所属栏目：数学论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:209
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#p#副标题#e#覆稳定性验算
4.1后锚强度计算
每榀三角架后部有四根Φ32mm精轧螺纹钢与桥面锚固，由前文知，每榀三角架的最大后锚力为N=48.5t，而每根Φ32mm精轧螺纹钢的许用拉力为60t。
则后锚的安全系数为：
故后锚安全。
4.2后锚梁的强度验算
后锚梁采用2[40a，按最不利状况考虑，每榀三角架后部只有两根Φ32mm精轧螺纹钢与桥面锚固，每根精扎螺纹受力为48.5t/2=24.25t，精扎螺纹间距40cm，后锚梁长80cm。由MDT计算得I=3.516×108mm4，
综合上述分析可知，挂篮施工时的抗倾覆稳定性可靠。
5挂篮空载前移时抗倾覆稳定性验算
5.1前移到位时受力
当挂篮空载前移到箱梁浇筑位置时，此时处于悬伸空载下的挂篮所受的倾覆力最大。参考外模、内模、底盘、下横梁和上横梁的重量，可知三角架前端荷载：T=18t。则行走后锚负荷F=18/2=9t。由设计图纸可知，行走后锚与主桁架的连接为φ32精轧螺纹，φ32精轧螺纹许用拉力为60t>9t，满足要求。
5.2后锚单侧受力时影响
挂篮空载前移时，最不利状况为行走后锚单侧受力：
对后锚单侧进行受力分析，由MDT计算得单侧断面：
所受弯矩M=90000×110mm=9900000N.mm，满足要求;
5.3前移牵引力影响
挂篮空载前移时,按实际情况考虑牵引力约为1t，由MDT计算得行走后锚单侧纵断面：
由MDT计算数据知，满足要求。
综上所述可知挂篮空载前移时抗倾覆稳定性可靠。
6结束语
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。挂篮悬臂浇筑施工是目前连续刚构、连续梁、斜拉桥等桥型的箱梁施工中常用且最为成熟的施工工艺。本文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验算，验算确保了挂篮施工的安全性，为指导下一步实体施工做好了充分的理论技术保证。
参考文献
[1]周水兴，何兆益，邹毅松等编著.路桥施工计算手册.北京：人民交通出版社，2001
[2]钢结构设计规范(GB50017—2003)[S].北京：中国计划出版社，2003
[3]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范(JTJ041—2000).北京：人民交通出版社，2000