00漳州战备桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工

2003年4月山西交通科技

SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYOFCOMMUNICATIONSNo.2

Apr.漳州战备桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工

许虎旺

(山西路桥第二工程公司,山西　临汾　041051)

　　摘要:漳州战备大桥主桥为(80.8+132+80.8)m单索面三跨预应力砼部分斜拉桥,属国内较先进的桥型之一。该文结合工程实例,介绍大桥主桥箱梁采用挂篮悬浇施工的总体方案设计及其施工程序,成功的经验值得今后同类工程借鉴。

关键词:大桥;箱梁;宽幅;斜拉;三角挂篮;设计;施工中图分类号:U443.3　　　文献标识码:A　　文章编号:100623528(2003)0220052202

1　概况

内模及其支架的重量由底模平b.箱梁顶板砼、台承担;

腹板砼及底模平台重量分别由前c.箱梁底板、

一段已完工的箱梁底板和挂篮主桁的前上横梁承

担;

d.挂篮主桁的立柱与斜拉钢带之间的连接假定为铰接。通过计算来设计底模平台纵梁,前、后下横梁并求得其吊点反力。2.3　荷载分析

a.施工荷载:总荷载不超过150kN,因施工面

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积超过60m2,按2.5kN󰃗m计算,则施工荷载取150kN,其中底模平台承担150×0.6=90kN,侧模承担150×0.4=60kN;

b.挂篮结构荷载如表1所示;

　　　　　　　表1　挂篮结构荷载　　　　　kN

底模平台挂篮主外导梁系外模吊挂前上横梁合计及底模桁重量统重量梁(两侧)186.88446.0060.1310.3062.30765.61漳州战备大桥是跨越九龙江西溪的一座特大桥,主桥采用(80.8+132+80.8)m单索面三跨预应力砼部分斜拉桥,南北引桥分别为6×32m及5×32m连续梁,采用塔梁固结、塔墩分离的结构体

系,墩顶设支座。该桥型首次在我国采用,属世界先进的桥型之一。桥梁全长657.7m,桥面总宽27.0m。主梁为三向预应力结构,其技术含量高,施

工难度大。

2　挂篮总体方案设计2.1　挂篮结构

本桥挂篮施工节段长3.5m—4.0m,结合主梁的结构特点,设计采用了3片主桁的宽幅斜拉三角挂篮。挂篮主要由主梁、立柱、斜拉带、联结系统、提吊系统、走行系统及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等组成。挂篮重96t,与最大节段重量比约为0.47。挂篮主梁高为880mm,焊接成II形板梁,3片主梁的荷载按等变位的原则分配。计算最大弹性变位20mm。底模平台采用横向桁架以保证结构刚度。内模为木结构胶合面板,外侧模板选择钢骨架金刚面板结构。2.2　挂篮计算2.2.1　计算假定

　　c.内外模重量:内外及支架重约60kN,外侧模

(2块)约为70kN,堵头模板约为20kN;

d.砼箱梁荷载:5号块为最大节段,其自重为2108.6kN。2.4　工况分析2.4.1　横梁计算

外模a.箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁、吊挂梁分别传至前一节段已完工的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁上;

收稿日期:2003202219

计算顶板、悬臂板、箱底(顺桥向)工字钢用量,

确定型号及间距,将荷载分配至前后的下横梁及前上横梁(前下横梁的荷载相应分配到前上横梁),选用工字钢用量,分别验算其强度、刚度及挠度。后上

作者简介:许虎旺(1962-　),男,山西襄汾人,项目经理,工程师,1984年毕业于山西省交通学校路桥专业,1995年毕业

于西安公路交通大学路桥专业。

2003年第2期许虎旺:漳州战备桥箱梁宽幅斜拉三角挂篮设计与施工・53・

横梁只有在卸载后挂篮前行时承受自重,应进行强度及压弯稳定验算。2.4.2　三角桁架计算

将前上横梁的荷载分配至拉杆(在实际施工时,让挂篮自重由桁架承担6.6t,浇筑砼时再锁紧拉杆),分别进行拉杆、拉杆扁担梁、竖向压杆(槽钢)、锚架的强度与刚度验算。2.4.3　稳定性计算

验算挂篮行走时抗倾覆稳定性。2.5　挂篮设计特点

a.采用27m宽底模平台和3片主桁组成的三角

工缝,并加快工程进度,根据特大型连续梁和刚构的施工实践,0号块采取一次立模整体灌注的施工方案。3.2　“T”构箱梁1号—15号节段施工

0号节段施工完毕后,拆除托架完成支承体系的受力转换,并进行挂篮拼装。利用挂篮施工1号块段,然后分体改制对称悬浇2号—15号节段梁块。其中5号—14号节段设有斜拉索。其施工工序为:安装挂篮→节段按立模标高调整挂篮底标高→节段钢筋砼施工→工况测量→预应力张拉→工况测量→挂篮前移就位→斜拉索挂设张拉→工况测量→数据分析、确定节段抛高值进行下节段施工。4　挂篮施工特点a.挂篮在1号块处,由于受0号块仅12m长度

挂篮,目前国内少见。挂篮的前上横梁和底模平台按

等变位的原则进行布置,每片主梁荷载基本满足总体变位协调的原则;

b.为减轻底模平台自重,底模平台采用整体式空间桁架,前、后下横梁与平台纵梁连成整体,较好地解决了如此大型的底模平台变形及稳定的问题。考虑到梁体的宽度变化,设置为可调整结构,满足底模加宽要求;同时为了防止底模平台前吊带调整坡度时锚点拉杆受弯,采用了铰接结构以保证底模与已浇筑梁体的密贴和满足后锚点拉杆的受力要求;

c.为了减少结构自重,挂篮采用分次走行的设计原则。走行前,将内、外模及底模平台与主梁分离,并将其临时吊挂于箱梁顶板上,然后挂篮主桁在四氟板滑道上,利用千斤顶或导链将3片主桁同步牵引移动就位,以防桁片扭曲或变形。当主桁锚固后,利用外导梁作为滑道将模板与底模平台牵引滑移就位;

d.挂篮吊带采用钢带与PE钢绞线相结合的原则代替传统的钢拉带,既便于挂篮的调整,也便于解除吊带,前移挂篮;充分利用钢绞线的韧性和抗拉特性,有利于减轻自重,使其重量仅为传统自重的一半。3　主桥宽幅斜拉三角挂篮悬臂施工3.1　墩顶箱梁0号块段施工

0号块处于墩梁结合部位,由于受力复杂,设计

的影响,采用连体组装施工,并在组拼后对结构进行试压,以充分消除非弹性变形,此外在校核中计算了结构弹性变形值;

b.当施工2号块以后各梁片时,将挂篮进行分体,增加平衡压重结构及水箱;

c.底模平台前吊挂开始仅由4—7Υ5钢绞线配OVM15-7锚具组成,其重量较轻,成本较低,但仅

通过钢绞线调整底模平台标高较为不便,于是在实际操作中结合现场情况,本着就地取材的原则,采用斜拉索用的4-7Υ5钢绞线和钢吊带相结合的吊挂方法。底模平台标高调整是通过开孔的钢吊带来实现;

d.过去悬臂挂篮施工中,一般采用了跟踪调整吊带以消除变形的影响。本桥考虑与施工监控同步,采用一次抛高的方法,避免中期调整吊带对结构及砼造成的不利影响。

总之,如何选定适合结构特点,既满足受力要求又便于施工且经济合理的挂篮型式,是该类桥型施工方案的设计优化与应用研究核心。本桥选用的宽幅斜拉三角组合梁式挂篮,其施工设计应用极为成功,值得借鉴。

为三向预应力。为了保证结构的整体性,避免出现施

TheDesign&ConstructionofZhangzhouBoxBeamWide-Range,

Cable-StayedTriangularSuspendedWagon

XUHu-wang

(The2ndEngineeringBranchofShanxiRoad&BridgeCo.Ltd,Linfen,Shanxi　041051,China)Abstract:Combinedwiththeconstructionpractice,thepaperintroducedthedesignandconstructionofbridgeboxbeamwide2range,cable2stayedsuspendedwagonforreference.

Keywords:bridge;boxbeam;wide2range;cable2stayed;triangularsuspendedwagon;design;construc2tion