三角挂篮悬臂浇筑施工安全性验算实例

  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


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