挂蓝设计技术交底

贵广南广铁路广州枢纽工程GTGG-2标

连续梁悬浇施工挂篮设计汇报人：李勇波中铁大桥局集团三公司技术发展中心一、工程概况我公司在贵广南广铁路广州枢纽工程GTGG-2标共有24座跨线、跨河混凝土连续箱梁采用悬浇挂篮施工。目前，已经完成包括跨广珠城际铁路、陈村水道、跨西环高速、跨海南收费站匝道、跨花地河等5座桥梁施工用挂篮的设计工作。各桥连续梁特性如下表：一、工程概况一、工程概况桥名单位跨广珠城际铁路跨陈村水道跨西环高速跨海南收费站匝道跨花地河属地6工区5，6工区3工区3工区1，2工区跨度m41.55+2×64+41.5570+125+7064+2×108+6465+2×116+6570.75+125+70.750#节段长m99131312挂篮施工节段长m3×3.5+4×4.07×3+9×4.03×3.0+5×3.5+5×4.06×3.0+7×3.5+2×4.06×3.0+5×3.5+5×4.0节段最重t96.3211.7187.7206.8469.3主梁截面形式单线，单箱变高,双线，单箱变高双线，单箱变高双线，单箱变高四线，三箱变高顶板宽m712.212.212.222.8底板宽m4.2776.417梁高m4.8～3.19.2～5.27.5～4.58.9～5.29.2～5.2二、挂蓝总体设计构思2.1设计原则2.1.1尽量利用公司现有挂篮资源；2.1.2尽量利用公司现有钢材资源；2.1.3挂篮以后使用的通用性；2.1.4施工方便；二、挂篮总体设计构思2.2挂篮形式及来源：二、挂蓝总体设计构思桥名跨广珠城际铁路跨陈村水道跨西环高速跨海南收费站匝道跨花地河属地6工区6工区5工区3工区3工区1，2工区挂篮形式三角挂篮菱形挂篮菱形挂篮菱形挂篮板梁式挂篮菱形挂篮挂篮来源汉宜项目挂篮改制西阳河挂篮改制新制西阳河挂篮改制新制西阳河挂篮改制新制挂篮按可满足于本工程的使用，又兼顾以后其它工程项目的使用为原则进行设计，尽量增强挂篮的通用性。总体设计思体如下：2.2.1主桁架由各单元杆件拼装而成，便于运输，同时减少拼装时吊机的起重负荷。2.2.2挂篮灌注砼时采用后锚蹬筋平衡倾覆力矩，取消配重，减轻挂篮自重。2.2.3挂篮走行采用竖向筋锚固滑道、菱形架后支座反扣滑行的形式，取消配重走行。二、挂蓝总体设计构思2.2.4模板设计注重混凝土外观质量，以刚度控制设计。2.2.5下平台及模板系统采用垂直悬吊在主桁悬臂端及导梁上，挂篮走行时，底平台、外模、内模同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期。2.2.6挂篮设计时统筹考虑工作平台及人工通道，方便施工，并保证员工的安全。二、挂蓝总体设计构思三、挂篮结构组成挂篮由以下几个系统组成：主桁承力结构、后锚及悬吊系统、下平台、模板结构、走行系统。3.1挂篮总体布置图如下：三、挂篮结构组成3.1.1跨广珠城际铁路连续粱（单线桥）:三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成3.1.2跨陈村水道连续粱（双线桥）:三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成3.1.3跨西环高速连续粱（双线桥）:三、挂篮结构组成3.1.4跨海南收费站匝道连续粱（双线桥）:三、挂篮结构组成3.1.5跨花地河连续粱（双线桥）:三、挂篮结构组成3.2主桁承力结构：挂篮主桁(主粱)是整套挂篮的承力核心，各桥的主桁特性如下表：桥名跨广珠城际铁路跨陈村水道跨西环高速跨海南收费站匝道跨花地河主桁形式三角桁架菱形菱形板梁式菱形主梁主纵粱：2工55立柱：2[36b斜2□120×32弦杆：2[32b立柱：2[32b斜杆：2[36b2[32b箱粱:900×1360×20×162[32b前长x（m）4.7x4.55×4.55×4.54.95×4.5连接销轴连接φ27普通螺栓连接φ27普通螺栓连接φ27普通螺栓连接节点板40mm2x20mm2x20mm2x20mm三、挂篮结构组成挂篮主桁前支点直接支撑在已浇注的箱梁梁体腹板顶面，后支点通过箱梁腹板（或翼缘板）竖向预应力筋锚固。主桁前端支撑前上横梁,前上横梁采用型钢组合截面。承受由前吊带传递过来的所有荷载。三、挂篮结构组成3.3下平台系统下平台包括下纵梁、前下横梁、后下横梁以及内外导梁。下纵梁两端通过可调支座分别支承在前、后下横梁上。下纵梁的可调支座如下图：三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成下平台要承受模板系统传递过来的箱梁混凝土荷载，并传递给挂篮的悬吊系统，内外导梁还兼内外模板的走行通道。结构选材如下表：桥名跨广珠城际铁路跨陈村水道跨西环高速跨海南收费站匝道跨花地河下纵梁2[32b2[36b、2[30b2[36b、2[30b2[36b、2[25a2[36b、2[30b前下横梁2工36b2HN396×1992HN396×1992HN450×2002HN396×199后下横梁2工45b2HN500×2002HN500×2002HN450×200主粱:2HN500×200腹杆:2[20b外导梁2工45b2HN500×2002HN500×2002工40a2MH588×300内导梁2[32b2HN396×1992HN396×1992工32a2HN396×1993.4后锚及悬吊系统主桁后锚采用4根φ32的精轧螺纹筋（抗拉容许应力785MPa），与箱梁竖向预应力筋或预埋锚筋连接进行锚固；三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成吊带包括前长吊带、前短吊带、后长吊带、后短吊带和后短吊杆。前长吊带是前下横梁与前上横梁之间的传力结构，前短吊带是内外导梁前端与前上横梁之间的传力结构，后长吊带和后短吊还是将后下横梁所受荷载传递到已浇注的箱梁顶板或底板上，后短吊杆是将内外导梁后端所受荷载传递到已浇注的箱梁顶板上。吊带均为Q345钢带，吊杆为抗拉容许应力785MPa的φ32的精轧螺纹筋。

三、挂篮结构组成3.5挂篮走行系统挂篮走行系统分为桁架走行系统、底模及外模走行系统、内模走行系统。桁架走行系统为滑动走行，在箱梁腹板顶面锚固小钢箱梁作为轨道，轨道顶面放置主桁的前后支座，支座与主桁节点栓接，前支座沿轨道滑行，后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，挂篮走行不需另设平衡重。轨道分节向前倒用。三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成主桁后支座反扣装置及滑倒锚固装置如下图：底模和外模与挂篮主桁同步走行，走行时，底模支撑在底平台上，底平台后端挂于外导梁上，外模则直接落于外导梁上，外导梁吊架上设有滚动轴承，外导梁与主桁同步沿吊架滚动。吊架如下图：内模待前段箱梁底板和腹板钢筋绑轧完毕后，沿内导梁滑移到位。三、挂篮结构组成三、挂篮结构组成3.6模板系统 挂篮外模和底模为新制钢模，内模为组合钢模板，根据模板所在位置的受力状况，在模板的面板下设置相应间距的加劲肋或排架。 挂篮端模采用分块钢模板以适应箱梁腹板与预应力筋孔道位置的变化。三、挂篮结构组成四、挂篮结构受力计算4.1荷载系数有关荷载系数根据铁路、公路桥涵有关设计和施工规范，荷载系数取值发下：考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载走行时冲击系数：1.3；浇筑混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：＞＝2.0；四、挂篮结构受力计算4.2作用于挂篮上的荷载：1、混凝土自重：取26KN/m3,并考虑1.05的增大系数；2、浇筑砼时的冲击系数1.1；3、人群和施工机具荷载：2.0KN/m2；4、模板及支架荷载：内模及底模1.5KN/m2，外模及排架2.0KN/m2；5、挂篮主纵梁、上下横梁、下纵梁及内外导梁自重按均布力加在各自构件上计算；6、风荷载：如无风速资料可按当地基本风压计算;7、挂篮走行时的动力系数取1.2。四、挂篮结构受力计算4.3荷载组合：1、荷载组合Ⅰ：混凝土重量+冲击附加荷载+挂篮自重+人群和施工机具重；2、荷载组合Ⅱ：混凝土重量+挂篮自重+风载；3、荷载组合Ⅲ：混凝土重量+挂篮自重+人群和施工机具重；4、荷载组合Ⅳ：挂篮自重+走行动力附加荷载+风载；一般情况下，荷载组合Ⅰ～Ⅱ用于挂篮主承重系统强度和稳定性计算；荷载组Ⅲ用于刚度计算，荷载组合Ⅳ用于挂篮空载走行验算。四、挂篮结构受力计算本挂蓝强度、稳定性和刚度验算均按荷载组合Ⅰ来计算（由于挂蓝浇注状态时，风荷载对其影响较小，荷载组合Ⅰ为最不利）。荷载组合Ⅳ用于挂篮空载走行验算。四、挂篮结构受力计算4.4结构分析计算：挂篮主要构件简化成空间桁架结构，采用结构计算软件sap2000计算，计算模型如下图：4.4.1菱形挂篮计算模型四、挂篮结构受力计算4.4.2三角形挂篮计算模型四、挂篮结构受力计算4.4.3板粱式挂篮计算模型:根据空间杆系计算出来的内力，对各杆件按受拉、受压、受弯分别进行计算，得出各杆件的强度和刚度均满足规范及施工要求。

4.5挂蓝主要结构内力参数表:四、挂篮结构受力计算四、挂篮结构受力计算4.5.1跨广珠城际铁路连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩(t.m)剪力(t)轴力(t)正应力[σ]剪应力[τ]折算应力[σ]斜杆2□120x3285.97111.9170100111.9170立柱2[36b12199.417010099.4170主纵梁2工55(支座处加盖板)36.434.8951.3113.31701.344100100.43170前上横梁2I56b22.138.445.217027.9710066.26170前下横梁2I36b10.8318.4258.917025.1310073.24170后上横梁2[32b9.744.5295.71708.410096.8170后下横梁2I45b32.137.6310717036.6100124.37170下纵梁2[32b10.748.410517015.6100108.42170四、挂篮结构受力计算杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩(t.m)剪力(t)轴力(t)抗拉σ[σ]承压σ[σ]销轴抗剪τ[τ]前长吊带140×32φ55销孔36.3143.6170185.921576.4125后短吊杆φ32精轧螺纹钢筋30.4378.6785后长吊带140×32φ55销孔7.9231.3317040.621516.7125后锚固4φ32精轧螺纹钢筋78.5244.4785抗倾覆安全系数为3.2，大于2前支座

139.343.8170后支座20.1挂篮变形20.4mm,浇注4.0米节段砼时出现在前下横梁跨中4.5.1跨广珠城际铁路连续粱挂篮:四、挂篮结构受力计算4.5.2跨陈村水道连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)正应力[σ]剪应力[τ]折算应力[σ]斜杆2[36b137151.6170170立柱2[32b94.6104.7170170弦杆2[32b101111.8170170外导梁2HN500×200×10×162727.673.3317031.42100170前上横梁2HN396×199×7×1132.751.4

79.8217039.74100105.4170前下横梁2HN396×199×7×1120.332.2

104.317064.9100170内导梁2HN396×199×7×1115.9310.6

81.817021.4100170后下横梁2HN500×200×10×1632.753.73

88.817061.2100138.3170纵梁A2[36b20.116.4

14317024.9100170四、挂篮结构受力计算杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)抗拉σ[σ]承压σ[σ]销轴抗剪τ[τ]前长吊带160×32φ65销轴

36.311920017530055125后短吊带220×48φ90销轴

69.311120016030055125后长吊带160×20φ65销轴

13.67220010930028125后锚固4φ32精轧螺纹钢筋

77.5240785抗倾覆安全系数为3.3，大于2

前支座

190104.4170

挂篮变形58.3mm,浇注4.0米节段砼时出现在前下横梁跨中4.5.2跨陈村水道连续粱挂篮:四、挂篮结构受力计算4.5.3跨西环高速连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)正应力[σ]剪应力[τ]折算应力[σ]上弦杆2[32b

75.677.8170

10077.8170下弦杆2[32b

-75.678.2170

10078.2170前腹杆2[32b

-102.2106.2170

100106.2170后腹杆2[32b

102.2106.2170

100106.2170竖杆2[32b

75.673.9170

10073.9170上横梁2HN396X199X7X1126.440.1

651703610091170前下横梁2HN396X199X7X1118.1221.87

9317044100120170后下横梁2HN500X200X10X1617.5939.3

481704510092170外导梁2HN500X200X10X1614.139.17

391701110053170内导梁2HN396X199X7X1115.7910.49

821702210091170下纵梁A2[36b16.5712.1711817019100122170下纵梁B2[30b64.369.31708.710070.9170四、挂篮结构受力计算杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料轴力(t)抗拉σ[σ]承压σ[σ]销轴抗剪[τ]前长吊带140×32φ55销孔28.410420016130060125内、外导梁前吊带140×20φ55销孔11.668.320010630025125后短吊带200×32φ80销孔

53.192.220013930053125后长吊带140×20φ55销孔

10.461.22009530025125内导梁后锚φ32精轧螺纹钢筋11.5142785

外导梁后锚φ32精轧螺纹钢筋

20.6255785

后锚固4φ32精轧螺纹钢筋

67.1210785抗倾覆安全系数为3.7，大于2

前支座

139

后支座

20

挂篮变形24.7mm,浇注4.0米节段砼时出现在前下横梁跨中4.5.3跨西环高速连续粱挂篮:四、挂篮结构受力计算4.5.4跨海南收费站匝道连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)正应力[σ]剪应力[τ]折算应力[σ]主纵梁箱梁900×1360×20×16374.168

85.0017017.3310090.14170前上横梁2工63b43.539.2

70.7017017.8410077.16170后上横梁2工63b4317.3

69.891707.8710071.21170前下横梁2H450×20029.417

0.7517026.5210045.94170后下横梁2H450×20029.146.6

80.1617072.69100149.25170内导梁2工32a2011.6

146.6517023.63100152.26170外导梁2工40a25.117.3

117.3617016.27100120.69170纵梁12槽36b16.4121.3118.5017013.23100120.69170纵梁22槽25a7.15.21134.2617047.46100157.42170四、挂篮结构受力计算4.5.4跨海南收费站匝道连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)抗拉σ[σ]承压σ[σ]销轴抗剪τ[τ]前长吊带1160×20φ60销孔

17.2286.10200141.1430029.46125前长吊带2160×20φ60销孔

27.3136.50200223.7730046.71125内导梁前吊带160×20φ60销孔

1680.00200131.1430027.37125外导梁前吊带160×20φ60销孔

23.2116.00200190.1630039.69125后长吊带1160×20φ60销孔

3.618.0020029.503006.16125后长吊带2160×20φ61销孔

1155.0020090.1630018.82125后短吊带2φ32精轧螺纹筋

56.9353.86785353.86

353.75

内导梁后锚1φ32精轧螺纹筋

16.98211.19785

105.56

外导梁后锚1φ33精轧螺纹筋

22.14275.37785

137.64

后锚固4φ32精轧螺纹筋

71.02220.56785抗倾覆安全系数为3.4，大于2走行锚固2φ32精轧螺纹筋

23.24144.53785抗倾覆安全系数为6，大于2挂篮变形66mm,挂篮后退走行时出现在前下横梁跨中四、挂篮结构受力计算4.5.5跨花地河连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)正应力[σ]剪应力[τ]折算应力[σ]斜杆2[32b102.2113.0170170立柱2[32b101.3112.1170170弦杆2[32b75.283.2170100170外导梁2MH588×30061.317.476.217012.110079170前上横梁2HN500×20025.3334.2

68.817038.910096.3170前下横梁2HN396×1996.3215.93

31.917032.310064.1170内导梁2HN396×19914.599.98

76.217019.210083.1170后下横梁上弦杆2HN500×20017.532.1

47.517036.510079170腹杆2[16b257.654.9170下弦杆2[20b535.581.6170纵梁A2[36b11.919.72

84.717014.710088.4170纵梁B2[30b6.715.4686.71701510090.5170四、挂篮结构受力计算4.5.5跨花地河连续粱挂篮:杆件名称截面最不利受力应力表(MPa)材料弯矩（t.m）剪力(t)轴力(t)抗拉σ[σ]承压σ[σ]销轴抗剪τ[τ]前长吊带140×20φ56销孔

24.7143.4250134.421549.0125内外导梁前长吊带140×20φ56销孔11.8770.625010621524.1125内外导梁后锚吊杆φ32精轧螺纹筋21.56266.2785后短吊杆φ32精轧螺纹筋

24.95131785后长吊带140×20φ56销孔

19.62116.7250175.321539.9125后锚固4φ32精轧螺钢筋

79.8248.3785抗倾覆安全系数为3.2，大于2前支座

141.7

挂篮变形51.4mm,挂篮走行时出现在后下横梁跨中4.6菱形挂篮的通用性根据公司实际情况,有一部分菱形挂篮需要新制，为了满足今后更多连续箱梁的悬浇施工，方案设计时考虑到了挂篮通用性。1）、主桁可满足浇注4m及以下节段长的箱梁节段，并预留了浇注4.5m节段的接口，如需加长，仅需将主桁的前上节点板、前下节点板换掉，并将上弦杆及前腹杆加上个接长杆即可。2）、内外导梁在端部也预留了接头螺栓孔，以便接长满足浇注4.5m的梁节段。

四、挂篮结构受力计算3）、下纵梁在4.0m和4.5m的节段长处预留了连接纵梁支座销孔。4）、为应付以后主桁横向间距变化，主桁立柱及下弦联结系采用万能杆件及新制杆件组拼栓接，每个不同的连续箱梁仅需改变中间一个节间的新制杆件长和节点板即可。5）、每根横梁两端也预留了接头螺栓孔，以便今后横梁的加长需要。6）、下纵梁与下横梁相连的支座做成横向可调，以便满足今后不同的箱梁自重分布时下纵梁在横梁上的间距可调。四、挂篮结构受力计算五、挂篮加工要求所有挂篮结构应按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）进行焊接、制作、安装、涂漆、检验。

5.1.1、各加工件所有孔眼采用钻（镗）孔，不得现场冲孔孔径及光洁度应满足设计要求，相邻螺栓孔间距允许误差为±0.25mm，端孔边距的允许误差为±0.5mm。

5.1.2、钢板及钢吊带的加工要确保设计尺寸，不准采用手工切割，其切割边距要满足设计要求，并要削除热影响区对钢材力学性能的不良影响。

5.1.3、对重要的受力部件，如主桁架杆件及焊缝、吊带、销轴、后锚筋等应作探伤检查，所有销轴均须调质。所有主要杆件的焊缝要求作超声波探伤检查。无任何缺陷时方可使用。五、挂篮加工要求

5.1.4、后锚筋采用精轧螺纹钢筋，顶端须套双螺母并加设垫板。

5.1.5、对主要的受力构件的焊接，须制订合理的焊接工艺，所有编号的焊接构件必须工厂加工，保证焊缝高度和焊缝质量，各焊接构件必须减少其焊接变形，如有较大变形，应予矫正。

5.1.6、滑道梁顶板上下两摩擦面加工后不涂油漆，应涂油并包装防护好以防损坏其光洁度。

5.1.7、各构件加工完毕后，主桁部分应进行试拼，试拼合格后进行涂漆、编号，进入设备保管程序，最后运至现场。五、挂篮加工要求五、挂篮加工要求

由于本项目挂篮数量较多，为节约成本，有部分连续粱挂篮采用旧挂篮改制而成。对于改制挂篮，需遵循以下原则：5.2.1详细清点检查旧挂篮的各个构件，锈蚀或损坏变形严重的构件不得采用；5.2.2构件的板件或焊缝有松脱的，需清理干净后，重新施焊补强；5.2.3挂篮各横梁或纵粱需要接长的，应按照等强度原采用焊接或螺栓联接的方式加长；五、挂篮加工要求五、挂篮加工要求5.2.4对于原挂篮的各种吊带，需要重新开销轴孔，应严格按照图纸及规范要求，采用专用机械钻孔，严禁现场烧孔；吊带需接长的，按照设计图纸，采用等强度的原则，用销轴联接进行接长；5.2.5由于滑道在挂篮走行中的重要性，对于切割严重的旧滑道，不得采用；滑道预埋锚筋位置需准确，严禁在现场随意在滑道上开孔或扩孔；六、挂篮安装及走行6.1、挂篮安装步骤：

6.1.1.安装挂篮走行滑道，滑道垫座按要求摆放、抄实，并测量控制两侧滑道平齐。

6.1.2.将挂篮两片主桁架(主粱)在地面各自拼装好后整体吊装就位，同时安装挂篮后锚固，然后安装两片桁架之间的连接系。

6.1.3.安装挂篮前上横梁。6.1.4.安装挂篮前、后下横梁及底模支承桁架，安装挂篮内、外导梁（内、外模）。6.1.5.按要求张拉挂篮后短吊带、内外导梁后吊杆。6.1.6.按要求张拉挂篮前长、短吊带，调节模板端部标6.1.7.根据实际情况设置挂篮安全防护措施及上人爬梯。

6.1.8.灌注梁节段砼。

六、挂篮安装及走行6.2、挂篮走行步骤：6.2.1.梁节段砼灌注完并张拉后，安装挂篮内、外导梁走行吊架。6.2.2.放松挂篮前长、短吊带，放松并卸掉挂篮后短吊带、内外导梁后短吊杆，使挂篮内外导梁落在其走行吊架上。6.2.3.安装挂篮走行锚固，然后放松并卸掉挂篮后锚固系。