋼筋（32或25）及錨梁將軌道固定。（2）吊裝主桁架，過(guò)程為：先吊一片對(duì)好位置并利用后錨臨時(shí)錨固，再吊另一片，安裝橫向聯(lián)接系，將兩片桁架聯(lián)成整體，安裝后橫梁錨固主桁架。（3）安裝

45、主桁前橫梁、底模前吊桿、底模后吊帶和內(nèi)外模吊桿。（4）安裝底模前后橫梁及底模板，也可以把底模系統(tǒng)拼裝成整體吊裝（根據(jù)實(shí)際起吊能力定）。（5）安裝內(nèi)外模及滑梁，注意安裝內(nèi)外滑梁時(shí)，每根滑梁后端有兩組滑動(dòng)裝置（即吊架），帶軸承的吊架應(yīng)放在前面，走行時(shí)有軸承的吊架受力，無(wú)軸承的吊架放松起保險(xiǎn)作用，走行到位后將吊架依次朝前進(jìn)行倒換。灌注時(shí)，兩組吊架同時(shí)受力。（6）吊裝頂板縱向張拉平臺(tái)（施工單位根據(jù)施工需要自備）。（7）調(diào)整掛籃位置，調(diào)整內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)為：掛籃中線應(yīng)與上、下線橋梁中線重合（偏差不得超過(guò)5mm）；變形量以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)。5.2掛籃驗(yàn)收在使用掛籃之前，應(yīng)進(jìn)行對(duì)掛籃驗(yàn)收檢查。從最初的原材料及成品進(jìn)

46、場(chǎng)、焊接工程、緊固件連接工程、零件及部件加工工程、掛籃拼裝工程到鋼結(jié)構(gòu)涂裝工程，進(jìn)行有計(jì)劃的各個(gè)階段性檢查，記錄各階段檢查結(jié)果，對(duì)掛籃的進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。掛籃設(shè)計(jì)中必須遵循現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)規(guī)范。采用的原材料及成品應(yīng)進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，做好質(zhì)量檢查記錄，質(zhì)量證明文件等資料應(yīng)完整。各工序應(yīng)按施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量控制，每道工序完成后，應(yīng)進(jìn)行檢查。6 掛籃加載試驗(yàn)6.1加載試驗(yàn)?zāi)康摹⒎桨负筒襟E（1）加載試驗(yàn)?zāi)康?。為了消除掛籃的非彈性變形和實(shí)際觀察掛籃承載情況，在灌注1#梁段混凝土前對(duì)掛籃預(yù)加載，并在加載過(guò)程中觀測(cè)彈性和非彈性變形之值作為今后梁段調(diào)整立模標(biāo)高的參考。掛籃加載中還可以在掛籃主桁架桿件上貼應(yīng)變片，測(cè)得準(zhǔn)確的應(yīng)力值。（2）掛籃加載試驗(yàn)方案。一般可采用以下三種方案：1）主桁架對(duì)拉加載方案。此加載方案比較簡(jiǎn)單，試驗(yàn)所需材料、費(fèi)用投入少，試驗(yàn)時(shí)間短（一般為一天），對(duì)工期緊張的項(xiàng)目，且小跨度橋梁比較合適。2）地面模擬實(shí)際施工加載。此加載方案相對(duì)比較復(fù)雜，試驗(yàn)費(fèi)用投入大，準(zhǔn)備時(shí)間比較長(zhǎng)，需布設(shè)場(chǎng)地，拼裝好掛籃主桁架系統(tǒng)及前后橫梁，掛籃前后支點(diǎn)位置需預(yù)設(shè)支撐點(diǎn)（混凝土支墩），在地面預(yù)埋前后錨桿，并檢測(cè)錨桿的抗拔力。3）橋上模擬實(shí)際施工加載。加載方案是在底模平臺(tái)上加沙袋或水箱，由于加載過(guò)程中，荷載分布不合理，底模前后橫梁及主桁前橫梁所測(cè)得的撓度不準(zhǔn)確，且加載速