CN102926330A - 一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法 - Google Patents

一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,属于桥梁施工中对大型桥梁悬浇箱梁施工,尤其适用于宽幅大断面整体挂篮悬浇施工的装置和方法。包括如下步骤:组装挂蓝,安装挂蓝系统,安装底模、安装侧模和翼缘板;采用本发明具有挂蓝本身自重轻巧、整体性好、稳定性好、柔性效果显著、便于移动,适用于宽幅大断面的桥梁悬臂浇筑施工。并且,本技术方案还具有安装、维修方便,移动速度快,不易倾覆的优点。

Description

一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法
技术领域
    本发明公开了一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,属于桥梁施工中对大型桥梁悬浇箱梁施工,尤其适用于宽幅大断面整体挂篮悬浇施工的装置和方法。 
背景技术
目前桥梁施工用的挂蓝大都采用三角形挂蓝或菱形挂蓝。这样的挂蓝都会出现以下缺陷:1、挂篮用钢量大,导致挂篮自重增加,对挂篮前移以及桥梁自身受力都有不利的影响。2、原设备在前移时,在宽幅挂篮施工中,主梁较多,每道主梁都需顶进,所需的操作人员较多,容易出现主梁不均匀前移的现象,对挂篮的整体性有所影响。3、原设备均为整套系统,运输、进场成本较高,配件没有富余,一旦施工中出现故障,维修费用大、时间长。4、原设备自重较大,成本高,不易及时修复,操作不便。 
随后出现了申请号为201110377664.6 ,申请日为2011年11月24日,公开日为2012年3月14日,发明名称为一种跨铁路既有线桥梁施工滚轴挂蓝及其使用方法的专利技术方案,该专利的技术方案是:跨铁路既有线桥梁施工滚轴挂蓝,其特征是在铺设的两条滑道上各安装一个前支腿与一个后支腿,前支腿直接放在滑道上,后支腿反扣于滑道上,在每个前支腿与后支腿上各安装一个主梁,主梁中部连接安装后上横梁, 立柱安装于主梁与后上横梁的交叉处,立柱设置于后上横梁上,后上横梁连接主梁,主梁连接立柱,立柱与主梁之间用斜拉杆连接,主梁、立柱与斜拉杆组成一个三角组合梁,在主梁前端连接安装前上横梁, 前上横梁与前下横梁及后上横梁与后下横梁分别连接,底模纵梁与前下横梁及后下横梁连接,立柱与立柱之间用立柱联结梁连接,在桥梁混凝土内预埋后锚杆, 扁担梁压在主梁后部并与后锚杆相连,主梁后设 置3-5根扁担梁,设根后锚杆对其进行锚固,在主梁下部后端设置一个后支腿并与滑道钢板紧切,前支腿上面安装3-5根圆钢滚轴并与主梁紧切; 本发明所述滚轴挂蓝的使用方法,其特征是: a.首先用后锚杆将滑道锚固牢固,然后拆除三角组合梁的后锚杆,这时三角组合梁由反扣轮组反扣在滑道上,防止三角组合梁倾覆,随后在三角组合梁前端用千斤顶将三角组合梁顶起,随即在前支腿上放置三根圆钢滚轴; b.解除后锚系统,保证各个锚固件连接可靠,在线路封锁情况下由倒链向前拉动将滚轴挂蓝滑移到位,前上横梁、前下横梁、后上横梁、后下横梁、底模纵梁同步滑移到位; c.滑道要铺设平整顺直,不得偏移,保证左右两侧均匀同步,保持反扣轮组始终反扣在滑道上,主梁前端要及时加垫,主梁后端设锚压紧,以免倾覆,主梁移到位后应及时锚固扁担梁; d.滚轴挂篮前移到位后,及时进行锚固,然后用千斤顶调整滚轴挂篮 的标高及中轴线,确保滚轴挂篮前后支点处于同一水平面上,并使整个滚轴挂篮的纵向中线与桥梁轴线重合,拧紧后锚连接件,将千斤顶卸载使后锚杆受力。 
    上述专利技术方案虽然解决了挂蓝移动倾覆的问题,但依然存在如下缺陷:1、由于挂蓝主桁采用的是三角形,这必须将挂蓝的高度做得足够高,否则,无法满足应力的要求,如此,势必加大挂蓝的自重;2、无法满足宽幅桥面的施工,如果照此方案实施,将追加三角挂蓝的个数,因此,在移动的过程中,每个挂蓝的位移会容易出现不一致的现象,给施工带来不必要的麻烦和难度;3、采用三角形挂篮,挂蓝的柔性度无法保证,给桥梁悬浇工艺加大了难度;4、并且,这种方案的工艺复杂,给安装、维修、拆除都带来了较大障碍。 
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种自重轻巧、整体性好、稳定性好、柔性效果显著,适用于宽幅大断面的桥梁施工的挂蓝。并且,本发明所述的挂蓝还具有安装、维修、拆除方便,移动速度快的优点。 
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是: 
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。
本发明所述主桁梁至少为两组,所述第一横梁和第二横梁横梁设置在主桁梁之间。 
本发明所述第一横梁设置在靠近反压梁的位置,第二横梁设置在远离反压梁的位置。 
本发明所述导向梁为两根,且与主桁梁平行并位于桥墩两侧。 
本发明所述第一下横梁位于桥墩下方与第一横梁平行,第二下横梁位于桥墩下方与第二横梁平行。 
首先,将主梁设置为三棱柱,且三棱柱的侧棱与桥梁本体的伸展方向一致,较以往的三角形、菱形挂蓝,大大提高了挂篮的柔性程度,这是因为三角形和菱形都不容易变形,而本发明利用了三棱柱的径向伸展,由此产生的抛物线变形,这种变形刚好与桥梁本体的抛物线伸展变形向吻合;主桁梁为三角主梁,采用多种组合型钢焊接而成,通过体内预应力增强了梁的刚度,减小了施工挠度,其刚度和强度满足施工要求,承受悬浇施工中的全部荷载,是挂篮最重要的构件; 
其次,由于主桁梁可以随桥面的宽度而增减,因此,满足了宽幅桥面的施工需要;
第三,主桁梁之间利用第一横梁和第二横梁连接,保证了主桁梁之间的整体性能;
第四,设置第一下横梁和第二下横梁,并且与第一横梁和第二横梁配合,进一步保证了主桁梁之间的整体性能,担任了承受箱梁钢筋混凝土及挂篮模板的重量的任务;
第五,反压梁用于主桁梁的锚固,承受所有施工荷载;
第六,导梁用于挂篮行走时,支撑整套模板前行,并且不发生偏移;
第七,本方案采用的主桁梁是架桥设备或龙门吊架所用的横梁,可以就地取材,反复使用,不但方便了安装、拆卸,而且实现了一梁多用,再,还实现了较以往的挂蓝重量轻的目的;
第八、主桁梁的移动过程中,悬空的部分自然弯曲,恰好与桥梁的弯曲幅度相应,减小了施工难度。
采用本发明可以满足设计和施工需要的理论依据如下: 
荷载计算
1、底篮平台计算
箱梁顶板采用钢管支架和方木,模板用竹胶板,荷载按1.8KN/m2计算,箱梁重量按腹板、底板高度和纵梁间距折算成线荷载加到纵梁上进行计算。
荷载分析表如下: 
   3#块高侧一根底板纵梁(间距0.8m)荷载分析表(不计入中间横隔墙部分)
  
Figure 268332DEST_PATH_IMAGE001
   3#块低侧一根底板纵梁(间距0.8m)荷载分析表(不计入中间横隔墙部分)
Figure 261696DEST_PATH_IMAGE002
    3#块高侧一根腹板纵梁(间距0.2m)荷载分析表(不计入中间横隔墙部分)
Figure 78342DEST_PATH_IMAGE003
  3#块低侧一根腹板纵梁(间距0.2m)荷载分析表(不计入中间横隔墙部分)
  3#块横隔墙部分一根腹板纵梁(间距0.2m)荷载分析表
Figure 151789DEST_PATH_IMAGE005
   3#块底篮底板纵梁最大剪力为20.1MPa<1.3*85Mpa=110.5Mpa (容许抗剪),最大弯曲组合应力为145.4MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa (容许抗弯)。强度满足要求。
    3#块底篮底板纵梁最大挠度22-14=8mm<6400/400=14mm,刚度要求。 
2、下横梁计算 
3#块底篮横梁最大剪力为54.6MPa<1.3*85Mpa=110.5Mpa (容许抗剪),最大弯曲组合应力为102.1MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa (容许抗弯)。强度满足要求。
3#块底篮底板纵梁最大挠度27.5-20.2=7.5mm<4000/400=10.0mm,刚度要求。 
3、前上横梁计算 
3#块底篮横梁最大剪力为65.1MPa<1.3*85Mpa=110.5Mpa (容许抗剪),最大弯曲组合应力为136.5MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa (容许抗弯)。强度满足要求。
3#块底篮底板纵梁最大挠度21.5mm<33000/400=82.0mm,刚度要求。 
4、外滑梁验算 
3#块外滑梁最大剪力为31MPa<1.3*85Mpa=110.5Mpa (容许抗剪),最大弯曲组合应力为40.4MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa (容许抗弯)。强度满足要求。
5、主桁架验算 
主桁承重系统采用6片三角桁架,材质为16Mn,允许应力为1.3*210=273Mpa。考虑到主桁与前上横梁实际传力情况,桁架考虑节点次弯矩,最大组合应力为178Mpa<1.3*210Mpa=273Mpa ,强度满足要求。
6、 挂篮主桁竖向变形 
三角主桁架在最重梁段作用下前支点最大竖向变形为15.3mm<20mm,满足施工要求。
7、浇筑时主桁抗倾覆计算 
浇注砼时的抗倾覆计算:根据上述计算结果,主纵梁后锚在浇注3#块5.0米节段砼时锚力最大,主桁架后锚力最大P1=593.1KN,由电算模型可知:
前支倾覆力P=736.5KN
倾覆弯矩M=P*L=736.5*5.9=4345.35 KN.m
后锚共设4根Φ32精轧螺纹筋(PSB930),其抗力达到P1=4*550=2200KN
抗倾覆弯矩M1=P1*L1=2200*5.2=11440KN.m
抗倾覆系数为K=M1/M=2.63>2,满足规范要求。
8、吊杆验算 
横梁吊杆验算
由计算可得底篮吊杆的最大拉力为344.58KN:
底篮吊杆采用直径32mm、抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢筋, A=804.2mm2  σ=N/A =344.58/804.2=428.48MPa<f/2=465Mpa,吊杆满足规范2倍的安全系数。
9、滑梁吊杆验算 
    由计算可得滑梁吊杆的最大拉力为31KN:
吊杆采用直径32mm、抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢筋,A=804.2mm2  
σ=N/A =31/804.2=38.54MPa<f/2=392.5MPa
故吊杆满足规范2倍安全系数的要求。
10、锚固系统验算 
从计算结果可以得到,一个后锚点的最大锚固力为593.1KN,采用4根直径32mm、抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢筋。
A=804.2mm2×4=3216.8mm2
σ=N/A =593.1/3216.8=184.4MPa<f/2=392.5MPa
故后锚钢筋满足规范2倍安全系数的要求
11、挂篮行走验算
挂篮行走受力分析
挂篮行走时,底篮平台前端还是通过前吊杆吊在前上横梁上,后端通过底模滑梁吊在后上横梁上。侧模支架通过外滑梁行走。外滑梁和底模滑梁前端吊在前上横梁上,后端吊在已浇筑好的梁段上。
12、下横梁 
行走时下横梁最大弯曲组合应力为52.4MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa。强度满足要求。
   大挠度15.2mm<33000/400=82.0mm,刚度要求。 
13、滑梁 
行走时下横梁最大弯曲组合应力为27.3MPa<1.3*145Mpa=188.5Mpa。强度满足要求。
   大挠度14.1mm<7000/400=17.5mm,刚度要求。 
14、行走吊杆 
由计算可得滑梁吊杆的最大拉力为131.9KN:
吊杆采用直径32mm、抗拉强度标准值为930MPa的精轧螺纹钢筋,A=804.2mm2  
σ=N/A =131.9/804.2=164.01MPa<f/2=392.5MPa,故吊杆满足规范2倍安全系数的要求。
15、反扣轮 
单片主桁行走受力:后锚反扣轮167.2KN   前支座385.19KN
反扣轮轴直径为60mm,材质为45#钢调质,受力模型为短悬臂梁,
 16*167200/(3*3.14*60*60)/4 =19.7MPa< 196MPa  满足要求。
抗弯强度计算:M=P.a=167.2*0.05/4=2.1kN .m 
Figure 197160DEST_PATH_IMAGE007
σ=
Figure 472283DEST_PATH_IMAGE008
=2100000/21195=99.1MPa<1.3*360MPa=468 MPa (容许抗弯)
反扣轮吊带销轴采用贝雷销,材质为30CrMnTi,容许抗剪力为844kN(单剪),远大于反扣轮受力167.2/2=83.36kN,吊带主销轴为直径80mm的调质钢,这里不再验算。
16、行走主桁抗倾覆计算 
挂篮走行时的抗倾覆计算:根据走行工况计算结果,主纵梁后走反扣轮锚力N=167.2KN, 由电算模型可知:
倾覆力P=126.194KN,M=P*L=126.194*5.8=731.925KN.m
反扣轮轴直径为60mm,材质为45#钢调质,受力模型为短悬臂梁,单只轮子最大抗力Q=125*3*3.14*60*60/16=265KN
则4只轮子抗倾覆力矩M=4*265*5=5300KN.M
反扣轮抗倾覆系数K=M1/M=5300/731.925=7.2>2,满足规范要求。
基于前述计算,得到以下结论: 
①挂篮主桁架,前横梁构件强度、刚度、整体稳定和局部稳定都能满足规范设计要求。
②挂篮吊杆以及锚固系统验算表明,精轧螺纹钢吊杆以及后锚吊杆都能满足规范设计要求。 
附图说明
图1是挂蓝的平面示意图; 
图2是挂篮A--A断面示意图;
图3是挂篮B--B断面示意图;
图4是挂篮I--I平面示意图;
图5是挂篮分剖面示意图。
图中:  1、桥墩   2、主桁梁    3、反压梁     4、连接杆 
5、第一横梁        6、第二横梁      7、10、导向梁     
8、第一下横梁      9、第二下横梁
具体实施方式
实施例1
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。
实施例2
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。所述主桁梁至少为两组,所述第一横梁和第二横梁横梁设置在主桁梁之间。
实施例3
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。所述主桁梁至少为两组,所述第一横梁和第二横梁横梁设置在主桁梁之间。所述第一横梁设置在靠近反压梁的位置,第二横梁设置在远离反压梁的位置。
实施例4
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。
所述主桁梁至少为两组,所述第一横梁和第二横梁横梁设置在主桁梁之间。所述第一横梁设置在靠近反压梁的位置,第二横梁设置在远离反压梁的位置。所述导向梁为两根,且与主桁梁平行并位于桥墩两侧。 
实施例5
一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁和用于固定主桁梁于桥墩的反压梁,所述主桁梁为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆;
B、在桥墩上安装用于主桁梁移动的导向梁和行走小车,主桁梁的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁;
C、安装用于固定主桁梁和桥墩的第一横梁和第二横梁;
D、安装用于连接主桁梁的第一下横梁和第二下横梁;
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。
所述主桁梁至少为两组,所述第一横梁和第二横梁横梁设置在主桁梁之间。 
所述第一横梁设置在靠近反压梁的位置,第二横梁设置在远离反压梁的位置。所述导向梁为两根,且与主桁梁平行并位于桥墩两侧。所述第一下横梁位于桥墩下方与第一横梁平行,第二下横梁位于桥墩下方与第二横梁平行。 

Claims (5)

1.一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将挂蓝吊装至桥墩,测量定位;所述挂蓝包括主桁梁(2)和用于固定主桁梁(2)于桥墩的反压梁(3),所述主桁梁(2)为底面呈等腰三角形的三棱柱,三棱柱相邻两侧棱之间设置有连接杆(4);
B、在桥墩(1)上安装用于主桁梁(2)移动的导向梁和行走小车,主桁梁(2)的侧棱与导向梁之间设有连接杆,安装反压梁(3);
C、安装用于固定主桁梁(2)和桥墩(1)的第一横梁(5)和第二横梁(6);
D、安装用于连接主桁梁(2)的第一下横梁(8)和第二下横梁(9);
E、安装底模;
F、安装侧模和翼缘板;
G、挂篮安装后,用经纬仪对中,拨正挂篮中线位置,抄平挂篮。
2.根据权利要求1所述的一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于,所述主桁梁(2)至少为两组,所述第一横梁(5)和第二横梁(6)横梁设置在主桁梁(2)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于:所述第一横梁(5)设置在靠近反压梁(3)的位置,第二横梁(6)设置在远离反压梁(3)的位置。
4.根据权利要求3所述的一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于:所述导向梁为两根(7)、(10),且与主桁梁(2)平行并位于桥墩(1)两侧。
5.根据权利要求4所述的一种适用于桥梁施工用挂蓝的安装方法,其特征在于:所述第一下横梁(8)位于桥墩(1)下方与第一横梁(5)平行,第二下横梁(9)位于桥墩(1)下方与第二横梁(6)平行。
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