佛山瀾石大橋三角掛籃設(shè)計(jì)

佛山瀾石大橋三角掛籃設(shè)計(jì)

1瀾石大橋220m蘭石大橋位于佛山和順德市交界處，北連佛山市，南連順德市樂至市。有兩座分離的橋。每座橋都是一條直線和兩條車道，構(gòu)成四條車道。擴(kuò)建工程路線起點(diǎn)樁號(hào)為K17+588.242,橋梁跨越東平水道,主通航孔中心樁號(hào)為K18+505.14,路線終點(diǎn)樁號(hào)K19+106.40,路線全長(zhǎng)1.218km。瀾石大橋全長(zhǎng)604.61m,橋梁全寬2×16.64m,其中瀾石岸引橋長(zhǎng)145.81m,主橋組合長(zhǎng)352.50m,樂從岸引橋長(zhǎng)106.30m。橋跨分布為7×20m裝配式PC空心板+(52.5m+77.50m+92.50m+77.50m+52.50m)后張法PC混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁+5×20m裝配式PC空心板。佛山瀾石大橋三角掛籃基本構(gòu)造為三角斜拉、自錨、無壓重的鋼結(jié)構(gòu)形式,其主要構(gòu)件均選用標(biāo)準(zhǔn)型鋼加工而成,各桿件受力較為明確,且大多是軸向受力,如圖1所示。2采用垂直式結(jié)構(gòu)確定原則2.1荷載的分配及控制主要由三角主桁、底籃、模板系統(tǒng)、移籃系統(tǒng)等4部分組成,每個(gè)掛籃總重量約68t,設(shè)計(jì)荷載以200t控制。掛籃自重與塊件重量的比值為0.34。2.2定掛籃主要構(gòu)件尺寸主要根據(jù)箱梁塊件的長(zhǎng)度與重量,結(jié)合施工人員進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)所需要的操作空間,以及移籃時(shí)一次到位等情況,從而確定掛籃主要構(gòu)件的尺寸。本工程最大節(jié)段長(zhǎng)度為4m,張拉操作空間為1.86m,前支腿中心至已澆節(jié)段前端0.64m,故前支腿中心至前吊點(diǎn)距離為6.5m,由于掛籃結(jié)構(gòu)對(duì)稱,后錨中心至前支腿中心也為6.5m,因此,能夠滿足一次移籃到位的要求。掛籃橫向間距為7.7m,三角主桁分別用桿件聯(lián)接,加強(qiáng)其穩(wěn)定性及整體受力,如圖1所示。3材料的選擇(1)每個(gè)懸掛框架材料都采用了標(biāo)準(zhǔn)3a鋼鋼板，[]=140MPa,[σW]=145MPa,[τ]=85MPa。(2)40rc鋼連接到傾斜和圓形軸，b.685MPa,σs=490MPa。(3)各種起重機(jī)采用級(jí)精混螺桿鋼，直徑32mm,[σ]=400MPa,每條精軋螺紋鋼計(jì)算控制受力在300kN之內(nèi)。(4)母柱采用45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，b.600MPa,σs=355MPa。(5)前后梁和外拱的剛性L/400,內(nèi)模剛度:L/250。4箱梁連續(xù)施工順序0#,1#塊支架現(xiàn)澆→掛籃安裝→掛籃試壓→2#塊掛籃聯(lián)體澆筑→其余塊件對(duì)稱懸澆施工→邊跨合攏段施工→中跨合攏段施工→掛籃拆除。5平聯(lián)立柱安裝掛籃安裝前先確定前支腿放置點(diǎn)以及后錨錨固點(diǎn),再通過墊塊將其調(diào)到預(yù)定標(biāo)高,然后才正式開始安裝掛籃。掛籃安裝順序:前支腿→后錨→主縱梁→主縱梁平聯(lián)→立柱→立柱平聯(lián)→斜拉桿→中橫梁→翼板拉桿→后錨壓桿→上前橫梁→吊桿安裝→底籃吊裝→調(diào)整校正。安裝初步完成后,還須消除構(gòu)件之間的銷軸虛位,以減少主縱梁額外彎矩。其具體操作方法為:利用千斤頂將立柱頂離主縱梁一定間隙,然后插入墊板,再將立柱松下,鎖緊連接螺栓,便可將各連接處銷軸虛位消除。掛籃安裝后,要模擬施工實(shí)際情況對(duì)掛籃進(jìn)行荷載試驗(yàn),以消除掛籃的非彈性變形及掌握其彈性變形與荷載的關(guān)系,便于施工階段標(biāo)高控制。6過型鋼受力轉(zhuǎn)換利用現(xiàn)有豎向預(yù)應(yīng)力筋,將面板上每邊3條精軋螺紋鋼通過型鋼進(jìn)行受力轉(zhuǎn)換,使整套掛籃的后錨轉(zhuǎn)換成每邊4根精軋螺紋鋼共同對(duì)稱受力。為確保足夠的安全系數(shù),要令每根精軋螺紋鋼的受力控制在30t范圍之內(nèi),如圖2所示。7標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段懸掛籃施工過程7.1前支國(guó)鋼箱的壓壓掛籃使用前須先用千斤頂將主縱梁頂離前支腿滾輪踏面,并通過墊塊將其直接壓在前支腿中間的鋼箱之上,2個(gè)前支點(diǎn)取同一標(biāo)高。同時(shí),由于各節(jié)段高度不斷變化,底籃校正可以通過上前橫梁上放置的千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)。7.2混凝土澆筑的施工方法按設(shè)計(jì)要求,塊件澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行,且最大不平衡重不能超過1個(gè)塊件底板的重量。為滿足此要求,在澆筑混凝土?xí)r,擬采用2個(gè)相應(yīng)塊件同時(shí)對(duì)稱澆筑的施工方法:即在其中一端箱梁面上放置1臺(tái)中轉(zhuǎn)混凝土泵,岸上另1臺(tái)混凝土泵負(fù)責(zé)將混凝土輸送到施工點(diǎn),交替地將混凝土送到澆筑塊件及中轉(zhuǎn)泵中,中轉(zhuǎn)泵同時(shí)將混凝土送至另一端塊件,以達(dá)到相應(yīng)塊件同時(shí)澆筑的目的,如圖3所示。澆筑過程中,還須加強(qiáng)兩端的通訊聯(lián)系,嚴(yán)格控制兩端塊件的混凝土澆筑進(jìn)度,盡量使其同步進(jìn)行,并適當(dāng)設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),對(duì)混凝土澆筑全過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。澆筑過程中,可以利用前橫梁上的千斤頂對(duì)節(jié)段標(biāo)高進(jìn)行微調(diào)。7.3千斤頂掛籃安裝當(dāng)前節(jié)段預(yù)應(yīng)力施加以及模板、底籃脫離混凝土之后,即可進(jìn)行移籃操作,其步驟為:(1)移籃前于兩前支腿適當(dāng)位置放置50t千斤頂,左右同時(shí)頂升主桁縱梁。(2)移動(dòng)并安裝前支腿及反壓滾輪組。(3)撤除千斤頂,在掛籃前后,安裝移籃手拉葫蘆。(4)解除后錨錨固點(diǎn),并于掛籃后端安裝備用手拉葫蘆,防范移籃時(shí)發(fā)生傾覆。(5)均速移籃,并一次移籃到位。(6)微調(diào)掛籃,使其平面位置準(zhǔn)確。(7)鎖緊后錨。(8)掛籃定位后,再放置50t千斤頂,左右同時(shí)頂升主桁縱梁。(9)在支點(diǎn)處,加墊鋼板,使支點(diǎn)與支座準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。(10)撤除千斤頂及手拉葫蘆。(11)精確調(diào)整掛籃中線及標(biāo)高,進(jìn)行下一節(jié)段的施工。8移關(guān)注、移籃先將一端掛籃整個(gè)退后并拆除,剩余另1個(gè)掛籃則安裝上前橫梁最外側(cè)2根吊桿(與箱梁翼板距離50mm),并將其余7條前吊全部拆除,然后,按步驟進(jìn)行移籃,使前吊桿套入合攏段另一端的箱梁內(nèi),移籃到位后,再將拆除的前吊重新安裝上去(要求拆除掛籃那端的箱梁準(zhǔn)確預(yù)留吊桿孔),最后,澆筑合攏段混凝土。9混凝土掛籃施工(1)掛籃初次安裝完成后,須進(jìn)行超載試壓,以消除銷軸虛位等變形,同時(shí),觀測(cè)主要構(gòu)件的撓度變化、檢驗(yàn)桿件受力情況,并做好記錄。(2)制定掛籃施工操作規(guī)程,施工前,組織有關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)。(3)掛籃施工期間安排專人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。(4)澆筑混凝土及移籃時(shí),須兩端同時(shí)進(jìn)行。(5)混凝土澆筑時(shí),進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè)。(6)移籃時(shí),嚴(yán)禁底籃上站人。(7)嚴(yán)禁在已澆筑梁段上亂堆放重物而引起T構(gòu)不平衡受荷。(8)底籃須全封閉,以防止雜物跌落河道危及過往船只安全。(9)底籃四周設(shè)置圍欄,確保施工人員安全施工。(10)密切配合監(jiān)測(cè)單位做好觀測(cè)。10三角形懸掛技術(shù)要求10.1由掛籃結(jié)構(gòu)組成構(gòu)成主體的桿件包括:主桁縱梁、橫梁,立柱,平聯(lián),底籃縱梁、橫梁,吊桿,前支腿,反壓輪,模板等。10.2材料要求制作掛籃所用主要材料應(yīng)滿足表1之要求。10.3零件加工(1)制作桿件和材料鋼材使用前,先對(duì)其表面進(jìn)行除銹處理,再按施工設(shè)計(jì)圖放樣制作各類桿件,為保證焊接質(zhì)量,對(duì)須留有坡口的板材適當(dāng)預(yù)留邊緣加工余量,材料氣割下料時(shí),優(yōu)先選用精密切割,同時(shí),保證允許偏差符合表2的要求。(2)組件修復(fù)構(gòu)件矯正采用冷矯為主,矯正后的材料表面不應(yīng)留有明顯凹痕或其他機(jī)械損傷,其允許偏差見表3。(3)孔壁對(duì)比螺栓孔及其它連接銷孔一律采用機(jī)械鉆孔,直徑大于?50mm的孔,優(yōu)先采用機(jī)加工方法進(jìn)行制作,要求孔壁光滑,無毛刺。對(duì)有同心度要求的構(gòu)件一起加工完成,以減少誤差。10.4工藝定位焊的制作(1)組裝前,應(yīng)對(duì)各零部件認(rèn)真檢查,清除銹蝕及污垢。(2)工字鋼接長(zhǎng)工字鋼接長(zhǎng)按等強(qiáng)度考慮,先將兩分離母材對(duì)接(焊縫高度稍微降低),再用拼接板于上下翼板、腹板兩側(cè)焊接,連接形式如圖4所示(3)定位焊首先對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙檢查焊件幾何尺寸、焊接部位的清理情況,焊縫長(zhǎng)度為50～100mm,間距為400～600mm。10.5焊接和檢驗(yàn)(1)焊接要求掛籃板材帶坡口對(duì)接焊縫參照有關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行焊接,角焊縫連接類型及要求見表4。(2)缺陷定位缺陷所有焊縫先進(jìn)行外觀檢查,保證焊縫沒有出現(xiàn)裂紋、未熔合、焊瘤等缺陷;對(duì)個(gè)別重要焊接部位還應(yīng)按規(guī)定分級(jí)進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)其內(nèi)部質(zhì)量,其要求要符合表5的規(guī)定。10.6懸掛安裝