百色竹洲大桥主桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工.docVIP

百色竹洲大桥主桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工 　　摘要百色竹洲大桥主桥为75+130+75m三跨预应力砼连续钢构―拱组合桥，属国内较先进的桥型之一。本文结合工程实例，介绍大桥主桥箱梁采用挂篮悬浇施工的总体方案设计及其施工程序，成功的经验值得今后同类工程借鉴。 　　关键词大桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工 　　1 概况 　　位于右江区城东路南端的竹洲大桥是跨越右江的一座特大桥，主桥采用75+130+75m三跨预应力砼连续钢构―拱组合桥，南北引桥分别为4×30m及36+3×30m连续梁，采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系，墩顶设支座。该桥型首次在我国采用，属世界先进的桥型之一。桥梁全长657.7m，桥面总宽42.0m。主梁为三向预应力结构，其技术含量高，施工难度大。 　　2 挂篮总体方案设计 　　大桥主桥为单箱五室大悬臂箱梁，箱梁顶板宽42m，底板宽32m,梁底纵向按二次抛物线变化，根部梁高5m，跨中及边跨梁高2.5m。墩顶0#块长15.0m，墩顶设有实体预应力横隔梁。每个“T”构分17对箱梁块段，块段长分2.5~4.0m，位于吊杆处箱室内设有横隔板，块段最大重量为538t。共投入挂篮4套。 　　2.1挂篮结构 　　本桥挂篮施工节段长3.5~4m，结合主梁的结构特点，设计采用了6片主桁的宽幅斜拉三角挂篮。挂篮主要由主梁、立柱、斜拉带、联结系统、提吊系统、走行系统及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等组成。挂篮重250t（含模板），与最大节段重量比约为0.35。挂篮主梁高为56cm，由两根I56a焊接成Ⅱ形梁，6片主梁的荷载按等变位的原则分配。计算最大弹性变位13?。底模平台采用横向桁架以保证结构刚度。内模为木结构胶合面板，外侧模板选择钢骨架大块平面钢板结构。 　　2.2挂篮计算 　　2.2.1计算假定 　　⑴箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁、外模吊挂梁分别传至前一节段已完工的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁上. 　　⑵箱梁顶板砼、内模及其支架的重量由底模平台承担。 　　⑶箱梁底板、腹板砼及底模平台重量分别由前一段已完工的箱梁底板和挂篮主桁的前上横梁承担。 　　⑷挂篮主桁的立柱与斜拉钢带之间的连接假定为铰接。通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。 　　2.2.2计算原理 　　⑴通过计算来设计底模平台纵梁，前、后下横梁并求得其吊点反力。 　　⑵验算外导梁受力是否满足要求，求其前后吊点反力。 　　⑶通过各前吊点的反力，设计前上横梁，计算挂篮主桁三角架各部件内力，并求出挂篮前支点反力和后锚固力。 　　⑷计算挂篮空载走行时倾覆稳定系数。 　　⑸通过计算，为现场施工提供底模平台前端预抬量参考值。 　　2.3荷载分析 　　⑴荷载：施工荷载按2.5KN/?计算，混凝土荷载按26 KN/m3。 　　⑵挂篮结构荷载：挂篮结构荷载（KN）如表1所示。 　　表1挂篮结构荷载 　　底模平台及底模 挂篮主桁重量 外导梁系统重量 外模吊挂梁(两侧) 上横梁 合计 　　630 1130 240 100 400 2500 　　⑶砼箱梁荷载：4#块为最大节段，其自重为5380KN。 　　2.4工况分析 　　本文仅对砼在浇注状态（即相当于该节段砼完全作用于挂篮上）下，含挂篮自重与施工荷载及行走状态下抗倾覆性能进行分析。分别计算顶板、悬臂板支架，后与前上、下横梁，钢带、插销、三角桁结构的强度、刚度及稳定性。见挂篮计算模型如下图： 　　 　　 　　 　　2.4.1横梁计算 　　计算顶板、悬臂板、箱底（顺桥向）工字钢用量，确定型号及间距，将荷载分配至前后的下横梁及前上横梁（前下横梁的荷载相应分配到前上横梁），选用工字钢用量，分别验算其强度、刚度及桡度。后上横梁只有在卸载后挂篮前行时承受自重，应进行强度及压弯稳定验算。 　　2.4.2三角桁架计算 　　将前上横梁的荷载分配至斜拉带，分别进行立柱、斜拉带、主纵梁的强度与刚度验算。 　　2.4.3稳定性计算 　　验算挂篮行走时抗倾覆稳定性,安全系数3. 　　2.5挂篮设计特点 　　⑴采用32m宽底模平台和6片主桁组成的三角挂篮全宽45m，目前国内第一。挂篮的前上横梁和底模平台按等变位的原则进行布置，每片主梁荷载基本满足总体变位协调的原则。 　　⑵为减轻底模平台自重，底模平台采用整体式空间桁架，前、后下横梁与平台纵梁连成整体，较好地解决了如此大型的底模平台变形及稳定的问题。考虑到梁体的宽度变化，设置为可调整结构，满足底模加宽要求；同时为了防止底模平台前吊带调整坡度时锚点拉杆受弯，采用了铰接结构以保证底模与已灌注梁体的密贴和满足后锚点拉杆的受力要求。 　　⑶为了提高效率、确保挂篮平行前移，采用同步走行的设计原则。走行前，将内、外模及底模