產(chǎn)品詳情
山東掛籃租賃、安徽掛籃租賃、浙江掛籃租賃、菱形掛籃、小鋼模租賃、鋼模板加工
施工隊(duì)采購(gòu)低價(jià)。
1.懸臂澆筑法(Cast-in-place Cantilever bbbbbb)
概念:指的是在橋墩兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置工作平臺(tái),平衡地逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝土梁體,并逐段施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。主要設(shè)備是一對(duì)能行走的掛籃,掛籃在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動(dòng),綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、施預(yù)應(yīng)力都在其上進(jìn)行。完成本段施工后,掛籃對(duì)稱向前各移動(dòng)一節(jié)段,進(jìn)行下一對(duì)梁段施工,循序前行,直至懸臂梁段澆筑完成。
發(fā)展:20世紀(jì)60年代由前西德首先使用以來。掛籃作為懸臂灌筑施工的主要設(shè)備已有多種類型,有些國(guó)家如日本、法國(guó)等已有定型的系列化產(chǎn)品。我國(guó)從80年代開始使用這種技術(shù)以來,也已取得了巨大的成就。
澆筑梁段順序:
(1)在墩頂托架或贗架上澆筑0號(hào)塊并實(shí)施墩梁臨時(shí)固結(jié);
(2)在0號(hào)塊段上安裝懸臂掛籃,向兩側(cè)依次對(duì)稱分段澆筑主梁至合龍前段;
(3)在支架上澆筑邊跨主梁合龍段;
(4)最后澆筑中跨合龍段形成連續(xù)梁體系。
注意:在梁段混凝土澆筑前,應(yīng)對(duì)掛藍(lán)等進(jìn)行全面檢查,經(jīng)簽認(rèn)后方準(zhǔn)澆筑。
張拉及合龍注意要點(diǎn):
1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸臂筑施工中,頂板、腹板縱向預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序一般為上下、左右對(duì)稱張拉,設(shè)計(jì)有要求時(shí),按照設(shè)計(jì)要求。
2、澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁合龍順序一般是先邊跨、后次跨、再中跨。
3、連續(xù)梁(T構(gòu))的合龍、體系轉(zhuǎn)換和支座反力調(diào)整應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)合龍段的長(zhǎng)度宜為2米;
(2)合龍前應(yīng)觀測(cè)氣溫變化與梁端高程及懸臂端間距的關(guān)系;
(3)合龍前應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定,將兩懸臂端合龍口予以臨時(shí)連接,并將合龍跨一側(cè)墩的臨時(shí)錨固放松或改成活動(dòng)支座;
(4)合龍前,在兩端懸臂預(yù)加壓重,并于澆筑混凝土過程中逐步撤除,以使懸臂端撓度穩(wěn)定。
4、 高程控制
預(yù)應(yīng)力混凝土連接梁合攏順序一般是先邊跨,后次跨,在中跨。
預(yù)應(yīng)力混凝土連接梁支座反力調(diào)整,按設(shè)計(jì)要求程序施工。
2.掛籃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
(一)掛籃的組成
組成部分:承重結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)、錨固裝置、走行系統(tǒng)和工作平臺(tái)。承重結(jié)構(gòu)是掛籃的主要受力構(gòu)件,它承受施工設(shè)備和新澆筑節(jié)段混凝土的全部重量,并通過支點(diǎn)和錨固裝置將荷載傳到已施工完成的梁身上。
掛籃的走行系統(tǒng)可用軌道或四氟乙烯滑板,牽引動(dòng)力一般用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī),它包括前牽引裝置和尾索保護(hù)裝置。為保證澆筑混凝土?xí)r掛籃有足夠的抗傾覆穩(wěn)定性,往往在掛籃的尾部設(shè)置后錨固,一般通過埋在梁肋內(nèi)的豎向預(yù)應(yīng)力筋實(shí)現(xiàn),當(dāng)后錨能力不夠時(shí),也可采用尾部壓重等措施。
掛籃的主要功能是支撐模板,承受新澆混凝土重量,由工作平臺(tái)提供張拉、灌漿的場(chǎng)地,調(diào)整標(biāo)高。因此掛籃不僅要求有足夠的強(qiáng)度保證,還要有足夠的剛度及穩(wěn)定性,自重輕,移動(dòng)靈活,便于調(diào)整標(biāo)高等。
(二)掛籃結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)
1)平行桁架式掛籃
上部結(jié)構(gòu)一般為一等高桁梁;
受力特點(diǎn):底模平臺(tái)及側(cè)模支架所承荷重均由前后吊桿垂直傳至桁架節(jié)點(diǎn)和箱梁底板上,故又稱吊籃式結(jié)構(gòu),桁架在其后端用壓重或錨固或二者兼之來解決傾覆穩(wěn)定問題,桁架本身為受彎結(jié)構(gòu)。
2)平弦無(wú)平衡重掛籃
平弦無(wú)平衡重掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)上,取消壓重,在主桁架上部增設(shè)前后上橫桁架,根據(jù)需要,其可沿主桁縱向滑移,并在主桁橫移時(shí)吊住底模平臺(tái)及側(cè)模架。由于掛籃底部荷重作用在主桁架上的力臂減少,大大減少了傾覆力矩,故不需平衡壓重,其主桁后端則通過梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固主梁頂板上。
3)弓弦式掛籃
弓弦桁架掛籃的主桁架外形似弓形,故認(rèn)為是從平行桁架式掛籃演變而來,除具有桁高隨彎矩大小變化,受力合理的特點(diǎn),還可在安裝時(shí)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)施應(yīng)力以消除非彈性變形,故也可取消平衡重,所以一般重量較輕。
4)菱形掛籃
菱形掛籃可認(rèn)為是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化而來,其上部結(jié)構(gòu)為菱形,前部伸出兩伸臂小梁,作為掛籃底模平臺(tái)和側(cè)模前移的滑道,其菱形結(jié)構(gòu)后端錨固于箱梁頂板上,無(wú)平衡壓重,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故大大減輕自身靜荷。
5)滑動(dòng)斜拉式掛籃
該掛籃在力學(xué)體系方面有較大突破,其上部采用斜拉式體系代替梁或桁架式結(jié)構(gòu)的受力,而由此引起的水平分力,通過上下限位裝置承受,主梁的縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持。其底模平臺(tái)后端仍吊掛或錨固于箱梁底板之上。
6)三角形組合梁掛籃
三角形組合梁掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)之上,將受彎桁架改為三角形組合梁結(jié)構(gòu)。又由于其斜拉桿的拉力作用,大大降低了主梁的彎矩從而使主梁能采用單構(gòu)件實(shí)體型鋼,由于掛籃上部結(jié)構(gòu)輕盈,除尾部錨固外,還需較大壓重。其底模平臺(tái)及側(cè)模支架等的承重傳力與平行桁架式掛籃基本相同。
7)自承式掛籃
自承式掛籃分為兩種,一種是模板支承在整體桁架上,桁架用銷子和預(yù)應(yīng)力筋掛在己成箱梁的前端角上,灌注混凝土?xí)r主梁和走行桁架移至一邊,掛籃前行時(shí)再安上,吊著空載的模板系統(tǒng)前移。另一種是將側(cè)模制成能承受巨大壓力的剛性模板。通過梁上的水平及豎直應(yīng)力筋拉住模板來承擔(dān)混凝土重,走行方法與前者相同,由臨時(shí)吊車懸吊著模板系統(tǒng)前移到下一梁段。這種方法對(duì)跨度不很大的等高箱梁較為適宜。
8)牽索式掛籃
在斜拉橋的施工中,利用斜拉主索牽掛掛籃,其承重結(jié)構(gòu)不再支承在已灌筑梁段頂面,而是懸掛于已成梁段的下面,通過牽索系統(tǒng)將掛籃前端的垂直荷載直接傳到斜拉橋的主塔上,這是它的最大特點(diǎn)。
(三)各類掛籃的適用性
國(guó)內(nèi)外掛籃正向輕型方向發(fā)展。
掛籃設(shè)計(jì)主要控制指標(biāo)為:掛籃的總用鋼量與最大塊件之比值K1、主桁架用鋼量與最大塊件重量之比值K2。K1值愈低,表示整個(gè)掛籃設(shè)計(jì)愈合理,K2值愈低,表示掛籃承重構(gòu)件的受力愈合理,使用材料愈節(jié)省。
國(guó)內(nèi)對(duì)掛籃所用材料數(shù)量常用一個(gè)系數(shù)即掛籃利用系數(shù)來表示:
掛籃利用系數(shù)=澆筑最大梁段混凝土重量/掛籃總重
(1)制式桿件組拼的桁架式掛籃
國(guó)內(nèi)早期掛籃一般使用的是由制式桿件(萬(wàn)能桿件、軍用梁等)組拼的桁架式掛籃。由于其自重大,包括壓重可達(dá)3000kN(如武漢江漢大橋掛籃重2870kN),所以其走行系統(tǒng)常用車輪對(duì)臺(tái)車。又因?yàn)殍旄叩募s束,各桿件的應(yīng)力水平較高,隨之而來的就是前吊點(diǎn)下?lián)隙却螅瑥?fù)雜的空間結(jié)構(gòu)引起的非彈性變形大,使用時(shí)需要進(jìn)行預(yù)壓以便消除非彈性變形,增加了施工的難度,延誤了寶貴的工期。并且,此時(shí)的掛籃大多使用平衡重,所以這些掛籃利用系數(shù)一般較小。
平弦無(wú)平衡重掛籃由于主桁上部的上橫桁可根據(jù)需要沿縱向移動(dòng),并在主桁橫移時(shí)吊住模板系統(tǒng),故可取消壓重,具有一定優(yōu)點(diǎn),但由于其并未從根本上克服平行桁架式掛籃機(jī)構(gòu)龐大,自身靜荷較大的缺點(diǎn),應(yīng)用不是很廣泛。
弓弦式掛籃桁高隨彎矩大小而變化,受力較合理,而且自重較輕,對(duì)不想一次性投入過多的施工單位有一定吸引力,但其缺點(diǎn)是桿件數(shù)量多、制作安裝都較麻煩,且易丟失。
(2)使用型鋼制造的桁架式掛籃
隨著掛籃使用經(jīng)驗(yàn)的豐富、對(duì)其功能認(rèn)識(shí)的深入及對(duì)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和借鑒,發(fā)展到使用型鋼及鋼板加工制造掛籃。菱形掛籃和三角形掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力合理和一次移動(dòng)到位等特點(diǎn),較受歡迎。這兩種掛籃形式近10年來得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)帶動(dòng)與掛籃施工相適應(yīng)的橋型設(shè)計(jì)的發(fā)展,如雙向預(yù)應(yīng)力、三向預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。這一時(shí)期的掛籃主要是無(wú)平衡重型的。由于取消了平衡重,掛籃重量大大減輕,其利用系數(shù)成倍上升,達(dá)到2.5~2.9。
(3)斜拉式掛籃
滑動(dòng)斜拉式掛籃,這是目前利用系數(shù)最大的一種掛籃。它改變了垂直吊桿掛籃工作時(shí)的前端荷載要通過主桁架的懸臂部分傳給已澆梁段而對(duì)主桁架的強(qiáng)度、剛度要求高的傳力機(jī)制,而是將掛籃工作時(shí)的前端荷載通過斜拉桿直接傳給已澆梁段,從而降低了對(duì)主梁的強(qiáng)度、剛度要求,使主梁懸臂部分的功能變成主要是懸吊空載時(shí)的模板系統(tǒng),減少了材料用量,也就減輕了模板的重量。由于這種掛籃具有用料省、加工簡(jiǎn)單及對(duì)0號(hào)塊的長(zhǎng)度要求短等優(yōu)點(diǎn),所以近年應(yīng)用較多。但是,這種掛籃由于斜拉桿的斜拉力使底模縱梁和主梁中分別存在壓力和拉力,因此需要在底縱梁和主梁的尾部設(shè)置限位器和限位板,增加了操作上的難度。使用這種掛籃的施工程序比使用垂直吊桿式掛籃稍顯復(fù)雜,需要在每一個(gè)循環(huán)中增加安裝拆卸斜拉桿、安裝拆卸限位器、安裝拆卸限位板的工序。而且當(dāng)跨度和梁高都較大時(shí),由于斜拉桿長(zhǎng)度較大,彈性伸長(zhǎng)較大,上下限位裝置的水平力隨之增大,故使其應(yīng)用也受到一定的限制。預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃利用梁部結(jié)構(gòu)本身的預(yù)應(yīng)力束拉緊剛性模板,使得臨時(shí)設(shè)施數(shù)量大大減少,但因?qū)儆谰媒Y(jié)構(gòu)和臨時(shí)結(jié)構(gòu)相結(jié)合,需設(shè)計(jì)、施工,乃至建設(shè)單位意見統(tǒng)一方可采用。此外,對(duì)于預(yù)應(yīng)力束在錨固系統(tǒng)時(shí)的錨下控制張拉力、錨具的可靠度、錨具對(duì)預(yù)應(yīng)力束的刻壓損失等問題都應(yīng)綜合予以考慮,既能安全地完成懸灌作業(yè),又能保證預(yù)應(yīng)力束在運(yùn)營(yíng)期間的耐久性和可靠度。
其它幾種掛籃結(jié)構(gòu)形式中,三角型組合梁式掛籃雖然較平行桁架式掛籃輕,但仍需一定的壓重,故應(yīng)用受一定限制。自承式掛籃的兩種形式本質(zhì)上與預(yù)應(yīng)力斜拉式掛籃并無(wú)很大區(qū)別,唯一不同的只是預(yù)應(yīng)力筋采用特殊設(shè)計(jì),并配置必要的定位銷和鋼銷。
3.常用掛籃的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和力學(xué)分析
(一)菱形掛籃和三角形掛籃
(1)菱形掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造
菱形掛籃主要由菱形桁架、懸吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉操作平臺(tái)五部分組成。
菱形桁架
菱形桁架是掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)。主桁構(gòu)架豎放于箱梁腹板位置,構(gòu)架的片數(shù)可根據(jù)主梁的截面特性來定,一般為兩片,也有多片的,如吳忠黃河大橋菱形掛籃采用三片構(gòu)架;主要桿件通常由兩片槽鋼組焊而成,槽鋼的截面由結(jié)構(gòu)分析確定;各桿件間的聯(lián)結(jié)為栓接、焊接或銷接。主桁構(gòu)架間用槽鋼或角鋼組成的橫聯(lián)連接,在主桁前端節(jié)點(diǎn)處放置一根用2根工字鋼組焊成的橫梁,上設(shè)吊點(diǎn),以做懸吊底模平臺(tái)和內(nèi)外?;河?,該橫梁同時(shí)起到將主桁架連成整體的作用。
懸吊系統(tǒng)
由螺旋千斤頂、扁擔(dān)梁、吊帶或吊桿組成,用于懸掛模板系統(tǒng),調(diào)整模板的標(biāo)高。前后吊帶(桿):前吊帶的作用是為底模平臺(tái)提供前吊點(diǎn),其承受幾乎一半的掛籃荷載。當(dāng)待灌段混凝土重量較大時(shí),一般采用吊帶,否則用吊桿。吊帶一般用16Mn或性能更好的鋼板并布設(shè)銷孔而成,一般為3m段,分段間用銷軸連接,以適應(yīng)不同梁高的需要。當(dāng)采用吊桿時(shí),鋼材一般用冷拉Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋。每根吊帶或吊桿在橫梁上放2臺(tái)千斤頂通過扁擔(dān)梁調(diào)整底模標(biāo)高。后吊帶從箱梁的底板預(yù)留孔中穿過,一般用16Mn鋼板上布調(diào)節(jié)孔或45號(hào)鋼棒螺帽形成,下端與底模平臺(tái)相連,上端2臺(tái)千斤頂和扁擔(dān)梁或螺帽支承在箱梁底板頂面上。后吊帶的作用是承受掛籃一半的荷載并將其傳至箱梁底板。
模板系統(tǒng)
由外側(cè)模、內(nèi)模和底模等幾部分組成。箱梁外側(cè)模一般采用整體鋼制大模板,當(dāng)梁高變化較大時(shí),可沿梁高分為3塊左右,以隨梁高變化拆裝調(diào)整。外側(cè)模支承在外模走行梁上,走行梁前端通過吊桿懸吊在已澆好的箱梁頂板預(yù)留孔上,后吊桿與走行梁間設(shè)有后吊架,其上裝有滾動(dòng)軸承,掛籃行走時(shí)外模走行梁與外模一起沿后吊架滑行。內(nèi)模一般通過模架放置在兩根內(nèi)模走行梁上,走行梁前端吊在桁架橫梁上,后端吊在已澆梁段頂板的預(yù)留孔上方,內(nèi)??裳刈咝辛夯校怯缣幫?,平面部分可用組合鋼模或木模釘鐵皮。底模由底模架、底橫梁及模板組成,通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點(diǎn)、已澆梁段和外模走行梁上,隨主桁一起前移,底模架由型鋼組焊成桁架,底橫梁由工字鋼組焊成格構(gòu)式梁,底模一般用木模外釘鐵皮形成。
張拉操作平臺(tái)
張拉操作平臺(tái)通過鋼絲繩懸吊在菱形桁架的前端小懸臂梁上,一般用角鋼和鋼筋組成,平臺(tái)平面鋪以木板供作業(yè)人員站立行走??捎檬謩?dòng)胡蘆調(diào)整其高度。匯容重工,掛籃租賃。
走行系統(tǒng)
掛籃走行系統(tǒng)分為桁架走行系統(tǒng)、底模、外模走行系統(tǒng)及內(nèi)模走行系統(tǒng)。桁架走行系統(tǒng)布置為:在主桁構(gòu)架下的箱梁頂面鋪設(shè)用鋼板組焊的軌道,軌道用豎向預(yù)應(yīng)力筋通過短梁固定,軌道頂面放置前后支座,支座與桁架節(jié)點(diǎn)栓接,前支座沿軌道滑行(支座與軌道間墊四氯乙烯板),后支座以反扣輪(或后勾板)的形式沿軌道預(yù)板下緣滾(滑)動(dòng),不需加設(shè)平衡重。走行時(shí)用2個(gè)5T手動(dòng)葫蘆縱向牽引即可。軌道分節(jié)以便向前倒用。懸臂灌筑前,需要Ⅳ級(jí)冷拉精軋鋼筋將軌道上鋼軌與桁架后節(jié)點(diǎn)錨固,使后支座反扣輪不受力。底模及外模與主桁同步行走。具體步驟為:脫模前用手動(dòng)葫蘆將底模架吊在外模走行梁上,解除后吊帶,脫模后,底模隨桁架一起向前走行。內(nèi)模脫模后,內(nèi)模架落在走行梁上,人工用手動(dòng)葫蘆即可將其移至下一梁段。
(2)菱形掛籃的力學(xué)分析
從整體看,掛籃荷載有一半左右通過前吊帶(或吊桿)傳至主桁上節(jié)點(diǎn),菱形桁架以鉸接模式計(jì)算桿力,其前下節(jié)點(diǎn)支于箱梁頂板前側(cè),后下節(jié)點(diǎn)則通過豎向預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)埋鋼筋錨于梁上。
(3)三角形掛籃
三角形掛籃除主桁架結(jié)構(gòu)形式與菱形掛籃不同外,其它構(gòu)造與菱形掛籃完全相同,在此不作詳述 掛籃租賃。
(二)滑動(dòng)斜拉式掛籃
(1)掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造 滑動(dòng)斜拉式掛籃的主要結(jié)構(gòu)是:主梁(縱梁)、各種橫梁、斜拉帶系、模板系統(tǒng)(包含底模、側(cè)模及內(nèi)模)、滑梁、上下限位裝置等。主梁是掛籃的主要受力結(jié)構(gòu)之一,承受梁段混凝土及模板系統(tǒng)等重量。每根主梁由兩根工字鋼組合而成,其通過鋼墊板、枕木等墊在橋面上。主梁后部在兩工字鋼間用豎向預(yù)應(yīng)力筋通過壓緊器錨固在已灌梁段的頂面,主梁尾部連接限位壓板,仍用豎向預(yù)應(yīng)力壓緊在橋面上,以限制主梁在重載時(shí)前移。
上橫梁及斜拉橫梁由槽鋼拼接(或焊接)而成,前者除把主梁連成整體外,主要用來吊掛內(nèi)外模板系統(tǒng),后者將斜拉帶傳來的底模及灌筑梁段混凝土重量再傳遞到主梁。斜拉帶是掛籃最關(guān)鍵的構(gòu)件,一般用16Mn或其它性能更優(yōu)的鋼板制成,每一拉桿一般作成4~5段,各段端部設(shè)有銷孔,組成時(shí)用鋼銷聯(lián)結(jié)成整體。并可隨梁高的變化增減。斜拉帶上端通過元寶梁固定在斜拉橫梁上。元寶梁下置放兩組千斤頂,用以調(diào)節(jié)底模標(biāo)高。模板系統(tǒng)由內(nèi)模、外模及底模組成,內(nèi)模模架用型鋼栓接或焊接而成,模板可用木模外包鐵皮或組合鋼模和填充木模組成,內(nèi)頂??裳貞业踉陧敯孱A(yù)留孔上的型鋼滑道前移,也可用調(diào)高支柱支撐在底模上,以便適應(yīng)梁高變化。外側(cè)模及支架通過滑梁吊掛在掛籃橫梁上,外模以鋼制大模板為宜。底模固定在底模平臺(tái)上,底模平臺(tái)由縱梁和前后下橫梁組成,前下橫梁與斜拉桿鉸接,后下橫梁通過后下錨桿錨固在箱梁底板上?;河蓛蓚€(gè)槽鋼組成,其后端通過吊桿或吊索吊掛在箱梁頂板外翼緣上,而當(dāng)掛籃移動(dòng)前,滑梁則除掉后吊點(diǎn),落于側(cè)模支架的滾筒上由前吊桿帶動(dòng)與主梁一起前移就位。上限位器如前所述,下限位器設(shè)于下橫梁后側(cè),分為豎直和斜向兩種,其與底模平臺(tái)頂緊,以承受傳來的水平力。當(dāng)限位器為豎直時(shí),在水平力作用下其受彎,受力狀況較差,但錨固桿較短。當(dāng)為斜向設(shè)置時(shí),其以受拉力為主并兼受少量彎矩,受力狀況大大改善,但錨固桿相應(yīng)加長(zhǎng),拆裝不太方便。
(2)滑動(dòng)斜拉式掛籃的力學(xué)分析
灌筑梁段混凝土的重量落于底模平臺(tái)上,掛籃租賃其前端通過鉸將此力及底、側(cè)模重力傳至斜拉桿,后端通過后錨桿將垂直力傳至箱梁底板混凝土上。由于斜拉桿為拉力桿,故其軸向力分解為垂直力和水平力,其水平力通過底平臺(tái)縱梁傳至尾部,由下限位器承擔(dān)。同理,斜拉桿在上部將軸向力傳至上橫梁進(jìn)而傳至上主梁,其垂直分力由主梁傳至箱梁頂板,水平分力則由主梁傳至上限位器,并由豎向預(yù)應(yīng)力筋壓緊限位拉板與混凝土橋面間產(chǎn)生的摩擦力平衡。掛籃底模及側(cè)模前移時(shí)的重力全部由滑梁承受。
(三)弓弦式掛籃
(1)掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造
弓弦式掛籃由弓弦桁架、前吊桿及后錨栓、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等四部分組成。
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桁架弧桿全為拉桿,腹桿全為壓桿,兩者均用萬(wàn)能桿件N1桿組拼而成,弓弦桿用槽鋼組拼,并與弧桿鉸接,其余用節(jié)點(diǎn)板螺栓連接。主桁片設(shè)于箱梁腹板上方,兩桁片間以萬(wàn)能桿件平聯(lián)連接,后錨梁亦為兩槽鋼組拼成的空腹工字型梁。為消除桁架拼裝時(shí)產(chǎn)生的非彈性變形,對(duì)桁架施預(yù)應(yīng)力,使弦桿上翹,同時(shí)改變了桁架的受力。 掛籃租
②前吊桿及后錨栓,前吊桿全部采用冷拉Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋,按設(shè)計(jì)預(yù)留上拱度,用螺栓連接于桁架前桁梁與底模前橫梁上,將掛籃一半左右的荷載傳至桁架上。后錨栓采用Ⅳ級(jí)冷拉精軋螺紋鋼筋或45號(hào)鋼棒,除后橫梁預(yù)留調(diào)升標(biāo)高的千斤頂位置外,其余部位通過后錨栓施以一定的預(yù)拉力,使模板產(chǎn)生預(yù)壓彈性變形,密貼于已灌箱梁底而不漏漿,后錨栓承擔(dān)掛籃一半左右的荷載并將其傳至箱梁底板上。
③模板系統(tǒng)的外模、內(nèi)模及頂板底模與滑動(dòng)斜拉式掛籃的結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本相同。
④走行系統(tǒng):分為弓弦桁架走行系統(tǒng),底模、外模走行系統(tǒng)及內(nèi)模走行系統(tǒng)三部分。弓弦桁架走行系統(tǒng)與菱形掛籃基本相同。底模、外模走行系統(tǒng)與滑動(dòng)斜拉式掛籃基本相同。內(nèi)模走行系統(tǒng)與菱形掛籃也基本相同。
(2)弓弦式掛籃的力學(xué)分析
弓弦式掛籃的受力與菱形掛籃基本相同,所不同的曲面桁架弓弦桿除后錨桿外,在中部有時(shí)也需提供豎向預(yù)應(yīng)力的錨固,以減少局部桿件的受力。
(四)三角型組合梁式掛籃
(1)掛籃的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造 掛籃租賃。
掛籃由底模平臺(tái)、懸掛調(diào)整系統(tǒng)、三角形組合梁、滑行系統(tǒng)、平衡及錨固系統(tǒng)、工作臺(tái)等組成。
每個(gè)掛籃有兩片三角形組合梁。底模平臺(tái)及懸掛調(diào)整系統(tǒng)與菱形掛籃基本相同。前吊帶一般設(shè)銷孔配合螺旋千斤頂調(diào)整底模標(biāo)高,底模后吊桿可用千斤頂或砂筒卸載。
①三角形組合梁。三角形組合梁由I型或II型主梁和立柱,斜拉鋼帶及型鋼平聯(lián)等組成,三角形組合梁下為支座和滑道。
立柱比理論長(zhǎng)度一般短25mm左右,裝上立柱和斜拉鋼帶后要用千斤頂頂起立柱,其頂力的大小由已懸掛的重量經(jīng)計(jì)算確定,并應(yīng)適當(dāng)增大初始起頂力,以消除非彈性變形,而后再降到計(jì)算頂力值。用鋼板塞緊立柱底后松頂,主梁、立柱、斜拉帶即形成一緊密結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系。
②滑行系統(tǒng)。每片三角形下有前后兩個(gè)鋼支座,主梁與前支座連接處設(shè)有扁鋼做成的支座鉸,其與梁用帶彈簧的螺栓連接,目的是保證前支座底板的壓力均勻,又容許主梁有少量變形。支座下為30mm的不銹鋼滑板。在箱梁上鋪短木枕,前支座下要鋪滿硬雜木枕或鋼筋混凝土枕,以減少整個(gè)掛籃的變形。枕木上設(shè)置平直的U形滑槽,槽內(nèi)放厚3mm的聚四氟乙烯板。枕木、滑道和聚四氟乙烯板隨掛籃的前移而向前倒用,走行時(shí)掛籃要設(shè)止滑繩。
③壓重和后錨。為確保走行時(shí)的縱向穩(wěn)定性,在三角組合梁的尾部設(shè)鋼錠或型鋼壓重,要求縱向抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K=1.3,在掛籃就位后組合梁的尾部用螺栓與箱梁的豎向預(yù)應(yīng)力筋相連錨固。
(2)三角形組合梁式掛籃的力學(xué)分析
掛籃的受力情況與菱形掛籃基本相似,唯一不同的是尾部一般需要壓重。
(五)掛籃設(shè)計(jì)
1.懸臂澆筑分段長(zhǎng)度
設(shè)計(jì)掛籃首先要決定箱梁懸臂澆筑的分段長(zhǎng)度。懸臂梁沿梁長(zhǎng)的分段取決于設(shè)備和施工條件。每個(gè)節(jié)段長(zhǎng),節(jié)段的數(shù)量就少,施工速度就比較快,但每次澆筑混凝土的數(shù)量就多,掛籃及其設(shè)備就需要相應(yīng)增大。反之,每個(gè)節(jié)段短,掛籃的承重要求小,可避免過于龐大的掛籃設(shè)備,但節(jié)段數(shù)量多,掛籃周轉(zhuǎn)次數(shù)多,總的施工進(jìn)度比較慢??傊?,懸臂澆筑箱梁分段長(zhǎng)度要根據(jù)施工條件權(quán)衡利弊綜合考慮。我國(guó)近年來懸臂施工的分段長(zhǎng)度一般為3~5m左右,最大達(dá)到8m。
2.掛籃橫斷面
掛籃橫斷面的布置取決于橋梁的寬度和箱梁橫斷面形式,一般全斷面上使用一個(gè)掛籃施工即可,但當(dāng)橋梁寬度很大(15m以上),箱梁橫斷面為雙箱或多箱結(jié)構(gòu)時(shí),為了使掛籃在施工中具有一定的靈活性,在一個(gè)橫斷面上可用兩個(gè)掛籃分別施工。我國(guó)的廣西柳州大橋、武漢江漢二橋均采用這種方案。
3.掛籃設(shè)計(jì)總體構(gòu)思
掛籃設(shè)計(jì)中,往往根據(jù)現(xiàn)有資料和實(shí)際施工要求,選取掛籃形式、連接方式和桿件,然后進(jìn)行檢算,這是最常用的一種方法。所以選擇何種掛籃結(jié)構(gòu)形式就成為掛籃設(shè)計(jì)的首要問題。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外掛籃施工現(xiàn)有水平,開發(fā)的輕型掛籃應(yīng)滿足實(shí)際橋梁懸臂施工的需要,設(shè)計(jì)要注重整體功能,不片面追求輕型指標(biāo),總體構(gòu)思往往體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)減輕掛籃自重途徑
①選用一種受力合理、安全可靠、剛度較大的輕型結(jié)構(gòu)作為掛籃承重主桁;
②掛籃用材立足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高強(qiáng)輕質(zhì)鋼材,并便于加工;
③掛籃澆筑混凝土?xí)r,尾部充分利用箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋平衡傾覆力矩以取消配重,從而減輕自重。
(2)縮短掛籃施工周期
①掛籃行走、模板升降等采用液壓裝置或容易操作的螺旋千斤頂,電氣集中控制,靠機(jī)械化和自動(dòng)化來提高生產(chǎn)效率和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度;
②在后錨受力許可的條件下,掛籃行走時(shí),內(nèi)外??赏骄臀唬M量減少工序,縮短施工周期;
③懸吊系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)裝拆方便、調(diào)整簡(jiǎn)單。
(3)保證懸灌混凝土質(zhì)量
模板以剛度控制設(shè)計(jì),可采用新型材料制模板,既減輕重量又堅(jiān)固耐用,且滿足所有懸灌梁段使用,不需要更換和修補(bǔ)。制訂施工實(shí)施細(xì)則,嚴(yán)格規(guī)范保持平衡施工及限制施工荷載的措施,保證施工安全和質(zhì)量。
(4)改善施工條件和環(huán)境
設(shè)計(jì)掛籃時(shí)應(yīng)考慮有寬敞的作業(yè)空間,便于放置各種機(jī)具和操作人員往返;在掛籃主桁架上方設(shè)置遮陽(yáng)雨棚,改善作業(yè)環(huán)境。
(5)考慮通用性
對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)作適當(dāng)處理可適應(yīng)各種跨徑、不同寬度的各類箱箱梁施工。
4.掛籃主桁架計(jì)算
掛籃主桁架作為承重結(jié)構(gòu),是最重要的設(shè)計(jì)計(jì)算構(gòu)件,其計(jì)算內(nèi)容主要包括:各桿件及錨桿的內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)、掛籃的變形和傾覆穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算應(yīng)按兩個(gè)掛籃連成一體、灌筑梁段和空載走行等情況分別進(jìn)行。
(1)荷載系數(shù)
依據(jù)交通部頒發(fā)的《公路橋涵設(shè)計(jì)和施工規(guī)范》,荷載系數(shù)取值如下:考慮箱梁混凝土澆筑時(shí)脹模等因素的超載系數(shù)為1.05;澆筑混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)為1.2;掛籃空載行走時(shí)的沖擊系數(shù)為1.3;澆筑混凝土和掛籃行走時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為2。
(2)施工荷載
在灌筑梁段和空載走行過程中,掛籃主桁架主要承受以下幾種荷載:
①最大節(jié)段混凝土重量:此項(xiàng)為設(shè)計(jì)掛籃時(shí)的控制重量;
②掛籃自重:主要包括主桁架、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及張拉操作平臺(tái)的重量;
施工機(jī)具及人群荷載:根據(jù)施工中所用的附著式震搗器、張拉千斤頂及油泵的數(shù)量和施工人數(shù)計(jì)算。在沒有實(shí)測(cè)資料的情況下可按2.5kN/m計(jì)算。
動(dòng)力附加荷載:考慮澆筑混凝土?xí)r的動(dòng)力因素和掛籃施工安全方面的重要性,該處動(dòng)力附加荷載主要考慮兩項(xiàng):a.振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的振搗力;b.梁段本身在振動(dòng)中的動(dòng)力影響,參照澆筑混凝土?xí)r的動(dòng)力系數(shù)1.2,則梁段的動(dòng)力影響為0.2倍的梁段混凝土重。
沖擊附加荷載:主要考慮掛籃空載行走時(shí)的沖擊影響,依據(jù)掛籃空載行走時(shí)的沖擊系數(shù)1.3,則沖擊附加荷載=0.3×掛籃自重。
風(fēng)荷載:在6級(jí)以上大風(fēng)條件下,很難保證施工質(zhì)量,一般在大風(fēng)情況下就停止掛籃施工。但由于懸臂施工為高空作業(yè),安全性要求高,所以應(yīng)對(duì)掛籃在可能的大風(fēng)條件下的錨固、行走及整體的穩(wěn)定性進(jìn)行檢算,以策安全。其數(shù)值可由當(dāng)?shù)貧庀筚Y料提供或查全國(guó)風(fēng)壓圖得到。
混凝土偏載:可按灌筑梁段時(shí)兩側(cè)腹板澆筑混凝土最大偏差計(jì)算。
(3)荷載組合
根據(jù)以上各施工階段的檢算內(nèi)容和荷載情況,荷載組合如下:
荷載組合Ⅰ:混凝土重量+動(dòng)力附加荷載+掛籃自重+施工機(jī)具和人群重;
荷載組合II:混凝土重量+掛籃自重+混凝土偏載+施工機(jī)具和人群重;
荷載組合Ⅲ:混凝土重量+掛籃自重+風(fēng)載;
荷載組合Ⅳ:混凝土重量+掛籃自重+施工機(jī)具和人群重;
荷載組合V:掛籃自重+沖擊附加荷載+風(fēng)載。
荷載組合Ⅰ~Ⅲ用于主桁承重系統(tǒng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算;荷載組合Ⅳ用于變形計(jì)算;荷載組合V用于掛籃行走驗(yàn)算。
主桁結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計(jì)算:簡(jiǎn)化的計(jì)算常假定主桁架每一桁片承擔(dān)的荷載相同,按平面結(jié)構(gòu)計(jì)算。
5.其它構(gòu)件檢算
掛籃的懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和走行系統(tǒng)等按一般鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算方法設(shè)計(jì),在此不再贅述,但因掛籃是可移動(dòng)的支架,又屬于高空作業(yè),所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有足夠的安全度,尤其要注意懸吊系統(tǒng)的前吊帶(桿),其在脫模過程中,受到的沖擊振動(dòng)最大,而且承受重復(fù)作用,有發(fā)生端部斷裂的危險(xiǎn),因此懸吊系統(tǒng)的前吊帶(桿)的安全系數(shù)不小于2。所有計(jì)算均根據(jù)不同的計(jì)算圖示與荷載組合,求得各構(gòu)件的最大應(yīng)力,經(jīng)多次調(diào)整結(jié)構(gòu)幾何尺寸,以達(dá)到在滿足規(guī)范要求的前提下,使結(jié)構(gòu)材料最省、重量最輕。