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文檔簡介

1、-作者xxxx-日期xxxx橋梁掛籃設計【精品文檔】第五章 掛籃設計與施工第一節(jié) 概述懸臂澆筑法施工從60年代由前西德首先使用以來,發(fā)展至今,已成為修建大中跨徑橋梁的一種有效施工手段。日本預應力混凝土工業(yè)協(xié)會關于預應力混凝土長大橋梁的調(diào)查研究報告指出,1972年后建造的跨徑大于100m以上的橋梁近200座,其中懸臂法施工的橋梁占87%以上,而采用懸臂澆筑法施工占80%左右。掛籃作為懸臂灌筑施工的主要設備已有多種類型,有些國家如日本、法國等已有定型的系列化產(chǎn)品。我國從80年代開始使用這種技術(shù)以來,也已取得了巨大的成就。因此,總結(jié)并比較各種類型掛籃的優(yōu)劣,對今后的應用及其發(fā)展有著重要的意義。掛籃懸

2、臂澆筑施工又稱迪維達克施工方法,這種施工方法一般將梁每25m分成一個節(jié)段,以掛籃為施工機具進行懸臂對稱施工。掛籃是一個能沿梁頂滑動或滾動的承重結(jié)構(gòu),其錨固懸掛在已施工的前端梁段上,在掛籃上可進行下一梁段的模板、鋼筋、預應力管道的安設,混凝土灌筑和預應力張拉,灌漿諸作業(yè)。完成一個階段的循環(huán)后,掛籃即可前移并固定,進行下一節(jié)段的懸灌,如此循環(huán)至懸臂灌筑完成。一、掛籃的分類、結(jié)構(gòu)特點(一)掛籃分類及組成目前,掛籃的型式很多,構(gòu)造上亦有差異,其常見分類方法有:(1)按掛籃使用材料分類:由萬能桿件、軍用梁、貝雷梁等制式桿件組拼和由型鋼加工制成兩種;(2)按主要承重結(jié)構(gòu)形式分類:桁架式(包括平弦無平衡重式

3、、菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和預應力斜拉式)、鋼板梁式及牽索式四種;(3)按受力原理分類:垂直吊桿式、斜拉式、剛性模板三種;(4)按其抗傾覆平衡方式分類:壓重式、錨固式和半壓重半錨固式三種;(5)按其走行方法分類:一次走行到位和兩次走行到位兩種;(6)按其移動方式分類:滾動式、滑動式和組合式三種。掛籃通常都有以下幾個組成部分:承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、錨固裝置、走行系統(tǒng)和工作平臺。承重結(jié)構(gòu)是掛籃的主要受力構(gòu)件,它承受施工設備和新澆筑節(jié)段混凝土的全部重量,并通過支點和錨固裝置將荷載傳到已施工完成的梁身上。掛籃的走行系統(tǒng)可用軌道或四氟乙烯滑板,牽引動力一般用電動卷揚機,它包括前牽引

4、裝置和尾索保護裝置。為保證澆筑混凝土時掛籃有足夠傾覆穩(wěn)定性,往往在掛籃的尾部設置后錨固,一般通過埋在梁肋內(nèi)的豎向預應力筋實現(xiàn),當后錨能力不夠時,也可采用尾部壓重等措施。掛籃的主要功能是支撐模板,承受新澆混凝土重量,由工作平臺提供張拉、灌漿的場地,調(diào)整標高。因此掛籃不僅要求有足夠的強度保證,還要有足夠的剛度及穩(wěn)定性,自重輕,移動靈活,便于調(diào)整標高等。幾種主要掛籃的結(jié)構(gòu)形式如圖5-15-8所示。(二)掛籃結(jié)構(gòu)的主要特點 1. 按主要承重結(jié)構(gòu)形式分析掛籃結(jié)構(gòu)的主要特點(1)平行桁架式掛籃平行桁架式掛籃的上部結(jié)構(gòu)外形一般為一等高度桁梁,其受力特點是:底模平臺及側(cè)模架所承重均由前后吊桿垂直傳至桁梁節(jié)點和

5、箱梁底板上,故又稱吊籃式結(jié)構(gòu),桁架在梁頂用壓重或錨固或二者兼之來解決傾覆穩(wěn)定問題,桁架本身為受彎結(jié)構(gòu)。(2)平弦無平衡重掛籃平弦無平衡重掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎上,取消壓重,在主桁上部增設前后上橫桁,根據(jù)需要,其可沿主桁縱向滑移,并在主桁橫移時吊住底模平臺及側(cè)模支架。由于掛籃底部荷重作用在主桁架上的力臂減小,大大減小了傾覆力矩,故不需平衡壓重,其主桁后端則通過梁體豎向預應力筋錨固于主梁頂板上。(3)菱形掛籃菱形掛籃可以認為是在平行桁架式掛籃的基礎上簡化而來,其上部結(jié)構(gòu)為菱形,前部伸出兩伸臂小梁,作為掛籃底模平臺和側(cè)模前移的滑道,其菱形結(jié)構(gòu)后端錨固于箱梁頂板上,無平衡壓重,而且結(jié)構(gòu)簡單,故自

6、重大大減輕,是近年來常用的掛籃形式。(4)三角形掛籃三角形掛籃也是在平行桁架式掛籃的基礎上簡化而來,它與菱形掛籃均屬于垂直吊桿式,主要區(qū)別在于主桁架的形狀,其承重結(jié)構(gòu)為三角形,其它組成類似于菱形掛籃,屬于全錨式掛籃,自重輕。(5)弓弦式掛籃弓弦式桁架(又稱曲弦桁架式)掛籃主桁外形似弓形,故也可認為是從平行桁架式掛籃演變而來,除具有桁高隨彎矩大小變化外,還可在安裝時施加預應力以消除非彈性變形。故也可取消平衡重,所以一般重量較輕。(6)滑動斜拉式掛籃滑動斜拉式掛籃在力學體系方面有較大的突破,其上部采用斜拉體系代替梁式結(jié)構(gòu)的受力,而由此引起的水平分力,通過上下限位裝置(或稱水平制動裝置)承受,主梁的

7、縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持。其底模平臺后端仍吊掛或錨固于箱梁底板之上。(7)預應力斜拉式掛籃 預應力斜拉式掛籃的最大特點是利用梁體內(nèi)腹板的預應力筋拉住模板,從而使得掛籃結(jié)構(gòu)簡化,重量變輕。(8)三角型組合梁掛籃三角型組合梁掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎之上,將受彎桁架改為三角形組合梁結(jié)構(gòu)。由于其斜拉桿的拉力作用,大大降低了主梁的彎矩,從而使主梁能采用單構(gòu)件實體型鋼。由于掛籃上部結(jié)構(gòu)輕盈,除尾部錨固外,還需較大配重。其底模平臺及側(cè)模支架等的承重傳力與平行桁架式掛籃基本相同。(9)自承式掛籃自承式掛籃分為兩種,一種是模板支承在整體桁架上,桁架用銷子和預應力筋掛在已成箱梁的前端角上,灌筑混凝土時主

8、梁和走行桁架移至一邊,掛籃前行時再安上,吊著空載的模板系統(tǒng)前移。另一種是將側(cè)模制成能承受巨大壓力的剛性模板,通過梁上的水平及豎向預應力筋拉住模板來承受混凝土重,走行方法與前者相同,由臨時吊車懸吊著模板系統(tǒng)前移到下一梁段。這種方法對跨度不很大的等高度箱梁較為適宜。(10)牽索式掛籃在斜拉橋的施工中,利用斜拉主索牽掛掛籃,其承重結(jié)構(gòu)不再支承在已灌筑梁段頂面,而是懸掛于已成梁段的下面,通過牽索系統(tǒng)將掛籃前端的垂直荷載直接傳到斜拉橋的主塔上,這是它的最大特點。2. 按掛籃使用材料、受力原理和抗傾覆方式的分類分析掛籃使用材料、受力原理和抗傾覆方式的分類及特點見表5-1。表5-1掛籃分類及特點項目類型特點

9、按掛籃使用材料分由萬能桿件、軍用梁、貝雷梁等制式桿件組拼一次性投資少,自重大,體積大由型鋼加工一次性投資大,結(jié)構(gòu)布置合理,自重小按受力原理分垂直吊桿式吊桿吊住模板,將荷載傳到主桁梁上,操作簡單斜拉式混凝土荷載通過底模傳力到斜拉帶,然后傳到主梁上,主桁受的彎矩小,操作較垂直吊桿式復雜剛性模板模板具有足夠的強度和剛度,除了承受混凝土的壓力外,還能在順橋向承力,因此可用預應力束直接拉住模板,對模板要求很高,操作復雜按抗傾覆方式分全壓重式掛籃的穩(wěn)定全靠主桁尾部的壓重全錨固式掛籃的穩(wěn)定全靠主桁尾部的錨固半壓半錨式壓重是為了補充錨固對掛籃穩(wěn)定性的不足二、各類掛籃的適用性國內(nèi)外掛籃正向輕型方向發(fā)展,掛籃設計

10、主要控制指標為:掛籃的總用鋼量與最大塊件之比值K1、主桁架用鋼量與最大塊件重量之比值K2。K1值愈低,表示整個掛籃設計愈合理,K2值愈低,表示掛籃承重構(gòu)件的受力愈合理,使用材料愈節(jié)省。國內(nèi)對掛籃所用材料數(shù)量常用一個系數(shù)即掛籃利用系數(shù)來表示:掛籃利用系數(shù)=澆筑最大梁段混凝土重量/掛籃總重。1. 制式桿件組拼的桁架式掛籃國內(nèi)早期掛籃一般使用的是由制式桿件(萬能桿件、軍用梁等)組拼的桁架式掛籃。由于其自重大,包括壓重可達3000kN(如武漢江漢大橋掛籃重2870kN),所以其走行系統(tǒng)常用火車輪對臺車。又因為桁高的約束,各桿件的應力水平較高,隨之而來的就是前吊點下?lián)洗螅瑥碗s的空間結(jié)構(gòu)引起的非彈性變形大

11、,使用時需要進行預壓以便消除非彈性變形,增加了施工的難度,延誤了寶貴的工期。并且,此時的掛籃大多使用平衡重,所以這些掛籃利用系數(shù)一般較小,如廣西柳州大橋、湖南常德沅水大橋分別為0.87和0.96,武漢江漢大橋的掛籃利用系數(shù)僅為0.46。平弦無平衡重掛籃由于主桁上部的上橫桁可根據(jù)需要沿縱向移動,并在主桁橫移時吊住模板系統(tǒng),故可取消壓重,具有一定優(yōu)點,但由于其并未從根本上克服平行桁架式掛籃機構(gòu)龐大,自身靜荷較大的缺點,應用不是很廣泛。弓弦式掛籃桁高隨彎矩大小而變化,受力較合理,而且自重較輕,對不想一次性投入過多的施工單位有一定吸引力,但其缺點是桿件數(shù)量多、制作安裝都較麻煩,且易丟失。2. 用型鋼制

12、造的桁架式掛籃隨著掛籃使用經(jīng)驗的豐富、對其功能認識的深入及對國外經(jīng)驗的學習和借鑒,發(fā)展到使用型鋼及鋼板加工制造掛籃。菱形掛籃和三角形掛籃結(jié)構(gòu)簡單、受力合理和一次移動到位等特點,較受歡迎。這兩種掛籃形式近10年來得到了廣泛的應用,同時也帶動與掛籃施工相適應的橋型設計的發(fā)展,如雙向預應力、三向預應力技術(shù)的應用。這一時期的掛籃主要是無平衡重型的。由于取消了平衡重,掛籃重量大大減輕,其利用系數(shù)成倍上升,達到2.52.9,如京九線泰和大橋和義烏經(jīng)發(fā)大橋都超過了3。3. 斜拉式掛籃滑動斜拉式掛籃這是目前利用系數(shù)最大的一種掛籃。它改變了垂直吊桿掛籃工作時的前端荷載要通過主桁架的懸臂部分傳給已澆梁段而對主桁架

13、的強度、剛度要求高的傳力機制,而是將掛籃工作時的前端荷載通過斜拉桿直接傳給已澆梁段,從而降低了對主梁的強度、剛度要求,使主梁懸臂部分的功能變成主要是懸吊空載時的模板系統(tǒng),減少了材料用量,也就減輕了模板的重量。由于這種掛籃具有用料省、加工簡單及對0號塊的長度要求短等優(yōu)點,所以近年應用較多。但是,這種掛籃由于斜拉桿的斜拉力使底??v梁和主梁中分別存在壓力和拉力,因此需要在底縱梁和主梁的尾部設置限位器和限位板,增加了操作上的難度。使用這種掛籃的施工程序比使用垂直吊桿式掛籃稍顯復雜,需要在每一個循環(huán)中增加安裝拆卸斜拉桿、安裝拆卸限位器、安裝拆卸限位板的工序。而且當跨度和梁高都較大時,由于斜拉桿長度較大,

14、彈性伸長較大,上下限位裝置的水平力隨之增大,故使其應用也受到一定的限制。預應力斜拉式掛籃利用梁部結(jié)構(gòu)本身的預應力束拉緊剛性模板,使得臨時設施數(shù)量大大減少,但因?qū)儆谰媒Y(jié)構(gòu)和臨時結(jié)構(gòu)相結(jié)合,需設計、施工,乃至建設單位意見統(tǒng)一方可采用。此外,對于預應力束在錨固系統(tǒng)時的錨下控制張拉力、錨具的可靠度、錨具對預應力束的刻壓損失等問題都應綜合予以考慮,既能安全地完成懸灌作業(yè),又能保證預應力束在運營期間的耐久性和可靠度。其它幾種掛籃結(jié)構(gòu)形式中,三角型組合梁式掛籃雖然較平行桁架式掛籃輕,但仍需一定的壓重,故應用受一定限制。自承式掛籃的兩種形式本質(zhì)上與預應力斜拉式掛籃并無很大區(qū)別,唯一不同的只是預應力筋采用特殊設

15、計,并配置必要的定位銷和鋼銷。三、我國掛籃應用的現(xiàn)狀我國的掛籃設計及制作已全部適應懸臂施工向高強、輕型、大跨發(fā)展的需要,從PC連續(xù)梁或剛構(gòu)的懸臂施工掛籃最初是平行桁架式,后來,逐漸發(fā)展為多樣化,結(jié)構(gòu)越來越輕型,受力越來越合理,施工越來越方便,應用也越來越廣泛。現(xiàn)將我國掛籃應用的部分技術(shù)指標列于表5-2供借鑒。表5-2國內(nèi)部分橋梁掛籃表橋名最大跨度/最大段重掛藍類型掛籃主要特點掛籃重/平衡重掛籃總重/梁段廣西柳州大橋124m/92t平行桁架式萬能桿件主桁,4號段開始懸灌福建烏龍江大橋144m/120t平行桁架式萬能桿件主桁90t/無武漢江漢二橋135m/132t平行桁架式萬能桿件主桁,1號段開始

16、懸灌湖南常德沅水大橋120m/160t平行桁架式萬能桿件主桁,3號段開始懸灌166t/無廣西紅水河鐵路斜拉橋96m/100t平行桁架式萬能桿件主桁,1號段開始懸灌77t/無三門峽黃河公路大橋平弦無平衡重式前后上橫桁吊掛底模平臺抗傾覆,3號段開始懸灌98t/無重慶長江北大橋/144t三角型組合梁式三角桁架,2號段開始懸灌錢塘江二橋(公路)80m/190t三角型組合梁式三角桁架湖北沙洋漢江橋111m/100t三角型組合梁式三角桁架,2號段開始懸灌56t/50t湖南株洲湘江大橋90m/101t滑動斜拉式鋼斜拉桿拉住底模架,2號段開始懸灌湖北襄樊漢江長虹大橋滑動斜拉式鋼斜拉桿拉住底模架,1號段開始懸灌

17、江蘇南京草場門大橋60m/87t弓弦式萬能桿件為主的曲弦桁架,1號段開始懸灌京九鐵路泰和贛江特大橋80m/140t 菱形菱形型鋼桁架,2號段開始懸灌虎門大橋輔航道橋弓弦式萬能桿件為主的曲弦桁架,1號段開始懸灌義烏經(jīng)發(fā)大橋82m/134t菱形菱形型鋼桁架,2號段開始懸灌吳忠黃河大橋90m/140t菱形菱形型鋼桁架,2號段開始懸灌四、掛籃型式的思考對掛籃優(yōu)劣的評價除了從經(jīng)濟性、安全性考慮外,掛籃的結(jié)構(gòu)簡便、安裝拆卸和使用的方便等適用性也是重要的指標。為此,對掛籃型式的思考與建議如下。(1)全錨式掛籃應當是今后掛籃使用的主流,而垂直吊桿式的菱形、三角形掛籃及斜拉式掛籃由于其各自的特點均會有各自的應用

18、份額。(2)我國地域廣闊,設計單位眾多,設計習慣不同,再加上施工企業(yè)的原因,生產(chǎn)定型系列化掛籃尚不具備條件,這就為工程師們對掛籃進行改進提供了空間。今后相當長的時間帶有各施工企業(yè)及工程師特色的掛籃會爭奇斗艷,施工企業(yè)自行設計加工的掛籃仍是主流。(3)菱形掛籃為施工提供了寬闊的作業(yè)空間,此優(yōu)點會被很多工程師看中,因而會受到青睞;三角形掛籃、斜拉式掛籃由于它們的桿件(底邊或大梁)位于腹板的上方,影響了腹板的鋼筋綁扎及混凝土灌筑作業(yè),因而應用會受到抑制,而斜拉式掛籃更由于其需要在梁上預留的孔洞較多,移位操作較復雜,會受到更多的影響。(4)菱形掛籃、三角形掛籃及斜拉式掛籃的利用系數(shù)已經(jīng)達到3以上,從力

19、學上講材料強度已得到合理的利用,剛度成為控制材料截面的主要因素,因此掛籃材料節(jié)省的空間并不大,而對它們的適用性如連接方式、錨固方式、桿件材料、走行系統(tǒng)的革新會不斷取得成果,斜拉式掛籃革新的空間會更大。五、掛籃的發(fā)展方向1. 掛籃設備應系列化、規(guī)格化掛籃作為PC連續(xù)梁(或剛構(gòu))懸臂灌筑的一種常用設備,應用已很普遍;而目前國內(nèi)的掛籃種類雖不少,但適應不同跨度和梁寬的系列化、規(guī)格化產(chǎn)品尚不多見,多數(shù)施工單位都是對不同跨度和梁寬使用一種掛籃,僅對其某些桿件的布置作些調(diào)整,往往會因大馬拉小車影響作業(yè)效率。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因除產(chǎn)品開發(fā)滯后外,還有掛籃在具體一個施工單位的利用率問題,為此建議成立掛籃系列產(chǎn)品

20、租賃公司,以便解決產(chǎn)品系列化、規(guī)格化和利用率的矛盾。此外,掛籃設計還應考慮PC梁懸灌段灌筑的連續(xù)性,附設一些保證全天候作業(yè)的設施,供施工單位根據(jù)不同的需要選用。2. 掛籃制作的工廠化由于掛籃作業(yè)的安全性要求較高,一般來說,除一些可利用的常備式桿件外,掛籃的主要受力部件,特別是一些需作特殊處理的桿件,宜由具有一定資質(zhì)的廠家加工制作,并需作嚴格的檢測,以絕對保證高空作業(yè)的安全。3. 掛籃施工作業(yè)的標準化和規(guī)范化目前,我國橋梁施工規(guī)范對掛籃的作業(yè)做了一些規(guī)定,但尚不夠充分和完善;而國內(nèi)出現(xiàn)的幾起掛籃施工事故大多由于操作不當所致,建議在修訂橋梁施工規(guī)范時,對主要掛籃的操作要求予以進一步的補充和明確。4

21、. 掛籃設計形式的新動向(1) 針對一般掛籃梁上結(jié)構(gòu)占用懸灌作業(yè)場地的矛盾,國外有人設想將掛籃用箱梁的縱向預應力筋預張拉固定,承受灌筑段的重量;而在梁頂設專門為滑移掛籃而用的結(jié)構(gòu),待完成滑移作業(yè)后將這部分結(jié)構(gòu)后移,騰出作業(yè)場地。對此有必要作進一步的探討與研究。(2) 針對彎梁橋,國內(nèi)有關單位已研制出一種斜拉組合式掛籃,這種彎梁施工用掛籃既能縱向走行,又可橫向轉(zhuǎn)動,其組合位移便形成了沿橋梁的曲線走行。掛籃前移時,是用錨固于梁頂?shù)纳蠙M梁維持大梁穩(wěn)定的,掛籃轉(zhuǎn)動是靠頂推掛籃后端實現(xiàn)的。這種掛籃的出現(xiàn),為彎梁橋的懸灌開辟了一條新的途徑。第二節(jié) 掛籃的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及設計掛籃作為懸臂施工中的專用裝備,除了要能

22、承受梁段自重和施工荷載外,還要求自重輕、變形小、穩(wěn)定性好,裝拆方便和移動靈活等。因此,選擇何種形式的掛籃就顯得十分重要,外形簡單、受力明確、重量輕常是選擇的依據(jù)。一、常用掛籃的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和力學分析1. 菱形掛籃和三角形掛籃(1)菱形掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造 菱形掛籃主要由菱形桁架、懸吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉操作平臺五部分組成。菱形桁架:菱形桁架是掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)。主桁構(gòu)架豎放于箱梁腹板位置,構(gòu)架的片數(shù)可根據(jù)主梁的截面特性來定,一般為兩片,也有多片的,如吳忠黃河大橋菱形掛籃采用三片構(gòu)架;主要桿件通常由兩片槽鋼組焊而成,槽鋼的截面由結(jié)構(gòu)分析確定;各桿件間的聯(lián)結(jié)為栓接、焊接或銷接。主桁構(gòu)架間用槽鋼或

23、角鋼組成的橫聯(lián)連接,在主桁前端節(jié)點處放置一根用2根工字鋼組焊成的橫梁,上設吊點,以做懸吊底模平臺和內(nèi)外?;河?,該橫梁同時起到將主桁架連成整體的作用。懸吊系統(tǒng):由螺旋千斤頂、扁擔梁、吊帶或吊桿組成,用于懸掛模板系統(tǒng),調(diào)整模板的標高。前后吊帶(桿):前吊帶的作用是為底模平臺提供前吊點,其承受幾乎一半的掛籃荷載。當待灌段混凝土重量較大時,一般采用吊帶,否則用吊桿。吊帶一般用16Mn或性能更好的鋼板并布設銷孔而成,一般3m一段,分段間用銷軸連接,以適應不同梁高的需要。當采用吊桿時,鋼材一般用冷拉IV級精軋螺紋鋼筋。每根吊帶或吊桿在橫梁上放2臺千斤頂通過扁擔梁調(diào)整底模標高。后吊帶從箱梁的底板預留孔中穿

24、過,一般用16Mn鋼板上布調(diào)節(jié)孔或45#鋼棒螺帽形成,下端與底模平臺相連,上端2臺千斤頂和扁擔梁或螺帽支承在箱梁底板頂面上。后吊帶的作用是承受掛籃一半的荷載并將其傳至箱梁底板。模板系統(tǒng):由外側(cè)模、內(nèi)模和底模等幾部分組成。箱梁外側(cè)模一般采用整體鋼制大模板,當梁高變化較大時,可沿梁高分為3塊左右,以隨梁高變化拆裝調(diào)整。外側(cè)模支承在外模走行梁上,走行梁前端通過吊桿懸吊在已澆好的箱梁頂板預留孔上,后吊桿與走行梁間設有后吊架,其上裝有滾動軸承,掛籃行走時外模走行梁與外模一起沿后吊架滑行。內(nèi)模一般通過模架放置在兩根內(nèi)模走行梁上,走行梁前端吊在桁架橫梁上,后端吊在已澆梁段頂板的預留孔上方,內(nèi)??裳刈咝辛夯?/p>

25、,除角隅處外,平面部分可用組合鋼?;蚰灸a旇F皮。底模由底模架、底橫梁及模板組成,通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點、已澆梁段和外模走行梁上,隨主桁一起前移,底模架由型鋼組焊成桁架,底橫梁由工字鋼組焊成格構(gòu)式梁,底模一般用木模外釘鐵皮形成。張拉操作平臺: 張拉操作平臺通過鋼絲繩懸吊在菱形桁架的前端小懸臂梁上,一般用角鋼和鋼筋組成,平臺平面鋪以木板供作業(yè)人員站立行走??捎檬謩雍J調(diào)整其高度。走行系統(tǒng) 掛籃走行系統(tǒng)分為桁架走行系統(tǒng)、底模、外模走行系統(tǒng)及內(nèi)模走行系統(tǒng)。圖5-9 菱形掛籃走行反扣裝置桁架走行系統(tǒng)布置為,在主桁構(gòu)架下的箱梁頂面鋪設用鋼板組焊的軌道,軌道用豎向預應力筋通過短梁固定,軌

26、道頂面放置前后支座,支座與桁架節(jié)點栓接,前支座沿軌道滑行(支座與軌道間墊四氟乙烯板),后支座以反扣輪(或后勾板)的形式沿軌道頂板下緣滾(滑)動,不需加設平衡重。走行時用2個5T手動葫蘆縱向牽引即可。軌道分節(jié)以便向前倒用。懸臂灌筑前,需要IV級冷拉精軋鋼筋將軌道上鋼軌與桁架后節(jié)點錨固,使后支座反扣輪不受力。底模及外模與主桁同步行走。具體步驟為:脫模前用手動葫蘆將底模架吊在外模走行梁上,解除后吊帶,脫模后,底模隨桁架一起向前走行。內(nèi)模脫模后,內(nèi)模架落在走行梁上,人工用手動葫蘆即可將其移至下一梁段。(2)菱形掛籃的力學分析從整體看,掛籃荷載有一半左右通過前吊帶(或吊桿)傳至主桁上節(jié)點,菱形桁架以鉸接

27、模式計算桿力,其前下節(jié)點支于箱梁頂板前側(cè),后下節(jié)點則通過豎向預應力筋或預埋鋼筋錨于梁上。(3)三角形掛籃三角形掛籃除主桁架結(jié)構(gòu)形式與菱形掛籃不同外,其它構(gòu)造與菱形掛籃完全相同,在此不作詳述。2. 滑動斜拉式掛籃(1)掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造滑動斜拉式掛籃的主要結(jié)構(gòu)是:主梁(縱梁)、各種橫梁、斜拉帶系、模板系統(tǒng)(包含底模、側(cè)模、及內(nèi)模)、滑梁、上下限位裝置等。主梁是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)之一,承受梁段混凝土及模板系統(tǒng)等重量。每根主梁由兩根工字鋼組合而成,其通過鋼墊板、枕木等墊在橋面上。主梁后部在兩工字鋼間用豎向預應力筋通過壓緊器錨固在已灌梁段的頂面,主梁尾部連接限位壓板,仍用豎向預應力壓緊在橋面上,以限制主

28、梁在重載時前移。見圖5-10a)。圖5-10 上、下限位器示意圖上橫梁及斜拉橫梁由槽鋼拼接(或焊接)而成,前者除把主梁連成整體外,主要用來吊掛內(nèi)外模板系統(tǒng),后者將斜拉帶傳來的底模及灌筑梁段混凝土重量再傳遞到主梁。斜拉帶是掛籃最關鍵的構(gòu)件,一般用16Mn或其它性能更優(yōu)的鋼板制成,每一拉桿一般作成45段,各段端部設有銷孔,組成時用鋼銷聯(lián)結(jié)成整體。并可隨梁高的變化增減。斜拉帶上端通過元寶梁固定在斜拉橫梁上。元寶梁下置放兩組千斤頂,用以調(diào)節(jié)底模標高。模板系統(tǒng)由內(nèi)模、外模及底模組成,內(nèi)模模架用型鋼栓接或焊接而成,模板可用木模外包鐵皮或組合鋼模和填充木模組成,內(nèi)頂模可沿懸吊在頂板預留孔上的型鋼滑道前移,也

29、可用調(diào)高支柱支撐在底模上,以便適應梁高變化。外側(cè)模及支架通過滑梁吊掛在掛籃橫梁上,外模以鋼制大模板為宜。底模固定在底模平臺上,底模平臺由縱梁和前后下橫梁組成,前下橫梁與斜拉桿鉸接,后下橫梁通過后下錨桿錨固在箱梁底板上?;河蓛蓚€槽鋼組成,其后斷通過吊桿或吊索吊掛在箱梁頂板外翼緣上,而當掛籃移動前,滑梁則除掉后吊點,落于側(cè)模支架的滾筒上由前吊桿帶動與主梁一起前移就位。圖5-11 滑動斜拉式掛籃受力示意圖上限位如前所述,下限位器設于下橫梁后側(cè),分為豎直和斜向兩種,其與底模平臺頂緊,以承受傳來的水平力。當限位器為豎直時,在水平力作用下其受彎,受力狀況較差,但錨固桿較短。當為斜向設置時,其以受拉力為主

30、并兼受少量彎矩,受力狀況大大改善,但錨固桿相應加長,拆裝不太方便。見圖5-10b)、c)所示。(2)滑動斜拉式掛籃的力學分析如圖5-11所示,灌筑梁段混凝土的重量落于底模平臺上,其前端通過鉸將此力及底、側(cè)模重力傳至斜拉桿,后端通過后錨桿將垂直力傳至箱梁底板混凝土上。由于斜拉桿為拉力桿,故其軸向力分解為垂直力和水平力,其水平力通過底平臺縱梁傳至尾部,由下限位器承擔。同理,斜拉桿在上部將軸向力傳至上橫梁進而傳至上主梁,其垂直分力由主梁傳至箱梁頂板,水平分力則由主梁傳至上限位器,并由豎向預應力筋壓緊限位拉板與混凝土橋面間產(chǎn)生的摩擦力平衡。掛籃底模及側(cè)模前移時 的重力全部由滑梁承受。3. 弓弦式掛籃(

31、1)掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造弓弦式掛籃由弓弦桁架、前吊桿、后錨栓、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等四部分組成桁架弧桿全為拉桿,腹桿全為壓桿,兩者均用萬能桿件N1桿組拼而成,弓弦桿用槽鋼組拼,并與弧桿鉸接,其余用節(jié)點板螺栓連接。主桁片設于箱梁腹板上方,兩桁片間以萬能桿件平聯(lián)連接,后錨梁亦為兩槽鋼組拼成的空腹工字型梁。為消除桁架拼裝時產(chǎn)生的非彈性變形,對桁架施預應力,使弦桿上翹,同時改變了桁架的受力。前吊桿及后錨栓, 前吊桿全部采用冷拉IV級精軋螺紋鋼筋,按設計預留上拱度,用螺栓連接于桁架前桁梁與底模前橫梁上,將掛籃一半左右的荷載傳至桁架上。后錨栓采用IV級冷拉精軋螺紋鋼筋或45#鋼棒,除后橫梁預留調(diào)升標高的千斤頂位

32、置外,其余部位通過后錨栓施以一定的預拉力,使模板產(chǎn)生預壓彈性變形,密貼于已灌箱梁底而不漏漿,后錨栓承擔掛籃一半左右的荷載并將其傳至箱梁底板上。模板系統(tǒng)的外模、內(nèi)模及頂板底模與滑動斜拉式掛籃的結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本相同。走行系統(tǒng) : 分為弓弦桁架走行系統(tǒng),底模、外模走行系統(tǒng)及內(nèi)模走行系統(tǒng)三部分。弓弦桁架走行系統(tǒng)與菱形掛籃基本相同。底模、外模走行系統(tǒng)與滑動斜拉式掛籃基本相同。內(nèi)模走行系統(tǒng)與菱形掛籃也基本相同。(2)弓弦式掛籃的力學分析如圖5-12所示,弓弦式掛籃的受力與菱形掛籃基本相同,所不同的曲面桁架弓弦桿除后錨桿外,在中部有時也需提供豎向預應力的錨固,以減少局部桿件的受力。4. 三角型組合梁式掛籃(1)

33、掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造圖5-12 弓弦式掛籃受力示意圖掛籃由底模平臺、懸掛調(diào)整系統(tǒng)、三角形組合梁、滑行系統(tǒng)、平衡及錨固系統(tǒng)、工作臺等組成。每個掛籃有兩片三角形組合梁。底模平臺及懸掛調(diào)整系統(tǒng)與菱形掛籃基本相同。前吊帶一般設銷孔配合螺旋千斤頂調(diào)整底模標高,底模后吊桿可用千斤頂或砂筒卸載。三角形組合梁 三角形組合梁由I型或II型主梁和立柱,斜拉鋼帶及型鋼平聯(lián)等組成,三角形組合梁下為支座和滑道。立柱比理論長度一般短25MM左右,裝上立柱和斜拉鋼帶后要用千斤頂起立柱,其頂力的大小由已懸掛的重量經(jīng)計算確定,并應適當增大初始起頂力,以消除非彈性變形,而后再降到計算頂力值。用鋼板塞緊立柱底后松頂,主梁、立柱、斜拉帶

34、即形成一緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系?;邢到y(tǒng) 每片三角形下有前后兩個鋼支座,主梁與前支座連接處設有扁鋼做成的支座鉸,其與梁用帶彈簧的螺栓連接,目的是保證前支座底板的壓力均勻,又容許主梁有少量變形。支座下為30mm的不銹鋼滑板。在箱梁上鋪短木枕,前支座下要鋪滿硬雜木枕或鋼筋混凝土枕,以減少整個掛籃的變形。枕木上設置平直的U形滑槽,槽內(nèi)放厚3mm的聚四氟乙烯板。枕木、滑道和聚四氟乙烯板隨掛籃的前移而向前倒用,走行時掛籃要設止滑繩。壓重和后錨 為確保走行時的縱向穩(wěn)定性,在三角組合梁的尾部設鋼錠或型鋼壓重,要求縱向抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K=1.3,在掛籃就位后組合梁的尾部用螺栓與箱梁的豎向預應力筋相連錨固。(2)

35、三角形組合梁式掛籃的力學分析掛籃的受力情況與菱形掛籃基本相似,唯一不同的是尾部一般需要壓重。二、掛籃設計1. 懸臂澆筑分段長度設計掛籃首先要決定箱梁懸臂澆筑的分段長度。懸臂梁沿梁長的分段取決于設備和施工條件。每個節(jié)段長,節(jié)段的數(shù)量就少,施工速度就比較快,但每次澆筑混凝土的數(shù)量就多,掛籃及其設備就需要相應增大。反之,每個節(jié)段短,掛籃的承重要求小,可避免過于龐大的掛籃設備,但節(jié)段數(shù)量多,掛籃周轉(zhuǎn)次數(shù)多,總的施工進度比較慢。總之,懸臂澆筑箱梁分段長度要根據(jù)施工條件權(quán)衡利弊綜合考慮。我國近年來懸臂施工的分段長度一般為35m左右,最大達到8m。掛籃橫斷面的布置取決于橋梁的寬度和箱梁橫斷面形式,一般全斷面

36、上使用一個掛籃施工即可,但當橋梁寬度很大(15m以上),箱梁橫斷面為雙箱或多箱結(jié)構(gòu)時,為了使掛籃在施工中具有一定的靈活性,在一個橫斷面上可用兩個掛籃分別施工。我國的廣西柳州大橋、武漢江漢二橋均采用這種方案。掛籃設計中,往往根據(jù)現(xiàn)有資料和實際施工要求,選取掛籃形式、連接方式和桿件,然后進行檢算,這是最常用的一種方法。所以選擇何種掛籃結(jié)構(gòu)形式就成為掛籃設計的首要問題。根據(jù)國內(nèi)外掛籃施工現(xiàn)有水平,開發(fā)的輕型掛籃應滿足實際橋梁懸臂施工的需要,設計要注重整體功能,不片面追求輕型指標,總體構(gòu)思往往體現(xiàn)在以下幾個方面:(1) 減輕掛籃自重途徑選用一種受力合理、安全可靠、剛度較大的輕型結(jié)構(gòu)作為掛籃承重主桁;掛

37、籃用材立足國內(nèi)生產(chǎn)的高強輕質(zhì)鋼材,并便于加工;掛籃澆筑混凝土時,尾部充分利用箱梁豎向預應力筋平衡傾覆力矩以取消配重,從而減輕自重。(2) 縮短掛籃施工周期掛籃行走、模板升降等采用液壓裝置或容易操作的螺旋千斤頂,電氣集中控制,靠機械化和自動化來提高生產(chǎn)效率和降低工人勞動強度;在后錨受力許可的條件下,掛籃行走時,低籃、內(nèi)外??赏骄臀唬M量減少工序,縮短施工周期;懸吊系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)裝拆方便、調(diào)整簡單。(3) 保證懸灌混凝土質(zhì)量模板設計注重混凝土外觀質(zhì)量,以剛度控制設計,可采用新型材料制作模板,既減輕重量又堅固耐用,且滿足所有懸灌梁段使用,不需要更換和修補。制訂施工實施細則,嚴格規(guī)范保持平衡施工及限

38、制施工荷載的措施,保證施工安全和質(zhì)量。(4) 改善施工條件和環(huán)境設計掛籃時應考慮有寬敞的作業(yè)空間,便于放置各種機具和操作人員往返;在掛籃主桁架上方設置遮陽雨棚,改善作業(yè)環(huán)境。(5) 考慮通用性對掛籃結(jié)構(gòu)作適當處理可適應各種跨徑、不同寬度的各類箱箱梁施工。掛籃主桁架作為承重結(jié)構(gòu),是最重要的設計計算構(gòu)件,其計算內(nèi)容主要包括:各桿件及錨桿的內(nèi)力計算和截面設計、掛籃的變形和傾覆穩(wěn)定計算。計算應按兩個掛籃連成一體、灌筑梁段和空載走行等情況分別進行。(1)荷載系數(shù) 依據(jù)交通部頒發(fā)的公路橋涵設計和施工規(guī)范,荷載系數(shù)取值如下: 考慮箱梁混凝土澆筑時脹模等因素的超載系數(shù):1.05; 澆筑混凝土時的動力系數(shù):1.

39、2; 掛籃空載行走時的沖擊系數(shù):1.3; 澆筑混凝土和掛籃行走時的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):1.5;(2) 施工荷載在灌筑梁段和空載走行過程中,掛籃主桁架主要承受以下幾種荷載:最大節(jié)段混凝土重量:此項為設計掛籃時的控制重量。掛籃自重:主要包括主桁架、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉操作平臺的重量;施工機具及人群荷載:根據(jù)施工中所用的附著式震搗器、張拉千斤頂及油泵的數(shù)量和施工人數(shù)計算。在沒有實測資料的情況下可按2.5KN/計算。 梁段混凝土重。沖擊附加荷載:主要考慮掛籃空載行走時的沖擊影響,依據(jù)掛籃空載行走時的沖擊系數(shù)1.3;掛籃自重。風荷載:在6級以上大風條件下,很難保證施工質(zhì)量,一般在大風情況下就停止掛籃施工

40、。但由于懸臂施工為高空作業(yè),安全性要求高,所以應對掛籃在可能的大風條件下的錨固、行走及整體的穩(wěn)定性進行檢算,以策安全。其數(shù)值可由當?shù)貧庀筚Y料提供或查全國風壓圖得到。混凝土偏載:可按灌筑梁段時兩側(cè)腹板澆筑混凝土最大偏差計算,或取一掛籃偏載系數(shù),一般為1.2。(3) 荷載組合根據(jù)以上各施工階段的檢算內(nèi)容和荷載情況,荷載組合如下:荷載組合I:混凝土重量+動力附加荷載+掛籃自重+施工機具和人群重;荷載組合II:混凝土重量+掛籃自重+混凝土偏載+施工機具和人群重;荷載組合III:混凝土重量+掛籃自重+風載;荷載組合IV:混凝土重量+掛籃自重+施工機具和人群重;荷載組合V:掛籃自重+沖擊附加荷載+風載。荷

41、載組合IIII用于主桁承重系統(tǒng)強度和穩(wěn)定性計算;荷載組合IV用于變形計算;荷載組合V用于掛籃行走驗算。(4) 結(jié)構(gòu)計算主桁結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計算:簡化的計算常假定主桁架每一桁片承擔的荷載相同,按平面結(jié)構(gòu)計算。圖5-13(a)為兩掛籃連成一體時的計算圖式,圖中P為擬灌筑梁段重量,P1、P2、P3為掛籃自重及施工設備等重量,由此可求得N、R1、R上、R下及各桿件的內(nèi)力。圖5-13(b)為掛籃空載行走時,繞B點傾覆穩(wěn)定計算圖式,要求抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5,并由此而確定所需要的平衡重量N。圖5-12為灌筑混凝土時,后錨及縱梁后端已錨固在已成梁段上,掛籃的計算荷載應包括梁段重、機具設備、施工人員等全部重

42、量,依次確定錨桿及掛籃各桿件的內(nèi)力。掛籃的變形主要計算掛籃在最大荷載作用下掛籃前端的撓度值(包括彈性與非彈性變形),為懸臂施工時掛籃前端的預留下沉量提供依據(jù)。 圖5-13平面結(jié)構(gòu)計算簡便,但考慮的荷載工況較少,且無法考慮混凝土偏載和橫向風荷載作用對掛籃的整體影響,所以對于橫截面較寬或受橫向荷載影響較大的掛籃,最好采用空間結(jié)構(gòu)計算。掛籃主桁為空間桁架結(jié)構(gòu),桿件連接可分為剛性、鉸接和半鉸接節(jié)點,對于主桁架桁片采用焊接、栓接連接的可分別處理為剛性節(jié)點和鉸接節(jié)點,對于僅在一個平面轉(zhuǎn)動而另一平面不能轉(zhuǎn)動的銷接視為半鉸接。計算主桁內(nèi)力和變形可采用桿系結(jié)構(gòu)通用計算程序在微機上計算,如吳忠黃河大橋掛籃設計中采

43、用SAP90程序計算,計算非常迅速,且與實際吻合較好。主桁桿件穩(wěn)定分析:根據(jù)空間桿系計算出的內(nèi)力,對壓桿采用相應的屈曲長度,分別計算出平面內(nèi)和平面外的壓桿整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定,若各壓桿能滿足穩(wěn)定性要求,則桁架整體穩(wěn)定也能滿足。掛籃的懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和走行系統(tǒng)等按一般鋼結(jié)構(gòu)計算方法設計,在此不再贅述,但因掛籃是可移動的支架,又屬于高空作業(yè),所以在設計時必須保證有足夠的安全度,尤其要注意懸吊系統(tǒng)的前吊帶(桿),其在脫模過程中,受到的沖擊振動最大,而且承受重復作用,有發(fā)生端部斷裂的危險,因此懸吊系統(tǒng)的前吊帶(桿)的安全系數(shù)不小于4。所有計算均根據(jù)不同的計算圖示與荷載組合,求得各構(gòu)件的最大應力,經(jīng)多次

44、調(diào)整結(jié)構(gòu)幾何尺寸,以達到在滿足規(guī)范要求的前提下,使結(jié)構(gòu)材料最省、重量最輕。第三節(jié) 掛籃懸臂澆筑施工的主要工藝程序及特點用掛籃逐段澆筑施工的主要工藝程序為:灌筑0號段;拼裝掛籃;灌筑1號(或2號)段;掛籃前移、調(diào)整、錨固;灌筑下一梁段;依次類推完成懸臂灌筑;掛籃拆除;合攏。懸臂澆筑的每一梁段,其施工工藝流程如圖5-14所示。圖中所示工藝流程按每一梁段的混凝土分兩次澆筑排列(即先澆筑底板混凝土,后澆肋板及頂板混凝土)。當采用一次澆筑時,將澆筑底板混凝土的工序與澆筑肋板及頂板混凝土的工序合并,其它工序不變。一、0號段的施工0#段位于橋墩上方,其混凝土圬工數(shù)量較大,一般采用現(xiàn)場就地澆筑,灌筑0#段相當

45、于給掛籃提供一個安裝場地。0#段的長度依兩個掛籃的縱向安裝長度而定,有時當0#段設計較短時,常將對稱的1#段灌筑后再安裝掛籃,這部分重量可用支架支承,它主要有扇形、門式和斜拉式三種。若墩身較低,可采用置于橋墩基礎或地基上的支架;若墩身較高,可在墩中設置預埋支撐支架(圖5-15)。圖5-14 懸臂澆筑施工工藝流程支架可采用萬能桿件、貝雷梁、型鋼等構(gòu)件拼裝,也可采用鋼筋混凝土構(gòu)件作臨時支撐。支架總長度視拼裝掛籃的需要而決定。由于考慮到在支架上澆筑梁段0號塊混凝土,支架變形對梁體質(zhì)量影響很大,在作支架設計時,除考慮支架強度要求外,還應考慮支架的剛度和整體性;當采用萬能桿件、貝雷梁、板梁、型鋼等做支架

46、時,可采取預壓、拋高或調(diào)整等措施。圖5-15 懸臂根部梁段現(xiàn)澆施工的支架二、梁墩臨時固結(jié)措施對于預應力混凝土連續(xù)梁橋和懸臂梁橋,在懸臂施工過程中應設置臨時梁墩錨固,使0號塊梁段能承受兩側(cè)懸臂施工時產(chǎn)生的不平衡力矩。臨時固結(jié)措施或支承措施有下列幾種形式:(1)將0號塊梁段與橋墩預埋的鋼筋或預應力筋臨時固結(jié),待需要解除固結(jié)時切斷,見圖5-16。圖5-16 零好塊件與橋墩的臨時固結(jié)措施1- 預埋臨時錨固預應力筋;2-支座;3-工字鋼(2)當橋不高,水又不深且易于搭設臨時支架時,采用支架式固結(jié)措施,在此情況下,懸臂端所引起的不平衡力矩完全由梁段的自重來保持穩(wěn)定,見圖5-17(a)。(3)利用臨時立柱和

47、預應力筋來錨固上下部結(jié)構(gòu)。預應力筋的下端埋固在基礎承臺內(nèi),上端在箱梁底板上張拉并錨固,借以使立柱在施工過程中始終受壓,以維持穩(wěn)定,見圖5-17(b)。(4)在橋高水深的情況下,也可采用圍建在墩身上部的三角形支架作為梁段的臨時支撐,并可用沙筒、硫磺水泥沙漿塊或混凝土塊作為懸臂施工完畢后轉(zhuǎn)換體系時臨時支承的卸落設備。當采用硫磺水泥沙漿塊時,要采用高溫熔化拆除支承時,必須在支承塊之間設置隔熱措施,以免損壞支座部件,見圖5-17(c)。圖5-17 臨時固結(jié)措施 三、拼裝掛籃:掛籃運至工地后,應在岸邊試拼,以發(fā)現(xiàn)由于制作不精確及運輸中發(fā)生變形造成的問題,保證正式安裝時的順利及工程進度。(1)0號段施工完

48、畢后,在墩頂帽上順橋軸線方向兩側(cè)安裝三角形托架。(2)在0號段設簡易扒桿吊裝掛籃主梁,并用壓緊器將主梁錨固在梁體上。在主梁上安裝橫梁、三角鐵、主梁風撐等。注意灌筑1號段時一側(cè)主梁為正常長度,另一側(cè)為接長梁,并與正常主梁栓接成整體,不用后限位器。當滑至2號段時,將一側(cè)的接長梁換為正常主梁并將其尾部用節(jié)點板相連,懸灌到3號梁段以后,兩掛籃分開并在尾部加后限位器,各自對稱獨立工作。見圖5-18(a)、(b)、(c)所示。圖5-18 滑動斜拉式掛籃拼裝示意圖(3)用已安裝的主梁吊裝底模系統(tǒng)(包括前下橫梁及縱梁和底模及外側(cè)模)。底模平臺的后下橫梁支承在墩身側(cè)面的三角托架上。(4)安裝兩根內(nèi)側(cè)斜拉帶。(5

49、)安裝外側(cè)摸,用活動槽鋼將外側(cè)摸固定在前后下橫梁上。安裝兩根外側(cè)斜拉帶。(6)綁扎1號梁段部分鋼筋后,力箱梁內(nèi)模,綁箱梁頂部鋼筋,再用斜拉帶調(diào)整模型位置。菱形掛籃懸臂灌筑時一般從1號或2號段開始,并且兩側(cè)掛籃一開始就獨立作業(yè)。當橋墩不太高時,其桿件一般用較大噸位的汽車吊直接提升,當橋墩較高或橋下地形不允許,或有較深的水流存在時,可用纜索或浮吊及扒桿等提升。掛籃的拼裝程序見圖5-19。(1)先在箱梁腹板頂面鋪好木枕、鋼軌作為滑道,然后安裝弦桿、腹桿、弓弦桿及聯(lián)系桿件。(2)兩側(cè)掛籃尾部相互連接,形成一整體桁架。具體連接方式為弦桿采用鉸接,弓弦桿采用附設拉桿鉸接,見圖5-20所示。(3)在0號段外

50、側(cè)摸設有滾動軸的桁梁下穿入滑梁,將底模與外側(cè)模間撐拉聯(lián)系放松,在自重作用下,脫模于滑梁上,用手動葫蘆牽引就位。(4)1號梁段箱梁施工完畢后,兩掛籃解體,各自移動到位并用手動葫蘆在尾部牽引,然后接長弦桿、弧桿,安裝后錨梁,此后兩掛籃對稱獨立作業(yè)。(1)在0號及1號梁段上安裝梁頂滑道,然后安裝支座及三角形組合梁,并將其兩圖5-19 菱形掛籃安裝流程圖尾部相連并錨固,配置壓重,見圖5-21。吊掛相應吊帶(桿)。(2)將底模平臺及側(cè)模支架作為整體起吊,與相應吊點相連接,后下橫梁則用吊桿支承在箱梁底板上。圖5-20 弓弦式掛籃的尾部連接示意圖 圖5-21 三角形組合梁掛籃尾部連接示意圖(3)將內(nèi)部頂模吊

51、掛在前后吊桿上。(4)從3號梁段開始,兩掛籃分開作業(yè),其主梁尾部各安裝接長梁,并將主梁后端錨固在箱梁頂面上。四、掛籃的行走 (1)用手動葫蘆把前下橫梁固定在箱梁梁體上,松開斜拉帶頂端千斤頂,并拆斜斜拉帶。(2)用壓輪器更換主梁壓緊器。手動葫蘆把主梁系統(tǒng)牽引到下一梁段設計位置,此時側(cè)模滑梁在前上吊桿的帶動下,沿側(cè)模支架上的滾筒一起前行。(3)用手動葫蘆將底模平臺吊掛在滑梁上,拆除后下吊桿,將底模平臺通過側(cè)模支架落在滑梁滾筒上,并用手動葫蘆牽引就位。(4)安裝斜拉帶、后下吊桿、后下限位器等。(5)將內(nèi)模落于內(nèi)?;荷希檬謩雍J牽引就位。(1)用手動葫蘆將底模平臺吊在外側(cè)模走行梁上,解除后吊帶,將

52、其落于滑梁上。(2)松開菱形桁架的上錨固,使其后支座反扣在軌道上緣,用千斤頂推或手動葫蘆牽引主桁并帶動側(cè)模及底模平臺沿滑道前行就位。(3)將內(nèi)模落于內(nèi)走行梁上,用手動葫蘆牽引就位。(1)將底模平臺及外模用手動葫蘆吊掛在箱梁及滑梁上,并松開前吊桿及后錨固。(2)用手動葫蘆將弓弦桁架沿梁頂滑道牽引就位,此時滑梁同時在前吊桿帶動下同步到位。(3)將底模平臺通過外模支承在滑梁的滾筒上,用手動葫蘆將其牽引到位。(4)將內(nèi)模下落在內(nèi)滑梁上,用手動葫蘆牽引到位。五、掛籃的加工、試拼與預壓對于型鋼式掛籃,在加工過程中應注意以下環(huán)節(jié):(1)掛籃所用的主要材料包括主桁架、吊帶等受力桿件所用材料必須符合國標要求。(

53、2)確定合理的焊接工藝。由于掛籃桿件多為組焊件,為保證焊接質(zhì)量,減少焊接殘余變形,各桿件焊接前,必須先制定焊接工藝。根據(jù)掛籃所用材質(zhì)選定焊條種類、型號、規(guī)格,確定焊接層數(shù),坡口型狀,電流大小,進行試焊。重要部位桿件焊接時,焊工必須先進行首焊試驗,經(jīng)試驗合格后方準其焊接。試焊后的焊件,進行幾何形狀檢查并探傷,經(jīng)檢查合格后,此工藝方可作為掛籃桿件的焊接工藝。(3)確定合理的下料方案。由于桿件數(shù)量多,尺寸不一,因此,合理的下料方案對結(jié)構(gòu)的受力性能、材料的節(jié)省及焊接工作量的大小影響頗大。例如,配料時,受拉桿件多采用整料,受壓桿件可用短料焊接等。(4)對節(jié)點的處理采用機加工手段與工地合理的組焊方法相結(jié)合

54、,使桿件的加工既在工地加工又有工廠的加工精度,從而保證了工期和效益。2. 掛籃的試拼與預壓掛籃制作完成后,對集中受力的重要部件,如鋼帶和銷子,先要進行應力測試,然后在陸上試拼,這樣既可以發(fā)現(xiàn)加工中存在的問題和隱患,并能使操作工人熟悉拼裝工藝,及時發(fā)現(xiàn)問題。根據(jù)設計荷載進行預壓,既能保證質(zhì)量又能保證施工安全,并能將非彈性壓縮事先消除,更能確定彈性壓縮的正確數(shù)值。有時非彈性壓縮并不能一次全部消除,但至少可以消除大部分,有的施工單位預壓分三次加載,并穩(wěn)載12小時,測得的非彈性壓縮能夠基本消除。實踐表明,當幾次預壓的結(jié)果十分接近時,就達到了預壓效果。以義烏經(jīng)發(fā)大橋掛籃試驗為例,試驗方法是選擇平整場地,

55、將一套掛籃的2片主桁水平放置,并用水準儀抄平,后端用32精軋螺紋鋼鎖定,前端用千斤頂對拉,見圖5-22。按50%、30%、20%、20%、10%逐級加載直至最大使用荷載的1.3倍,檢查各桿件焊縫有無開裂情況,同時記錄力與位移數(shù)據(jù),根據(jù)試驗測出結(jié)果,繪制力與位移關系曲線,實測力與位移結(jié)果與結(jié)構(gòu)分析結(jié)果一致,充分說明掛籃設計與加工達到了預期的目的。圖5-22 主桁架測試方案六、梁段混凝土的灌筑施工梁段混凝土的懸臂灌筑一般用泵送,坍落度一般控制在14-18cm,并應隨溫度變化及運輸和澆筑速度作適當調(diào)整。其主要注意事項如下:1.箱梁各節(jié)段混凝土在灌筑前,必須嚴格檢查掛籃中線,掛籃底模標高;縱、橫、豎三向預應力束管道;鋼筋、錨頭、人行道及其它預埋件的位置,認真核對無誤后方可灌筑混凝土。其標高中線的誤差

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