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挂篮施工概要
悬臂浇筑法是指在桥梁上部结构施工中,在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。
挂篮是指用悬臂浇筑法浇筑斜拉、T构、连续梁等水泥混凝土梁时,用于承受施工荷载及梁体自重,能逐段向前移动经特殊设计的主要工艺设备。主要组成部分有承重系统、提升系统、锚固系统、行走系统、模板与支架系统。
它具有占用施工场较小,可以多个工作面同时施工,工期相对较短,桥梁线形易于在施工程中进行动态控制等特点。
1、1挂篮的形式
目前施工中,按照挂篮的结构型式常采用的主要有以下三种:
1
三角挂篮,
2
平行挂篮,
3
贝雷挂篮;
图1 三角挂蓝
图2
平行挂蓝
图3贝雷桁架
1.2不同挂篮结构的优缺点
不同挂篮形式的对比见下表:
2
挂篮设计
2.1
挂篮设计原则
构造简单,拆装方便,移动灵活,结构安全可靠,稳定性好,有一定刚度且操作方便。
2.2
挂蓝设计的要求
挂蓝的质量与梁段混凝土质量的比值宜控制在0.3—0.5之间,特殊情况下也不应超过0.7。
《公路桥涵施工规范》(JTJ 041-2000)主要设计参数的要求:挂蓝总重量控制在设计限重内,允许最大变形(包括吊带变形的总和):20mm,施工、行走时的抗倾覆安全系数:2,自锚固系统安全系数:2;斜拉水平限位系统安全系数:2;上水平限位安全系数:2。
2.3
具体挂篮的设计的注意事项
1
挂篮的重量必须控制在设计所要求的重量范围之内。
2
挂篮的主桁位置必须作用在箱梁的腹板位置处。
3
对挂篮的主要受力点处要进行局部加强。
4
挂篮的计算结果,如前后支点反力等要与设计院进行交流,看箱梁能否受力通过。
5
挂篮在0号块上拼装,挂篮设计时,主桁长度尽可能短,使得0号块的长度能拼装两个挂篮,如0号块的长度不够,需将两个挂篮做成连体挂篮。
施工实例照片如下:
图4 杜步2号高架桥(连续梁—连续刚构)挂蓝施工
2.4
设计原理
根据施工顺序,确定各种工况下可能发生的荷载最不利组合进行各构件的强度、刚度、稳定性计算。
参与挂蓝演算的荷载有下列几种:
1
挂篮自重,模板及支架自重;
2
钢筋混凝土自重;
3
施工人员、机具、材料等荷载;
4
振捣混凝土时产生的荷载
5
其他可能产生的荷载,如保暖设施等。
2.5、设计挂蓝简要计算步骤
2.5.1
计算假设
(1)在计算过程中,按照材料力学和结构力学的假设进行计算;
(2)主桁按照桁梁组合结构进行计算。
2.5.2
底篮计算
先将荷载分配至底篮纵梁上,计算其强度及刚度,然后计算出纵梁支座反力作为底篮前、后横梁的荷载,计算底篮前、后横梁的强度和刚度。
2.5.3
主桁计算
计算出底篮前横梁的支点反力,作为上前横梁的荷载,计算前横梁的强度和刚度,然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上,计算主桁各杆件的强度及刚度。
2.5.4
抗倾覆稳定性计算
通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度,以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。
2.5.5
挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算
计算底篮后横梁的强度和刚度,然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上,计算上中横梁的强度及刚度等。
就目前情况看:挂篮由专业的模板加工企业进行设计,加工。在设计时模板厂已进行了演算,挂篮进场后通常没有必要对其进行重新的设计,只需对关键杆件进行演算、复核。
对租赁的或作业队自备挂篮要对其进行承载能力确认,项目部必须对进场挂篮进行验算,作到心中有数,以确保工程质量和安全。
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