連續(xù)梁懸澆掛籃的設(shè)計與預(yù)壓施工

（新疆路橋北疆工程建設(shè)有限公司，新疆 昌吉 831100）

國道219線和布克賽爾至塔城阿拉山口公路擴容工程上的一座主跨200m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋，橋梁全長2048.59m，中心里程DK062+904.665。

在該橋中，38#～41#墩處設(shè)一聯(lián)（64+116+64）m連續(xù)梁，該連續(xù)梁跨越大廣高速公路（大廣高速為雙向四車道），高速公路與線路夾角為142.15°，正寬26m。該連續(xù)梁1#～15#段及中跨合龍段采用掛籃懸臂灌注法施工。

一、掛籃設(shè)計

國道219線和布克賽爾至塔城至阿拉山口專線（64+116+64）m跨連續(xù)梁，0#塊段采用支架（托架）澆筑，總長13m，滿足掛籃安裝條件，1#～15＃采用掛籃懸澆。箱梁根部梁高8.9m，頂板厚48cm，底板厚度50cm～93.5cm，腹板厚度50cm～105cm，箱梁高度按二次拋物線變化；箱梁梁面橫向?qū)挾?2.6m，翼緣板寬2.8m。箱梁1#～6#節(jié)段為3m，1#節(jié)段重217.3t，7#～13#節(jié)段為3.5m，7#節(jié)段重188.15t，14#～15#節(jié)段為4m，14#節(jié)段重155.5t。

掛籃主桁架為菱形架式結(jié)構(gòu)，每套掛籃由2組（4榀）主桁架組成，主桁架分別布置于箱梁腹板處，掛籃主桁架的中心間距為6.34m。底模前下橫梁吊桿為5根吊帶，后下橫梁分別錨固在頂板和底板上，頂板上2根吊帶，底板4根精軋螺紋，內(nèi)、外?；辛旱鯒U均采用φ32精軋螺紋鋼。掛籃結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。

圖1 掛籃立面布置圖

（一） 采用的材料及計算控制指標(biāo)

相對位移容許值：懸臂部分l/200，簡支部分l/400。16Mn鋼：[σw]＝310MPa；[τ]＝180MPa。

該方案主桁采用組焊件2[40a，A3剪刀撐、后錨平聯(lián)采用組焊件[20，豎向平聯(lián)采用組焊件2[14，橫梁采用組焊件2HN400，均采用16Mn鋼。

吊桿、后錨桿采用PSB785直徑φ32，抗拉強度大于785MPa，容許拉力為631kN。

荷載：鋼材自重為7.85×10kN/m3；鋼筋混凝土自重為26kN/m3；模板及模板支撐架荷載為2.9kN/m2。

施工人員及設(shè)備荷載取1.0kN/m2，水平模板的混凝土振搗荷載取2kN/m2，總計3kN/m2。

荷載組合中，強度計算為基本組合，剛度計算為標(biāo)準(zhǔn)組合。

（二）計算模型

采用Midas civil有限元分析軟件對掛籃進(jìn)行建模分析，吊桿及后錨桿固結(jié)。計算模型如圖2所示。

圖2 掛籃計算模型

（三）結(jié)構(gòu)計算

1.結(jié)構(gòu)計算

計算結(jié)果表明如表1所示，底籃平臺、前上橫梁、桁架及主桁系統(tǒng)組合應(yīng)力均滿足要求。

表1 強度計算結(jié)果

圖3 主桁系統(tǒng)位移圖

如圖3所示，主桁系統(tǒng)位相對位移為12/5300＜[f/l]=1/400，滿足要求。

2.主桁抗傾覆穩(wěn)定性計算

根據(jù)計算結(jié)果，主縱梁后錨在澆注時主桁架后錨力P1＝1008.2kN，由電算模型可知：傾覆力P=886.4kN傾覆彎矩M=P×L=886.4×5.3=4697.9kN.m

后錨共設(shè)4根Φ 3 2精軋螺紋筋，其抗力達(dá)到P 1′=4×6 3 1=2 5 2 4 k N抗傾覆彎矩M1=P1′×L1=2524×4.5=11358kN.m

抗傾覆系數(shù)為K=M1/M=2.4＞2，滿足規(guī)范要求。

二、掛籃預(yù)壓

掛籃安裝完畢，需進(jìn)行預(yù)壓和靜載試驗。

試驗加載過程須模擬掛籃施工過程的受力情況，采用砂袋作為加載材料，按1.2倍的最重梁段自重及施工荷載進(jìn)行加載，荷載為三級加載（按設(shè)計的60%、100%、120%）。根據(jù)設(shè)計圖紙，該連續(xù)梁懸澆節(jié)段最重1#段，該梁段混凝凝土方量81.903m3，重量為212.95t，人員機具及混凝土振搗、傾倒施工荷載28.67t，掛籃內(nèi)模重量5t，施工荷載總計246.62t，乘以系數(shù)1.2，加載重量為295.944t。

掛籃預(yù)壓按荷載分布情況對稱預(yù)壓，每級加載應(yīng)測量變形和主要構(gòu)件的應(yīng)力。觀測點的布置：掛籃預(yù)壓觀測點共布置24個點。即在上前橫梁上布置3個觀測點，觀測點1、3布置在主梁和前橫梁的交點處，觀測點2布置在前橫梁的中點處，觀測主梁和上前橫梁的變形；觀測點4、5、6布置在腹板處底前橫梁上模板外側(cè)及中點位置，觀測點7、8布置在腹板處底后橫梁上模板外側(cè)，觀測點5布置在底前橫梁中點處，觀測點4、5、6、7、8主要觀測底籃的下沉；觀測點9、10布置在立柱處中橫梁上，主要觀測前支點的下沉；觀測點11、12布置在掛籃后錨位置，觀測錨桿的變形。

通過加載預(yù)壓的施工過程監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，桁架及主桁系統(tǒng)的最大位移量分別為1.3mm和14mm，與模型計算結(jié)果相近，滿足設(shè)計及施工要求。

三、結(jié)語

國道219線和布克賽爾高速特大橋（64+116+64）m連續(xù)梁懸灌澆筑采用掛籃法施工。本文通過Midas civil有限元軟件對該模型施加連續(xù)梁最大節(jié)段混凝土重量進(jìn)行建模分析計算，計算結(jié)果表明各桿件均滿足計算要求。同時通過加載預(yù)壓的施工過程監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，桁架及主桁系統(tǒng)的最大位移量分別為1.3mm和14mm，與模型計算結(jié)果相近，滿足設(shè)計及施工要求。