挂篮预压工程施工设计方案

1、.黔中水利枢纽一期工程总干渠连续刚构箱梁挂篮预压施工方案中铁十三局集团有限公司黔中水利总干渠渡槽C2 标项目经理部.专业学习资料.二 0 一三年八月五日编制：审核：批准：.专业学习资料.目录一、工程概况1二、编制依据12.1 编制依据12.2 编制原则1三、挂篮构造2四、挂篮预压24.1 挂篮预压目的24.2 挂篮预压的方法2五、加载方式及性能测试35.1 加载方式35.2 挂篮性能测试4六、所需机具设备5七、测点布置及测量5.专业学习资料.八、数据处理.6九、注意事项.6附件：挂篮结构计算书 .7.专业学习资料.一、工程概况总干渠高大跨渡槽 C2 标由河沟头 、焦家 2 座渡槽组成 ，河沟头

2、渡槽主槽采用 (80.55+2 ×150+80.55)m 共 461.1m 连续刚构 体系 ；焦 家渡 槽主槽 采用 (95.95+2 × 180+95.95)m 共 551.9m 连续刚构体系 。 渡槽平面 、纵向均位于直线上 ，渡槽箱梁顶面纵坡 1/1500 ，靠进口侧高 ，靠出口侧低 。二、编制依据2.1 编制依据1）黔中水利枢纽一期工程总干渠渡槽C2 标连续刚构施工图及相关设计文件。2）国家现行 、设计中规定的施工规范、技术标准 、验收标准和有关规定 。公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2011 ）公路桥涵工程施工安全技术规程（JTJ076-95）水利水电工程施

3、工通用安全技术规程SL 398-2007路桥施工计算手册 ISBN 7-114钢结构设计手册 （下）第三版 ISBN 978-7-112钢结构工程计算速查手册 ISBN 978-7-56093）投标文件 、施工合同 。4）本承包人拥有的施工设备与类似工程施工经验。2.2 编制原则1）遵循施工设计图纸 的原则，在编制施工技术方案时，认真阅读核对所获得的设计文件资料 ，理解设计意图 ，掌握现场情况 ，严格按设计资料和设计原则编制施工技术方案，满足设计标准和要求 ；2）遵循 “安全第一 、预防为主 ”的原则 ，从制度 、管理、方案、资源等方面制定切实可行的措施 ，确保安全施工 ，服从建设单位及监理工

4、程师的监督、监理，严肃安全纪律 ，.专业学习资料.严格按规章程序办事 。三、挂篮构造挂篮采用菱形自锚式挂篮。挂篮重量约 140t ，挂篮的承重力为400t 。焦家 、河沟头渡槽采用挂篮现浇连续梁，混凝土额定载荷271t ，施工荷载 （包括挂篮悬吊底模、侧模、内模系统 ，施工人员及机具 ） 120t ，挂篮所承受的总荷载为391t ，理论计算时取总荷载为 400t ，挂蓝单片梁标准荷载为14 的荷载总量为 100t 。挂篮主桁架 ，由上平杆 、下平杆 、前斜杆 、后斜杆组成 ，各杆件采用螺栓 、销子连接成整体 。挂篮菱形主桁架作为承重结构，单片菱形架由上平杆、下平杆 、前斜杆 、后斜杆中立杆采用

5、销子连接而成 ，其构件均采用双肢槽钢 40b 、连接钢板组拼焊接 。四、挂篮预压4.1 挂篮预压目的挂篮预压试验的目的是为了检验挂篮的实际承载力和安全可靠性，并获得相应荷载作用下的弹性与非弹性变形数据及规律，消除主桁结构的非弹性变形，测得相应的挠度值，为箱梁悬臂施工控制提供参考依据：消除挂篮非弹性变形，为立模标高调整提供依据。4.2 挂篮预压的方法挂篮预压试验模拟采取最大梁段（焦家渡槽刚构墩3# 块）的施工实际荷载 ，采用顶推液压千斤顶反力逐级对称加载预压。将两个主桁架对称平放在混凝土地面台座上组装好，并按两个一对做好标记。首先采用汽车吊将两根外模走行梁按间距平铺在场地上 ，然后将两片挂篮主桁

6、架平躺安装在两走行梁上 ，两片主桁架相对而放 ，在菱形架中立柱底部装 2 根钢垫枕 ，后锚间装 2 根钢.专业学习资料.垫枕并用扁担梁锚固及9 根32 精轧螺纹钢 (单根长 3.5m) 对拉锚固 。 在前横梁端节点处拼装扁担梁 ，扁担梁用 2 根 32 精轧螺纹钢筋 (单根长 12m) 连接，预压时采用一台 YC100 型千斤顶压扁担梁 ，其作用力通过上平杆处2 根 32 精轧螺纹钢筋传递给挂篮的主桁架，达到预压的目的 。 用千斤顶在前横梁处对主桁架按10%进行逐级加载 ，最后一级荷载为设计荷载（1400KN ）的 1.4 倍。单根 32 的精轧螺纹钢锚下控制拉力 F=930 ×10

7、3 ×(16× 10 -3 )2 =747.5KN( 预压时控制应力取 700KN) ，预压时逐根张拉 ，当达到控制拉力再对另一根进行施加荷载 。菱形架千斤顶外模滑移梁外模滑移梁32精轧螺纹钢后锚32精轧螺纹钢钢垫枕菱形架挂篮预压示意图五、加载方式及性能测试5.1 加载方式将反力架固定在地面上，利用千斤顶对挂篮进行加载预压，根据设计预压力 ，通过张拉千斤顶对挂篮分级加载或卸载。单根 32 精轧螺纹钢筋最大加载700KN ，卸载时按逐级卸载 。 每级加载间隔时间为30 分钟即持荷 30 分钟 。满载后 ，持荷 12 小时 。 主桁架预压按照挂篮承受最大梁段混凝土140% 进行

8、预压 ，其荷载值根据前述为1400KN 。那么预压加载程序为 ：.专业学习资料.（1）初始荷载到100KN持荷 30min（2）第二次加载到200KN持荷 30min（3）第三次加载到300KN持荷 30min（4）第四次加载到400KN持荷 30min（5）第五次加载到500KN持荷 30min（6）第六次加载到600KN持荷 30min（7）第七次加载到700KN持荷 30min（8）第八次加载到800KN持荷 30min（9）第九次加载到900KN持荷 30min（10）第十次加载到1000KN持荷 30min（11）第十一次加载到1100KN持荷 30min（12）第十二次加载到120

9、0KN持荷 30min（13）第十三次加载到1300KN持荷 30min（14）第十四次加载到1400KN持荷 12 小时卸载步骤 ，按加载程序逆向逐级卸荷。5.2 挂篮性能测试（ 1）试验场地的选择 ：在试验室门前空地处组装挂篮，进行挂篮试验 。（ 1）测试内容 。主要进行挂篮菱形架整体承载力的变形和位移测试工作。A、测试仪表 ：测试中采用全站测得挂篮在加载过程中挂篮的整体变形及水平杆件的挠度。B、受力测试 ：用全站仪测量主梁前端、前后托梁及纵梁等水平杆件挠度。对上平杆前后两端 、及后锚座变形进行测量 ，把测得各项数据分别记录，绘制加载变形曲线 。C、测试结果分析 ：根据测得的各项数据，经计

10、算 、观察分析 ，测试结果与设计结果对照比较 ,符合下列三种情况者 ，则认为挂篮设计合格 ，否则应更改设计 。 挂篮整体结构在各级荷载作用下，整体结构稳定 ，结构变形小于 20mm ； 各构件杆件没有断裂和塑性变形现象；.专业学习资料. 测试结果与设计结果相符或基本相符。e 卸掉载荷 。测试完成后 ，采用与加载时同样的级别逐级卸载以避免引起挂篮大的变形。挂篮预压记录表挂篮编号 ：预压部位及次数：预压日期 ：加载挂篮测点标高累计变加载百分加载力测量差值平均累计（KN ）差值累计变形形时间比时间A-A1·····I-I1（ mm变形（mm ）（ m

11、m ）（mm）（ mm ）卸载加载百分加载力时间比（KN）施工技术负责人：记录人 ：监理工程师 ：六、所需机具设备1、25t 汽车吊 1 台；2、YC100 型千斤顶 2 台，油泵 2 台； 3、全站仪 1 台；4、10米钢尺 2 把，3m 钢卷尺 2 把； 5、32mm 精轧螺纹钢筋L=3.5m9 根；L=12m2 根；6、辅助杆件 ： 12m 滑移梁梁 2 根、后锚扁担 6 根、钢垫枕 4 根。七、测点布置及测量1 ）主桁架上平杆预压测点布置在A、 A1 、 B、 B1、 C、 C1、 D、 D1 、E、E1、 F、F1、H、H1、I、I1 处，采用钢板尺分别测量两片桁架A 与 A1、B

12、与 B1、C 与 C1、D 与D1 、E 与 E1、 F 与 F1、H 与 H1 、I 与 I1 处的间距变化 ，初始及每加 、减一级荷载测量一次。.专业学习资料.2）用全站仪测量主梁前端、前后托梁及纵梁等水平杆件挠度。对上平杆前后两端 、及后锚座变形进行测量，并观察菱形架各杆件是否有被破坏的情况，如果发现异常情况及时停止加载工作 ，查明原因并处理 。待处理完毕后方可继续加载至设计要求。八、数据处理根据每级荷载的变形值，分析计算出挂挂篮的非弹性值及弹性值（最大梁段 ），采用线性计算出弹性变形值。九、注意事项1）试验之前对油表及千斤顶进行标定，根据试验荷载等级计算出油表读数。2）对菱形桁架前支点

13、 、加载点及后端锚固点必须进行加强 ，加垫厚钢板 ，扩大接触面积，防止在试验过程中这几个部位发生局部塑性变形 。3）加载时 ，油泵必须平稳缓慢供油，基本做到匀速加载 ，遇到特殊情况立即停止加载。4）加载时，人员严禁站在精扎螺纹钢筋正前方，确保安全 。.专业学习资料.5）试验完成之后 ，同一组桁架摆放在一起 ，挂篮拼装时将同一组挂篮安装在T 构同一端。附件 1挂篮结构计算书1计算资料焦家、河沟头渡槽采用挂篮现浇连续梁，混凝土额定载荷271t ，施工荷载 （包括挂篮悬吊底模 、侧模、内模系统 ，施工人员及机具 ） 120t ，挂篮结构验算荷载取200t 计算 。挂篮采用通用有限元程序分析，模型结构

14、见下图 。前横梁上平杆.专业学习资料.斜拉杆中立杆斜压杆下平杆图表1 有限元模型zy表格1上平杆截面（四根 40b 槽钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2 )Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0380.0060.0210.2350.235.专业学习资料.zy表格2 前横梁 （双 I45b 工字钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2 )Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0330.0110.0150.2920.292zy表格3后拉杆 （四根 40b 槽钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2)Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0380.0060.02

15、10.2350.235.专业学习资料.zy表格 4 下平杆 （四根 40b 槽钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2)Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0430.0110.0200.2350.235zy表格5下压杆 （ 4×40b 槽钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2 )Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0430.0100.0210.2350.235zy.专业学习资料.表格6中立杆 （ 4×40b 槽钢组合 ）A(m 2 )Asy(m 2 )Asz(m 2 )z(+)(m)z(-)(m)0.0420.0200.0080.3010.3012

16、计算结果图表2 位移图挂篮桁架前端位移10.6mm 。.专业学习资料.图表3 结构应力图挂篮主桁架最大拉应力58Mpa ，最大压应力 46Mpa 。图表4 结构杆件轴力图结构压杆轴力1780kN ，拉杆轴力 1810kN 。.专业学习资料.图表5 结构反力图桁架前支点反力最大2175kN ，后锚固端最大负反力 -1077kN 。表格 7 结构反力表节点荷载步骤FX (kN)FY (kN)FZ (kN)1合计1.136160-0.3498172177.2236242合计0.000000-0.175071-1077.2204365合计-1.1655551.3302862175.0649376合计0.0