回箐溝特大橋掛籃設(shè)計說明書知識交流

1、設(shè)計說明1、工程概況西攀路回箐溝特大橋主橋為95m+170m+95預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，其箱梁采用直腹板的單箱單室結(jié)構(gòu)。箱梁頂面寬度為22.5m,底面寬度為13.0m,兩側(cè)翼緣懸臂長4.75m。梁高由根部10.5m按1.5次拋物線變化至3.5m。箱梁頂板除0號塊兩橫隔板間厚0.5m外，其余厚30cm箱梁底板0號塊兩隔板間厚1.5m，其余厚度按2.2次拋物線由1.2m變化 至0.36m。腹板厚度分1.2m、0.75m、0.65m、0.55m四個梯度變化。箱梁設(shè)計為縱向、橫向和豎向預(yù)應(yīng)力體系。在主墩處箱梁設(shè)兩道2.5m厚橫隔板，在邊跨端部各設(shè)一道1.2m厚橫隔板。主橋箱梁采用掛籃懸臂澆注，先在托

2、架上澆注 0 號塊，然后在 0號塊上拼裝掛籃。一個主墩上采用一對掛籃對稱澆注。箱梁1# 30#段均為掛籃懸澆，31#段為合攏段，32#段為邊跨支架現(xiàn)澆段。懸澆長度分2.2m、2.5m和3n三種規(guī)格，其最大重量 分別為 2297KN （1# 塊）、2136KN（ 11# 塊）和 2033KN （21 # 塊）。本橋箱梁懸澆采用后支點掛籃施工。掛籃采用現(xiàn)有成套設(shè)備公司自行設(shè)計的菱形桁架式掛籃，該掛籃設(shè)計澆注混凝土重量為 3000KN在國道317 （213線）都汶路E合同段廟子坪岷江大橋改制加工、使用。為了保證該掛籃在回箐溝特大橋箱梁懸澆中安全、可 靠、方便的投入使用，現(xiàn)特根據(jù)回箐溝特大橋的實際情況

3、，對掛籃進行了適當修改，并全部進行了重新設(shè)計和驗算。現(xiàn)將計算結(jié)果和 設(shè)計圖紙等編制成文件，以供審查、加工、安裝和使用。2、設(shè)計依據(jù)本掛籃主要依據(jù)下列文件、標準及規(guī)范進行設(shè)計：國道108線西攀路C11合同段回箐溝特大橋設(shè)計圖紙公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ021-89)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025-86)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ17-88)鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB50205-95)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-89)3、掛籃的構(gòu)造及特點本掛籃高4m前端懸臂長6m后端錨固長5.5m，能適應(yīng)大多數(shù)橋梁，如連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋等懸臂澆注的需要。它吸收了國內(nèi) 外各類掛籃結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，

4、掛籃的主要桿件、前支點、后錨點都采用銷接，受力明確，不產(chǎn)生彎矩，安裝、運輸都十分方便。3.1 、承重桁架系統(tǒng)為了使掛籃具有較好的通用性，適應(yīng)不同的橋梁使用，本掛籃主要構(gòu)件分為標準構(gòu)件和非標準構(gòu)件。本掛籃主要的承重構(gòu)件是由兩片菱形桁架組成標準構(gòu)件，每片桁架由五根受力桿件銷結(jié)而成。兩片桁架之間間距為1235cm用前、 后橫梁連接，同時前、后橫梁又作為吊桿的支點。五根主要受力桿件均用1420m厚的16Mr鋼板焊接組拼成250X 250mr的閉合矩形截面，使其具有承載力強，抗扭性能好的特點。 設(shè)計了后錨點、前支點、上結(jié)點和前結(jié)點等四個主要結(jié)點，將五根桿件聯(lián)為整體。桿件與節(jié)點板的連接方式為銷結(jié)，使桿件受

5、力明確，安裝、拆卸也非常方便。前、后上橫梁設(shè)計為非標準構(gòu)件，每座橋在使用本掛籃時，需根據(jù)該橋箱梁截面的寬度重新設(shè)計。前、后上橫梁采用16和 20普通槽鋼加工。由于本橋較寬，為保證前、后上橫梁的穩(wěn)定，在其上下弦桿的水平面上，設(shè)置上、下平聯(lián)。上、下平聯(lián)由單根/125X125X 10的角鋼構(gòu)成，通過節(jié)點板與前、后上橫梁焊接。3.2 、后錨系統(tǒng)承重桁架片的錨固系統(tǒng)，在澆注混凝土?xí)r，用后錨桿穿過預(yù)留孔，上端與掛籃后錨點連接，下端與混凝土箱梁頂板連接。后錨桿用材質(zhì)為40CrNiM0的低合金鋼鍛件加工而成，直徑為70mm3.3 、底籃和吊帶系統(tǒng)在前、后底橫梁上布設(shè)136工字鋼，作為澆注混凝土的底籃。前、后底

6、橫梁采用鋼板加工的矩型橫梁，梁高 50cm采用12mr鋼板, 梁寬25cm采用22m鋼板。前、后底橫梁上設(shè)置連接點，通過鋼銷與吊帶連接。底籃的錨固系統(tǒng)，是通過吊帶完成的。后下橫梁的錨 固，是用吊帶的下端與后下橫梁銷接，上端穿過主梁底板和頂板的混凝土預(yù)留孔，錨固于底板和頂板上。前下橫梁的錨固，是用吊帶 的下端與前下橫梁銷接，上端直接與掛籃的前上橫梁連接。采用液壓千斤頂來調(diào)節(jié)前、后底橫梁的高度，以實現(xiàn)準確的立模標高。主吊帶采用16M鋼板加工成標準節(jié)，然后用鋼銷連接到需要的長度，畐U吊帶采用32精軋螺紋鋼筋。3.4 、行走系統(tǒng)軌道用鋼板加工成工字形截面，掛籃行走時，在后錨點上，用特制小輪反掛于行走軌

7、道的上翼緣板，用兩臺 60t 液壓千斤頂驅(qū)動掛 籃前移。行走軌道的固定，是通過預(yù)留孔安裝反壓梁進行固定。3.5 、模板系統(tǒng)模板系統(tǒng)由內(nèi)、 外模板、 滑梁及模板固定裝置組成， 均采用大塊鋼模。 澆注混凝土?xí)r， 模板由內(nèi)外滑梁支撐， 而內(nèi)外滑梁的錨固， 則通過吊帶一端錨固于混凝土箱梁的頂板，一端錨固于掛籃前上橫梁。內(nèi)外模板側(cè)模間由對拉螺桿承受澆注混凝土?xí)r的側(cè)向壓力。掛 籃移動時，外模由外模滑梁支托隨同掛籃前移，內(nèi)?；和瑫r被拉出。然后在適當?shù)臅r候?qū)?nèi)模順著內(nèi)?；豪?。4、受力計算4.1 、設(shè)計荷載本掛籃設(shè)計考慮如下荷載： 混凝土荷載 掛籃自重掛籃自重=掛籃重+模板重=100+40=140 t 人

8、群及施工荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，取 1.5Kn/m2 。 風(fēng)荷載按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，計算縱橋向風(fēng)力，用公式：W=K 1K2K3K4W0進行計算。4.2 、計算工況 分別計算以下四個控制工況： 工況1: 1#塊件（長2.2m）的澆注。工況2: 11 #塊件（長2.5m）的澆注。工況3: 21 #塊件（長3m）的澆注。 工況4:掛籃行走。4. 3 、結(jié)構(gòu)計算根據(jù)掛籃的設(shè)計圖紙，建立空間模型，將各工況的荷數(shù)載加到掛籃的相應(yīng)部位，用結(jié)構(gòu)分析程序SP2000進行電算。4.3.1 、澆注混凝土?xí)r的計算 為了符合施工實際情況，把其它荷載與混凝土荷載的重心聯(lián)系起來，以實現(xiàn)準確地加載，在實際計算中，將掛

9、籃、模板等其他荷 載以混凝土重量為基數(shù)再乘以系數(shù)作總荷載，加到掛籃相應(yīng)部位進行計算。系數(shù)偏安全地取 1.5，其組成情況約為:掛籃主體結(jié)構(gòu)重量取系數(shù) 1.25, 模板重量取系數(shù) 1.15，人群和風(fēng)荷載取系數(shù) 1.1。 例如，21#塊混凝土凈重2032.576KN,乘以1.5系數(shù)，掛籃計算總荷載為：P總=混凝土重2032.576+其它荷載1016.288=3048.864 kN各工況控制節(jié)段的混凝土荷載和計算總荷載如下表所示:各控制節(jié)段重量表節(jié)段號節(jié)段長(m底板腹板頂板翼緣板合計體積m3體積m3體積m3體積m3體積m3重量KN重量KN重量KN重量KN重量KN乘1.5系數(shù)乘1.5系數(shù)乘1.5系數(shù)乘1

10、.5系數(shù)乘1.5系數(shù)1 #塊件2234.63429.65913.210.83588.328900.484771.134343.2281.712296.5681350.7261156.761514.8422.5653444.85211 #塊件2.531.50122.96215.37512.31382.151819.026597.012399.75320.1382135.9261228.539895.518599.625480.2073203.88921井塊件327.70817.20318.4914.77578.176720.408447.278480.74384.152032.5761080.6

11、12670.9171721.11576.2253048.864對各工況分別進行計算，然后對結(jié)果進行分析比較。計算結(jié)果表明，澆注混凝土?xí)r以工況3和工況1受力最大，為控制階段。以F列出了工況3的計算圖示和各工況的計算結(jié)果，從下列表格可以看出，計算全部通過。掛籃模型圖掛籃加載圖掛籃主要結(jié)構(gòu)受力表工況1:桿件名稱軸力（KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注1 #主桿852.684.7120.025 X 25 矩2#主桿-688.284.3320.0形截面，3#主桿-697.723.7920.016Mn鋼板,4#主桿-733.124.6220.0單根桿件。5#主桿718.

12、574.5320.0主桿銷子5.4312.545#鋼主桿孔壁9.6930.0吊帶（短）266.968.5620.016Mn吊帶（長）209.026.7020.0鋼板吊帶銷子6.7612.545 #鋼吊帶孔壁13.2630.0桿件名稱軸力（KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注吊帶分配梁-7153.393.8914.536b工字鋼前上橫梁20-1489.503.9014.5前上橫梁16297.805.9214.5后上橫梁20541.161.4214.5后上橫梁16-7.630.1514.5前下橫梁-21129.086.4621.016Mn鋼板，矩形截面后下橫梁21

13、128.446.4621.0頂板滑梁9812.335.2614.5翼緣板滑梁7691.865.6614.5腹板縱梁7682.278.3414.536b工字鋼底板縱梁8814.099.5714.5后錨點反力-503.3110.0246.5后橫梁支點反力474.047.9020.0后錨固吊帶前支點反力962.17桿件名稱軸力(KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注1 #主桿944.625.2220.025 X 25 矩2#主桿-762.494.8020.0形截面，3#主桿-772.954.2020.016Mn鋼板,4#主桿-812.165.1220.0單根桿件。5#

14、主桿796.045.0120.0主桿銷子944.626.0212.545#鋼，剪切主桿孔壁944.6210.7430.0吊帶（短）279.808.9720.016Mn吊帶（長）206.676.6220.0鋼板吊帶銷子279.804.9812.545#鋼，剪切吊帶孔壁279.807.5230.0吊帶分配梁-7424.174.0314.536b工字鋼桿件名稱軸力（KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注前上橫梁20-1628.124.2514.5前上橫梁16252.205.0114.5后上橫梁20599.651.5714.5后上橫梁16-8.460.1714.5前下橫

15、梁-18210.135.5621.016Mn鋼板，后下橫梁17296.005.2921.0矩形截面頂板滑梁13281.357.1214.5雙40 #翼緣板滑梁10409.145.5914.5槽鋼腹板縱梁7739.728.4014.536b工字鋼底板縱梁7550.058.2014.5后錨點反力-557.5611.1046.5后橫梁支點反力359.465.9920.0后錨固吊帶前支點反力1065.91桿件名稱軸力(KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注1 #主桿1226.576.7820.025 X 25 矩2#主桿-990.096.2420.0形截面，3#主桿-1

16、003.665.4620.016Mn鋼板,4#主桿-1054.646.6420.0單根桿件。5#主桿1033.666.5120.0主桿銷子1226.577.8112.545#鋼主桿孔壁1226.5713.9430.0吊帶（短）341.3310.9420.016Mn吊帶（長）239.957.6920.0鋼板吊帶銷子341.336.0412.545 #鋼吊帶孔壁341.338.8930.0吊帶分配梁-8782.504.7714.536b工字鋼桿件名稱軸力（KN彎矩（KN-cm）應(yīng)力2（KN/cm）許用應(yīng)力2（KN/cm）備注前上橫梁20-1751.424.5714.5前上橫梁16412.798.2

17、114.5后上橫梁20779.532.0414.5后上橫梁16-11.010.2214.5前下橫梁-20199.516.1721.016Mn鋼板，矩形截面后下橫梁12029.493.6721.0頂板滑梁17429.039.3514.5翼緣板滑梁12177.716.5314.5腹板縱梁6476.827.0414.536 #工字鋼底板縱梁6335.886.8814.5后錨點反力-724.0114.4146.5后橫梁支點反力249.674.16后錨固吊帶前支點反力1384.03掛籃主要結(jié)點擾度表(cm)結(jié)點號ABC備注工況11.071.801.44A 前結(jié)點工況21.191.881.57B下橫梁中點

18、工況31.542.342.00C腹板吊帶中點注：上表為彈性變形，施工時另外考慮非彈性變形432、掛籃行走時的計算掛籃行走時，在后錨點處用特制小輪反掛于行走軌道的上翼緣板，用千斤頂驅(qū)動前進。掛籃的前下橫梁仍由吊帶支撐，后下橫梁 則鋼絲繩滑車組支撐。滑車組固定端固定在后上橫梁的端部。因此，掛籃行走時的計算，僅需驗算鋼軌、特制小輪及拉桿、鋼絲繩的強度即可。計算荷載，取(掛籃自重+模板重)X 1.2沖擊系數(shù)433、掛籃的傾覆驗算1417KN433.1、掛籃澆注狀態(tài)以工況3計算，此時前端承受混凝土荷載，前吊帶豎向力合計為總傾覆力矩為：M傾=1417X 600= 850200 KN.cm后端錨固，采用2X

19、 4根40CrNiMo錨桿，直徑 50,c s=650 MpaM抗傾=8 X 12.56 X 65X 550= 3592160 KN.cm抗傾覆安全系數(shù)K= M 抗傾 / M 傾 =3592160 / 850200=4.234.3.3.2 、掛籃行走狀態(tài)以工況 4 計算，此時掛籃前端承受底籃重量，前支點豎向力合計為350KN，總傾覆力矩為 :M傾=350X 600X 1.2 = 252000KN.cm行走小車極限承載力按4 X 600KN計：M抗傾=4X 600X( 550+ 50)= 1440000 KN.cm抗傾覆安全系數(shù)K= M 抗傾 / M 傾 =1440000/252000 = 5.75、掛籃的加工、安裝本掛籃主體部分全部完好，可以直接使用。前、后上橫梁采用20#和16#槽鋼加工。吊帶采用16Mn鋼板加工。由于本掛籃承受荷載大，并長時間反復(fù)使用，故要求以上加工件應(yīng)在有能力的廠家加工。應(yīng)嚴格按照圖紙要求，控制