某鐵路連續(xù)梁橋菱形掛籃安全檢算分析

1、<p>　　某鐵路連續(xù)梁橋菱形掛籃安全檢算分析</p><p>　　摘 要： 菱形掛籃具有結(jié)構(gòu)輕巧，剛度大、現(xiàn)場拼裝簡單、底模架便于升降以適應(yīng)不同的梁高等優(yōu)點，懸臂施工橋梁施工現(xiàn)場采用的較多。鐵路某連續(xù)梁橋采用菱形掛籃進行對稱懸臂施工，為保證工程質(zhì)量與安全，對掛籃結(jié)構(gòu)進行了安全檢算分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 菱形掛籃； 懸臂施工； 安全檢算 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號： F284 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）10-0029-03 </p><p><b>　　1工程概況 </b></p><p>　　某鐵路（40+64+40）m連續(xù)梁，梁體采用單箱單室變高度直腹板箱形截面，主墩墩頂5.0m范圍內(nèi)梁高相等，梁高6.05m，跨中及邊墩墩頂現(xiàn)澆段梁高3.05m，梁底曲線為1.

3、8次拋物線，箱梁頂寬12.2m，箱梁底寬6.7m，單側(cè)懸臂長2.75m，懸臂端厚24.8cm，懸臂根部厚65cm。梁部結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)施工圖各節(jié)段參數(shù)表可以得知，懸臂澆筑段最重為1#塊，其重量為165t。本橋采用掛籃懸臂施工方式，掛籃施工的最大隱患是傾覆倒塌，造成設(shè)備損壞、人員傷亡的重大惡性事故，因此需要對掛籃在施工過程中的安全性進行檢算。 </p><p><b>　　2掛籃結(jié)構(gòu) </b&g

4、t;</p><p>　　本橋使用菱形掛籃，菱形桁片由2I32普通熱軋槽鋼組成的格構(gòu)式構(gòu)件，前橫梁由2I40普通熱軋工字鋼組成焊接箱型截面，底托系統(tǒng)前后橫梁由2I36普通熱軋槽鋼組成焊接箱型截面，底模底板下加強縱梁為I32普通熱軋工字鋼，腹板位置采用I32普通熱軋工字鋼，吊桿采用雙根Φ32精軋螺紋鋼。掛籃總體布置圖如圖2所示。 </p><p>　　3設(shè)計參數(shù)及荷載取值 </p>

5、;<p><b>　　3.1材料參數(shù) </b></p><p>　　鋼筋砼容重G砼=26.5kN/m3； </p><p>　　彈性模量E鋼=2.0×105Mpa； </p><p><b>　　材料容許應(yīng)力： </b></p><p>　　Q235鋼[σw]=145 Mpa

6、，[τ]=85 Mpa </p><p>　　Q345鋼[σw]=210Mpa，[τ]=120 Mpa </p><p>　　16Mn鋼[σw]=200 Mpa，[τ]=120 Mpa </p><p>　　45#鋼[σw]=220Mpa，[σjc]=300Mpa，[τ]=125 Mpa </p><p>　　40CR鋼[σjc]=300 M

7、pa，[τ]=160 Mpa </p><p><b>　　3.2荷載系數(shù) </b></p><p>　　超載系數(shù)為：K1=1.05； </p><p>　　混凝土澆筑時的動力系數(shù)：K2=1.2； </p><p>　　施工活載考慮如下因素： </p><p>　　（1）施工人員、施工料具、運輸荷

8、載，按2.0kN/m2計； </p><p>　?。?）水平模板的砼振搗荷載，按2.0kN/m2計； </p><p>　?。?）傾倒混凝土沖擊荷載，按2.0kN/m2計。 </p><p><b>　　3.3掛籃自重 </b></p><p>　　底模面板自重按照3.5t計算； </p><p>

9、;　　外側(cè)模自重（橫向雙側(cè)，縱向單側(cè)）：15.79t； </p><p>　　箱梁內(nèi)模（桁架+模板，橫向雙側(cè)，縱向單側(cè)）：3.5t。 </p><p>　　掛籃其他構(gòu)件在建模時已考慮，按照自重計入。 </p><p><b>　　4荷載分析 </b></p><p>　　頂板混凝土自重由內(nèi)模滑梁承擔(dān)，翼緣板混凝土自重由外

10、側(cè)?；壕鶆虺袚?dān)，腹板及底板混凝土自重由掛籃底模承擔(dān)?；炷磷灾厝?6.5kN/m3。 </p><p>　　4.1翼緣板下外側(cè)滑梁荷載 </p><p>　?。?）外側(cè)模板荷載 </p><p>　　模板重量由外側(cè)?；撼袚?dān)，荷載由4道滑梁、支撐梁承擔(dān)，外側(cè)模換算為均布荷載： </p><p>　　q1=157.90/3.5/4=11.28

11、kN/m； </p><p>　?。?）翼緣板混凝土自重 </p><p>　　翼緣板重量由4道外側(cè)模滑梁均勻承擔(dān)：q2=62.31/4=15.58kN/m； </p><p><b>　?。?）施工活荷載 </b></p><p>　　按照單側(cè)寬度2.75m計算，每道外側(cè)?；撼袚?dān)1.375m范圍內(nèi)的施工活載： <

12、;/p><p>　　q3=1.375×6=8.25kN/m。 </p><p>　　則翼緣板下外側(cè)模滑梁承擔(dān)的均布荷載為： </p><p>　　q=11.28+15.58+8.25=35.11kN/m。 </p><p>　　4.2頂板下內(nèi)?；?</p><p>　?。?）內(nèi)模模板荷載 </p>

13、<p>　　內(nèi)模模板換算為均布荷載： </p><p>　　q1=35.0/2/3.5=5.0kN/m； </p><p>　　（2）頂板混凝土自重 </p><p>　　頂板重量由2道內(nèi)側(cè)?；壕鶆虺袚?dān)： </p><p>　　q2=[（60.16+64.40）/2]/2=31.14kN/m； </p><p

14、><b>　?。?）施工活荷載 </b></p><p>　　施工活載按照平均5.2m寬度計算，每道內(nèi)側(cè)?；撼袚?dān)2.6m范圍內(nèi)的施工活載： </p><p>　　q3=2.6×6=15.60 kN/m。 </p><p>　　則頂板下內(nèi)?；撼袚?dān)的均布荷載為： </p><p>　　q=5.00+31.

15、14+15.60=51.74kN/m。 </p><p>　　4.3底模腹板下工字鋼 </p><p>　?。?）底模模板荷載 </p><p>　　底模重量（順橋向工字鋼以及前后下橫梁重量由程序自動計入）由順橋向工字鋼均勻承擔(dān)，共布置工字鋼15道，q1=35.0/15/3.5=0.67kN/m； </p><p>　?。?）腹板混凝土自重

16、</p><p>　　單側(cè)腹板下荷載由5道工字鋼承擔(dān)，雙側(cè)共10道工字鋼，則每道工字鋼承擔(dān)的均布荷載為： </p><p>　　q2=（260.03+178.11）/2/10=25.04kN/m； </p><p><b>　　（3）施工活荷載 </b></p><p>　　腹板下工字鋼承擔(dān)0.20m范圍內(nèi)的施工活載：q

17、3=0.20×6=1.2kN/m。 </p><p>　　則腹板下工字鋼承擔(dān)的均布荷載為：q=0.67+25.04+1.2=26.91kN/m。 </p><p>　　4.4底板下工字鋼 </p><p>　　（1）底模模板荷載 </p><p>　　底模重量（順橋向工字鋼以及前后下橫梁重量由程序自動計入）由順橋向工字鋼均勻承擔(dān)，共

18、布置工字鋼15道，q1=35.0/15/3.5=0.67kN/m； 　　（2）底板混凝土自重 </p><p>　　底板下共布置5道工字鋼，每道工字鋼承擔(dān)的均布荷載為： </p><p>　　q2=（104.15+104.94）/2/5=20.91kN/m； </p><p><b>　?。?）施工活荷載 </b></p>&l

19、t;p>　　底板下工字鋼承擔(dān)0.80m范圍內(nèi)的施工活載：q3=0.80×6=4.8kN/m。 </p><p>　　則底板下工字鋼承擔(dān)的均布荷載為：q=0.67+20.91+4.8=26.38kN/m。 </p><p>　　4.5移動防護平臺重量 </p><p>　　根據(jù)提供資料，掛籃移動防護平臺鋼結(jié)構(gòu)總重：6515kg，計算按照均勻分布在前后下

20、橫梁上加載。 </p><p>　　本文采用荷載組合為：混凝土自重+超載+動力附加荷載+人群機具荷載+掛籃自重+模板自重。驗算該工況下掛籃底籃、后吊點系統(tǒng)、掛籃主桁及前吊點系統(tǒng)。 </p><p><b>　　5計算結(jié)果 </b></p><p>　　由于底板有一定的傾斜角度，計算時將豎向均布荷載簡化為集中荷載施加在底模縱梁節(jié)點上。計算模型如圖

21、3所示。 </p><p>　　5.1整體計算結(jié)果 </p><p>　　掛籃整體模型計算結(jié)果如圖4所示。 </p><p>　　1#塊段施工階段，掛籃整體模型最大拉應(yīng)力為135.8MPa，小于允許應(yīng)力[σ]=145MPa，發(fā)生在內(nèi)模水平滑桿及掛籃主構(gòu)架后斜桿位置，最大壓應(yīng)力為-137.8MPa，發(fā)生在內(nèi)模水平滑桿及掛籃主構(gòu)架前下斜桿位置。最大豎向位移為-23.90

22、mm，發(fā)生在底模前橫梁和縱梁位置，剛度滿足要求。 </p><p>　　5.2掛籃主構(gòu)架、前上橫梁計算結(jié)果 </p><p>　　1#塊段施工階段，掛籃主構(gòu)架最大拉應(yīng)力為133MPa，小于允許應(yīng)力145MPa，發(fā)生在主構(gòu)架后斜桿處；最大壓應(yīng)力為-137.8MPa，發(fā)生在前下斜桿處。最大豎向位移為-23.10mm，發(fā)生在前上橫梁位置，剛度滿足要求（圖略）。 </p><p

23、>　　5.3底模計算結(jié)果 </p><p>　　1#塊段施工階段，底模系統(tǒng)最大拉應(yīng)力為86.6MPa，小于允許應(yīng)力145MPa，發(fā)生在底?？v梁截面變化位置；最大壓應(yīng)力為-87.7MPa，發(fā)生在底?？v梁截面變化位置。最大豎向位移為-23.8mm，發(fā)生在底模前端，剛度滿足要求（圖略）。 </p><p>　　5.4側(cè)模及內(nèi)?；瑮U計算結(jié)果 </p><p>　　1#

24、塊段施工階段，內(nèi)外模滑梁最大拉應(yīng)力為135.8MPa，小于允許應(yīng)力145MPa，發(fā)生在內(nèi)?；何恢?；最大壓應(yīng)力為-135.8MPa，發(fā)生在內(nèi)?；何恢谩Ｗ畲筘Q向位移為-23.9mm，發(fā)生在滑梁端部，剛度滿足要求（圖略）。 </p><p>　　5.5前后吊桿計算結(jié)果 </p><p>　　前后吊桿計算結(jié)果如圖5所示。 </p><p>　　由圖5可以看出，吊桿精軋螺

25、紋鋼筋（兩根）最大軸力為341.1kN，最大應(yīng)力為212070kPa，有212.07MPa<[σ]=747MPa。 </p><p>　　5.6后錨點拉力計算結(jié)果 </p><p>　　后錨點最大支反力為746.9kN的拉力，由6根精軋螺紋鋼均勻承擔(dān)，每根精軋螺紋鋼筋的拉力為124.5kN，應(yīng)力為154.8MPa，強度滿足要求。 </p><p>　　抗傾覆安

26、全系數(shù)=747/154.8=4.83>2，1號塊施工時滿足抗傾覆要求。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　?。?）掛籃整體強度及剛度滿足要求，可滿足懸臂施工的需要； </p><p>　?。?）掛籃下后橫梁在澆筑1#塊時滿足強度及剛度要求； </p><p>　?。?）掛籃后錨點錨固精

27、軋螺紋鋼筋滿足強度要求； </p><p>　?。?）精軋螺紋鋼筋應(yīng)做好絕緣措施，防止通電后鋼筋強度降低發(fā)生脆斷； </p><p>　?。?）內(nèi)外模需采用可靠的連接措施，保證模板的穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] （40+64+40m）連續(xù)梁施工設(shè)計圖. <

28、/p><p>　　[2] 客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南《TZ203-2008》. </p><p>　　[3] 鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范《TB10002.2-2005》. </p><p>　　[4] 鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范《TB10002.2-2005》. </p><p>　　[5] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范《GB50017-2003》. &l