菱形挂篮的设计制作应用

2008年度总公司科技进步奖菱形挂篮的设计、制作、应用2008年度总公司科技进步奖菱形挂篮的设计、制作、应用PAGE32中铁十三局集团有限公司PAGE33中铁十三局集团有限公司菱形挂篮的设计、制作、应用1工程概况1.1桥型布置巴阳2号特大桥起讫里程为K182+600～K183+177，全长577m，采用双向分离式，左右线桥净距0.5~18.0m。左线桥平面部分位于直线、部分位于R=3000m的圆曲线上，桥面纵坡部分为R=9700m的凸曲线、部分为+0.5%和-2.45%双向坡，桥面横坡为单向2%；右线桥平面部分位于直线、部分位于R=4200m的圆曲线上，桥面纵坡部分为R=10000m的凸曲线、部分为+0.5%和-2.35%双向坡，桥面横坡为单向2%。本桥主跨为100+180+100m的预应力混凝土混凝土连续刚构，左右线引桥均为4×30(云阳岸)，2×30m(万州岸)预应力混凝土连续T梁。1.2箱梁结构巴阳2号特大桥主桥采用单箱单室变高度截面，为三向预应力结构。箱梁顶板高12.1m，底板宽7m，外翼板悬臂长2.55m。箱梁0号段长15m(包括墩两侧各外伸2.25m)，每个“T”构纵桥向分为20个对称梁段，梁段数及梁段长度从根部至跨中分别为5×3.5m＋8×4m＋7×4.5m，累计悬臂总长81.0m。1号~20号梁段采用挂篮悬臂浇注施工，悬臂浇注梁段最大控制重量2332.5KN(未考虑施工荷载)，挂篮设计自重1000KN。全桥共有6个合拢段(两幅桥)，分别是4个边跨合拢段和2个中跨合拢段，合拢段长度均为3m，边跨现浇段长8.36m。箱梁根部断面梁高10.5m，跨中及边跨支架现浇段梁高3m(箱梁高均以腹板外侧为准)，从中跨跨中至箱梁根部，箱高以半立方抛物线变化。从1号梁段至6号梁段腹板厚70cm，从6号梁段至13号梁段腹板厚60cm，从13号梁段至21号梁段腹板厚50cm，边跨21梁段号至23号梁段腹板厚60cm，腹板变厚处设50cm渐变段过渡。每号梁段的腹板上设有抗剪齿口。箱梁底板厚除0号梁段为150cm外，其余梁段底板从箱梁根部截面的120cm厚渐变至跨中及边跨合拢段截面的36cm厚。1.3预应力束布置每个T构悬臂浇筑段设预应力钢束80束，其中肋板束40束，顶板束40束，此外还有预备束4束。箱梁悬浇完成后，未利用的顶板预备束孔应灌浆填塞。中跨连续底板束36束，顶板束2束；每边跨连续底板束16束，顶板束4束。钢束均采用OVM15系列锚具或其它合格产品，用配套系列千斤顶对称张拉。箱梁腹板上设有竖向预应力筋，采用精扎螺纹粗钢筋，箱梁顶板上设有横向预应力束。2挂篮的现状分析与选型研究2.1挂篮分类挂篮是大跨径箱梁悬臂浇筑法施工的主要设备,在施工中受深水、高墩、峡谷及气候等影响小，可以充分利用有限的空间，多次重复使用，容易掌握施工工艺和保证施工质量，在施工中对节段的施工误差可以不断地进行调整，从而保证悬浇施工的精度。挂篮按构造形式可分为桁架式(包括平弦无平衡重式,菱形,弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式四种；挂篮按抗倾覆方式可分为压重式、锚固式和半压重半锚固式三种；挂篮按走行方法可分为一次走行到位和两次走行到位两种；而按其移动方式可分为滚动式、滑动式和组合式三种。几种流行的挂篮结构的主要特点2.1.1平行桁架式挂篮平行桁架式挂篮的上部结构一般为一等高桁梁，其受力特点是：底模平台及侧模支架所承荷重均由前后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚固或二者兼之来解决倾覆稳定问题,桁架本身为受弯结构。见图4－1。胖图糠4胀－止1肺平行桁架式挂笋篮宣赌图狭4登－姥2蔬平弦无平衡重胜挂篮结2.1.2鸭平弦无平衡重予挂篮倘平弦无平衡重鹿挂篮是在平行蔬桁架式挂篮的则基础上香，华取消压重撞，愉在主桁架上部筋增设前后上横瑞桁周，知根据需要沿主演桁纵向滑移训，搅并在主桁横移廊时吊底模平台躲及侧模架。由闲于挂篮上部荷检载作用在主桁欠架上的力臂减智小牲，梅大大减小了倾南覆力矩挡，旺故不需要平衡稳压重紫，臣其主桁后端则潜通过梁体竖向纤预应力筋锚固乘于主梁顶板上膏。见图称4企－仅2躺。淘2.1.3煌菱形挂倍篮冰狼菱形挂篮可认暖为是在平行桁稿架式挂篮的基叙础上简化而来完的楚，绸其上部结构为强菱形究，年前部伸出两伸具臂小梁坊，珠作为挂篮底模难平台和侧模前予移的滑道肚，芦其菱形结构后屑端锚固于箱梁拢顶板上制，柿无平衡压重决，塑而且结构简单枕，豪故大大减轻自负身静荷载。见池图蜂4偿－悠3根。己图张4恢－跌3参菱形挂篮寇2.1.4克滑动斜拉式挂斗篮斑滑动斜拉式挂供篮在力学体系舞方面有较大突焰破贡，批其上部采用斜季拉体系代替梁落式或桁架式结捕构的受力友，屋而由此引起的元水平分力爬，降通过上下限位稠装拌置圣(歇或称水平制动陕装绍置狐)难固定订，鬼主梁的纵向倾怠覆稳定由后端耐锚固压力维持售。其底模平台咽后端仍吊挂锚色固于箱梁底板遇之上钩，悟见图磁4狠－柳4访。接图糊4畅－高4杨滑动斜拉式挂谢篮段2.惑2稍挂篮的选择食对现有挂篮的尼施工特点、操底作工艺、用料芬情况等进行了柿分析和研究，训结合巴煎阳在1比号纵、陕2发号桥的具体情充况进行了比选夏，参考了国内零近年来使用的吊挂篮，最后决老定采用菱形桁侧架式挂篮，臣菱形挂篮现主脚要有以下优点员：石菱形挂篮主桁唐架杆减少，传吗力简洁，受力亮明确，锚杆及悲吊杆采用精轧如螺纹钢制作，垦成本低，加工摘简单，安装方教便，易于操作壶。拼菱形挂篮主桁浸具有一定的通询用性，能够适略合于本桥浇筑稠段长度有变化凉的特点。中菱形挂篮支腿徒高，通行方便侵，施工作业空逢间大。崖主桁斜拉杆截毫面有增大的空劝间，能提高挂侮篮的整体刚度敏。袭主桁梁加载试怀验用千斤顶即粘可进行，方法漠简单，省时省首工，又能降低枕试验费用。3挂篮的设计唇3.足1疗设计原则晓⑴扶满足钢结构强萌度、变形要求娃；读⑵蛛具有可操作性谅，材料节省；赔⑶著荷载考虑要偏忙大，构件设计听尺寸要足够，忽从而确保整个医挂篮系统偏于逼安全颜。堪3.2植设计依据走3.2.1辞最重梁段及其氧基本参数泳根俱据设计图纸提皂供的参数，最禁重梁段及其基愉本参数见表产4躬－归1个。碰巴幼阳症2岸号特大桥最重侧梁段及其基本肯参数表疮梁号底重时量护(衣T)小梁长度烈（使m外）谨高度妹（弊m匹）弹腹板乳厚杆框（谜c才m思）玉体积索（肥m刊3炮）仇底板厚企（母c认m戚）抵1#熔233.25搞3.5辩10.2浴0另～护9.75扭70私89.71毫117.绣8承～捐114.3躁6#炒224.8绍4.0由8.0燥4爷～溜7.58销70待86.46药100.湖4设～朱96.5赏14#席167.93交4.5弦4.8我2仆～爽4.46膛60距64.59饲68.捷7捏～擦64.2到20#散126.62固4.5摸3.1英4稀～赠3.02英50忽46.55催41.跌9胳～米37.5府仙姜嘱甩割刚威事猴银惨委猾渴表切4两－颜1获3.2.2比规范规定绳3.2.2匹.扒1映设计方法蛮巴荒阳养2陕号特大桥挂篮崖的设计按质照富“跑正常使用极限钓状态何法屡”—孔—联即正常使用的毫某项规定限值祖，本设计取结愧构挠度禽δ古＝积2友0榆ｍｍ为规定限春值。按正常使盈用极限状态只父考虑荷载短期洋效应组合锐。恒3.2.2贼.颜2闷钢材强度亩A那3拉钢：取允许应沉力五f=190N狂/mm2=1巡90源备MPa忙枪E=2.责06掌×治105mMP兵a子叮P编=纸7850kg篇/m3示莲特精扎螺纹头钢施Ф永32犯贪抗拉强讲度岔б议b=1000顶MPa,末E=2.06疫E5MPa揪惕咸伸长率或δ寨s线≥洞7巾％炸3.2.2炸.3愤结构变形的规丘定己按胸“闷有重轨的工作攻平台衬架脂”额，允许变形止为长L/60余0注，由于为悬臂胸结构。右取担2L/600根=L/30既0裕＝邮6000mm受/30调0仙＝黑20m齐m膜，躲每冤L匪—班—直悬臂长度；临3.2.2搞.容4驼受弯构件的计马算内容表①辱强帮度乘M/r.W=挽M/1.05未W利≤虚f第r破—释—捆截面塑性发展抱系数纵＝同1.05腊②目局部稳据定冶—故—建配置加劲肋解赠决；虚③遵整体稳定（不聪考虑）；皂3.2.2稻.惧5劝拉弯和压弯构炕件计算内容千①挎强度极：岗-N筐/An±M/搁仔Rw五=-N/An垦±虾栏M/1.05互W旺≤导f明②窝稳定性凭：麦N/跨Φ犯A鸡+置Αβ昏兆mxM/PW所(1-0.8糕N/Nex)眠=N/闲Φ震A篮+1.0M/渐1.05W(绪1-0.8N悼/Nex)扮Ne赛x受—絮—贯欧拉临界削力捷抬蕉合Nex召=罗π觉2EA/薯λ孕2辞家3.2.3谱设计指标⑴最大变形坝最大变形袜量绢δ景≤叫20mm古⑵赖挂篮重量和最器重梁段比值治挂篮总重量与毒最重梁段重量班的比抓值膜n坚＜晓0.45落⑶廉构件、节点材怠料强度符合规跟范要求。榆⑷命结构形式和基坟本尺寸墙根据最重梁段即结构尺寸和施肠工需要，确定茅挂篮基本结构棚尺寸。牧3.便3窃挂篮设计中所康采用的系数灾灌注混凝土时桑，梁段混凝土耀动力系数滔1.抢2描；空载移动时仅挂篮动力系沉数说1.端3错。止灌注混凝土时对的稳定系数均出大于王1.貌5饺。项挂篮行走时抗分倾覆稳定系数蛮大于薯2天。歌容许应力的提店高系数矿1.3广～志1.库5假。仓结构的稳定系盟数汇＞前1.过5末。语挂篮构件具用椒通用攀性丧,孙可全部或部分刮周转性使用于吸其他桥梁，以女降低摊销费用间。蒜4轮挂篮设计计算禾与结构介绍路4.闯1优挂篮主桁尺寸纽的选择政挂篮主桁架尺拍寸选取原则主谊要基于以下四捆点铜:枪①车满足悬臂浇筑打的要求，能够邻适合不同长度找的浇筑梁段。越②误满足施工工作膏面的要求，使缴施工人员有作腔业空间。斯③浴各个杆件受力简基本相等，即外按等强度设计善，这样可以优嘴化结构，节约为钢材及制造费泥用。凡④奖巴蓬阳枕2由号桥施工中挂悼篮浇筑分段长本度钻为险3.5贯m瞎、视4.0宇m廊、豆4.5车m传，因此每个杆跨件的水平方向讲投影长度庄为涨6六m钢。帽4.漏2拆挂篮主桁各个嚷杆件的内力计摄算茂4.2.1画荷载的确定展计算中，考虑日主桁架的前支腊点承受荷载，灶为了安全考虑别结构的变形，伟荷载的取值采咏用以下原则：收单片主桁架的烛前吊点在正常殿工况下承担浇萝灌段梁重量具的熔1/雾4次，最不利工况销（考虑混凝土仇浇筑时发生偏融心）下承担浇模灌梁重责的幅1/到3隐。根据挂篮所钓浇筑梁段的重追量，对荷载进篮行了分类，见等表朽4渠－听2逗。前节点上的劲荷载取暗用军100t归，内计算方法采用棕理论力学中的妥力平衡法，计问算结果如表遗4引－覆3叼。貌挂篮所浇筑梁除段主桁各个杆耐件承受的荷载酱表扶摊糕劫坛稠淋宅章捐赠尾躺狮表督4必－维2朽序号御梁段辰编另号狸重量兔（案t棵）楚荷载归类浇1/4绑荷载（爪t厕）忧1/3提荷载（针t众）话1槐20均120.62葬初载资30.2劲40.2挖2炮14卖167.93楚中载燃42巩56券3草6芒22竹4滚.昼8杰重载脱56.2傻74.9好4璃1武23织3钩.绸2宋5宜满载疗58.3华77.8党5泰300立超载越75超100姿主桁各杆件内我力副序爪岭肆撇理盒冠扮鸽涨提祝表晕4掀－倚3莲杆件号永N1钥N2落N3辈N4宋N5胞内力大小泥（喉t挠）要142.8廉-146.2复-144.3悟167.8的-135.3器4.2.2固挂篮主桁杆件纵截面的选取任设计截面时，园针对每一根杆精件设计不同的撒截面，在理论病上是比较恰当威的，但在实际亦施工过程中，裙由于截面变化巴而带来的制造仆费用要高于采角用不同截面节倒省下的费用，千因此在设计时聚，采用相同的范截面。根据前符各个杆件轴力火计算结果。趟，钢板厚全度姿δ解=1应6心～骗25mm组时，屈服强度田为歼f=325N摆/mm立2绞。抢根据同类工程神经验，刚度是虚受力主桁计算伐的主要控制因推素，另外，为乳了制造方便，帆采用热轧普通恢槽钢型钢。同基时在两端齿用滨20m殃m辛厚的钢板将截摄面焊合，形成祝一个封闭性的间箱形截面。页主桁杆件材质扛采蛛用始16M嫁n犹钢材薄5鹿.须挂篮的结构形戒式猪5.塘1咬挂篮工作示意弟图畅根据具体施工特要求，挂篮工逢作时的截面如结图加4暗－窑5脖所示。醉图扎4哄－新5止挂篮工作示意蚁图锹5.贺2削挂篮结构形式陈5.2.1猫挂篮组成馋菱形挂篮由菱牧形桁架、提吊白系统、走行系瞧统、模板系统巾四大部分组成寒。轰5.2.2杰挂篮各部分构吸造A、主体桁架辩菱形桁架是根芽据悬臂灌注钢蕉筋混凝土施工喷工艺要求，分眨析国内各种挂依篮的施工特点燥，吸取有关挂牛篮的优点，经务过研究确定的欢结构型式，主抱桁架为两片分卸别竖于箱梁腹罗板位置，其间修用尝2宇×1碎8妻＃槽钢展和晶δ型10mm役钢板组焊成横何向平面联接系胞。每片主桁架港的上下弦杆、墓斜杆及竖杆均劳采用槽钢，再漏用面δ旷20mm可钢板组焊成箱阅形截面，杆端粱采叉用奴φ匀96mm螺的（拘45#锯钢）钢销栓与趋节点箱连接。闭桁架前端节点冠箱处放置一根俯前横梁，前横墙梁为三角式桁容架梁，由府2油×固22烧＃槽钢和私20mm丈厚的钢板组焊俗成上、下弦杆查；友2滔×2白0状＃槽钢和厚歉20mm丝钢板组焊成斜具杆；劣2肌×真1您8奶＃槽钢和厚蹈20mm签钢板组焊接成揪竖杆。横梁下摊弦设置动8垫个吊点，吊起睛3疏根由朽2然Ⅰ松40b易工字钢和厚洲20mm拴钢板组焊成的槽传力分配梁，拒其中中间传力版分配梁用永4父根直径膛为并32mm胶Ⅳ逼级精轧螺纹钢暂悬吊，上下用额螺母连接；伞2驶根外分配梁各那用象2数根直径口为锣32m雕m垫Ⅳ穴级精轧螺纹钢垄悬吊。前横梁俯上弦与上节点凑箱用钢销栓联婚接成直角三角忌形，形成稳定劈的联接体系。推后横梁的上弦生座在上节点箱傅上，下弦固定勒在菱形桁架竖以杆上，用钢销挥栓连接，结构垂截面与前横梁纽相同。后横梁电下弦外侧各设手二个吊点（共亦4研个吊点），救4柔根吊杆，二个白传力分配梁，苏截面形式同上鱼。传力分配梁速上设置穿心液蜂压自销千斤顶渗14窜个，其中炸8坝个千斤顶用资8木根吊杆（直径衬32mm戴Ⅳ程级精轧螺纹钢位）吊起底模架启；用波4没个穿心自锚液盆压千斤顶通过窄4剪根吊杆（直径衔32mm子Ⅳ交级精轧螺纹钢贺）吊起外模滑公移梁，齐用日2秀个穿心自锚液司压千斤顶通烤过嫌2店始根吊杆榜（缺慕直径尘32mm今Ⅳ毯级精轧螺纹钢脑）吊起内模滑屈移梁。前后横鹅梁和横向水平渣联接梁起到将零两片菱形桁架债连成稳定的整竿体结构的作用祝。B、前吊杆朋前吊杆的作用写是将悬臂灌注具的混凝土重量涝和模板及施工丢人员、机具重珠量传至桁架上屋。前吊带杆由权直径崖32mm掌Ⅳ绪级精轧螺纹钢姓组成，调节螺筛母即可适应梁芝段的高度变化锡。C、后吊杆伞后吊杆的作用锹是将挂篮承受筒荷载的一部分乖传至箱梁底板绳。庙4讨根直径酸32mm鹊Ⅳ谁级精轧螺纹钢怠和后传力分配沃梁连接在后横互梁下弦。结2水个传力分配梁肿和鼓4横根吊杆限(虫直径雾32mm抽Ⅳ怕级精轧螺纹钢烫)笑及获2跑个穿心自锚式柏液压千斤顶承洋受箱梁后段荷句载。D、模板赚箱梁前侧模板肿采用大块钢模注板，袭用巷10损#顷工字钢便和闹10规#帆槽钢看及谢δ邮6街钢板制作而成炊，纵向长虎度倾4500m歼m售，在梁高范围昼内分扒为倘3顿块，以便梁高炼变化时进行调仿整。外侧模支言撑在外模走行续梁上，走行梁制前端通过吊杆透悬吊在桁架横绕梁上，后端通秋过吊杆悬吊在移已完成的箱梁块顶板上（在浇凯筑顶板时设置益预留孔），后回吊杆与走行梁构间设有后吊架漆，后吊架上装冷有滚动轴承，哭挂篮行走时，敲外侧模走行梁液与外模一起沿险后吊架滑行。矛内模由内模架童、模板、横竖情带及调整丝杠蹈等组成。内模押架吊在片2矮根内模走行梁命上，走行梁前继端吊在桁架横端梁和传力分配挽梁上，后端吊庙在已完成梁段涝顶板上（设置他顶板预留孔）于，内模架可沿尤走行梁滑行，秒模板除上下梗忠肋处用特制模凯板外，其余均瞒采用组合钢模茄板。献底模由底模架揪和底模板组成臣。底模架守用篇30川#侧槽钢和共厚允20m后m对钢板作纵梁向，派2堂根鱼30顽#滴工字钢作前后昏横梁，分别用哥前吊杆及后吊伏杆吊至桁架横床梁及箱梁底板圣上。为保证足乡够的刚度，底猪模采用厚震8锈m结m宾钢板梨和协20测#耐、边30盘#采槽钢形成整体都。底模令长农4.5竹m奥，可满侦足蒙4何m跨梁段的需要，趁宽度比箱梁底赤宽早少材8m污m普，两外边缘固甜定匙5怕～睛6m扯m县橡胶板，在浇奔筑砼时，外侧声模与底模夹紧金，以防漏浆。E、走行系统陷走行系统分为叛菱形桁架走行对系统桂、爷底模、外模走蕉行系统及内模随走行系统四部适分。计菱形桁架走行肠系统，在两片月桁架下的箱梁镰顶面各铺设两消根押Ⅰ业40源a神工字烈形筒轨道（轨道用晶钢板组焊），微轨道顶面放置贼前后支座，支垮座用螺栓与桁皇架节点箱连接种。前支座沿轨巩道滑行励，炮支座贸底部焊接黑不锈钢板晃，走行轨道顶锐铺设四氟滑板阿，走行时在滑衣板顶涂抹润滑根油，以减小摩恩擦系数。旗后支座以反扣孙轮的形式沿轨葡道顶板下缘滚优动，不需加设袄平衡重，用两酷个自锚液压腿纸推进，菱形桁帅架即可向前移滚动。轨道长度孙按梁段划分长历度制作，碍分草3国m抛和疲4单m厨两种，每乱种吩3晒节，其中一节琴倒用。利用强梁部费竖向预应力筋泛将轨道底板锚哥固，挂篮悬臂本灌注施工时，知再轮用蔬6宇根直掩径关32m总m告精轧螺纹钢筋搭将轨道下钢枕杠与坝挂篮真后节点劣箱摇锚手固皂，使后支座反杰扣轮不受力。毛底模、外模走较行系统：底模咳、外模同步走灭行。脱模前用朗导链将底模架耀吊在外模走行羡梁上，解除后烧吊带，脱模后搁，随桁架一起朴向前走行。不币需另配牵引动年力。疲内模走行系统闸：内模脱模后晨，内模架落在障内模走行梁上颂，用人工推动蜡既可将内模架属移至下一个梁宜段。灯5.态3惧挂篮受力主桁友架的受力和变啦形分析送5.3.1水挂篮受力主桁浙架的平面分析屡根据本挂篮的齿受力特点，在记计算分析中将钟其简化为平面忠结构，采用平情面杆件的有限苦元模式进行分颈析。桁架同浇纸筑模板连接的炼地方，采用铰坐接的方式。翠5.3.2拴挂篮主桁架平弱面计算简图懒节点取为铰接音点基于以下考脑虑：实际结构耳是非常复杂的型，完全按照结攻构的实际情况替进行力学分析导是不可能的，够也是不必要的幕，因此在计算娇过程中必须对庭实际结构进行春简化，略去不罚太重要的细节谅，显示其基本唱特点，对于结滋构的连接，通杂常情况下有两诱种理想情况：底铰接点和刚结尝点。本工程中赏，节点实际状魔态处于刚结点速与铰接点之间棵，铰接程度稍灾大一些。但是巩杆件的位移是叔本次挂篮施工逢的控制性要素烧，位移大小，怀关系到悬臂施婆工过程控制的菊成败，同时也迁关系到挂篮工斗作的安全与否过，所以计算过娇程中，偏于安均全考虑，节点驴形式取为铰接筛节点。戚图尼4夫－植6换挂篮主桁架平季面计算简图寻5.3.3两挂篮受力主桁净架的荷载取值盯计算中，考虑员主桁架的前支龟点承受荷载，凡为了安全考虑彩结构的变形，帆荷载的取值采搭用以下原则：舒单片主桁架的主前吊点在正常税工况下承担浇界灌段梁重量蝶的涌1/搞4叠，最不利工况样（考虑混凝土珍浇筑时发生偏裳心）下承担浇练灌梁重论的各1/停3赶。根据挂篮所歪浇筑梁段的重疏量，满载的时贪候为毕270.7余t祖,醒超载时候错为隙300斑t幸。紫5.3.4论计算中的参数辱由于主桁架的卷各个杆件通过递节点板，用销泽钉连接起来。队所以在计算中棕采用了杆件单淋元。弹性模量诊：槽；均泊松比：志；线膨胀系数缓：丸等5.你4安挂篮分析的三套维有限元模型述5.4.1其计算假定辜挂篮施工时整旅个结构由挂篮藏、待浇筑的混阀凝土和已浇筑誉的混凝土组成弊，整个结构的柿行悼为具有明显的染空间性。目前垒看来，现有的色分析，集中在询对受力主桁架茶的平面桁架分刻析上，对挂篮衬各个构件的分危析都是将其分蔑离，然后对荷绒载进行估计，蝴进而得出挂篮垂各个部分的受找力与变形，用左来指导设计和视检验。挂篮的郑受力和变形，壁不仅对于挂篮蚂自身的刚度和拍强度比较重要讲，而且，在刚游构桥的施工控害制中，对于预鞭拱度的设置也鬼起非常重要的悉作用。所以对睬挂篮施工时候去的结构，进行秆三维的整体性锈分析，非常必谈要和重要。楚对结构进行三究维有限元分析联的关键是对结宜构作出符合实栏际的模型简化热。以往的挂篮券分析中，往往减是将混凝土截叨面分块，分别扩施加在挂篮上驻。同时对施工拌人群荷载简单妙地作用在节点该上，没有完全谊符合实际施工醋中的情况，对衰于具有明显空谜间和整体效应辜的挂篮施工时使的结构就难以指体现实际情况氏了。另外，结丝构的各个部分负的有限单元的守类型、性质及询相互之间的连创接等的简化对仪分析结果也将输产生很大影响槽。根据对挂篮只设计和施工蓝努图的认真研究甚，其三维有限复元分析模型建虎立如下：雪①宜浇筑梁段为后贫张拉三向预应穗力混凝土，所露受内力以压为辛主，质量占整纯个结构的绝大退部分。分析中护采曾用帐8脉节点的三维块暖体单元。宅②膏模板在结构中尼起着将混凝土萄的重量传递给叔挂篮的作用，堤质量较小，厚巩度不大，分析诵中采用板壳单义元。就③盲挂篮的前端下搂横梁，后端下稿横梁以及前端较上横梁，设计萌中采用型钢组死合截面，主要概为平面变形和黎受力，分析中盟，采用二维梁巩单元。枕④妙挂篮的后端主邪桁架和承重吊岸带，截面变化炕不大，主要承治担轴向荷载，锻两端采用销结首的固定方式，概计算中采用三捉维杆件单元模忙拟。长⑤探考虑到结构和倘荷载自身具有波对称性，可仅固建立结构的一睡半模型分析，彼但为了整体分肺析挂篮结构的掀受力和变形，疑仍采用全模型充进行计算。有央限元模型共正有萄944荣9鼓个节点悠，肿1804蛇9月个单元。唇5.4.2蹈荷载及荷载工走况该结构上的荷载虹考虑有混凝土别的自重（取重猴量最大棚的筹1掌号段进行分析惧）没演、屡施工的挂篮荷柴载以及施工中掏的人群荷载。挡控制荷载工况怨有：武荷载组合一：啄混凝土重量＋邻挂篮自重＋人此群和施工机具慌重；六荷载组合二：因混凝土重量＋虾挂篮自重＋混遥凝土偏载＋人体群和施工机具拳重；扩荷载组合三：役混凝土重量＋茫动力附加荷载淹＋挂篮自重＋镰人群和施工机方具重量；企浇筑的混凝土饮梁段位于挂篮暗前端和后端、丝梁段后端进行书固结约束。朴5.4.3嫂分析内容和方鹊法胖分析中对结构煮进行了静力分祖析，采森用覆ANSY锦S候有限元软件进娇行分析。分析蚊用的力学模型蛙及网格划分见达挂篮有限元分织析三维模型及遇网格划分。辉图某4寿－娃7告挂篮有限元分撒析三维模型及弱网格划分庭根据《钢结构耻设计规范》中隶的吊梁的允许判挠度，取桁架调挠度允许值早为唉1/60百0绸，即前吊点处宵的下挠度值不俱大卧于小16.7m识m签。遣在控制荷载工代况下挂篮受力考主桁架挠度计找算值表4－4仍载荷分类题N抢1炒（什t榜）在N跨2网（之t膜）绒N爸3袭（刊t加）父N拆4椒（掏t尿）绪N桌5漆（结t效）我挂篮下挠量（锤mm训）御竖杆前移量（恨mm犬）动1/誉4婶荷载袭（美t堆）诵68筒97.8酒-100.2甩-100.4柜115.1福0庆-6.悔6闪-1.质5区75.蔬108.28任-110.8戒-111.0铲127.4柜0苗-7.3炎-1.6锅1/汇3明荷载乏（隔t柱）绪88地129.34析-132.5纽-132.0果-152.3伤0雪-8.莫8晕-中2达10.慰144.展-147.2槽-146.8陈169.5润0库-9.7采-2.话2盘根据以上计算俯结果，可以得负出挂篮受力主兔桁架挠度符合债规范要求。根竿据各个杆件的叠受力，对各个箭杆件进行了强干度校核，拉杆危的强度、压杆驼的稳定性检核殊通过。里5.4.4订挂篮三维有限注元计算结果分躺析谱5.4.4衣.喊1降挂篮主桁架下信挠分析阶为了在有限元至分析中，比较储客观地模拟混沸凝土浇筑时的为力学状态，在京分析中对混凝姨土的弹性模量锐分别采取了撒：夺1桌10-6E,缴1胀10-5E,注1孟10-4E,启5迷10-4E,建1慈10-3E,户1帜10-2E,金1纪10-1浇E票，姻E皱。挂篮主桁架但下挠度值可见钢图挡《丽挂篮主桁架前培吊点下挠值与曲弹性模量的关粉系图嫂》舌。弹性模量只意有原来增的喂1熔10-6撇E拦时，可以认为硬所计算的混凝飞土段处在的浇林筑过程中，此制时挂篮主桁架跨下挠野为隶5.1mm鞠＜黎[使δ反]=16.7扩m驼m介。在弹性模量补在银取典0.1摇E苦时，计算出的砌变形值在（减3.04m丢m裹）同软取低E边时的变形值絮（况3.00m骨m赏）接近了。厉图仿4贷－迹8夸挂篮主桁架前咐吊点下挠值与凝弹性模量的关雁系图弟混凝土梁段位津于挂篮前端和帅后端时的前吊换点下挠计算分羊别未为梨5.7m泛m俘和歼5.9m啦m堵，满足刚度要修求，考虑人群主荷载全部集中付在模板的前端伙以及挂篮的大但部分重量集中持在前吊点上时猛的最不利情况晌，下挠值肃为所5.028m长m摆＜僵[河δ策]=16.7赌m谅m拍。打5.4.4板.低2践挂篮各个杆件川的强度分析燥根据各个杆件娱的受力状况，具对各个杆件进雪行了强度校核疏，拉杆的强度恰、压杆的稳定抵检算以及节点暑板的验算，均环通过。颈混凝土段端部沸约束对计算结扮果的影响葡有限元分析中初，由于对主梁缘的端部采用的访是闪3战个方向上铰接赔，与实际的约怖束情况没有完甩全相符，因此俊分析了铰接，散固接以及胀从壳0惜号段延长真实仗约束。对比前斧吊点的位移值番发现，结果相滑差不大（结果柏见表焦4乡－中4肚）。计算中采傲用铰接约束是炸可行的。万前吊点在不同滑约束情况下的靠位移值糕糟呜希位凶弦浮便表译4装－签5万约束形式搏铰接妖固接碌真实约束第位移值捏（刷m训m茂）拦3.1详3.0廉3.0遮5.4.4园.俊3铺结论柿通过对挂篮的表平面和三维分捡析，可以得出眼以下结论：杯a悟.凳菱形挂篮的主学桁架设计合理恐，各个杆件之莲间受力比较均摸匀，有利于节舞约材料。爆b蔬.荒平面和三维分戴析的各项结果予表明，挂篮结每构的各项指标默均满足相关要颜求。脾c承.强挂篮主桁架的豆前吊点的下挠急是整个挂篮结卧构刚度的控制蛙因素，是主梁丛悬臂浇筑的线轿性控制中重要央的参数。趋d铜.申平面计算模型假的计算结果精邮度上是可靠的瓦，相对三维的申分析结果，相佩应数值较大，旅结果相对保守欢。在挂篮的平破面计算中，必酷须正确估计主蔬梁重量对挂篮晓主桁架的贡献诸。式e度.哗三维有限元分尼析较为真实地缎反应了挂篮施员工时的受力和姨变形状况。克虏服了平面桁架嚼分析的不足，魄在重要工程的警挂篮分析中，究有必要对挂篮词结构进行三维铜有限元分析。庸6债挂篮的现场试泽验验证比为确保悬臂灌爸注施工安全，急检验挂篮受力帜状况，惭必须榨测定挂篮弹性侍及非弹性变形铃。在挂篮使用衫之前进行荷载为试验，挂篮荷乳载试验分为检仓验菱形架受力肢状况的菱形架丑预拉试验和检库验挂篮整体受原力状况的等载网试验两部分。摄6.缩1坝挂篮菱形架预脂拉试验蛮6.1.1顺试验目的怨检验单片菱形诚架最大工作荷谈载下的变形和私整体稳定耳性衔,骂并古测试挂篮的主雪要技术参数从和纺使用性能。图4－9挂篮菱形架预拉试验装置图图4－9挂篮菱形架预拉试验装置图拜6.1.2振试验原理冬利用千斤顶施紧加预应力将两罚片菱形架对拉皇，测量对拉点疾的变形，并与激设计计算值相周对比。本试验勉拉力定为菱形寨架工作时的最璃大拉听力拌120唱t驻。矩6.1.3贱试验方案颜将两片菱形架陆平放在平台上拘，两片菱形架横根部利元用量6两根直俭径堂32些mm究精轧螺纹钢共直预誉拉辨120控t么，菱形架的前遵吊点处采塔用浪8辞根钢绞线一端陶固定，一端张阵拉。摘6.1.4中试验步骤茂①毒按荷载分级校赢顶。息②稠将组装好的两格片菱形架平放如在平台上，安泊装试验装置。殃③鸽将锚固端的精蔽轧螺纹钢每根脏预混拉哄20趁t站，然后锚固。上④龟分级张拉并测唐量前吊点的位桶移。杆⑤汤张拉份到帆120哲t菌时持近荷轨6应0牛分钟，观察菱抓形架的变形和钳焊缝情况。峰⑥座分级放张，测抬量放张后的位谁移量薄。疾校试验结果可见涝表唯4叉－京6钟。检巴朗阳颂2咳号大桥挂篮菱尿形架对拉实验锤数据表钳表谜4-劳6仗序潮号罢加载栽（坛t柜）欧油表读数择（阀Mp赤a腔）扇挂篮下挠量淹（左m骄m蔑）斧备注包理论计算卡实股馋堂测窝1迅1南2.11兵0.3万2纪5豪2.60辱2.3概3凭10透3.20略7.5乏4干20扑4.40透10.8斥5叹30瘦5.60毙12.3后6咬40姜6.81忽13.3鸡7何43.3贩7.30婚4.25宅14.3债8徐56.7毙8.76剑5.55门15.5芝9泻58.1锦8.94题5.69统16毕10酱64.7爱9.78害6.33题16.3尾11填67.7扎10.16添6.59党16.5提12巾75笑11.09酱7.32赏17嘉13易77.5恳11.38玉7.56樱17.5婆14窗82旬11.92闹7.99男17.8惯15叉86.3观12.43少8.41歇18.3悄16痒90.2划12.89美8.78掌18.5晨17恼100猾14.10捎9.72仪19.5标18杨120息16.56任11.66隶21.3花菱您尿形堡才架储粘塑揪汁性梨匙变乞氧形泼8.9洲从试验数据上养可以看出菱形洽架的塑性变形被为迎8.9m剩m悔，贪在风120荡t盏荷载的情况下煌菱形架的总体穗变形蛾为朱21.3m白m尊，减去塑性变夜形，菱形架的吨弹性变形悦为写12.4m呈m莫，与理论计虽算哑11.66m纳m意相差不大。在旗荷载岔为乌120育t搜时菱形架稳定妖，焊缝无开裂历现象。鲜6.煌2袖挂篮整体等载氧预拉试验柜6.2.1校试验目的肌⑴两检验挂篮在等崖效荷载情况下俗的承载力和整险体稳定性。高⑵聪测量挂篮在等烧效荷载的情况辫下的弹性变形万和塑性变形。泡在测试中仇使储挂篮的主要技独术参数洲和涂使用性能初步群得到验证。撞6.2.2纤试验原理灌利用预埋在墩亡身上的三角形季支架作为反力多承重结构，在崭挂篮底模上布章置预应力钢束书，利用千斤顶挥进行预拉，预庙拉总拉力为挂宾篮的最大承重冻加上施工荷载欣，最大梁段重晕量屠为旷233殃t到，施工荷载考警虑修30晚t订，加上冲击荷趟载及偶然荷载锋，所以本试验中拉力定兄为冻300毁t亏。偿6.2.3门试验方案搭反力架布置及城埋设在墩身墙上辜设计拉力泡为持600汪t影，刚在冶300樱t劫的荷载变形驾为难2m宝m饮，在浇筑墩身巷混凝土之前埋株设预埋件，墩避身浇筑完成后营焊接支架，要私保证焊缝质量匪。岁图寨4-10俗挂篮整体等载毯预拉试验装置情图钢束布置敢按最大节段的格受力状态在每葵侧挂篮底模布修置众2材排蚊共僻1拌2努束钢束，每窄束哪2涨根，每根的设商计拉力馒为辫12.5化t撤，共最计袜300嘉t蚕。勉在每侧挂篮的幅底模上最大节况段端部位置等汉距布孝置圆6豪个标高观测点遥。尿图羞4-11咳底模张拉钢束签布置示意图叙6.2.4患试验步骤高安装试验设备久。碧测量张拉前标疗高。梁对称张影拉脏25%抢N坑，测量并记录启标高。效对称张奖拉自50%虹N桥，测量并记录冒标高。廊对称张王拉稀75%素N优，测量并记录士标高。础张柳拉借100%小N卫，补齐应力损三失，持援荷芬3朴0崖分钟，观察杆漫件和焊缝的受猜力状态，测量宅并记录标高。炭分级两侧对称滤放张，放张顺庸序贴为哗100%呀N警—疾75%喂N音—淘50%蓝N邀—伸25%恒N岭—钞0翅，放张完成后腾测量并记录标监高。则根据实测数据环，在加器载袋300犹t浇时挂篮的弹性疯变形量类为杨14m怎m撇，与理论计房算擦12m苗m蛋相差不大。塑绳性变形量删为羽9m陵m性，总变形量惭为磁23m都m马，从试验数据潮上可以看出在皆加载初期的塑猛性变形较大，影加载到一定程墓度变形呈线性鞭增长，即为弹斥性变形，表示桃塑性变形消除薄。在试验过程眉中杆件和焊缝挣无变形和开裂状现象。滩6.倒3画安全保证措施棒有参加试验人姥员均应佩带安亩全带，安全带朽末端应系在梁开端的预埋钢筋卷上，决不可系诱在挂篮和模板龟上。随在试验过程中哭，挂篮后锚、通底部受力托架娇处均派专人看捞守，发现异常边情况及时报告疤，底部受力托斜架看守人员应拿特别注意安全洞，安全带应系筛在可靠的地方去，并佩带对讲修机，及时的与灭梁顶试验人员末进行联系。晶张拉人员及设