汝郴高速赤石大橋牽索掛籃設(shè)計(jì).pdf

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1、２０１４年第２１期（總第１５０期）江西建材交通工程汝郴高速赤石大橋牽索掛籃設(shè)計(jì)■劉運(yùn)洪■中鐵大橋局股份有限公司，湖北武漢?。矗常埃埃担罢喝瓿桓咚俪嗍髽蛑髁簽閱蜗渌氖一炷料淞?，采用鋼箱式長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃施工。掛籃為四縱梁、三橫梁結(jié)構(gòu)，縱橫梁間通過(guò)斜撐連接，中橫梁上設(shè)置止推鍵。該掛籃縱橫向剛度較大，能適應(yīng)不同長(zhǎng)度節(jié)段施工，滿(mǎn)足了寬幅重載箱梁節(jié)段懸澆施工要求。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃施工設(shè)計(jì)圖１　赤石大橋主橋立面１　工程概況汝郴高速赤石大橋主橋?yàn)榭鐝剑保叮担恚场粒常福埃恚保叮担淼乃乃A(yù)應(yīng)力混凝土雙索面斜拉橋，主橋各塔均布置２３對(duì)斜拉索，拉索縱向呈扇形布置。主梁采用單箱四室箱型截面，中心高３

2、２ｍ，頂寬２７５ｍ，設(shè)２％雙向橫坡。主梁主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（１）梁底距地面最大高度約１７１ｍ；（２）節(jié)段長(zhǎng)度分為８ｍ、６ｍ、４ｍ三種類(lèi)型；（３）節(jié)段重量大，約為５４７０ｋＮ；（４）斜拉索錨塊凸出梁底約０９ｍ。２　方案比選牽索掛籃主要分為長(zhǎng)平臺(tái)和短平臺(tái)兩大類(lèi)：長(zhǎng)平臺(tái)掛籃一般僅在混凝土主梁下設(shè)置掛籃平臺(tái)，已成梁段下的掛籃平臺(tái)長(zhǎng)度一般略長(zhǎng)于待澆梁段下的掛籃長(zhǎng)度，以方便掛籃的走行，也為了保證掛籃豎向剛度。短平臺(tái)掛籃是在已成梁段上設(shè)置桁架作為掛籃走行時(shí)其前端的吊掛受力結(jié)構(gòu)，從而減小了底平臺(tái)長(zhǎng)度，但掛籃的豎向剛度較小。為了保證灌注主梁時(shí)掛籃的豎向剛度，除了在底平臺(tái)前端設(shè)置牽索外，同時(shí)將其吊掛于桁

3、架上，并在施工中保持適當(dāng)?shù)睦?，以保證主梁的標(biāo)高準(zhǔn)確和線型勻順。一般情況下，長(zhǎng)平臺(tái)掛籃經(jīng)濟(jì)性較好、梁面以上作業(yè)面開(kāi)闊、施工效率較高；短平臺(tái)掛籃僅在寬橋面或單索面斜拉索時(shí)更具有優(yōu)勢(shì)。經(jīng)圖２　掛籃總體布置圖綜合比選，該橋主梁采用鋼箱式長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃施工。索系統(tǒng)由張拉機(jī)構(gòu)及斜拉索組成。張拉機(jī)構(gòu)中的張拉千斤頂通過(guò)撐腳３　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)固定在張拉分配梁上。張拉分配梁可沿弧形首處導(dǎo)軌上下滑動(dòng)并鎖掛籃結(jié)構(gòu)形式及分塊尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、掛籃定，以適應(yīng)斜拉索角度的變化。梁段施工完成后，采用張拉千斤頂實(shí)現(xiàn)受力、運(yùn)輸要求、現(xiàn)場(chǎng)起吊能力等因素。體系轉(zhuǎn)換。牽索系統(tǒng)布置見(jiàn)圖３。該掛籃由承重系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、走行

4、系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。主要受力構(gòu)件均采用箱形結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為Ｑ３４５Ｂ。掛籃總體布置見(jiàn)圖２。３．１　承重系統(tǒng)承重系統(tǒng)由底平臺(tái)和掛腿組成。根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掛籃采用四縱梁結(jié)構(gòu)，主縱梁設(shè)置在斜拉索下方，其前端開(kāi)槽，作為支撐斜拉索的弧形首。次縱梁設(shè)置在兩側(cè)豎腹板下方，其后端設(shè)置反滾輪，作為掛籃走行時(shí)的反力裝置?？v梁間通過(guò)前中后三道橫梁及斜撐相連。承重系統(tǒng)各構(gòu)件均為箱形結(jié)構(gòu)，腹板和翼板根據(jù)局部穩(wěn)定要求設(shè)置縱橫向加勁肋。掛籃單個(gè)構(gòu)件最大重量不超過(guò)１６ｔ，各構(gòu)件間通過(guò)精制螺栓連接。３．２　牽索系統(tǒng)牽索系統(tǒng)的功能是在掛籃懸澆施工時(shí)將斜拉索與掛籃連接起來(lái)形圖３　牽索系統(tǒng)布置圖成前支點(diǎn)，在懸澆

5、完成后，將斜拉索與掛籃分離，實(shí)現(xiàn)索力的轉(zhuǎn)換。牽·７１４·３．３　走行系統(tǒng)件根據(jù)實(shí)際情況添加。模型加載需考慮結(jié)構(gòu)自重、箱梁荷載、風(fēng)荷載、走行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)掛籃空載前移功能，由走行千斤頂、反力座、滑道、反模板荷載及施工荷載。經(jīng)各工況分析匯總，掛籃構(gòu)件反力見(jiàn)表１。滾輪組成。走行千斤頂（５０ｔ雙作用千斤頂）通過(guò)頂推滑道上反力座，使表１　構(gòu)件反力匯總表（ｋＮ）掛腿在滑道上滑動(dòng)。反滾輪平衡掛籃走行時(shí)的前傾力。掛腿中錨點(diǎn)后錨點(diǎn)止推鍵滑道設(shè)計(jì)為整體結(jié)構(gòu)，可通過(guò)走行千斤頂反拉實(shí)現(xiàn)前移，以減少現(xiàn)掛籃走行１８２９０００場(chǎng)人工操作量。整體滑道相比常規(guī)節(jié)段式滑道，線型更平順，且消除了Ｒ２澆筑７３１３５８４１７６６３接頭對(duì)掛

6、籃走行的不利影響。走行系統(tǒng)布置見(jiàn)圖４。Ｒ１９?jié)仓保担担保常罚福叮常常玻常罚担蹋保禎仓保埃埃保常梗保福埃担玻常常罚蹋玻碀仓梗叮保矗常保福罚玻玻叮矗祾旎@走行工況應(yīng)力見(jiàn)圖６，Ｌ２３＃節(jié)段澆筑１００％砼時(shí)，掛籃應(yīng)力見(jiàn)圖７。圖４　走行系統(tǒng)布置圖３．４　定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)掛籃澆筑前的定位，由前水平千斤頂、止推鍵及后支點(diǎn)平衡千斤頂組成。由于箱梁豎腹板處預(yù)應(yīng)力管道密集，止推鍵無(wú)法設(shè)置在次縱梁上，因此考慮將止推鍵設(shè)置在中橫梁上。止推鍵采用鋼板焊接而成，與中橫梁焊為整體，施工時(shí)止推鍵嵌入箱梁預(yù)留孔內(nèi)，將掛籃順橋向荷載傳遞至已澆梁段上，以平衡斜拉索順橋向水平分力。掛籃提升就位后，將止推鍵與箱梁內(nèi)預(yù)埋件頂緊

7、，確保掛籃順橋向圖６　掛籃走行工況應(yīng)力圖位置準(zhǔn)確。掛籃橫向位置通過(guò)前水平千斤頂精確調(diào)整，前端豎向標(biāo)高由后支點(diǎn)平衡千斤頂調(diào)整。３．５　錨固系統(tǒng)錨固系統(tǒng)包括６組中錨桿和２組后錨桿。中錨桿設(shè)在中橫梁上，其作用是將底平臺(tái)承受的荷載傳遞至已澆梁段上，后錨桿設(shè)在次縱梁后端，其作用是平衡牽索張拉時(shí)產(chǎn)生的拉力?；炷翝仓?，錨桿需進(jìn)行預(yù)拉，以消除混凝土接縫處錯(cuò)臺(tái)。３．６　模板系統(tǒng)模板系統(tǒng)由底模、側(cè)模及內(nèi)模組成。側(cè)模系統(tǒng)布置見(jiàn)