貝雷梁掛籃設計與應用
關鍵詞:連續(xù)剛構;貝雷梁掛籃;設計;應用
楠木渡戰(zhàn)備大橋是一座55m+100m+55m的連續(xù)剛構,總寬9.5m,采用掛籃逐段懸臂澆筑的施工工藝施工,每對T構懸臂各分為13個施工節(jié)段,梁高從6m變化至2.4m,最重節(jié)段為110t。
1、掛籃方案選擇
。1)掛籃設計參數(shù)
。1)最大承載力:1100KN;
。2)最不利荷載作用節(jié)段最大彎矩:2380KN•m;
。3)澆筑長度:2.50~4.18m;
。4)澆筑高度:6.00m~2.40m;
。2)掛籃方案選擇
在進行掛籃方案設計時,對多種掛籃型式進行了比選,在充分考慮了現(xiàn)場材料、施工工期等的情況下,在滿足使用功能的基礎上,最終確定采用貝雷梁和型鋼組拼簡易掛籃,其構造如下圖所示:
掛籃構造圖(單位:毫米)
2、掛籃設計
整套掛籃總重580KN,主要由承重系統(tǒng)、吊籃、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)五部分組成,各部分自成體系,相互獨立,又相互聯(lián)系。
。1)承重系統(tǒng):是掛籃的主要受力結構,主桁架由兩組貝雷梁組成,經(jīng)計算,每組用四排貝雷梁組合成一體,全長9m,上下設加強弦桿加強,兩組貝雷梁間中心距為5.1m,橫向用5根平行的28號槽鋼作聯(lián)系梁;每組四排貝雷梁間采用加長貝雷銷連接成整體;前上橫梁由2根40號槽鋼組拼,下設20mm厚鋼板作連接板,上橫梁與貝雷梁間采用螺栓和貝雷銷連接。
。2)吊籃:包括底籃及內(nèi)、外模,是箱梁懸臂施工的工作平臺。其中底籃前后下橫梁均由2根36號槽鋼組拼,橫向長12m,縱梁為10根28號工字鋼,底模、縱梁和下橫梁間施焊連接;外模及腹板內(nèi)模均由墩柱模板現(xiàn)場改裝而成,其中外模采用16號槽鋼作為外滑梁的橫擔,12.6號槽鋼組拼成鋼箱作斜撐,兩側腹板間設置對拉拉桿加固;內(nèi)模頂板采用5mm厚鋼板作面板,槽鋼加強,并通過內(nèi)模行走機構置于內(nèi)滑梁上。底籃前后各設5個吊點,通過吊耳連接座將吊桿與下橫梁連接。`前端通過吊桿懸掛于前上橫梁上,后端分別鉸接于箱梁底板和懸吊于箱梁翼緣板上;外模和內(nèi)模均直接或間接地落于滑梁上,滑梁前端通過吊桿懸掛于前上橫梁上,后端分別懸吊于箱梁頂板和翼緣板上。
(3)懸吊系統(tǒng):由Φ32精軋螺紋鋼筋作吊桿,通過JLM32螺母錨固。全橋配備足夠數(shù)量的千斤頂,工作時,每根吊桿處由2臺千斤頂作用以使構件升降。
(4)錨固系統(tǒng):分掛籃持荷時的錨固系統(tǒng)和空載行走時的錨固系統(tǒng)。掛籃持荷時,每側主桁架的后端各設2根后錨扁擔梁,間距30~40cm,每根設2個錨點,錨點中心距為135cm,采用后錨吊桿將扁擔梁錨固于箱梁頂板和翼緣板上;空載行走時,拆除后錨扁擔梁,由反扣在軌道頂板底面的兩組反扣輪承擔所有傾覆力矩。
。5)行走系統(tǒng):因工作內(nèi)容不同,可分為掛籃主桁及底籃行走機構、內(nèi)模行走機構和外模行走機構,主要部件有軌道、滑座、反扣輪組、懸吊輪、滑梁、內(nèi)模行走機構及牽引系統(tǒng)。其中軌道為鋼板組拼的鋼箱,下墊枕木和鋼枕,每段用3根預埋出箱梁頂面的精軋螺紋鋼筋將軌道錨固(在軌道腹部開倉,螺姆錨固于箱內(nèi));滑座由鋼板加工而成,滑座與主桁間采用螺栓連接,前端設行走輪;反扣輪組由鋼板加工,35號鑄鋼作反扣輪,頂面設20mm厚的連接鋼板,與主桁間采用銷子和螺栓連接;懸吊輪由鋼板加工,以35號鑄鋼件作行走滾輪,供滑梁行走;滑梁和行走機構均由槽鋼組拼。由于本掛籃球隊采用的是滾移行走方式,掛籃的行走選用8t鏈條葫蘆牽引。
3、安裝步驟
第一鋪設軌道、安裝滑座及反扣輪
按設計位置安裝鋼枕和枕木,然后鋪設軌道,調(diào)整軌道中心距和標高,并用預先埋設的精軋螺紋鋼筋將軌道錨固,然后安裝滑座及反扣輪。
第二安裝主桁架及聯(lián)系梁、上橫梁
將預先拼裝完畢的貝雷梁主桁吊到滑座和反扣輪頂面,并與之連接,然后用后錨扁擔梁將主桁架壓緊,同時在兩側用鏈條葫蘆對拉將主桁定位,防止主桁架傾覆;主桁架安裝完畢后,開始拼裝聯(lián)系梁、上橫梁,并復核和調(diào)整主桁中心距和軸線偏位。
第三安裝底籃
采用纜索吊裝系統(tǒng)將預先拼裝的底籃吊至主桁下,用吊桿將其前后端分別與上橫梁和箱梁底板、翼緣板連接,調(diào)整底籃軸線偏位和高程。
第四安裝滑梁及內(nèi)外模
安裝懸吊輪和懸吊架,然后將外模提升到位并懸吊于主桁架下,再安裝外滑梁;內(nèi)模安裝時,先安裝內(nèi)滑梁及內(nèi)模行走機構,然后再將模板安裝就位。
掛籃安裝完畢,應仔細檢查各部件的連接情況,使之符合設計要求。
4、工作原理
當箱梁已澆節(jié)段縱向預應力筋張拉及灌漿完畢后,拆除內(nèi)外模對拉螺桿,放松前橫梁上的吊桿,松開后端懸吊架,使滑梁落在懸吊輪上,同時用2只5t鏈條葫蘆將后下橫梁和外滑梁連接,另各用1根Φ26鋼絲繩輔助使用,使底籃后端懸吊于外滑梁上,然后再拆除后下橫梁上所有的吊桿并用支撐架和內(nèi)滑梁將內(nèi)模固定在已澆箱梁上。
松開后錨扁擔梁吊桿,由于掛籃重心在支點前,致使掛籃略向前傾斜,前滑座滾輪即落在軌道頂面,滑座其他部件脫離軌道,而掛籃后端反扣輪同時反扣在軌道頂板底面,每側各用1只5t葫蘆牽引主桁架,即可將掛籃主桁架、底籃、內(nèi)滑梁、外滑梁及外模同步移動至下一節(jié)段。
固定底籃前、后橫梁吊桿,拆除吊底籃的5t葫蘆,提升懸吊架,根據(jù)預抬高度調(diào)整底模和側模標高。待箱梁鋼筋及預應力管道綁扎至頂板根部后,再利用座落在內(nèi)滑梁上的內(nèi)模行走機構將內(nèi)模移動就位,工作即告完成。
5、結束語
通過模擬最不利荷載對掛籃進行靜載試驗,當加載重量為掛籃實際承載能力的1.3倍時,掛籃最大變形14mm,小于規(guī)范規(guī)定值,與計算較吻合。
由靜載試驗及理論計算知,掛籃強度大、剛度小,穩(wěn)定性高,各項指標均符合要求。
從本項目的實踐知,在采用掛籃施工的中小跨徑橋梁中,當選用貝雷梁作掛籃主桁組拼簡易掛籃時,一旦橋梁施工完畢,掛籃拆卸后,多數(shù)材料能回收并改作他用,大大提高了材料的周轉(zhuǎn)利用率,節(jié)約了施工成本,創(chuàng)造了經(jīng)濟效益;此外,由于貝雷梁掛籃重心較低,因此使用時安全性較高!
參考文獻
[1]路橋集團第一公路工程局.公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ041-2000)[S].北京:人民交通出版社,2000.
[2]中華人民共和國建設部.鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)[S].北京:中國計劃出版社,2003.
[3]交通部公路規(guī)劃設計院.公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范(JTJ025-86)[S].北京:人民交通出版社,1988.
[4]黃紹金,劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].北京:人民交通出版社,2004.
[5]冶金工業(yè)部建筑研究總院.鋼結構結構施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)[S].北京:中國計劃出版社,2002.