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本帖最后由 好望之角 于
08:20 编辑
某施工单位中标承建一座三跨预应力混凝土连续钢构桥，桥高30米，跨度为80m+136m+80m,箱梁宽14.5m,底板宽8米，箱梁高度由根部的7.5米渐变到3.0米。根据设计要求，0号、1号段混凝土为托架浇筑，然后采用挂篮悬臂浇筑法对称施工，挂篮采用自锚式结构。
施工项目部根据该桥的特点，编制了施工组织设计，经项目总监理工程师审批后实施。项目部在主墩的两侧安装托架并预压，施工0号、1号段，在1号段混凝土浇筑完成后，在节段上拼装挂篮。…
1.本案例的施工组织设计审批符合规定吗？说明理由。
2.补充挂篮进入下一节施工前的必要工序。
3.针对挂篮施工检查不合格项，给出正确做法。
4.项目部应补充哪些记录？
答：1、施工组织设计由总监工程师审批不合规定。
理由：施工组织设计应经项目经理组织、技术负责人编制，报企业技术负责人审批，盖章，报建设方、监理工程师审核后实施。
2、必要工序有：①绑扎钢筋②立模③浇筑混凝土④施加预应力⑤挂篮对称前移⑥进入下一节段⑦循序前进直至合拢。
【解析】P66：悬臂浇筑的主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动。绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施加预应力都在其上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一梁段施工，循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。
3.不合格项：
（1）拆除防护设施不正确。因为按规范高空作业必须有保证操作安全措施。正确做法：责令立即改正，预防再次被拆。
【解析】无论何种表述，要点是纠正。
（2）电缆直接绑在挂篮上不妥。因为挂篮为金属构件，容易导致的触电事故。正确做法：①电缆加套管②按预定路线布置③较规范做法：将电缆M型折叠圈沿钢丝滑行，滑行部位设帘钩。
【解析】电缆是必须随吊篮行走的，要点是不得直接。
（3）工机具材料不准在挂篮一侧堆放。因为保持两肩平衡是悬臂浇筑安全质量的关键。正确做法：①必须上墩的钢材水泥和工机具等总重量不得超计算限额。②按重量在桥墩两侧均衡放置，防止发生倾斜。
【解析】不是指挂篮内部两侧的平衡。
4、应补充的记录：（1）安全部分：技术交底记录，例会记录，事故及处理记录，整改通知记录，特种作业人员登记，培训记录等。（2）其它记录还有：设计变更记录，质量检查记录，隐蔽工程检查记录等。
【解析】挑选主要的，每项5个以上。
本帖最后由 好望之角 于
19:22 编辑
自己的沙发。陆续分享讨论，最近忙点
跟楼下朋友们探讨一下：问什么答什么是基本思路，尽量按书本回答是基本要求。
第二题是让我们“补充工序”是吗？先明白什么是工序，工序是组成生产的工段，加工的先后次序。举例，烧青菜的工序：洗菜、切菜、预热、下锅、翻炒，放盐、起锅。但这里面涉及到（油温7成）时下锅的要求，不过这个技术检测指标不是工序本身。
很多观点讲预压，预压是工序，但那按照题干预压已经完成，请仔细审题“项目部在主墩的两侧安装托架并预压，施工0号、1号段，在1号段混凝土浇筑完成后，在节段上拼装挂篮”。我判断命题人的意图很清楚：现在就是开浇了你怎么浇筑。那就是书上的那几句，事后我发现非常贴切！
我看了已有的别的答法，基本都是检验指标之类，那些明显不是工序。
事实上这小题我在卷面上比谁都答得全面，沉思良久，不但有平整场地、有预压、也有抗滑移倾覆系数5，还有先边跨后次跨在中跨的合拢顺序呢。那是为了拿分，现在是求道。
我在考试结束前想到了工序，可惜只看了一遍，顺序写错了，还少写一个，不知给分不；安全资料应该按书上的回答吧，在安全检查那一章里。
我个人觉得你的第2问答偏了，因为书上再挂蓝的技术指标后面很明显的有一句话“挂蓝组装后，应全面检查安装质量，并按设计载荷做载重试验，以消除非弹性变形”&&这才是工序重点！
你的那些已经是挂篮开始施工以后的工序了，明显不符合题意~
我只写了预压和验算强度钢度稳定性
哎！一看都知道，一答全不在点子上，越看越郁闷
2挂篮进行下一步浇筑之前的必要工序跟楼主答的一样
楼主答错了，同意5楼说法，应作载重实验（预压），以减少挂篮非弹性变形，另外我觉得要验证其强度、刚度及抗倾覆稳定性。楼主答案明显跑题了。 ----鉴定完毕
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他一定是哪里做的不够好，别替他瞒着了，告诉我们吧~
[讲义总结][广东]挂篮悬臂浇筑预应力钢腹板连续梁现场施工管理培训
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资料目录第一章、挂篮悬臂浇筑钢筋混凝土连续梁施工 一、挂篮悬浇施工 二、挂篮悬臂浇筑施工和施工方法 （一）、总体施工方案 （二）、施工方法、施工工艺 2.1、墩顶O＃块梁段施工项目 2.2、悬臂浇筑梁段 -挂篮悬臂浇筑段施工工艺 -挂篮施工 -钢筋加工、安装、钢腹板的安装与预应力钢筋孔道布设、安装 -混凝土浇筑 -施加预应力、孔道压（注）浆 -合拢及体系转换 三、挂篮施工注意事项 四、施工安全管理措施 五、施工监控及测量 六、挂篮悬臂浇筑施工操作手册 七、挂篮悬浇梁施工组织管理 第二章、挂篮悬浇法施工容易出现的工程质量、安全问题内容简介资料为国家重点工程项目挂篮悬臂浇筑预应力钢腹板连续梁现场施工管理培训，讲述施工工艺方法，含挂篮施工、混凝土浇筑、预应力及体系转换等几方面。 　　【内容节选】挂篮悬臂浇筑施工工法，分为墩顶“O”块箱梁支架浇筑、跨中挂篮悬臂浇筑和边跨支架浇注三部分……体外临时固结结构：可以在承台上安装钢管或钢管砼柱、钢筋混凝土支撑柱；支撑柱要安装在对应于箱梁腹板的梁底位置，并且上下端与梁身、承台均进行锚固，达到支撑与反拉的抗倾覆作用……0＃块外侧模板采用钢模板。为保证0＃块梁段与悬浇段箱梁外形尺寸相吻合，芯模板采用钢木组合模板，用型钢支撑架或木支撑架进行加固。待底板钢筋绑扎完毕后、在底板上安装芯模板钢支架……张拉控制采用双控原则，即以张拉力控制为主，以张拉伸长量控制为辅。张拉力偏差控制在-3%～+6%之内……共计24页，编制于2014年挂篮示意图 边跨支架搭设图 0＃块支架图 悬臂浇筑施工步骤图悬臂浇筑施工步骤图2
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资料为国家重点工程项目挂篮悬臂浇筑预应力钢腹板连续梁现场施工管理培训，讲述施工工艺方法，含挂篮施工、混凝土浇筑、预应力及体系转换等几方面。
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:&400-900-8066菱形挂篮施工动画演示 悬灌梁菱形挂篮的设计原理、应用与检算[摘要]：以海城上行联络线海城河特大桥跨海城河右堤连续梁（32+48+32）m为实例，详细阐述了挂篮的设计原理、主要组成部分、安装程序、受力分析和挂篮的试验方法及检算 。[关键词]：菱形挂篮 设计原理 应用 检算一、前言悬浇施工法是在挂篮等各种移动的钢制脚手架上，由桥墩向跨中对称支模、绑轧钢筋、穿预应力管道、浇筑梁体至设计位置，待梁体养护达到设计强度后，再穿束、施加预应力的架桥方法。采用挂篮的悬浇施工法具有许多优点，如不影响桥下正常交通、无需大型吊机、挂篮和模板可周转重复使用等，因此，广泛应用于大跨度预应力混凝土梁桥的建设中，目前国内挂篮的种类繁多，悬臂施工挂篮最初是平行桁架式，后来逐渐发展成多样化，结构越来越轻型，受力越来越合理，施工越来越方便。二、工程概况以海城上行联络线海城河特大桥跨海城河右堤连续梁为三孔一联（32+48+32）m预应力混凝土单线连续箱梁。桥面宽度：防护墙内侧净宽4m，桥上人行道栏杆内侧净宽6.9m，桥面板宽7.0m，桥梁建筑总宽7.28m；箱体采用单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端附近外均为32cm，腹板厚40-60-70cm，底板由跨中的40cm按二次抛物线变化至根部的60cm，顶板宽度7.0m，底板宽度3.8m，箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡；支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。全联采用悬臂浇筑法施工，全联共设31个梁段，其中27个梁段需要采用挂篮进行悬臂浇筑。三、菱形挂篮的设计原理1.菱形挂篮的特点：菱形挂篮具有结构简单，受力合理及一次性移动到位等特点，后锚固采用精轧螺纹钢，受力明确、结构安全、可靠。大型结构件采用螺栓连接拼装简单、方便。挂篮的前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送混凝土，便于轨道的安装及腹板、底板钢筋的吊装。2.菱形挂篮设计总体构思：（1）减轻挂篮自重：为了保证挂篮自重符合设计要求，在设计时采取了如下措施：选用一种受力合理、安全可靠的轻型结构作为挂篮承重主桁，挂篮用材选取国内生产的高强轻质钢材，并便于加工，挂篮前移时后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，从而减轻自重。（2）缩短挂篮施工周期：挂篮设计考虑各梁段全断面一次性灌筑，底篮及模板系统采用垂直悬吊在主桁悬臂端，挂篮走行时，底篮、外模同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期。（3）保证悬浇砼质量：模板设计注重砼外观质量，以刚度控制设计，采用钢板及型钢制作，坚固耐用，对梁段使用不需要更换和修补。制订箱梁施工实施细则，严格规范保持平衡施工及限制施工荷载的措施，保证箱梁施工的安全和质量。3.挂篮的组成主要由：主梁系、底模系统、外模系统、内模系统、锚固系、走形系统等组成4.菱形挂篮各组成部分的作用：菱形结构是挂篮的主体，也是主要受力结构；悬吊系统是结构的传力部分，它的作用是将底模平台自重及其上部荷载传递到主构架和已浇筑梁段的底板上；锚固系统是一个平衡体系，它的作用是平衡浇筑混凝土时产生的倾覆力矩以确保挂篮施工安全；底模平台是施工人员的工作面，可以使施工人员完成其支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑养护、预应力筋张拉等工作；由于桥体的梁采用箱形梁变截面，所以要采用内外双层模板以满足混凝土浇筑的需要。内模：由内模板和内模框架组成，内模板由定型组合模板拼组，在箱梁锯齿部位由木模替换对应的组合模板块件即可；走行系统是由走形轨道、后勾板、轨道固定扁担梁和支座组成，轨道固定扁担梁由预埋在箱梁腹板的精轧螺纹钢筋锚固于箱梁上，轨道锚固在轨道固定扁担梁上，由两台手拉葫芦（10t）牵着主构架前移，并带动底座平台外侧模一同前移就位。5.菱形挂篮各组成部分的设计：（1）主梁系：主梁系由菱形构架、横向连接系、上下横梁三部分组成，其中主构架为整套挂篮的受力核心由两片菱形桁架构成，每片桁架有两根28B槽钢组成格构式组合截面，各杆件之间采用ф25的高强螺栓通过两块厚δ=20mm的节点板连接成一体，两片菱形桁架之间平面及竖向联结，其作用是传递由前上横梁传接提吊系统的拉力。横向连接系由角钢焊接而成，其作用是连接两片主桁架，使其形成一体抗倾覆，前移时保持同步和稳定。挂篮横梁（包括前上横梁、前下横梁和后下横梁）均采用两根45B的槽钢组成的组合截面。前上横梁支撑于挂篮主桁的受力核心，两片菱形桁架上。（2）底模系：底模系由前后拖梁、纵向桁架以及模板组成，托梁由两根36B槽钢焊接而成， 底模的面板为δ=8mm的A3钢板，根据模板所在位置的受力状况，在模板的面板下设置相应间距的加劲肋。底模系前托梁悬挂在前横梁上，后托梁由两个后锚锚固在已成梁段混凝土底板上。（3）外模系：外模系由侧模架和模板组成。侧模架由[14B槽钢形成桁架结构，桁间距100cm；模板由δ6mm钢板以及角钢作肋制成，侧模夹住底模，通过调整底模的高程以适应不同高度的梁段，这样外模能循环使用，大大节约了投资。外模系下端牛腿支撑在底模系前后托梁上，中部用对拉筋与内模系相连，顶部利用已成梁段上的预留孔将侧模锚固在已成梁段上，另一侧利用斜拉杆固定在主构架上。（4）内模系：内模采用可调式内模架，通过顶模架调节内模宽度，通过竖带调节内模高度。通过销子转动拆、立模快速方便、简单。（5）锚固系：锚固系分上下锚固区。上锚是主桁架的自锚平衡装置，由锚固扁担梁、竖向预应力筋、连接锚杆、千斤顶等组成。 每根主桁纵梁尾部用3根精轧螺纹钢筋作为连接锚杆与箱梁内的预埋的竖向预应力筋相连，单根主梁设置3个锚固点，一个挂篮共设置6个锚固点。下锚是在已成梁段箱梁底板预留孔处将底模系后托梁锚固在已成梁段上。精轧螺纹粗钢筋上方设置千斤顶进行锚固力的转换并可调整挂篮悬臂端挠度。（6）挂篮走行系统：主要分桁架走行系统、底模、外模走行系统和内模走行系统。桁架走行系统是在两片桁架下已灌筑的箱梁顶面铺设横向的轨道固定扁担梁，在轨道固定扁担梁顶面沿纵向铺设两根用20B工字钢上下满焊δ=20mm钢板焊的箱形轨道，轨道扁担梁用已灌筑箱梁的竖向预应力筋锚固于箱梁顶面，轨道锚固在轨道固定扁担梁上。轨道顶面放置前后支座，支座与桁架节点通过螺栓连接，前支座沿轨道滑行，后支座通过反扣装置沿轨道顶板下缘滑动，不需加设平衡重，轨道分节向前倒用；底模和外模与挂篮主桁同步走行，走行时，底模仍然支撑在纵梁桁架上，外模则吊挂于外导梁上；内模待前段箱梁底板和腹板钢筋绑扎完成后，沿内导梁滑移到位。（7）挂篮吊带：吊带包括前长吊带、前短吊带、后长吊带、后短吊带和后短吊杆。前长吊带是前下横梁与前上横梁之间的传力结构；前短吊带是内外导梁前端与前上横梁之间的传力结构；后长吊带和后短吊带是将后下横梁所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，根据所传力的大小，分别采用ф25和ф32的精轧螺纹钢制作而成；后短吊杆是将内外导梁后端所受荷载传递到已灌筑的箱梁梁体上，采用直径为ф32抗拉标准强度为930Mpa的精轧螺纹粗钢筋制作而成。（8）挂篮内外导梁：内导梁主要承受待灌筑箱梁两腹板之间的顶板自重及相应的施工荷载，同时又是内外模板的走行通道，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根28B的槽钢组成组合截面；外导梁主要承受待灌筑箱梁悬臂翼缘板自重及相应的施工荷载，两端分别通过前短吊带和后短吊杆将所受荷载传递到前上横梁和已灌筑的箱梁梁体上，采用两根56C的工字钢组成组合截面。6.挂篮的受力分析：主梁系在悬灌施工时主要承受底模系传来的竖向拉力，在挂篮走行时主要承受外滑梁前吊杆传来的竖向力和竖向弯矩。底模系承受悬灌箱梁施工荷载。外模系主要承受腹板混凝土产生的侧压力及翼板混凝土荷载。（1）荷载系数：有关荷载系数根据铁路桥涵设计和施工规范的规定，荷载系数取值如下：考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等因素的超载系数：1.05；浇筑混凝土时的动力系数：1.2；挂篮空载走行时冲击系数：1.3；浇筑混凝土和挂篮走行时的抗倾覆稳定系数：1.5；作用于挂篮上的荷载箱梁荷载. 按最重梁段考虑，2#块112.68t；施工机具及人群荷载2.5kPa；挂篮自重55.1t；风荷载800Pa；砼偏载箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取5m3，重量为13t。（2）荷载组合：荷载组合Ⅰ：砼自重+动力附加荷载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅱ：砼自重+砼偏载+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅲ：砼自重+风荷载+挂篮自重；荷载组合Ⅳ：砼自重+挂篮自重+施工机具及人群荷载；荷载组合Ⅴ：冲击附加荷载+风荷载+挂篮自重。荷载组合Ⅰ～Ⅲ用于挂篮强度及稳定性计算，荷载组合Ⅳ用于刚度计算，荷载组合Ⅴ用于挂篮走行验算。（3）结构分析计算：挂篮主桁结构内力与位移计算：挂篮主桁为空间桁架结构，杆件联结分刚性、铰接和半铰接节点，对于采用焊接节点可处理为刚性节点，对于仅在一个平面内转动而另一平面不能转动的销接视为半铰接。计算主桁内力和位移采用SAP2000计算。主桁杆件稳定分析：根据空间杆系计算出的内力，对各杆件按受拉受压分别进行计算，压杆采用相应的屈曲长度K1，分别计算出平面内和平面外的压杆稳定和局部稳定。其他构件计算：挂篮各种分配梁、销子、螺纹件、轨道等均采用手工计算。四、菱形挂篮的应用1.菱形挂篮安装程序：（1）清理弹线：清理0#段梁面，根据挂篮尺寸、桁架中心间距，以桥梁中心线为基准，将轨道中心线弹在梁面上；（2）找平铺轨：用水泥砂浆找平梁面，按设计间距铺设钢枕，用精扎螺帽穿入箱梁腹板竖向预应力筋，将钢枕固定。（3）安装轨道：找平、测距，将走行轨道锁定在钢枕上。（4）安装主构架：先将主桁架在地面拼装成为整体，用吊车将主桁架吊上梁面吊至桁架预定位置。（5）安装横向连接系：将挂篮上、下连接系拼装为整体，吊至主桁架上，与两个主桁架连接为整体。（6）后锚固定：将扁担梁放置在桁架后锚节点上，用φ32精扎螺纹钢穿过扁担梁与预埋在梁内的螺纹钢连接，用千斤顶张拉后将主桁架后端锚固在轨道梁上。（7）安装前上横梁：将提升千斤顶、钢吊带和前上横梁组拼成整体，吊至桁架前端连接固定。（8）安装后吊带：安装底锚垫梁，将后吊带穿过垫梁和箱梁底板，安装好。（9）安装底模架和底模板：在地面搭设平台支架，先放前后底横梁，再放底模纵向桁架，安装底模板，用卷扬机或滑轮组将底模系统提升就位。（10）安装外侧模：将外模架与模板组装成整体，穿入纵移滑梁，提升至箱梁翼缘板下，穿入悬吊钢筋，将侧模与底模连接。（11）调整立模标高：根据梁段设计尺寸、挂篮变形值和线形控制提供的数据，调整模板至立模标高。（12）安装内模系统：穿入内模滑移纵梁，安装内模骨架和模板，将悬吊杆件穿入箱梁顶板与内模横梁连接，前端与前上横梁连接，调整内模至设计位置。2.挂篮前移：在张拉压浆结束后即可前移。（1）接长并锚固挂篮轨道，在轨道表面放置镀锌铁皮、涂润滑油。拆下底模后吊带、松解内外模前后锚杆，并确认模板已经和混凝土脱离，内模和内模架落于降低的内滑梁上，外模板落于底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让后支座受力，放松底模前吊带，使底模离开梁体100mm左右。（2）进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂篮两轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况。（3）每片主桁架各用一个20t的倒链牵引，带动挂篮底模、侧模同步前移，滑行时对接缝进行处理。（4）到位后及时安装底模后吊带，内外滑梁吊杆和挂篮主桁架后锚固装置，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。五、菱形挂篮的挂篮加载试验1.挂篮预压的目的：挂篮的预压是对挂篮设计强度、刚度和稳定性的验证，对挂篮适应性的检验，也是对挂篮结构消除非弹性变形，并掌握弹性变形的直接方式，对理论计算的验证，同时检验挂篮的加工质量。作为连续梁线形控制及施工时调整底模的依据，便于发现加工中存在的问题和隐患，从而保证悬挂梁施工的安全。2.试验方法与步骤（1）试验方法：为了达到挂篮试验预压的目的和节约时间，经有关专家研究决定采用如下试验方法。选择一平整的场地，将一套挂篮的两片主桁架平放对置，并用水平仪抄平，后端用Ф32精轧螺纹钢锁定，前段用千斤顶对拉，按计算（设计）荷载的20%、50%、80%、100%逐级加载至最大使用荷载的1.3倍，检查各杆件焊缝有无开裂，同时记录力与位移的数据，根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，如果实测力与位移结果与计算分析的结构一致，说明挂篮设计与加工达到了预期的目的。（2）操作步骤：根据挂篮的尺寸和节点位置划线放样，并用砖砌筑高60cm的砖墩，顶上抹水泥砂浆，并用水平仪抄平，使所有砖墩高度一致。或者在每个支点处安放千斤顶，调整外露活塞的标高并用水平仪测量。将两片桁架水平放置在砖墩上（千斤顶）对称放置，并垫平。将桁架后端用4～6根Ф32精轧螺纹钢一端用锚具固定，另一端穿入千斤顶张拉。加载程序0 20% 50% 80% 100% 130% 卸载将各级荷载预先换算为油压表读数，以方便操作，节约时间。每次加载张拉时应测量前端螺纹钢的伸长量记录力与位移值。试验结束后相反程序卸载。3.挂篮荷载的计算挂篮加载试验，主要是通过测量挂篮在各级静力试验荷载作用下的变形，了解挂篮结构在工作状态时与设计期望是否相符。（1）荷载系数和施工荷载的确定按上述挂篮设计时有关数据进行计算。（2）记录和提供数据各级荷载每次加载数量大小和持荷时间；测量记录各级加载后的杆件位移量和累计位移量；杆件的焊缝有无开裂，杆件破坏；卸荷后及时测量桁架回复后的位移量。（3）试验结果与分析对试验结果和数据进行分析，准确确定挂篮桁架的弹性和非弹性压缩变形量；对挂篮试验结构进行分析评价，挂篮的受力情况和变形以及安全度进行评判。根据记录数据确定挂篮线性变形回归方程，可以计算出每一阶段不同混凝土重量挂篮的变形值，根据变形值调整挂篮标高，以利于连续梁桥的线性控制。六、菱形挂篮设计与施工体会（1）为保证挂篮的强度和刚度，并减少挂篮自重，挂篮各杆件特别是主桁架用材，应尽量选取高强轻质钢材，并便于加工，如16Mn 钢。（2）菱形挂篮取消尾部配重后应注意自锚的安全性，特别是前移时的抗倾覆稳定系数要大于2 。挂篮设计时应考虑其可重复使用性，经过简单处理后即可适应各种跨径和不同长度、宽度的箱梁施工。（3）设计挂篮时要考虑各道工序操作人员的作业空间，可在挂篮主桁上方设置遮阳（暖）雨棚，以改善工人工作环境。（4）该挂篮在实际应用中具有易于组装移动和模板调整简单的特点，挂篮的前移仅需3 h ，模板调整需4 h，每个节段平均施工周期6. 5 d，最快的节段5 d，为争取桥梁的总体工期创造了有利条件。七、结论（1）设计和施工相互结合，采用挂篮施工工艺可保证桥梁结构体系的刚度、强度、稳定性及耐久性并可降低工程总造价。（2）挂篮系统在桥梁施工中可节约脚手架、减少施工环节、加快施工进度、缩短施工周期。（3）挂篮系统自重轻、利用率和周转次数高，且施工作业面宽阔，便于钢筋、预应力管道安装以及预应力筋张拉。（4）挂篮系统在桥梁工程施工中，环境条件要求低，在跨越河流和交通繁忙的主干道的情况下可满足正常施工的要求。 菱形挂篮相关阅读: & &&欢迎转载分享 & 相关推荐小木虫 --- 500万硕博科研人员喜爱的学术科研平台
波形钢腹板组合箱梁的结构设计方法作者: 收集于网络
&摘　要　钢－混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛应用，其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。本文通过分析波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的构造特征和力学特性，阐述了这种新型组合结构的设计方法，并介绍了国外的桥梁实例。关键词　波形钢腹板　预应力混凝土　组合结构　结构设计１　引言　　随着体外预应力技术的日趋成熟和新型建筑材料的发展，许多国家的工程师都在对大跨径桥梁的主梁轻型化问题进行研究。在上世纪八十年代，法国首先设计并建造了以波形钢腹板代替箱梁的混凝土腹板的新型组合结构桥梁－Ｃｏｇｎａｃ桥，其后又相继建造了Ｍａｕｐｒｅ高架桥、Ａｓｔｅｒｉｘ桥和Ｄｏｌｅ等数座波形钢腹板的组合结构桥梁，该形式箱梁的典型结构如图１所示。自上世纪九十年代起，日本也对该类形式的桥梁进行了研究，在参考法国同类桥梁的基础上，先后修建了新开桥、本谷桥、松木七号桥等一系列桥梁，其中有连续梁桥，也有连续刚构桥，拓宽了其使用范围，发展了设计和施工技术。　　波形钢板即折叠的钢板，具有较高的剪切屈曲强度，用它作为混凝土箱梁的腹板，不但充分满足了腹板的力学性能要求，而且大幅度减轻了主梁自重，缩减了包括基础在内的下部结构所承受的上部恒载，还省去了施工时在腹板中布置钢筋、设置模板等繁杂的工作。此外，波形钢板纵向伸缩自由的特点使得其几乎不抵抗轴向力，能更有效地对混凝土桥面板施加预应力，提高了预应力效率。这种组合结构能减少工程量、缩短工期、降低成本，在施工性能和经济性能方面都具有很大的吸引力。２　设计方法　　当桥梁上部采用波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的结构形式时，和普通的钢筋混凝土箱梁桥一样，其设计需要针对施工和使用阶段的不同要求。施工阶段的计算要结合具体的施工形式，比如，连续梁桥可以采用悬臂施工、顶推法施工或其它的方法，主要的计算荷载有自重、预应力、混凝土不同龄期的收缩徐变、施工荷载等。使用阶段则要考虑汽车荷载、风荷载、温度荷载等。箱梁内通常同时设置体内和体外预应力，由混凝土顶板和底板内的体内预应力抵抗施工荷载和恒载，箱内的体外预应力用来抵抗活载。这样考虑的原因之一，是为了满足更换体外预应力钢束时结构的受力要求。２．１　纵向抗弯计算　　波形钢腹板在轴向力的作用下，轴向变形很大，表现出来的等效弹性模量很小。波形钢板在纵向的等效弹性模量和板厚、波纹形状有关，可由下式计算　　Ｅｘ＝αＥ(ｔ／ｈ)２（１）　　式中，Ｅｘ为等效轴向弹性模量；Ｅ为钢材的弹性模量；ｔ为钢板厚度；α为波纹的形状系数。根据此式，日本新开桥Ｅｘ＝Ｅ／６１７。已进行的模型实验和有限元计算的结果，进一步证实波形钢腹板在受弯时纵向正应力、正应变很小，可以忽略，即在进行截面抗弯设计时，只考虑混凝土顶板和底板的作用，并近似的认为混凝土顶板和底板内的纵向正应变符合线性分布规律，仍然按照平截面假定计算应力、布置预应力钢束。２．２　抗扭计算　　箱梁在偏心荷载作用下，截面将发生扭转变形。在混凝土腹板箱梁中，扭转的影响并不大，但在波形钢腹板箱梁中，由于腹板的弯曲刚度和混凝土顶板、底板相比小得多，这对截面扭转变形的影响显著增大，会在混凝土板内产生较大的扭转翘曲应力。到目前为止，关于波形钢腹板箱梁扭转刚度的计算还没有明确的结论。通过对建成的该类桥梁的技术总结和研究，日本工程师上平等人提出了一种计算其抗扭刚度的方法(２)&式中，Ｊｔ为抗扭刚度；Ａｍ为箱梁的横截面面积；ｂ１为箱体的宽度；ｈ１为波形钢腹板的高度；ｎｓ为钢材和混凝土剪切模量的比值；ｔ为构件的厚度；α为修正系数(３)实际设计当中，鉴于截面扭转刚度和横隔板布置有密切关系，在不过于增加主梁自重的前提下，适当增加横隔板数量并调整间距可以有效的保证箱梁抗扭刚度。２．３　波形钢腹板的应力计算　　波形钢腹板主要承受剪应力。在设计中可以偏保守地假定结构所有的剪应力都由波形钢腹板承受，忽略混凝土顶板和底板对剪应力的抵抗作用，从而计算出波形钢腹板所需的最小厚度。波形钢腹板不仅承受上述剪应力，同时也承受横向弯曲所引起的弯曲应力，因此必须对波形钢腹板的合成应力进行验算，公式为(４)&式中，σｂ为拉应力；σａ为抗拉强度；τｂ为剪应力；τａ抗剪强度；γ为安全系数，建议取值为１．２。２．４　波形钢腹板的屈曲稳定性计算　　波形钢腹板的屈曲破坏主要有三种模式(如图２所示)。　　（１）局部屈曲模式　　波形钢腹板的某一个波段部分出现屈曲破坏的现象。局部屈曲强度的计算可按下式　　(５)　　式中，τｃｒ?熏Ｌ为局部屈曲强度；Ｅ为钢材的弹性模量；ν为钢材的泊松比；ｂ为腹板的高度；ａ为波　　段长；Ｋ为屈曲系数，有　　(６)　　（２）整体屈曲模式　　波形钢腹板整体出现屈曲破坏的现象。整体屈曲强度的计算可按照下式　　(７)　　式中，τｃｒ?熏Ｇ为整体屈曲强度；β为波形钢腹板两端的固定度系数；Ｅ为钢材的弹性模量；Ｉｙ为ｙ轴的惯性矩；Ｉｘ为ｘ轴的惯性矩，ｔ为钢板的厚度；ｂ为腹板的高度。　　（３）合成屈曲模式　　波形钢腹板同时出现局部屈曲破坏和整体屈曲破坏的现象，是处于局部屈曲和整体屈曲中间的屈曲模式。合成屈曲强度由下式计算　　(８)式中，τｃｒ为合成屈曲强度；τｃｒ?熏Ｌ为局部屈曲强度；τｃｒ?熏Ｇ为整体屈曲强度。２．５　波形钢腹板和混凝土顶板、底板的连接　　模型实验表明，在加载后期，除了底板横向开裂外，波形钢腹板与底板交界处沿纵向开裂，随着裂缝的发展，结构刚度迅速降低，最终导致破坏，破坏特征为腹板和底板的连接部碎裂（如图３所示）。波形钢腹板和混凝土顶板、底板的连接直接关系到结构的承载力，是设计此类桥梁中非常关键的环节。　　对于连接部的设计，通常的做法是在波形钢腹板的上下端焊接钢制翼缘板，翼缘板上焊接剪力钉，使之与混凝土板结合在一起（图４－ａ）。还可以采用在钢腹板上钻孔，穿过钢筋，再在钢板的上下端部焊接纵向约束钢筋后埋入混凝土板的做法（图４－ｂ）。在此基础上，还可衍生出其它的连接方法。３　工程实例　　自１９９３年起，日本从法国引进了波形钢腹板组合结构的技术，目前，日本大力鼓励设计人员在主要高速公路中采用这种结构形式。　　正在建设中的中野高架桥是日本关西地区阪神高速公路段的一部分，为采用波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的四跨连续梁桥。全桥的立面布置见图５。主梁为单箱单室的变高度箱梁，同时设置了体外和体内预应力体系。支点梁高４．０～４．６ｍ，跨中梁高２．０～２．２ｍ，梁高按照二次抛物线变化。波形钢腹板采用抗拉强度４９０ＭＰａ、抗剪强度２０５ＭＰａ的耐腐蚀钢板，波长１．２ｍ，波高２００ｍｍ，钢板厚度９～１９ｍｍ。为了提高主梁的横向抗变形能力，除在支点和体外预应力的转向处设置横隔板，还在纵向的不同位置加设了横隔板。主梁截面和波形钢腹板的一般构造见图６。该桥的上部结构采用悬臂浇筑法施工，墩顶的０号节段长１２ｍ，在墩架上现浇。其余节段分别长３．６ｍ和４．８ｍ，均在挂篮上悬臂浇筑混凝土及拼装钢腹板。４　结语　　钢－混凝土组合结构桥梁的设计和建造在国内起步比较晚，尤其是本文介绍的波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥在国内尚无实桥。与此同时，法国、德国，尤其是日本相继建设了数座此种类型的桥梁，设计和施工技术日益成熟。波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁，特别适合于中、大跨径的连续梁桥。随着国内对这种结构的研究分析工作的开展，波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥将会在我国的桥梁建设中得到应用。参考文献〔１〕刘岚，崔铁万编译．本谷桥的设计与施工．国外桥梁，１９９９（３）：１８－２５〔２〕刘磊，钱冬生．波形钢腹板的受力行为．铁道学报，２０００（增）：５３－５６〔３〕近藤昌泰?熏等．波形钢腹板ＰＣ箱梁新开桥设计与施工．桥梁与基础（日），１９９４（９）：１３－２０〔４〕Ｍ&Ｅｌｇａａｌｙ，Ｒ&Ｗ&Ｈａｍｉｌｔｏｎ，Ａ&Ｓｅｓｈａｄｒｉ．Ｓｈｅａｒ&Ｓｔｒｅｎｇｔｈ&ｏｆ&Ｂｅａｍｓ&ｗｉｔｈ&Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ&Ｗｅｂｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ&ｏｆ&Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ&Ｅｎｇｉ-ｎｅｅｒｉｎｇ，ＡＳＣＥ，１９９６，１２２（４）：３９０－３９８〔５〕Ｍ&Ｅｌｇａａｌｙ，Ａ&Ｓｅｓｈａｄｒｉ，Ｒ&Ｗ&Ｈａｍｉｌｔｏｎ．Ｂｅｎｄｉｎｇ&Ｓｔｒｅｎｇｔｈ&ｏｆ&Ｓｔｅｅｌ&Ｂｅａｍｓ&ｗｉｔｈ&Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ&Ｗｅｂｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ&ｏｆ&Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ&Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡＳＣＥ，１９９７，１２３（６）：７７２－７８２&
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