大橋單索面牽索掛籃設(shè)計(jì)與施工

一、單索面牽索掛籃設(shè)計(jì)1、主橋總布置

xxxx松花江特大橋主橋?yàn)橹骺?40m、邊跨102.5m的雙塔單索面預(yù)應(yīng)力砼斜拉橋見(jiàn)圖1。2、主梁結(jié)構(gòu)

主梁采用單箱三室斷面，箱梁頂寬27.3m，梁底寬18.3m，主梁中心高為3.05m。見(jiàn)圖2。主梁分0#塊、邊跨A1～A13#標(biāo)準(zhǔn)段、主跨B1～B17＃標(biāo)準(zhǔn)段B18#非標(biāo)準(zhǔn)段、起點(diǎn)岸終點(diǎn)岸現(xiàn)澆段A14#塊及邊跨、中跨合攏段。0#塊長(zhǎng)為30m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度6m，非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)2m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段重約370t。斜拉索布置在中央分隔帶上，錨固在梁體中箱內(nèi)的錨梁上，斜拉索采用雙排布置，梁上索距為6m，兩排索橫向間距為1.1m。主梁設(shè)縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力。主梁標(biāo)準(zhǔn)段采用牽索掛蘭懸臂施工。2、牽索掛籃設(shè)計(jì)總體思路由于本橋?yàn)閱嗡髅妫后w橫向?qū)挾容^寬，若前支點(diǎn)僅靠牽索支撐，施工過(guò)程中由于荷載加載不可能完全對(duì)稱，牽索掛蘭容易扭轉(zhuǎn)變形，另外單索面前支點(diǎn)掛籃前端平衡性差。為此，在主梁頂面兩邊腹板各設(shè)置一道頂縱梁。在施工過(guò)程中掛籃頂縱梁起平衡作用并與斜拉索一起共同承擔(dān)砼梁體前端荷載。梁體預(yù)應(yīng)力張拉后，掛籃頂縱梁先走行到位固定后作為掛籃底模平臺(tái)前吊點(diǎn)走行的承重梁，吊掛底模平臺(tái)前端。弧形梁上斜拉索體系轉(zhuǎn)換完成后，將掛籃底模平臺(tái)下降，前端吊掛在頂縱梁上的走形筐上，后端牽索縱梁落在后走行框上，三點(diǎn)吊掛底模平臺(tái)向前滑移。3、掛籃結(jié)構(gòu)

掛籃主要結(jié)構(gòu)為：該牽索掛籃由設(shè)置在主梁邊腹板頂面上的頂縱梁、梁底中軸線的牽索縱梁、前后下橫梁、底模平臺(tái)、側(cè)模及錨固和走行系統(tǒng)組成。詳見(jiàn)圖3。每組掛籃頂縱梁由四片加強(qiáng)貝雷梁組成，長(zhǎng)18m。牽索縱梁長(zhǎng)16.3m，弧形梁長(zhǎng)4.5m。牽索縱梁上下弦采用焊接鋼箱梁，上下弦間桁高2.8m。前后下橫梁為中間雙層，邊上單層的桁架，桁架高2.8m，采用槽鋼及角鋼通過(guò)螺栓連接。前后橫梁穿過(guò)牽索縱梁上下弦桿并與上下弦桿焊接。前后下橫梁上的底模縱梁采用小槽鋼及角鋼焊接的小桁架，桁架高0.8m。止推裝置焊接在牽索縱梁上弦桿頂面，抗剪柱為焊接鋼箱梁，從梁頂穿過(guò)梁底至牽索縱梁上弦?？辜糁c止推裝置間現(xiàn)場(chǎng)操墊鋼板。掛籃總重：149t4、計(jì)算假定

1、主梁梁體砼、內(nèi)模及支架、底模等荷載，按豎直向下投影傳遞至底?？v梁。2、每節(jié)段斜拉索長(zhǎng)度按實(shí)際錨固點(diǎn)間長(zhǎng)度計(jì)算，彈性模量根據(jù)各工況下的受力按Enst公式換算為線彈性模量，然后模擬為桁架或索元。3、換算后的斜拉索與牽索掛籃牽索縱梁、頂縱梁、前后下橫梁、底?？v梁共同組合體滿足線彈性理論,進(jìn)行整體計(jì)算。5、計(jì)算工況

工況1：掛蘭走行到位并錨固完成后，綁扎鋼筋安裝內(nèi)模。掛蘭走行到位時(shí)荷載有：頂縱梁及走道、前下橫梁、后下橫梁、牽索掛蘭主縱梁、底模平臺(tái)縱梁、底模及側(cè)模、鋼筋荷載和內(nèi)模及支架荷載。工況2：斜拉索初張拉，同時(shí)兩頂縱梁上前吊點(diǎn)張拉一定力。工況3：混凝土澆筑60％。工況4：調(diào)整斜拉索索力。工況5：澆注剩余混凝土。5、靜力分析模型

在整體靜力模型分析中，先將底模及底?？v梁、內(nèi)模、混凝土荷載分別換算到相應(yīng)前后下橫梁節(jié)點(diǎn)上，僅將牽索縱梁、前后下橫梁、頂縱梁及其吊桿綜合空間模型進(jìn)行計(jì)算。見(jiàn)圖4。在工況1掛籃走形到位錨固后，進(jìn)行鋼筋綁扎，由于斜拉索未安裝，前支點(diǎn)依靠頂縱梁上的吊點(diǎn)支撐掛籃自重及鋼筋荷載。鋼筋綁扎完成后斜拉索初張拉同時(shí)張拉頂縱梁上的前吊點(diǎn)，此工況主要將牽索縱梁進(jìn)行反彎預(yù)抬拋高，從而將掛籃前端預(yù)抬，減小混凝土澆筑后的變形；同時(shí)通過(guò)頂縱梁上的前吊點(diǎn)張拉調(diào)整前下橫梁翼緣處的變形。根據(jù)斜拉索初張拉時(shí)梁端豎向力值，將斜拉索彈性模量換算成此力下的線彈性模量，然后加載60％混凝土重量，得出工況3下掛籃變形值及各桿件應(yīng)力水平、錨固力大小等。然后再?gòu)埨{(diào)整斜拉索索力，部分恢復(fù)澆筑60％混凝土?xí)r的變形值，然后剩余澆筑混凝土得出工況5掛籃變形值及各桿件應(yīng)力水平、錨固力大小等。經(jīng)過(guò)計(jì)算比較鋼筋綁扎完成后斜拉索初張拉時(shí)，斜拉索梁端豎向力張拉至約850KN，同時(shí)將兩頂縱梁上的前吊點(diǎn)張拉約145KN時(shí)掛籃前下橫梁基本水平?；炷翝仓?0％后，調(diào)整斜拉索索力，將斜拉索梁端豎向力張拉至約1700KN，然后澆筑完剩余混凝土。單索面牽索掛籃空間計(jì)算模型單索面牽索索掛籃支點(diǎn)點(diǎn)反力6、靜力分分析結(jié)論從計(jì)算表明明，本掛籃籃橫向變位位邊腹板和和牽索縱梁梁變形差10mm左左右，可以以通過(guò)施工工中預(yù)抬兩兩翼緣板標(biāo)標(biāo)高來(lái)克服服其橫向變變位不一致致。掛籃整整體豎向變變位絕對(duì)值值邊腹板在在17～19mm之之間，中腹腹板處在1～10mm之間。。本分析中中掛籃變位位值為假定定掛籃各錨錨固點(diǎn)固定定不同，實(shí)實(shí)際上掛籃籃各錨固點(diǎn)點(diǎn)錨固前一一個(gè)節(jié)段上上，施工中中由于前一一個(gè)節(jié)段主主梁會(huì)在掛掛籃等荷載載作用下發(fā)發(fā)生下?lián)虾秃娃D(zhuǎn)動(dòng)，從從而引起掛掛籃相應(yīng)變變形，故實(shí)實(shí)際掛籃還還應(yīng)考慮此此部分變形形值。從總總體來(lái)看，，該掛籃具具有較好的的剛度。掛籃整體計(jì)計(jì)算時(shí)，將將各桿件按按照實(shí)際截截面尺寸輸輸入SP2000計(jì)計(jì)算程序，，然后程序序按空間結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三三向應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算，程序序根據(jù)GB50017-2003規(guī)范范中相應(yīng)公公式進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算，得出出綜合應(yīng)力力比例系數(shù)數(shù)，再選擇擇綜合應(yīng)力力比例系數(shù)數(shù)較大者進(jìn)進(jìn)行手算驗(yàn)驗(yàn)證。所有有桿件均滿滿足規(guī)范要要求。對(duì)于抗剪柱柱及牽索縱縱梁上抗剪剪裝置采用用手算，其其安全系數(shù)數(shù)均在2.0以上。。二、單索面面牽索掛籃籃施工1、掛蘭安安裝掛蘭采用先先節(jié)段組拼拼牽索縱梁梁，然后安安裝前后橫橫梁，再在在前后橫梁梁上安裝底底?？v梁，，最后提升升掛蘭，然然后在安裝裝底模、側(cè)側(cè)模。牽索縱梁組裝前后橫梁組裝掛籃提升掛籃提升到到位2、主梁懸懸臂施工總總述掛籃安裝（（走行）到到位后，利利用輔助頂頂縱梁上兩兩吊點(diǎn)，初初步調(diào)整籃籃按標(biāo)高，，鎖定掛蘭蘭。綁扎鋼鋼筋安裝內(nèi)內(nèi)模，安裝裝斜拉索并并進(jìn)行初張張拉，將掛掛籃標(biāo)高預(yù)預(yù)抬至監(jiān)控控標(biāo)高，澆澆注60%梁體混凝凝土，進(jìn)行行斜拉索調(diào)調(diào)索張拉，，最后澆注注剩余混凝凝土。梁體縱向、、橫向、豎豎向預(yù)應(yīng)力力后，利用用牽索將前前下橫梁臨臨時(shí)吊掛；；松開(kāi)輔助助頂縱梁前前吊點(diǎn)，向向前滑移掛掛籃輔助頂頂縱梁，走走行到位并并固定。將將斜拉索索索力轉(zhuǎn)換到到梁體并張張拉到監(jiān)控控索力。前前下橫梁通通過(guò)吊掛框框吊掛在掛掛籃輔助頂頂縱梁上，，松開(kāi)后吊吊掛，將牽牽索縱梁落落在走行框框上，利用用輔助頂縱縱梁、牽索索縱梁走行行框三個(gè)點(diǎn)點(diǎn)支撐掛蘭蘭，在輔助助頂縱梁、、牽索縱梁梁上設(shè)置千千斤頂頂推推掛蘭；移移動(dòng)底模平平臺(tái)至下一一節(jié)段繼續(xù)續(xù)懸臂施工工。3、主梁懸懸臂施工工工藝流程節(jié)段主梁牽牽索掛籃施施工步驟見(jiàn)見(jiàn)流程圖。。其主要工工序?yàn)椋簰鞉旎@走行、、提升到位位→標(biāo)高調(diào)調(diào)整→鋼筋筋及預(yù)應(yīng)力力體系安裝裝→牽索安安裝并調(diào)整整標(biāo)高→牽牽索張拉→→節(jié)段60％混凝土土灌注→牽牽索張拉→→混凝土養(yǎng)養(yǎng)護(hù)及拆模模板→主梁梁三向預(yù)應(yīng)應(yīng)力張拉與與壓漿→掛掛籃脫模。。掛籃走形到位位后綁扎鋼筋筋頂縱梁前吊掛掛斜拉索安裝弧形梁上錨固固點(diǎn)牽引桿安裝斜拉索安裝完完畢、斜拉索索初張拉調(diào)整整掛籃標(biāo)高至至設(shè)計(jì)位置澆筑60％混混凝土后調(diào)整整索力及標(biāo)高高斜拉索第二次次張拉調(diào)索后后澆筑剩余40％混凝土土斜拉索斜拉索體系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換混凝土養(yǎng)護(hù)至至設(shè)計(jì)強(qiáng)度