运河特大桥主桥箱梁挂篮悬臂浇筑施工方案

运河特大桥主桥箱梁挂篮悬臂浇筑施工方案

一、编制依据

本施工方案的编制是以《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000、《桥涵施工手册》、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1－2004和两阶段施工图设计及相关文件为依据的。

二、工程概况

本桥梁工程主桥跨运河特大桥上部结构采用70+120+70m三跨变截面预应力砼连续箱梁，采用挂篮悬臂浇筑施工。半幅全宽12.0m，桥面净宽10.75m。主桥主墩和过渡墩均设置橡胶盆式支座，两端设置伸缩缝和引桥连接。

主桥箱梁采用单箱单室断面，主墩顶梁高7.0m，高跨比1/17.14，跨中截面梁高2.9m，高跨比1/41.37，梁高沿跨径方向按二次抛物线变化，箱梁顶板宽12.0m，底板宽6.0m，翼缘板悬臂长3.0m。箱梁半主跨共分15段，边跨共分16段（其中0~15号梁段与主跨划分一样），主墩顶12m为0号块，1~3号块长3m，4~8号块长4m，9~13号块长4.5m ，14号块为合拢段，长2m，边跨15号块为支架现浇段，长9m（其中端部留16cm为伸缩缝）。

箱梁顶板厚28cm，悬臂板端部厚18cm，根部厚65cm；腹板厚0.45m~0.6m~0.75m，呈直线变化；底板厚0.3m~0.85m，呈二次抛物线变化。中支点处设置三道厚0.7m的横隔板、边跨支点处及中跨跨中分别设置厚1.5m及0.3m的横隔板。箱梁横桥向底板保持水平，顶

面设2%的单向横坡，由箱梁两侧腹板高度不同形成。悬臂浇筑最大节段梁重为1550KN。主桥左右幅共4个“T”，对于单T而言，0#块段长12.0m为支架现浇段；1#～13#块段为悬浇段，采用挂蓝施工；另外14#块段为合拢段、采用吊篮施工；15#块段为边跨支架现浇段。

各梁段体积及重量一览表如下：

梁段编号 0 1 2 3.5 56.3 53.3 57.4 3 4 5 4.0 54.1 51.1 46.6 6 7 节段长度（m） 12.0 梁段体积（m3） 311.8 59.6 梁段重量（t） 810.6 154.9 146.4 138.5 149.3 140.6 132.9 121.2

梁段编号 节段长度（m） 8 4.0 45.9 42.5 9 10 11 4.5 39.5 38.8 38.4 99.9 12 13 14 2.0 15 8.84 梁段体积（m3） 42.6 17.0 111.1 44.3 288.9 梁段重量（t） 110.8 119.3 110.4 102.8 100.9 三、挂篮构造说明

主桥挂篮为三角形挂蓝，主要由6大部分组成，分别为：三角形组合主桁梁、行走系统、底篮及模板系统、悬吊系统、锚固系统及工作平台。挂篮重量控制在60T以内（含内外模板重量）。每个挂篮有二片三角形组合梁。挂篮构造如附图所示：

1、主桁：主桁为三角桁片，由立柱、斜拉杆、主梁组成。 （1）主梁由2根I40aⅹ142型钢加工而成，共长12.0m，是挂篮主要的承重结构。挂篮两根主梁之间设有平联，以减少负荷后侧向变形，增加整体稳定性。

主梁与立柱、斜拉杆的连接均为销轴连接，为了保证三角桁架拼

- - - 1 -

装后受力良好，防止拼装后处于应力过大或无应力状态，加工主梁销孔时应严格按照设计图纸尺寸加工，一个主桁主梁的相邻两销孔只能出现正误差，误差范围为+0～+2.0 m m。

（2）立柱由2根I40aⅹ142型钢加工而成，共长375cm，底部与主梁用销轴连接。顶部两侧贴焊两块2cm以连接两根斜拉杆。

立柱横联采用由双拼槽钢[10a焊接而成的刚性桁架。立柱、斜拉杆及主梁构成三角桁架，共同承受主桁前、后横梁传给的外荷载。

（3）斜拉杆均由2根I40aⅹ142型钢加工而成，两端均加工成半圆形以方便与主梁和立柱两端的销接。悬出端斜拉杆两销孔间间距为512cm，后端斜拉杆两销孔间间距为440cm。加工时斜拉杆孔距只允许出现正误差，误差范围为0～+2.0 m m。

主桁组合如下图所示：

2、底篮：底篮由前横梁、后横梁、纵梁等组成。

(1)前下横梁、后下横梁：采用2根I40a水平用钢板焊接成一根主梁桁架，横梁上设加劲板及连接板。前横梁长800cm，后横梁长800cm。 （2）纵梁：底篮纵梁有普通纵梁和加强纵梁两种。普通纵梁为I32；

- -

- 2 -

加强纵梁为2cm和1.5cm的钢板焊接在一起成“工”字形； 3、悬吊系统：

（1）前上横梁：前上横梁由2I45a水平用钢板焊接成一根主梁桁架，横梁上设加劲板及连接板；前上横梁长1200cm。

（2） 前后吊带及箱梁内后锚带采用精轧螺纹钢，其长度通过螺旋千斤顶调整。

4、后锚及行走系统：

（1）后锚由锚固梁、锚杆组成，上端通过锚固梁锚于主梁尾部，下端通过精轧螺纹钢和连接器锚于箱梁上。经计算一个挂篮主桁的后锚共需4根精轧螺纹钢筋，一个挂篮后锚总共需要8根精轧螺纹钢筋锚固。

（2）行走系统：整个桁架结构支承在由钢板加工而成的前、后支腿上。每组主梁的支腿下设一套行走系统，行走系统主要包括：行走支腿及上框架、行走轮、前后支腿行走轨道等。

①为了调整挂篮水平，两片主梁下的支腿在加工时采用不等高设计，远离桥梁中心线的支腿高度高于靠近侧的支腿，挂篮的前支腿受力较大，前支腿采用钢板焊接的箱形体，以减少其压缩变形量；后支腿采用钢板组合滚轮的形式。

②轨道采用2I25，上下各贴焊1cm钢板，挂篮移动时为保证安全采用人工用手拉葫芦拉动向前行走。

③为了保证挂篮行走时的安全，必须在箱梁前端及轨道前端设置限位装置，以防止挂篮滑出轨道或箱梁前端引起挂篮倾覆。

- -

- 3 -

④由于前支腿反力很大，因此，挂篮前移时必须按照设计要求设置前支腿下加强型钢。

⑤走轨道使用连接器直接锚固在梁体上。

⑥当1#块箱梁的砼浇注完成后，可接长前支腿行走轨道，轨道锚固后，放松挂篮的前、后吊带，前移挂篮；当2#块箱梁砼浇注完成后，放松挂篮的前、后吊带，顶起挂篮的主梁，先将轨道往前拖运就位锚固后，再移运挂篮；重复挂篮施工的上步程序，直至箱梁悬臂浇注段完成。

5、模板系统:模板由内、外模板组成。

（1）内模：由竹胶板与桁架组成。顶板为竹胶板，直接覆在由槽钢、钢管和木方形成桁架片上形成整体；侧板也为竹胶板，木方作加劲肋，侧模与顶模分别定位，接头处有效处理。

内顶模直接搁置在内滑梁上，内滑梁采用2I36，前端用精轧螺纹钢锚固在前上横梁上，后端直接锚固在已浇筑梁体上。挂篮主桁迁移到位并锚固后，芯模顶模整体迁移到位。

（2）外模：由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板，并设有模板移动滑梁，翼缘悬臂模板和腹板之间采用螺栓连接。

6、挂蓝各主要系统材料及重量如下表：（一只挂蓝）

运河特大桥挂蓝重量表

编号 1 2 名称 三角桁架 行走及锚固装置 重量（t） 10 5 - -

备注 包括主梁，前、后斜拉杆、立柱 包括轨道、支点、反扣轮、压梁等 - 4 -

3 4 5 悬吊系统 底蓝系统 侧模及芯模系统 合计 6 11 18 50 包括吊带、滚轮、吊架、前上横梁 包括底前、后横梁，纵梁、模板等 包括侧、芯模，内、外滑梁等 四、挂蓝验算 （一）、底蓝系统验算 1、底蓝纵梁验算

底蓝纵梁在腹板部位采用钢板焊接H型钢，高32cm，宽20cm，上下钢板采用2cm厚钢板，竖向筋板采用1.5cm钢板，其中在腹板部位间距30cm（3根）；在底板部位采用Ⅰ32a型普通工字钢，在底板部位间距约66cm（6根）。

对焊接32cmH型钢，I = 20770cm4，W = 1298cm3，A = 122cm2，E = 2.06×1011 pa。

对Ⅰ32a型普通工字钢，I = 11075cm4，W = 692cm3，A = 52.7cm2，E = 2.06×1011 pa。钢筋混凝土容重取26kN/m3。

施工荷载：取q2=2.5 Kpa 振捣荷载：取q3=2.0 Kpa

模板荷载： q4=2.0 Kpa（侧模、底模、芯模的平均值） 倾倒砼时冲击荷载：取q5=2.0 Kpa

因快段的浇筑长度不同，因此分别取相同长度块段的最大值进行验算。

根据设计图纸，1#块腹板最大高度635.6cm，宽75cm，长3.5m；底板最大厚度79.7cm，宽450cm，长3.5m。

- -

- 5 -

横载取1.2倍的安全系数，活载取1.4倍的安全系数。 为计算简单期间，底板纵梁按均布荷载进行计算。 在腹板部位，混凝土自重产生的压应力为： q砼＝6.356×26＝165.3KN/m2

则在腹板部位焊接320H型钢上的线荷载为65kN/m，其受力示意图如下：

q=62kN/m腹板底纵梁受力示意图采用清华大学结构力学求解器，数据输入为：

TITLE,1#块腹板底纵梁受力分析 结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,62000,0.09091,0.72727,90 单元材料性质,1,1,2513200000,42786200,0,0,-1

- -

- 6 -

END

求得最大弯矩为198.9kN.m，最大剪力为141.5kN，最大挠度为13.3mm；后支点处反力141.5kN，前支点反力89.8kN。

对于自焊320H型钢，其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最大拉应力及最大剪应力分别为：

σ= M/W =198900/（1298×10-6）= 153.2Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×141500/（2×122×10-4）=17.4Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

挠度f =13.3mm＜[f]=5500/400=13.75mm，刚度满足要求。 在4.5m宽底板部位，混凝土自重产生的压应力为： q砼＝0.8×26＝20.8KN/m2

则在底板部位普通Ⅰ32工字钢上的线荷载为22.2kN/m，其受力示意图如下：

q=22.2kN/m底板底纵梁受力示意图TITLE,1#块底板底纵梁受力分析

- -

- 7 -

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,22200,0.09091,0.72727,90 单元材料性质,1,1,1085620000,22814500,0,0,-1 END

求得最大弯矩为69.7kN.m，最大剪力为45.9kN，最大挠度为9.4mm；后支点处反力45.9kN，前支点反力31.8kN。

对于普通Ⅰ32工字钢，其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最大拉应力及最大剪应力分别为：

σ= M/W =69700/（692×10-6）=100.7Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×45900/（2×52.7×10-4）=13.1Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

挠度f =9.4mm＜[f]=5500/400=13.75mm，刚度满足要求。 根据设计图纸，4#块腹板最大高度525.9cm，宽75cm，长4.0m；底板最大厚度62cm，宽450cm，长4.0m。

在腹板部位，混凝土自重产生的压应力为： q砼＝5.259×26＝136.7KN/m2

则在腹板部位焊接320H型钢上的线荷载为52kN/m，其受力示意

- -

- 8 -

图如下：

q=52kN/m腹板底纵梁受力示意图TITLE,4#块腹板底纵梁受力分析

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,52000,0.09091,0.81818,90 单元材料性质,1,1,2513200000,42786200,0,0,-1 END

求得最大弯矩为180.4kN.m，最大剪力为113.5kN，最大挠度为13.1mm；后支点处反力113.5kN，前支点反力94.5kN。

根据1#块施工计算可知在此种工况下，自焊320H型钢抗拉、抗剪及挠度均满足要求。

在4.5m宽底板部位，混凝土自重产生的压应力为：

- -

- 9 -

q砼＝0.62×26＝16.12KN/m2

则在底板部位普通Ⅰ32工字钢上的线荷载为18.5kN/m，其受力示意图如下：

q=18.5kN/m底板底纵梁受力示意图TITLE,4#块底板底纵梁受力分析

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,18500,0.09091,0.81818,90 单元材料性质,1,1,1085620000,22814500,0,0,-1 END

求得最大弯矩为64.2kN.m，最大剪力为40.4kN，最大挠度为8.7mm；后支点处反力40.4kN，前支点反力33.6kN。

根据1#块施工计算可知在此种工况下，普通Ⅰ32工字钢抗拉、

- -

- 10 -

抗剪及挠度均满足要求。

根据设计图纸，9#块腹板最大高度360.4cm，宽60cm，长4.5m；底板最大厚度39cm，宽480cm，长4.5m。

在腹板部位，混凝土自重产生的压应力为： q砼＝3.604×26＝93.7KN/m2

则在腹板部位焊接320H型钢上的线荷载为36.3kN/m，其受力示意图如下：

q=36.3kN/m腹板底纵梁受力示意图TITLE,9#块腹板底纵梁受力分析

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,36300,0.09091,0.90909,90 单元材料性质,1,1,2513200000,42786200,0,0,-1

- -

- 11 -

END

求得最大弯矩为132.7kN.m，最大剪力为81.8kN，最大挠度为9.7mm；后支点处反力81.8kN，前支点反力81.8kN。

根据1#块施工计算可知在此种工况下，自焊320H型钢抗拉、抗剪及挠度均满足要求。

在4.8m宽底板部位，混凝土自重产生的压应力为： q砼＝0.4×26＝10.4KN/m2

则在底板部位普通Ⅰ32工字钢上的线荷载为14.0kN/m，其受力示意图如下：

q=14kN/m底板底纵梁受力示意图ITLE,9#块底板底纵梁受力分析

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

- -

- 12 -

单元荷载,1,3,14000,0.09091,0.90909,90 单元材料性质,1,1,1085620000,22814500,0,0,-1 END

求得最大弯矩为51.2kN.m，最大剪力为31.5kN，最大挠度为7.0mm；后支点处反力31.5kN，前支点反力31.5kN。

根据1#块施工计算可知在此种工况下，普通Ⅰ32工字钢抗拉、抗剪及挠度均满足要求。

2、底蓝前、后横梁验算 根据上面的计算可知：

1#块施工时，腹板型钢前后支点反力为 R后=141.4kN，R前=89.8kN； 底板型钢前后支点反力为 R后=45.9kN，R前=31.8kN；

4#块施工时，腹板型钢前后支点反力为 R后=113.5kN，R前=94.5kN； 底板型钢前后支点反力为 R后=40.4kN，R前=33.6kN；

9#块施工时，腹板型钢前后支点反力为 R后=81.8kN，R前=81.8kN； 底板型钢前后支点反力为 R后=31.5kN，R前=31.5kN；

因底蓝前、后横梁结构形式均相同（双拼Ⅰ40a工字钢，长8.0m）

- -

- 13 -

但吊点位置不同，根据以上的计算结过，对在1#块施工时的底蓝后横梁进行验算，对在4#块施工时的底蓝前横梁进行验算。

对双拼Ⅰ40a工字钢，I = 43440cm4，W = 2180cm3，A = 172.2cm2，E = 2.06×1011 pa。

其受力图式如下：

141.5kN141.5kN141.5kN141.5kN141.5kN141.5kN45.9kN45.9kN45.9kN45.9kN45.9kN45.9kN底蓝后横梁验算示意图TITLE,底蓝后横梁内力分析

结点,1,0,0 结点,2,0.75,0 结点,3,2.05,0 结点,4,2.75,0 结点,5,5.25,0 结点,6,5.95,0 结点,7,7.25,0 结点,8,8,0

单元,1,2,0,0,0,1,1,1

- -

- 14 -

单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,6,7,1,1,1,1,1,1 单元,7,8,1,1,1,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,3,3,0,0,0 结点支承,4,3,0,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 结点支承,6,3,0,0,0 结点支承,7,3,0,0,0

单元荷载,2,1,141500,0.269,90 单元荷载,2,1,141500,0.5,90 单元荷载,2,1,141500,0.731,90 单元荷载,3,1,45900,0.429,90 单元荷载,4,1,45900,0.104,90 单元荷载,4,1,45900,0.368,90 单元荷载,4,1,45900,0.632,90 单元荷载,4,1,45900,0.896,90 单元荷载,5,1,45900,0.571,90 单元荷载,6,1,141500,0.269,90

- -

- 15 -

单元荷载,6,1,141500,0.5,90 单元荷载,6,1,141500,0.731,90

单元材料性质,1,7,3547320000,89486400,0,0,-1 END

求得最大弯矩为68.0kN.m，最大剪力为254.5kN，最大挠度为0.3mm。

六个支点反力分别为：212kN、239.2kN、111kN、111kN、239.2kN、212kN

对于双拼Ⅰ40a工字钢，其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最大拉应力及最大剪应力分别为：

σ= M/W =68000/（2180×10-6）=31.2Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×254500/（2×172.2×10-4）=22.2Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

挠度f =0.3mm＜[f]=1750/400=4.4mm，刚度满足要求。 底蓝前横梁受力图式如下：

- - - 16 -

94.5kN94.5kN94.5kN94.5kN94.5kN94.5kN33.6kN33.6kN33.6kN33.6kN33.6kN33.6kN底蓝前横梁验算示意图TITLE,底蓝前横梁内力计算

结点,1,0,0 结点,2,1.25,0 结点,3,3.25,0 结点,4,5.25,0 结点,5,6.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,3,3,0,0,0 结点支承,4,3,0,0,0 结点支承,5,3,0,0,0

- -

- 17 -

单元荷载,1,1,94500,0.28,90 单元荷载,1,1,94500,0.52,90 单元荷载,1,1,94500,0.76,90 单元荷载,2,1,33600,0.175,90 单元荷载,2,1,33600,0.505,90 单元荷载,2,1,33600,0.835,90 单元荷载,3,1,33600,0.165,90 单元荷载,3,1,33600,0.495,90 单元荷载,3,1,33600,0.825,90 单元荷载,4,1,94500,0.24,90 单元荷载,4,1,94500,0.48,90 单元荷载,4,1,94500,0.72,90

单元材料性质,1,4,3547320000,89486400,0,0,-1 END

求得最大弯矩为41.7kN.m，最大剪力为175.8kN，最大挠度为0.07mm。

根据以上的计算可知满足要求

求得各支座处反力及上横梁吊点拉力分别为： 107.7kN、238.9kN、75.4kN、238.9kN、107.7kN 3、吊带及吊点构造验算

底蓝下横梁吊点构造形式为：在吊点部位组合型钢上下各设置一块2cm厚钢板，两块钢板用六根Ф30mm螺栓（45钢）连接，在上钢

- -

- 18 -

板上焊接一对2cm厚吊耳，吊带下吊点钢板（3cm厚）通过一个Ф50mm销子（45钢）与吊耳销接。具体形式如下图所示：

吊带验算：

由以上计算可知，最大吊带处受力为239.2kN，吊带采用Ф32精轧螺纹钢，其最少可承受500kN的拉力，因此吊带满足施工要求。

吊点吊耳钢板焊缝强度验算：

吊耳钢板2cm厚，焊接处接触面长度34cm，焊缝厚度取1.5cm，焊缝长度取32cm，后吊点吊带最大受力为239.2kN，则：

σ=0.707×239200/(2×0.015×0.32)=17.6MPa＜[σ]=140 MPa 满足要求 螺杆承载力验算：

6根螺杆的承载力为N=6×210×706=889kN＞239.2kN 螺杆承载力满足要求 销子承载力验算：

吊点销子采用Ф50mm销子（45钢），则其所能承受的最大剪力

- -

- 19 -

为

Qmax=0.667×2×1963.5×125=327.4＞239.2kN 吊点销子满足要求 吊耳钢板验算：

上吊耳钢板宽16cm，厚3cm，吊点孔直径5.2cm，取抗拉净宽为10cm，则最小抗拉截面积为A=100×30=3000mm2

下吊耳钢板吊点孔中心线处钢板宽22cm，钢板厚2cm，采用两块钢板，吊点孔直径5.2cm，取抗拉净宽为20cm，则最小抗拉截面积为

A=200×40=8000mm2 取上吊耳进行验算

其所能承受的最大拉力为N=140×3000=420kN＞239.2kN 吊耳满足要求 4、内、外滑梁验算

内、外滑梁采用普通Ⅰ36工字钢，为计算简便，其受力按均布荷载进行验算。因翼板及顶板断面基本相同，因此按9#块施工工况进行验算。

翼板混凝土为1.152m3/m（单侧），顶板砼为1.185m3/m。两侧翼板及顶板均采用2根滑梁，其中外内侧滑梁距腹板边0.5m，外侧滑梁距腹板边1.5m；内滑梁距箱梁中心线距离为1.5m。

9#块施工时翼板砼方量为1.152×4.5=5.184m3（134.8kN） 顶板砼方量为1.185×4.5=5.333m3(138.7kN)

单侧外侧模模板重量为70kN，芯模顶模板重量为20kN，则外滑

- -

- 20 -

梁上的线荷载为36.8kN/m，内滑梁上的线荷载为36.3 kN/m。

内、外滑梁受力形式相同，因此仅对外滑梁进行验算。 其受力简图如下：

q=36.8kN/m内滑梁受力示意图TITLE,外滑梁受力分析

结点,1,0,0 结点,2,5.5,0 单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

单元荷载,1,3,36800,0.09091,0.90909,90 单元材料性质,1,1,1571780000,32465600,0,0,-1 END

求得最大弯矩为134.6kN.m，最大剪力为82.8kN，最大挠度为13mm。

前后两支点反力均为：82.8kN

- -

- 21 -

对于Ⅰ36a工字钢，其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最大拉应力及最大剪应力分别为：

σ= M/W =134600/（875×10-6）=153.8Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×82800/（76.3×10-4）=32.6Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

挠度f =13mm＜[f]=5500/400=13.75mm，刚度满足要求。 5、上横梁验算

根据上面计算可知，在施工4m段4#块时底蓝前横梁受力最大，因此其上横梁也在此种工况下受力最大，依此对上横梁进行验算。

滑梁吊点处吊带拉力取9#块施工时的拉力 其受力图式如下：

107.7kN238.9kN75.4kN238.9kN107.7kN82.8kN82.8kN82.8kN82.8kN82.8kN82.8kN上横梁验算示意图TITLE,上横梁验算

结点,1,0,0 结点,2,2.875,0

- -

- 22 -

结点,3,8.125,0 结点,4,11,0

单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,3,3,0,0,0

单元荷载,1,1,82800,0.3478,90 单元荷载,1,1,82800,0.6957,90 单元荷载,1,1,107700,0.7826,90 单元荷载,2,1,238900,0.119,90 单元荷载,2,1,82800,0.2143,90 单元荷载,2,1,75400,0.5,90 单元荷载,2,1,82800,0.7857,90 单元荷载,2,1,238900,0.881,90 单元荷载,3,1,107700,0.2174,90 单元荷载,3,1,82800,0.3043,90 单元荷载,3,1,82800,0.6522,90

单元材料性质,1,3,3547320000,89486400,0,0,-1 END

求得最大弯矩为295kN.m，最大剪力为359.4kN，跨中最大挠度为0.2mm。

- -

- 23 -

两个支点反力均为：632.7kN

对于双拼Ⅰ40a工字钢，其在最大弯矩及最大剪力作用下产生的最大拉应力及最大剪应力分别为：

σ= M/W =295000/（2180×10-6）=135.3Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×359400/（2×172.2×10-4）=31.3Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

挠度f =0.2mm＜[f]=5250/400=13mm，刚度满足要求。 6、三角桁架验算

三角桁架受力示意图如下：

TITLE,三角桁架验算

结点,1,0,0 结点,2,0.5,0 结点,3,1,0 结点,4,1.2,0

- -

- 24 -

结点,5,2,0 结点,6,5,0 结点,7,9.8,0 结点,8,11,0 结点,9,5,3.8 单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,6,7,1,1,1,1,1,1 单元,7,8,1,1,1,0,0,0 单元,4,9,1,1,0,1,1,0 单元,6,9,1,1,0,1,1,0 单元,7,9,1,1,0,1,1,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,3,3,0,0,0 结点支承,4,5,0,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 结点支承,6,5,0,0,0

单元荷载,7,1,632700,0.33333,90

单元材料性质,1,10,3547320000,89486400,0,0,-1

- -

- 25 -

END

求得最大弯矩（在F点处）为：253.1kN.m； 最大剪力（在F点处）为：632.7 kN； 下横杆（EBF）轴力为：-860.7 kN（受压）； 前斜拉杆（DF）轴力为：1097.8 kN（受拉）； 中竖杆（BD）轴力为：-1542.1 kN（受压）； 后斜拉杆（DE）轴力为：1217.2 kN（受拉）； 集中力处下沉量约15mm。

σ= M/W =253100/（2180×10-6）=116.1Mpa＜[σ]=200 MPa，拉应力满足要求；

τ=3Q/2A=3×632700/（2×172.2×10-4）=55.1Mpa＜[τ]=110Mpa，抗剪满足要求；

中竖杆受力最大为-1542.1 kN（受压），因此仅以此验算。 中竖杆长3.8m，由两根普通Ⅰ40工字钢组合而成，间距5cm，则iy≈7.5，则λ=51，υ=0.852

则

σ=1542100/(0.852×172.2×10-4）=105.1 Mpa＜[σ]=200 MPa 三角桁架杆件强度及稳定性满足要求

单片桁架片后锚采用4根υ32精轧螺纹，两片桁架片共计8根锚杆，标准强度为750Mpa，相应单根拉力为603KN，按60％取值为362 KN，6根锚杆提供的抗倾覆力矩M抗＝362×8×3.8＝11005 KN.m

- - - 26 -

主桁前横梁、悬吊系统、底篮系统、侧模及芯模系统合计重约55t，取其重心至前支点的距离为5.5m/2＝2.75m，相对于前支点产生的力矩为550×2.75＝1512.5KN.m，相对于前吊杆产生的力矩为550×2.75＝1512.5KN.m。

对于1＃块，块长3.5m，块重154.9吨，保守取其重心至前支点的距离为3.5m/2＋0.5m＝2.25m，相对于前支点产生的力矩为1549×2.25＝3485KN.m。

对于4＃块，块长4m，块重149.3吨，保守取其重心至前支点的距离为4.0m/2＋0.5m＝2.5m，相对于前支点产生的力矩为1493×2.5＝3733KN.m。

对于9＃块，块长4.5m，块重119.3吨，保守取其重心至前支点的距离为4.5m/2＋0.5m＝2.75m，相对于前支点产生的力矩为1193×2.75＝3281KN.m。

最大倾覆力矩M倾＝3733＋1512.5＝5245.5KN.m 稳定安全系数K＝M抗/M倾＝2.1＞2，满足规范要求。 五、挂篮拼装 1、准备工作：

（1）严格按照设计图纸要求进行加工，螺栓孔眼内销孔相对位置应按图纸要求控制。

- -

- 27 -

11杆拉拉杆2斜2压 梁前上横梁主桁主梁前支腿后支腿行走轨道斜立柱后锚压梁后锚吊杆内模滑梁内模吊架前吊带1#块紧缩装置底模板后吊带外模吊架外模滑梁1#块

前下横梁底平台后下横梁12

挂篮悬浇侧面示意图

- - - 28 - 前上横梁外模吊杆

外滑梁吊带压 梁立柱横联主桁主梁前支腿行走轨道立柱紧缩装置 外滑梁 顶芯模骨架内模滑梁内模吊架外滑梁吊架 外侧模 前吊带后吊带 前下横梁

底板纵梁后下横梁1/2 1--1- -

1/2 2--2- 29 -

（2）销孔处的加劲板必须保证等强度焊接。

（3）对于多方连接的杆件（如主梁、立柱、斜拉杆等），必须制作样板精确加工，确保尺寸满足要求。

（4）加劲板采用双面焊，焊缝厚度不小于10mm。

（5）挂篮所有销子均为45号钢，且均作热处理，并作100％探伤检查。

（6）由于0#块的长度为12m，所以该三角挂篮在浇注0#块梁段后，在0#梁段上拼装挂篮，其余梁段挂篮单独在行走轨道上行走，进行剩余标准节段箱梁砼的浇注。

2、拼装要求：

挂篮加工完成后应及时进行检测，检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行选材、加工、制作，发现问题要及时纠正和整改。挂篮结构构件运达施工现场后，安排在已浇好的0#块上拼装，挂篮构件利用吊车吊至已浇0#块顶面，再进行组装。 拼装步骤为：

1、主桁结构拼装

a、在箱梁0#块顶板面轨道位置处进行砂浆找平，测量放样并墨线弹出箱梁中线、轨道中线和轨道端头位置线。

b、利用吊装设备起吊轨道，对中安放，安装轨道锚固筋，将轨道锚固在梁体上。在轨道顶安装前、后支腿并临时固定。

- -

- 30 -

c、主桁构架在现场预先拼成三角形后分片吊装至轨道上并与前、后支腿用螺栓连接，为防止倾倒，用脚手架临时支撑。

d、安装主桁后支点处的锚杆、（后）千斤顶、将绗架片通过精轧螺纹钢与箱梁预埋预应力筋连接、固定。安装立柱横联。

e、起吊、就位主桁前上横梁于主桁主梁上并固定。 2、底篮系统和模板结构拼装 a、外侧模拼装

外侧模在浇筑结束0#块后不拆除，主桁拼装好后在外侧模中穿入外滑梁并前（前横梁上）、后（梁体翼板上）固定，解除外侧模拉杆，将外侧模落在滑梁上，整体拉动外侧模就位。

b、底篮系统的拼装

在1#块下面的场地将底篮前、后下横梁、纵梁拼装好，然后用4个手拉葫芦整体起吊底篮系统，起吊到位以后安装前、后下横梁吊杆与主桁连接。

c、内模板拼装

内模顶模板的就位方法与外模相同，腹板内模于现场拼装。 六、挂篮预压

挂篮在0#块上拼装完毕以后，为验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形，测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高，必须在第一次使用前对挂篮进行试压。

1、预压重量：按照主梁节段最大荷载及施工荷载总和的1.2倍进行预压，梁段最大荷载是1#块 155t，一台挂篮重约50T，挂篮下

- -

- 31 -

543A3（4、5、6）1（8）2（7）7（8）2（1）1#块0#块0#块1#块1199（10、11）12（13、14、15）10临1514临临1312时时时支支支撑撑撑钢钢钢管管管一、变形观测部位①后锚梁，变形观测点编号为 1、8②前支点，变形观测点编号为 2、7③桁架式前横梁，变形观测点编号为 3、4、5、6④底模前端，变形观测点编号为 9、10、11⑤底篮前横梁，变形观测点编号为 12、13、14、15- - 32

部荷载按照挂篮重量的一半25T计算。加载最大重量为：（155+25）×1.2=216T。

2、预压过程：根据主梁的结构形式，按照进行混凝土浇筑时顺序摆放砂袋，分级进行预压，预压分为6级，每级荷载重量均为预压总重量的16.7%即36T,预压砂袋用买的打编织带装砂而成，一个砂袋重1.5T，每一级放24个砂袋。预压过程应注意以下事项：

a、严格按照正确的施工顺序施加荷载 b、预压所用砂袋严格称量，做好记录

c、加载过程中注意观察挂篮变形情况，如有异常立即停止加载，分析原因。

d、加载过程应进行观测并记录，观测点见附图。对重点受力部位要严密观察。

3、卸载：堆载结束后每天定期观测，当连续三天沉降量小于3mm时，即可开始卸载，卸载过程也必须进行数据观测与记录。

待整个预压、卸载过程全部完成后，将观测结果绘制成图表，进行成果分析，成果分析的主要目的是：检验挂篮的刚度、强度和稳定性；消除非弹性变形，确定荷载与变形关系线；确定正式进行挂篮浇筑时的立模标高；将预压结果呈报给设计、监控、监理单位，以便更有利于施工。

七、具体箱梁立模标高的确定

1、大跨径箱梁悬臂浇筑施工中，挠度控制极为重要。而影响挠度的因素较多，主要有挂篮的变形、箱梁段自重、预施应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩与徐变、日照和温度变化等。挠度控制将影响到

- -

33

合拢精度及成功与否，故必须对挠度进度精确的计算和严格的控制。

箱梁悬浇段的各节段立模标高可参下式确定： Hi＝H。+fi十(一fi预)+f篮+fx

式中：Hi——待浇筑段箱梁底板前端点处挂篮底板模板标高(张拉后)；

Ho——该点设计标高；

fi——本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度影响值，该值由设计提供，但须实测后进行修正，修正值约为设计值的0.6～0.9；

fi预——本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值，由设计提供，但须实测后进行修正，修正值约为设计值的0．8～1．0；

f

篮——

挂篮弹性变形对该施工段的影响值，在挂篮设计和加载试

压后得出；

fx——由徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响产生的挠度计算值，其中徐变、收缩值可按一个月内完成的节段考虑，如一个月浇筑四节段，则其值分别按前四段的理论计算值的0．25、0．1、0．07、0．05计算，此值在昼夜平均气温为15Co以下时接近实际，当气温在20℃以上时明显偏小，须进行修正。

温度影响，主要是日照温差的影响，它影响立模的放样、复测精度等。因此，放样及复测等工作宜选定在早晨及夜间进行，否则应予以修正。如一次合拢时间相隔较长时，须考虑前期大悬臂箱梁在停放时间内的徐变和温度影响，以免后期强迫合拢而带来的巨大次内力影响。

二期恒载和活载的影响应与合拢后全部底板束张拉完成对高程的影响一并考虑，由设计单位提供计算数据。

- -

34

高程控制以IV等水准高程控制测量标准为控制网，箱梁悬浇以Ⅲ等水准高程精度控制联测，选用高精度水准仪，其偶然误差不大于lmm／km。应进行箱梁施工观测和控制，相邻两悬臂端的相对竖向高差不应大于20mm，轴线偏差不得大于10mm。 2、实际施工箱梁线型控制

箱梁线型是箱梁施工控制的主要内容。由以上计算悬浇段立模公式可以看出箱梁分段悬浇时，其挠度包括：

a、 各梁段自重引起的挠度

b、 挂篮前移及施工荷载变化引起的挠度 c、 温度变化引起的挠度 d、 各梁段预应力产生的挠度 e、 砼徐变引起的挠度

这些因素均是在理想状态下挠度计算的依据，先用已浇筑梁段实测标高数据进行“追踪法”计算下一梁段的施工标高，然后采用“倒折法”反算0#块处的标高来校正下一梁段的施工标高。为了达到施工控制的目的，实际施工中可采用挂篮移至设计位置后，预抬立模标高，施工后标高观测后再适当微调并作好记录，以便下个块件施工作参考。

八、钢筋制作及安装

钢筋制作拟在钢筋棚配料、下料、对接、弯制。施工中钢筋连接方式：所有钢筋加工、安装及质量检查标准均按照施工规范质量评定标准和相关技术规范的有关规定执行。凡是因施工需要而断开的钢筋再次连接必须采用等强度焊接，并应符合施工规范的有关规定。对焊工作由持有上岗证书的焊工执焊。正式施焊前应取对焊试件，送中心实验室检验，送检样品检

- -

35

验合格后方准予正式施焊。下料前应核对图纸无误后方准下料。

1、基本要求：

钢筋弯制前应对预应力槽口处作钢筋模型以确定钢筋与锚头有无干扰，以便事前采取措施，使钢筋避开槽口。绑扎钢筋前先在模板表面上用色笔按图划好箍筋间距，用定位钢筋固定箍筋后，主筋穿过箍筋，按图纸要求间距逐个分开，先绑扎纵向的主筋，后绑扎横向钢筋。纵向主筋（通长筋）接长采用帮条焊工艺，单面焊，焊缝长≥10d（d为钢筋直径）；焊接时应先由中间到两边，对称地向两端进行，并应先焊下部后焊上部，相邻的焊缝应分区对称地跳焊，不可顺方向连续施焊；接头错开布置，两接头间距﹥1.3倍搭接长度，搭接长度区段内接头面积百分率≤50%。采用绑扎接头的钢筋，搭接长度一律为35d（d为钢筋直径），所有接头位置应互相错开，接头长度区内

受力钢筋接头面积不超过25%该接头断面面积；绑扎箱梁顶面负弯矩钢筋应每个节点均要绑扎，所有主筋（纵向方向）下和腹模、翼缘侧面均应放置塑料垫块，保护层厚度及强度应满足要求。

2、箱梁钢筋一次绑扎

第一次绑扎箱梁底板、腹板钢筋，然后安装内模板，然后绑扎顶板、翼板钢筋。钢筋绑扎以一标准节段箱梁为一单元。一般一个标准节段箱梁的砼一次性浇筑。

- -

36

箱梁钢筋绑扎工艺流程图

绑扎底板钢筋 安放后锚点预留管道，安放底板管道 绑扎底板上层钢筋及上、下层定位筋 绑扎腹板钢筋，安放竖向管道 安放腹板纵向管道、锚垫板和螺旋筋 绑扎顶板下层钢筋 安放顶板纵向管道、锚垫板和螺旋筋 顶板纵向管道定位 绑扎顶板上层钢筋及上、下层定位钢筋

检查管道和锚垫板位置

3、箱梁钢筋绑扎注意事项：

①底板上、下层的定位筋下端必须与最下面的钢筋焊接联牢。- -

37

②钢筋与管道相碰时，只能移动，不得切断钢筋。

③若挂篮后锚点或后吊点部件位置影响下一步操作必须割断钢筋时，应待该工序完成后，将割断的钢筋联结好再补孔。

④纵向预应力管道随着箱梁施工进展将逐节加长，多数都有平弯和竖弯曲线，所以管道定位要准确牢固，接头处不得有毛刺、卷边、折角等现象；接口要封严，不得漏浆。浇筑混凝土时，管道可内衬硬塑料管芯（在波纹管内壁衬砌以防预应力管道被砼压瘪，混凝土浇筑完成后拔出），这对防止管道变形、漏浆有较好的效果。混凝土浇筑后及时通孔、清孔，发现阻塞及时处理。

⑤竖向预应力管道在上端要注意留通气孔，下端要封严。为防止漏浆，上端应封闭，防止水和杂物进入管道。压浆管采用δ=0.5mm，d=20mm的钢管。

九、预应力管道安装 1、纵向预应力管道

纵向预应力管道采用金属波纹管。波纹管安装质量是确保预应力体系质量的重要基础，施工中要千万注意。如果发生堵塞使预应力筋不能顺利通过而进行处理，将直接影响施工进度及工程质量，影响桥梁使用寿命，因此必须严格控制施工过程，保证浇筑混凝土过程中波纹管不漏、不堵、不偏、不变形，在施工中需采取如下措施予以保证。

a、由于主梁分段决定管道每段长只有3m、4m与4.5m，故管道接头多，接头处理必须仔细，一般情况是：先套上半截接头套管，然后再浇砼，而不宜采用管道直接伸出办法，这样，在下一段施工时，如接头套管损坏可

- -

38

以更换。

b、大部分接头会因拆模而变形损坏。故修理时，必须注意平顺。 c、所有的预应力管道必须设置橡胶内衬后才能进行混凝土浇筑，橡胶内衬管的直径比波纹管内径小3-5mm，放入波纹管后应长出50cm左右，在混凝土初凝时将橡胶内衬管拔出20cm左右，在终凝后及时将橡胶内衬管拔出、洗干净。

d、 所有的预应力管均应在工地根据实际长度截取。减少施工工序和损伤的机会，把好材料第一关。

e、 波纹管使用前应进行严格的检查，是否存在破损，发现损伤无法修复的坚决废弃不用。

f、 安装波纹管前要去掉端头的毛刺、折角，并认真检查，确保平顺。 g、 波纹管定位必须准确，严防上浮、下沉和左右移动，其位置偏差应在规范要求内，波纹管定位用钢筋与波纹管的间隙不应大于3mm，定位钢筋设置间距：顶板和腹板束直线段80cm，曲线段40cm。底板束定位钢筋全梁范围内50cm间距设置一道。波纹管轴线必须与锚垫板垂直。当管道与普通钢筋发生位置干扰时，可适当调整普通钢筋位置以保证预应力管道位置的准确，但普通钢筋严禁截断。

h、波纹管接头长度取30cm，两端各分一半，其中留做下次衔接的一端，应将该端的2/3部分即约20cm放入本次浇筑的混凝土中，另外1/3露出本次浇筑的混凝土以外，这样做的目的是即使外露部分被损坏，还有里面的接头可以利用。波纹管接头要用塑料带缠绕以免在此漏浆。

i、被接的两根波纹管接头应相互顶紧，以防穿束时在接头薄弱处的波

- -

39

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tvq7.html