连续刚构挂篮设计与施工.pptx

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1、二、老庄河特大桥工程概况老庄河特大桥为95+4170+95m六跨预应力砼连续刚构桥，全桥长878.8m。本桥梁部截面为单箱单室、左右线分离双幅并置结构，共22个悬灌段加个合拢段，节段长度从3.0m4.0m逐渐调整，梁段高度从9m3.2m逐渐变化；箱梁底板宽6.5m，顶板宽12m，翼缘板悬臂长2.75m；梁底曲线按二次抛物线变化；该桥梁部设有三向预应力；全桥位于圆曲线、缓和曲线和直线段上，存在箱梁变坡问题。第1页/共22页三、挂篮设计程序结构形式选择挂篮结构简化模型荷载加载模拟检算简化模型分析计算调整构件应力应变值设计走行、辅助机构绘制挂篮设计图纸编制挂篮操作手册第2页/共22页老庄河大桥挂篮设

2、计总图及构件说明第3页/共22页四、本桥挂篮设计理念挂篮设计已经是一种相对比较成熟的技术，但在每一个不同的大桥上因其结构形式、细部几何尺寸及桥梁所处环境的差异造成了挂篮设计的不同。老庄河特大桥墩高达105m，梁顶高度达114m，在这种高度下进行挂篮施工首先要考虑高空作业的安全及挂篮操作的便利性，因此本挂篮设计中尤为突出了人性化的设计理念，突出表现在以下几个方面：有专项人员通行通道设计；高空作业操作区域均按照规范要求设置安全防护围栏；简化挂篮节点拼装工序，降低拼装难度；模板采取模块化设计，提高了高空拼装及调整模板的工作效率；走行机构选用自锚式走行方式，同时设计了临时锁定机构；第4页/共22页五、

3、挂篮设计关键技术综述挂篮设计技术日益成熟，设计模式种类繁多,如何判断一套挂篮设计是否成熟的关键在于其是否能够满足该项目施工的全部技术指标要求，同时达到拼装、操作程序简单，成本较低的适用要求。挂篮结构体系均衡性设计挂篮做为一种施工机械设备，其结构设计必须满足均衡性要求，即挂篮各个构件受力、变形情况要分布均衡，避免造成刚度过大或过小的构件出现，通过设计过程调整可以有效的降低挂篮制作成本；挂篮走行系统设计挂篮施工过程中危险性最大的操作程序就是挂篮前移，尤其是在高墩施工时，其大高度作业对操作人员的心理压力很大，增加了施工安全的第5页/共22页风险。经分析比对，确定采取自锚式挂篮设计，挂篮前移程序如下：

4、前一节段施工完毕，准备前移 滑道梁后挂架前移一节段 解除侧、内滑道梁中间吊杆 底模后点设置辅助吊杆，吊挂在侧滑道梁中吊杆位置 解除底模后吊带，将底侧模重量集中在侧滑道及主桁前上横梁上 铺设走行轨，解除挂篮后锚固 挂篮整体走行就位安装底模后吊带；解除底模吊挂在侧滑道梁上的辅助吊带；重新安装侧滑道梁中间吊杆；锚固挂篮后锚点。至此挂篮走行结束！第6页/共22页、挂篮模板系统设计挂篮模板系统在整个挂篮设计中具有很重要的地位，在设计过程中需要结合梁段截面实际情况以及施工工况划分等要求进行综合设计。模板系统设计包括以下几部分内容：底模系统底模系统包含前后下横梁、底模纵梁、底模面板、前后悬挂系统、辅助联结系

5、统、安全通道系统等几大部分。底模设计需要满足以下几个条件即：模板刚度满足要求；底模横梁与悬挂系统的联结机构必须保证受力轴心一致；底模与侧模接触区域应便于对拉装置的安装及拆卸；底模施工区域人员通道设计必须满足施工需要。第7页/共22页 侧模系统侧模系统包含：侧模骨架、侧模面板、侧模导梁、前后悬挂系统、导梁滑轴系统、变坡调整系统、侧模顶口及底口对拉系统等几部分。侧模设计应注意结合0#段施工需要，宜采取模块化设计理念，在施工过程中逐渐减少挂篮自身重量。根据挂篮走行程序，侧模与底模同步走行，这样侧模导梁设计刚度需要在满足受力要求的前提下增大结构刚度。鉴于老庄河桥存在横坡变坡的情况，需要进行侧模变幅机构

6、设计，该变幅装置应满足：变幅范围符合设计要求、变幅过程可无级调整、结构联结牢固、锁定机构可靠、变幅过程不需要对面板系统进行改造等要求。其余部分系统设计应本着适用原则进行细部设计。第8页/共22页 内模系统本桥内模系统设计一改以往的桁架式结构，采用了纵横导梁系统，大大降低了内模的变幅、安装及调整的难度，使内模系统结构受力更加明晰，其整体布置如下图所示：横导梁横向滑梁铰式变幅机构斜撑调整杆第9页/共22页 挂篮主桁系统设计挂篮主桁系统设计除遵循均衡性原则外，还需要满足总体刚度要求，本线业主要求挂篮在最大施工荷载下总体下挠度20mm（含非弹性变形）。根据以往经验分析挂篮总体变形的2/3发生在主桁系统

7、上，因此主桁系统设计在挂篮设计中占据着主导地位，其设计控制关键如下：主桁节点设计应本着联结牢固、简便的原则进行，宜采用销接；主桁走行系统设计应考虑到现场施工中容差的要求，且要安装简便；主桁设计中应考虑到三向预应力施工的需要；主桁前支点设计应加强其支点刚度，后锚点设计应增设预紧力，以期有效控制主桁总体下挠度。第10页/共22页 挂篮悬挂系统设计挂篮悬挂系统设计内容包含前后吊带、吊挂调整装置、锁定装置、微调装置、安全防护装置等几大部分；挂篮下挠度控制设计经过理论计算及以往实际经验分析挂篮下挠度包含以下几个部分：挂篮主桁下挠度（含弹性变形及非弹性变形）；挂篮吊带变形（以弹性变形为主）；挂篮前后支点引

8、起的非弹性变形；模板系统下挠曲变形（含换算系数）。在本挂篮设计中以上四项内容的理论分析数据及实测数据如下：F总8.2mm2.8mm3mm2mm16mm（理论计算）F总16.9mm（实测平均值）第11页/共22页六、老庄河特大桥挂篮施工简介老庄河特大桥挂篮施工从2004年8月开始，计划在2005年8月完成全部梁部施工任务，挂篮设计完毕后工作程序如下：挂篮委外加工在证实挂篮设计图纸出图完毕后，应由钢结构加工厂根据其设计图纸进行二次设计，绘制完整构件加工大样图纸，挂篮构件加工过程中需要设计人员定期进行质量控制，将设计意图贯彻到加工现场；挂篮构件进场检验挂篮构件出厂前需要组织整体质量检查，将所有问题消

9、灭在萌芽状态，构件进场后应组织验收，确认无误后按照墩位、构件类型分类堆放；第12页/共22页 挂篮静载试验根据业主要求所有进场挂篮必须进行静载试验，以确定结构安全及是否满足最大下挠度小于20mm的挂篮设计技术指标要求。静载试验方法一般分两种，其一：原位试验，即将挂篮拼装到桥位后，进行堆载。这种试验方法存在：周期长，投入大、加载吨位控制准确度偏低、测量数据准确度偏低、试验风险较大等不利因素；其二：地面静载试验，该方法采用在地面静载试验台座上安装反力梁及挂篮主桁系统，使用液压千斤顶进行加载。这种方案具备周期短、投入小、加载吨位准确、测量控制精度高、试验风险小的优点，但也存在这试验数据需要进行后期处

10、理的复杂程序，并需要以往类似挂篮施工的经验数据做为技术支持方可进行。经过试验所有挂篮均满足相关技术文件的要求。第13页/共22页试验装置布置图如下：第14页/共22页静载试验现场如下图：第15页/共22页静载试验数据现场处理：第16页/共22页 挂篮拼装挂篮拼装程序如下：铺设锚固梁面走行轨道梁安装底纵梁及托船安装主桁立杆及斜杆锚固挂篮后锚点，安装平联安装前横梁及吊挂系统安装侧导梁、内导梁将底模吊挂在侧模下端吊耳拖拉0#段模板就位重新锁定挂篮模板系统第17页/共22页 挂篮悬灌施工挂篮悬臂灌注施工程序如下：调整底模后锚位置并临时锁定测量调整底模中线、标高测量调整侧模中线、标高绑扎底腹板钢筋拖拉内

11、模，调整中线、标高安装顶板钢筋、波纹管重新精确调整模板标高对称灌注梁段混凝土养护、等强、预应力张拉第18页/共22页七、老庄河大桥挂篮设计优点及改进总结 优点 主桁构造简单，拼装方便快捷；走行系统在使用过程中稳定、可靠；模板系统设计结构新颖、实用、便于操作，能够有效的实施变幅姿态调整；操作通道设计合理，能够满足全部施工要求；采用模块化设计，构件通用性较强；采用吊带系统有效的增大了挂篮移动过程中的安全性；底模采用桁架式结构降低自身重量、提高自身刚度、降低了安装的技术难度。第19页/共22页 改进意见 平联系统设计不利于安装，需要改进为可调机构，保持更好的通用性，其与主桁侧面的联结宜采用销接；主桁系统前支点设计宜改为无级调整机构，以适用变幅调整梁段；挂篮侧模桁架系统可以进一步简化设计，降低其刚度，提高其利用率，同时增加辅助养生系统设计 挂篮走行机构原设计采用人工牵引，经过施工现场实际操作后发现使用效率偏低，后改为液压牵引，建议以后设计方案中考虑按照液压推进设计；挂篮走道梁设计应修改为滑轮走行系统，以减小挂篮前移阻力；底模悬挂锚固系统设计需要进一步优化，以降低施工操作难度；挂篮侧模对拉装置设计有待于改进和简化。第20页/共22页汇 报 完 毕谢 谢！第21页/共22页感谢您的观看！第22页/共22页