贝雷梁挂篮设计与应用

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2010-09-03 10:13 热度:

  摘要:本文以楠木渡战备大桥为例,介绍了采用贝雷梁组拼的简易挂篮的设计及应用。
  关键词:连续刚构;贝雷梁挂篮;设计;应用
  楠木渡战备大桥是一座55m+100m+55m的连续刚构,总宽9.5m,采用挂篮逐段悬臂浇筑的施工工艺施工,每对T构悬臂各分为13个施工节段,梁高从6m变化至2.4m,最重节段为110t。
  1、挂篮方案选择
  (1)挂篮设计参数
  (1)最大承载力:1100KN;
  (2)最不利荷载作用节段最大弯矩:2380KN•m;
  (3)浇筑长度:2.50~4.18m;
  (4)浇筑高度:6.00m~2.40m;
  (2)挂篮方案选择
  在进行挂篮方案设计时,对多种挂篮型式进行了比选,在充分考虑了现场材料、施工工期等的情况下,在满足使用功能的基础上,最终确定采用贝雷梁和型钢组拼简易挂篮,其构造如下图所示:
  挂篮构造图(单位:毫米)

                     t1.jpg
  2、挂篮设计
  整套挂篮总重580KN,主要由承重系统、吊篮、悬吊系统、锚固系统、行走系统五部分组成,各部分自成体系,相互独立,又相互联系。
  (1)承重系统:是挂篮的主要受力结构,主桁架由两组贝雷梁组成,经计算,每组用四排贝雷梁组合成一体,全长9m,上下设加强弦杆加强,两组贝雷梁间中心距为5.1m,横向用5根平行的28号槽钢作联系梁;每组四排贝雷梁间采用加长贝雷销连接成整体;前上横梁由2根40号槽钢组拼,下设20mm厚钢板作连接板,上横梁与贝雷梁间采用螺栓和贝雷销连接。
  (2)吊篮:包括底篮及内、外模,是箱梁悬臂施工的工作平台。其中底篮前后下横梁均由2根36号槽钢组拼,横向长12m,纵梁为10根28号工字钢,底模、纵梁和下横梁间施焊连接;外模及腹板内模均由墩柱模板现场改装而成,其中外模采用16号槽钢作为外滑梁的横担,12.6号槽钢组拼成钢箱作斜撑,两侧腹板间设置对拉拉杆加固;内模顶板采用5mm厚钢板作面板,槽钢加强,并通过内模行走机构置于内滑梁上。底篮前后各设5个吊点,通过吊耳连接座将吊杆与下横梁连接。`前端通过吊杆悬挂于前上横梁上,后端分别铰接于箱梁底板和悬吊于箱梁翼缘板上;外模和内模均直接或间接地落于滑梁上,滑梁前端通过吊杆悬挂于前上横梁上,后端分别悬吊于箱梁顶板和翼缘板上。
  (3)悬吊系统:由Φ32精轧螺纹钢筋作吊杆,通过JLM32螺母锚固。全桥配备足够数量的千斤顶,工作时,每根吊杆处由2台千斤顶作用以使构件升降。
  (4)锚固系统:分挂篮持荷时的锚固系统和空载行走时的锚固系统。挂篮持荷时,每侧主桁架的后端各设2根后锚扁担梁,间距30~40cm,每根设2个锚点,锚点中心距为135cm,采用后锚吊杆将扁担梁锚固于箱梁顶板和翼缘板上;空载行走时,拆除后锚扁担梁,由反扣在轨道顶板底面的两组反扣轮承担所有倾覆力矩。
  (5)行走系统:因工作内容不同,可分为挂篮主桁及底篮行走机构、内模行走机构和外模行走机构,主要部件有轨道、滑座、反扣轮组、悬吊轮、滑梁、内模行走机构及牵引系统。其中轨道为钢板组拼的钢箱,下垫枕木和钢枕,每段用3根预埋出箱梁顶面的精轧螺纹钢筋将轨道锚固(在轨道腹部开仓,螺姆锚固于箱内);滑座由钢板加工而成,滑座与主桁间采用螺栓连接,前端设行走轮;反扣轮组由钢板加工,35号铸钢作反扣轮,顶面设20mm厚的连接钢板,与主桁间采用销子和螺栓连接;悬吊轮由钢板加工,以35号铸钢件作行走滚轮,供滑梁行走;滑梁和行走机构均由槽钢组拼。由于本挂篮球队采用的是滚移行走方式,挂篮的行走选用8t链条葫芦牵引。
  3、安装步骤
  第一铺设轨道、安装滑座及反扣轮
  按设计位置安装钢枕和枕木,然后铺设轨道,调整轨道中心距和标高,并用预先埋设的精轧螺纹钢筋将轨道锚固,然后安装滑座及反扣轮。
  第二安装主桁架及联系梁、上横梁
  将预先拼装完毕的贝雷梁主桁吊到滑座和反扣轮顶面,并与之连接,然后用后锚扁担梁将主桁架压紧,同时在两侧用链条葫芦对拉将主桁定位,防止主桁架倾覆;主桁架安装完毕后,开始拼装联系梁、上横梁,并复核和调整主桁中心距和轴线偏位。
  第三安装底篮
  采用缆索吊装系统将预先拼装的底篮吊至主桁下,用吊杆将其前后端分别与上横梁和箱梁底板、翼缘板连接,调整底篮轴线偏位和高程。
  第四安装滑梁及内外模
  安装悬吊轮和悬吊架,然后将外模提升到位并悬吊于主桁架下,再安装外滑梁;内模安装时,先安装内滑梁及内模行走机构,然后再将模板安装就位。
  挂篮安装完毕,应仔细检查各部件的连接情况,使之符合设计要求。
  4、工作原理
  当箱梁已浇节段纵向预应力筋张拉及灌浆完毕后,拆除内外模对拉螺杆,放松前横梁上的吊杆,松开后端悬吊架,使滑梁落在悬吊轮上,同时用2只5t链条葫芦将后下横梁和外滑梁连接,另各用1根Φ26钢丝绳辅助使用,使底篮后端悬吊于外滑梁上,然后再拆除后下横梁上所有的吊杆并用支撑架和内滑梁将内模固定在已浇箱梁上。
  松开后锚扁担梁吊杆,由于挂篮重心在支点前,致使挂篮略向前倾斜,前滑座滚轮即落在轨道顶面,滑座其他部件脱离轨道,而挂篮后端反扣轮同时反扣在轨道顶板底面,每侧各用1只5t葫芦牵引主桁架,即可将挂篮主桁架、底篮、内滑梁、外滑梁及外模同步移动至下一节段。
  固定底篮前、后横梁吊杆,拆除吊底篮的5t葫芦,提升悬吊架,根据预抬高度调整底模和侧模标高。待箱梁钢筋及预应力管道绑扎至顶板根部后,再利用座落在内滑梁上的内模行走机构将内模移动就位,工作即告完成。
  5、结束语
  通过模拟最不利荷载对挂篮进行静载试验,当加载重量为挂篮实际承载能力的1.3倍时,挂篮最大变形14mm,小于规范规定值,与计算较吻合。
  由静载试验及理论计算知,挂篮强度大、刚度小,稳定性高,各项指标均符合要求。
  从本项目的实践知,在采用挂篮施工的中小跨径桥梁中,当选用贝雷梁作挂篮主桁组拼简易挂篮时,一旦桥梁施工完毕,挂篮拆卸后,多数材料能回收并改作他用,大大提高了材料的周转利用率,节约了施工成本,创造了经济效益;此外,由于贝雷梁挂篮重心较低,因此使用时安全性较高。
  
  参考文献
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  [2]中华人民共和国建设部.钢结构设计规范(GB50017-2003)[S].北京:中国计划出版社,2003.
  [3]交通部公路规划设计院.公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)[S].北京:人民交通出版社,1988.
  [4]黄绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:人民交通出版社,2004.
  [5]冶金工业部建筑研究总院.钢结构结构施工质量验收规范(GB50205-2001)[S].北京:中国计划出版社,2002.
  
  

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