摘要：某特大橋由于地質條件及通航要求，主跨上部采用懸臂箱梁施工。主要對掛籃及支架方案的特點、結構設計等內(nèi)容進行介紹。

關鍵詞：箱梁 模板 掛籃 小縱梁 橫梁 主縱梁 貝雷 吊桿系統(tǒng)

一、 工程簡介

某特大橋是某城市交通要道的一個單位工程，全長1277米。該橋設計荷載為：掛車—120級，汽車超—20級，設計行車速度為120 km/h。該特大橋分為引橋和主橋。引橋結構是30米預應力組合箱梁，主橋為52米跨徑懸臂箱梁共計6跨。懸臂箱梁根部梁高為2.8米，中部梁高為1.5米，底寬為7米的單室箱梁。本文主要結合該特大橋主跨懸臂箱梁施工特點，進行懸臂箱梁掛籃設計探討。

　　圖1.橋梁橫斷面圖

　　圖2.第6節(jié)段掛藍施工圖

　　圖3.掛藍施工現(xiàn)場圖

二、掛籃設計方案的選定

根據(jù)本工程的結構形式，主梁的掛籃施工方案選定如下：

從掛籃安裝方便、質量輕及能利用現(xiàn)有材料等原則出發(fā)，擬選用自錨平衡式桁架結構作為承重體系。主縱桁梁選定由貝雷拼成，利用角鋼將三品貝雷并排組成一個整體作為其中一幅主縱桁梁。底籃的組成：采用兩根50號工字鋼組成前后上下橫梁，兩工字鋼間采用1㎝厚鋼板連接成整體來增加工字鋼間的整體性，提高其保險系數(shù)。采用20支20號工字鋼組成底板下的小縱梁，底板下工字鋼間距選定30㎝/道，翼板下選定50㎝/道。吊桿系統(tǒng)：前端采用8根L32精軋螺紋鋼及配套的錨具(為提高安全性采用雙螺帽錨固)組成;后錨系統(tǒng)采用L32精軋螺紋鋼利用已澆好節(jié)段作為錨固點，其方法為：通過后端下橫梁錨固于已澆節(jié)段開孔的底板以及兩側通過開孔的翼板錨固于后端上橫梁上。采用懸臂前端接拼貝雷的方法進行掛籃前移，可以大大提高掛籃前移過程中的安全性。內(nèi)外模支撐采用腳手架及對拉螺桿組成。

三、掛籃的受力計算

選用厚度6 mm鋼板作為箱梁模板，內(nèi)外模板采用加勁肋來滿足側模板剛度和穩(wěn)定性，加勁肋選用L63×6角鋼，縱向間距(中—中)為50cm 。底板鋼模下采用橫方木增加底板剛度和穩(wěn)定性，橫方木尺寸為12㎝×12㎝，間距為35㎝/道。水平向內(nèi)外模板采用腳手架及對拉螺桿拉緊。

本文將以該特大橋懸臂掛籃設計中最不利節(jié)段為例來闡述主桁架、小縱梁、前后上下橫梁及吊桿等重點受力部件。

1、構件重量計算

①、鋼模重量(約)

a、鋼模重量計算

外鋼模：(0.20+2.75+0.64+2.0+3.50)×2×0.006×7.85=0.856 t/m

內(nèi)鋼模：(2.0+1.13+1.30+0.28+0.4)×2×0.006×7.85=0.481 t/m

按受力最不利節(jié)段第6節(jié)段計算：長3.75 m考慮(掛籃設計長為4.0 m)

鋼板重量為：(0.856+0.481) ×4=5.348t

b、外加勁角鋼重量計算

外加勁角鋼每道重量為：(0.20+2.75+0.64+2.0) ×2×5.721kg/m

=63.96kg/道

假設50 cm一道 則3.75/0.5=7.5道,取8道,

外加勁角鋼重量為：63.96×8=512 kg

c、內(nèi)加勁角鋼重量計算

內(nèi)加勁角鋼每道重量為：

(2.0+1.13+1.3+0.28+0.4)×2×5.721kg/m=58.47 kg/道

今取8道重量為58.47 kg/道×8道=467 kg

∴ 模板(鋼筋及加勁肋)的重約為：5.348 t+0.512 t+0.467 t=6.327 t

②、鋼筋砼節(jié)段(包括人群等活動荷載)

(按最重的第6節(jié)考慮)75.37t

③、節(jié)段底模板重量(考慮采用厚度為此6 mm的鋼板)

4.00×0.006×7×7.85=1.319t

④、方木重量

0.12×0.12×8×0.8T/m3×10支=0.922t/10支

⑤、小縱梁重量(考慮工作長度，小縱梁長度取5.2m)

(20支Ⅰ20a)27.9 kg /m×5.2m×20支=2092kg=2.092t/20支

2、結構驗算(均為偏于安全近似驗算)

①、 小縱梁：

L=450cm

傳給小縱梁的總荷載

Q=6.327+75.37+1.319+0.922+2.902=86.840t

假設總荷載均勻分布于小縱梁上(近似)

則 p=86.84/4.5=19.298 t/m

∴Mmax=1/8ql2=1/8×19.298×4.52=48.84806 t/m=4884806kg/cm

要求小縱梁斷面模量W=M/[σ]=4884806/1400=3489cm3

今20支Ⅰ20a的W=20×237=4740 cm3≥3489cm3

② 、前下橫梁

假設前下橫梁承擔(1/2)Q(偏于安全)

即(1/2)Q =1/2×86.840=43.420 t

∴ 每延米的重量為43.420/7.0m=6.203T/m=6203kg/m

橫梁均布自重80.4kg/m×2+(40×1×100×2×7.85)/1000

=160.8+62.8=223.6kg/m

∴前下橫梁承受每延米重量g=6203+223.6=6426.6kg/m

跨中彎距Mmax=1/8gl2=1/8×6426.6×(6.5)2

=33940.48kg/m=3394048kg/m

橫梁跨中

I=32240×2+40×1×(23)2×2=64480+42320=106800cm4

∴ 橫梁中的最大應力

бmax=MmaxCmax/I=3394048×23.5/106800

=747kg/cm2<1400kg/cm2 可行

③ 、吊桿(略去吊桿自重)

前吊桿(8支)總受拉力

T≈Q/2+下橫梁重

≈86840kg/2+80.4kg/m×14.2m×2+40×1×900×7.85×2/1000+32×1×798×7.85/1000+6×1×622×7.85/1000

≈43420+2284+566+200+29=46499kg

∴ 每支吊桿承受拉力

T=46499/8=5812.375kg

∴ 每支吊桿中的拉應力

б=5812.375/8=726.547kg/cm2<2700 kg/cm2

a) 、后錨桿：

從前吊桿的應力可知后錨桿(同樣采用了8支Φ32的轉軋螺紋鋼筋)的應力也不會超過其容許應力。

b) 、主縱梁——貝雷鋼架梁(略去貝雷鋼架自重)

通過前吊桿作用在貝雷鋼架梁上的力為

S=46270+前上橫梁+調(diào)整橫梁+8支前吊桿

=46270+(80.4×14.2×2+40×1×900×7.85×2/1000)+(27.9×2.4×2.+14×1×240×7.85/1000)+8.0×6.31×8

=46270+2848+160+403.84

=46270+(2283+565)+(134+26)+403.84

=49681.84kg

∴ 枕梁位置貝雷的M=49681.84×4.50m

=223568.28kg/m

∴ T=M/1.4=223568.28/1.4=159691.629kg

∴б=T/(12.74×12)=159368/(12.74×12)=1044.56kg/cm2<2000kg/cm2

可行

三、結 語

該特大橋的施工實踐證明，該掛籃的設計是科學合理的，設計中大大減輕了自身重量，具有裝拆方便、質量小、結構簡單、受力明確、堅固穩(wěn)定、并可利用其他閑置材料的優(yōu)點。在其他相似懸臂澆筑箱梁工藝中可以參考借鑒。

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