鄂黃長江公路大橋牽索式掛籃的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

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1、鄂黃長江公路大橋牽索式掛籃的設(shè)計(jì)及應(yīng)用【摘要】本文著重介紹了鄂黃長江公路大橋予應(yīng)力砼主梁施工所用牽索式(前支點(diǎn))掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，闡述了其結(jié)構(gòu)的新穎性、合理性和可操作性；通過同傳統(tǒng)牽索式掛籃的比較突出了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。【關(guān)鍵詞】斜拉橋砼主梁牽索式掛籃1.概述1.1工程項(xiàng)目概況湖北鄂黃長江公路大橋是國道106線在湖北鄂州與黃岡兩市之間跨越長江的一座特大型橋梁，全長2670m，橋面寬24.5m（雙向四車道）,設(shè)計(jì)荷載為汽車―超-20級，掛車-120，設(shè)計(jì)行車速度80Km/h，設(shè)計(jì)洪水頻率300年一遇。其主橋橋跨布置為55＋200＋480＋200＋55m的五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力砼邊主梁斜拉橋，主

2、跨480m，居同類橋型亞洲第二世界第三。主橋橋跨布置如圖1－1所示。圖1-1主橋橋跨布置圖（單位：cm）1.2預(yù)應(yīng)力砼主梁結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)概述該橋主梁采用預(yù)應(yīng)力砼雙肋板式截面，標(biāo)準(zhǔn)梁段梁高度2.4m（對應(yīng)橫向?qū)挾?4.5m的位置）,在200m邊跨輔助墩（主4、7號墩）兩側(cè)一定范圍內(nèi)采用變高度的雙肋板式截面，55m跨主梁高度由2.6m高變化至4.9m，200m邊跨靠近輔助墩一側(cè)一定范圍內(nèi)主梁高度由2.4m變化到4.9m。在變高梁范圍內(nèi)，主梁梁底設(shè)置了開口底板，主梁梁頂寬27.7m，橋面板厚32cm，橫梁標(biāo)準(zhǔn)間距8.0m，與斜拉索索距相對應(yīng)，橫梁均為預(yù)應(yīng)力砼橫梁。主梁橫斷面結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。圖

3、1-2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段主梁橫斷面圖（單位：cm）8.0m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段主梁采用牽索式掛籃懸臂對稱澆注施工。單側(cè)每節(jié)段砼澆注方量為147.4m3，普通鋼筋216.3KN，預(yù)應(yīng)力鋼絞線44.2KN，預(yù)應(yīng)力粗鋼筋14.7KN；每節(jié)段的施工重量達(dá)到3812.8KN；因此主梁施工具有單段重量大、節(jié)段長、橫橋向跨度大的特點(diǎn)。2.掛籃設(shè)計(jì)2.1掛籃設(shè)計(jì)目的及目標(biāo)掛籃是砼主梁懸澆施工的施工工具，主梁施工質(zhì)量的好壞、施工進(jìn)度的快慢，很大程度上取決于施工掛籃的先進(jìn)與否。針對鄂黃橋8m節(jié)段主梁的特點(diǎn)，通過分析傳統(tǒng)的前支點(diǎn)掛籃結(jié)構(gòu)及運(yùn)行情況，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，使得鄂黃橋掛籃輕型化且結(jié)構(gòu)功能多元化，特別考慮了液壓系統(tǒng)的使用，使其

4、安全可靠、操作簡便等特性在掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到充分的體現(xiàn)，進(jìn)而提高施工工效，使主梁施工達(dá)到“確保質(zhì)量，縮短工期，提高效益”的目的，從而實(shí)現(xiàn)全橋質(zhì)量目標(biāo)。2.2掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)規(guī)范（1）《鄂黃長江公路大橋施工設(shè)計(jì)圖》（中交二院）（2）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ021－89）（3）《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB1002.2－99）（4）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ17－88）（5）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（TJT041－2000）（6）《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ82-91）2.2.2設(shè)計(jì)荷載根據(jù)鄂黃大橋施工圖設(shè)計(jì)要求，主梁采用的前支點(diǎn)牽索

5、式掛籃最大承載力不小于4000KN，空掛籃自重控制重量為2000KN（包括模板和其它相關(guān)的施工荷載）。設(shè)計(jì)考慮沖擊系數(shù)1.1，施工機(jī)具及人群荷載150Kg/m2。2.2.3掛籃的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能本掛籃由承重系統(tǒng)，提升錨固及止推系統(tǒng)，定位調(diào)整系統(tǒng)，行走系統(tǒng)和模板系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成。其整體結(jié)構(gòu)如圖2-1及圖2-2所示。圖2-1掛籃整體結(jié)構(gòu)立面圖2.2.3.1承重系統(tǒng)掛籃承重系統(tǒng)直接或間接承受砼主梁施工時(shí)的全部荷載，該系統(tǒng)包括兩根長度分別為20m的鋼箱主縱梁及聯(lián)系兩縱梁的前、中、后三根橫梁和加勁桁片。其中主縱梁橫斷面尺寸為1700mm（寬）×1800mm（高）。主縱梁前端為弧形首，便于牽索（

6、斜拉索）的臨時(shí)錨固；前、中、后三道橫梁均為工字形斷面，上、下翼緣板寬為300mm。其中前橫梁因用于支承砼主梁橫隔梁的重量，高度為1800mm；在前橫梁外側(cè)設(shè)置加勁桁架，以增加其側(cè)面剛度，同時(shí)作為操作施工平臺。中、后橫梁間用鋼管連接形成桁架，以增加工字梁的側(cè)向穩(wěn)定和掛籃的整體剛度。圖2-2掛籃整體結(jié)構(gòu)平面圖（單位：mm）2.2.3.2提升錨固及止推系統(tǒng)該系統(tǒng)包括中、后吊桿組，C型掛鉤和止推塊三部分。其中中吊桿組設(shè)置于梁中部與C型掛鉤相對應(yīng)位置，由兩根Φ80mm圓鋼組成；其在主縱梁上的錨固點(diǎn)位于同C型掛鉤對應(yīng)的內(nèi)側(cè)壁板上，中軸線與掛鉤軸線重合，這樣吊桿即不穿過砼主梁的邊肋而減小其斷面面積，

7、又使主縱梁在該位置形成內(nèi)外對稱的吊點(diǎn)而不至于偏心受力，使主縱梁有良好的側(cè)向穩(wěn)定性。后吊桿組位于主縱梁尾部，與前吊桿組中心間距為8.0m，同樣由兩根Φ80mm的圓鋼組成，主要起到穩(wěn)固掛籃尾部的作用。止推塊固定設(shè)置于主縱梁尾部頂面，其對應(yīng)于砼主梁斜拉索錨盒位置，這樣可利用錨盒結(jié)構(gòu)承受水平推力。止推塊作為掛籃前支點(diǎn)牽索水平分力的傳力結(jié)構(gòu)，將水平分力傳遞至已澆砼梁段上，從而起到止推作用。2.2.3.3定位調(diào)整系統(tǒng)掛籃縱向定位由行走液壓千斤頂行程控制，通