悬臂现浇箱梁挂篮的设计

1、悬臂现浇箱梁挂篮的设计建筑科学 science&technology 皿圆悬臂现浇箱梁挂篮的设计徐忠李茂儒(杭州市交通工程集团有限公司杭州310000)摘要:文章结合新市二桥施工工程的特点.对挂篮的设计理论和设计过程做了具体 分析，介绍，为以后的挂篮设计积累经验.关键词:悬臂箱梁挂蓝设计中图分类号:u44文献标识码:a文章编号:16723791(2011)08(b) 0055011施工工程简介新市二桥跨越京杭运河，桥梁全长495.64m.主桥为主跨(45+80+45)m变截面 现浇连续箱梁，引桥两侧均为8孔跨径20m 的装配式部分预应力混凝土空心板梁主 桥箱梁采用变截面连续箱梁

2、，根部(中支点) 梁高4.60m,跨中高度2.0m,梁底曲线采用 二次抛物线.箱梁设三向预应力，纵向采用 高强度低松弛钢绞线，大吨位群锚体系，竖 向采用精轧螺纹钢筋，横向采用高强度低 松弛钢绞线扁锚体系.箱梁施工方案是两主墩施工作业一在 两主墩拼装墩旁托架，并进行预压重一在 两主墩墩顶安装支座一浇筑0号节段混凝 土一安装施工挂篮，挂篮应经过预压一 1号 节段施工一移动悬臂施工挂篮一 2-10和 2*- q节段施工(9和9,节段施工的同事， 安装边墩墩旁支架，支架预压重，安装墩顶支座)一拆除悬臂施工挂篮一两边跨合拢 段施工一屮跨合拢段施工.2挂篮设计设计挂篮前，首先应根据现有资料及 实际施工条件

3、对挂篮进行选型，然后对各 部件进行验算所以选型的正确与否是挂 篮设计的关键挂篮设计总图构思体现在 如下方面:(1)减轻自重的途径;(2)确保浇 筑混凝土质量(3)充分考虑各种不利荷载 对结构的影响.本项目的挂篮设计图(图1). 2设计要点荷载:取最重块段(180.6t)作为设计 荷载控制,同时考虑风载，振动及冲击荷载 等;(2)挂篮设计时按混凝土浇筑，挂篮行走 两种工况计算，毎种工况的整体稳定系数2;(3)挂篮整体变形1.2cm;(4)主粱在挂 篮行走时，前端挠度l/400,滑梁载模走 行吋跨中挠度l/400;(5)挂篮(含模板)与 梁段重量之比为0.30035,且不超过设计 规定的允许值.2

4、.2设计步骤(1) 主构架设计.由挂篮结构设计图纸可知，主构架由两件对称的桁架式承载构件联接而成，因 此只需计算其中一件的受力和应变情况， 可以确定主构架是简支梁结构，杆件且以 销铀连接，所以不存在超静定问题(图2). 根据受力简图以及力学平衡方程(工 x=0,sy=0),可以计算出a,b处的外力以 及齐个杆件的内力根据计算结果,最终确 定在整个主构架屮，各构件均由两根40b槽 钢加强拼焊而成由于节点采用销轴连接. 故各杆件只收轴力作用，因此可利用虚功 原理法计算桁架结构的整体变形,用以确 定挂篮在最大荷载下前端得挠度变化值， 为悬臂施工时挂篮前端预留的下沉量提供 依据.根据莫尔公式：/=式中

5、:f为单位力t=1作用于构件时，桁架各构件的内力.f+为实际杆件内力.e为弹性模量2x10kn/cml.,a.为各构件的计算长度和截面积.得到d点实际工作状态下的绕度为0.588cm. 杆件的稳定性及强度验算:选择受拉应力最大的构件进行校核，从前文可知，杆 件bc的轴向力最大，应计算其稳定性，杆件 ac的轴向拉力最大,应计算其抗拉强度.1根据公式:zy=,f,=,()=，经计算杆件bc和ac均满足要求.(2) 前上横梁设计.前上横梁设计简图为多空连续箱梁结 构，将最大的弯矩应力作为控制设计，根据 多孔连续梁弯矩简化计算公式：mxy 珏二去，二 wl./400t2gel确定前(后)上横梁均为2根

6、40b工字钢m组成.根据公式经盯二检验，横梁弯曲强度足够挠度计算检验屮,这里仅计算特 殊点的挠度,前横梁端部和中心处，其它各 处挠度可依此近似算得,经计算，端部挠度 和中部挠度符合要求.通过前面的计算，可 知整个挂篮系统的最大下挠度处在跨中，其 大小为 7=0.588+0.29+0.37= 1.25cm.参1,目苗i【ii图1挂篮设计图考有关挂篮设计资料，主承载系统的总挠度不大干20mm,所以木设计方案满足要求.(3) 外滑梁设计外滑梁主要承受箱梁两侧翼板重量，有前文可知每侧浇注碗重量为5.3t.这里 不考虑外滑梁自重,并设想整个负荷是均 布在外滑梁上的，将其跨中弯矩应力作为 设计控制，经过计

7、算得岀外滑梁由2根32b 槽钢组成.对挠度的计算检验是根据最大 5ql挠度在滑梁中部，根据公式y.=，得出挠度为0.225,根据规范要求，外滑梁变 形量不大于1/400:500/400= 1.25cm,因此 本设计方案的外滑梁合理对其弯曲强度 nl2的检验，根据公式m=和仃二，计算出弯曲强度符合要求.(4) 内滑梁设计由前文可知内模承受载荷15t,内模白 重按10t计算，则一根内滑梁上的载荷 (15+10)/4=6.25(，假设整个负荷是均布在 内滑梁上的,将其跨中弯矩应力作为设计 控制,经过计算得出内滑梁由两根32b槽钢 组成同理计算可知强度，挠度足够.2.3挂篮整体稳定性验算(1) 挂篮施工时抗倾覆稳定性计算.主桁倾覆稳定性计算考虑在满载工况 下，后锚力提供抗倾覆力矩,主桁加载点的 荷载提供倾覆力矩,不同梁段上加载点不 同,加载点的荷载也不同，本项目中,对后锚 强度以及后锚扁担梁的强度进行了验算，从 而确定挂篮施工时的抗倾覆稳定性可靠.(2) 挂篮空载前移时抗倾覆稳定性计算.当挂篮空载前移到箱梁浇筑位置时， 此吋处于悬伸空载下的挂篮所受的倾覆力 最大木项目分别做了反扣轮组联接螺栓 的强度校核和轴承负荷校核，从而得出结 论为挂篮空载前移时抗倾覆稳定性可靠.3结语由于挂篮为空间结构形式，