三角挂篮悬臂浇筑施工安全性验算实例

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　摘要：本文对三角挂篮进行了简单介绍，根据挂篮设计图纸着重对挂篮浇筑施工时承重、施工抗倾覆和空载前移抗倾覆安全性进行验算，对指导下一步实体施工做好了充分的理论技术保障，利于此类三角挂篮施工的大面积使用和推广。

　　关键词：挂篮;悬臂浇筑;抗倾覆;稳定性;验算

　　1工程概况

　　K102+253越溪河大桥位于国家高速公路成渝地区环线四川省乐山至宜宾公路13合同段，为跨越越溪河而设。主桥箱梁横向为并列分离双幅桥，全桥宽27.5米，顶宽13.5米，底宽7.5米，为单箱单室断面。桥跨布置为：2×30mT形梁+76m+138m+76m连续刚构+5×30mT形梁。梁高由桥墩处9米至悬臂端3米之间呈1.6次抛物线变化，腹板厚度分别为0.7米和0.5米，底板厚度由端部的0.35米按1.6次抛物线变化至根部的1.1米。刚构悬臂段采用挂篮对称悬浇，现浇阶段长3~4.5m，最大悬浇主梁节段混凝土重194t。竖向预应力采用精轧螺纹粗钢筋锚固。

　　2三角形挂篮的构造

　　三角型挂篮以其结构简单，杆件受力明确，安装拆卸容易、操作简单方便、通用性强、安全系数高、工艺成熟等特点在工程中得到广泛的应用。

　　2.1三角形挂篮的主要性能参数如下：

　　(1)设计梁段重量：2000KN：

　　(2)适应最大梁段长：4.5m;

　　(3)梁高的变化范围：3.0m～9.0m;

　　(4)走行方式：无平衡重走行;

　　(5)挂篮自重小于最大梁段重量的0.4倍(约50T)。

　　2.2三角挂篮构造

　　本挂篮主要由三个系统组成，即主桁系统、底篮和模板系统、走行系统。三角形主桁架是挂篮的主要承重结构，由两片主桁架、横联、前横梁组成，桁架的间距和腹板的外侧竖向预应力钢筋位置相对应，各杆件间通过高强螺栓联结。挂篮的前吊点(底模架的四个吊杆，内外侧模走行梁的四个吊杆)均设置在前横梁上，吊杆全部采用直径32mm的精轧螺纹钢筋。

　　3主桁架受力验算

　　经对设计图纸分节段计算，得出浇注14#块时悬臂长度4.5米，节段中151.2t，挂篮主桁架受力最大，所以只需对14#块进行验算即可，由挂篮结构设计图纸可知，主桁架由两件相同的桁架式承载构件连接而成，因此只需计算其中一件的受力和应变情况，只要此情况下可以满足施工安全要求，则其他阶段均能满足施工要求。

　　3.1技术参数

　　(1)节段浇注砼重量最大：151.2t

　　(2)底模重量：11t(包括下横梁、底纵梁、底模板)

　　(3)侧模重量：13t(包括侧模板、侧模吊梁、)

　　(4)内模重量：7t(包括内模板、内模滑梁)

　　(5)前横梁：3.1t

　　(6)另加3%的施工负荷：(151.2+11+13+7+3.1)×3%=5.6t

　　由设计图纸可知主桁架前端受力为：

　　3.1+(11+13+7+5.6)/2+151.2/2=97t

　　3.2受力分析及验算

　　3.2.1受力简图

　　由前可知一片主桁架前端受力为NA=97/2=48.5t。

　　3.2.2支座反力

　　N1=-48.5t，N2=97t

　　3.2.3杆件内力

　　由《结构力学求解器》解得：

　　杆2在2点处弯矩最大，M=-60818040N•mm

　　N2=-473074N

　　N3=-946150N

　　N4=669029N

　　N5=669029N

　　3.2.4杆件的强度及稳定性

　　杆4和5受力基本相同，且均为2×2[16

　　安全系数取1.5

　　1.5=1.5×66.5=99.75MPa<[]=170MPa，满足要求;

　　杆2即受压又受弯，杆件材质为2I40a

　　1.5=1.5×56=84MPa<[]=170MPa，满足要求;

　　杆3的轴向压力最大，杆件材质为2I28b，从结构体系看应验算其顺桥向的稳定性;

　　计算稳定许用应力，根据柔度，查表得，即得杆3的稳定许用应力为

　　杆3的压应力为

　　1.5=1.5×77.6=116.4MPa<，满足要求;

　　3.2.5杆端3点的挠度

　　由《结构力学求解器》解得主桁架前吊点3点得挠度为-11mm　　4挂篮施工时抗倾