嘉陵江大桥主桥挂篮地面对拉预压方案新

XX大桥主桥挂篮地面对拉预压方案

一、概况

XX大桥主桥为双塔双索面斜拉桥，P4、P5为主桥桥塔，双塔间主跨跨径250m，两侧边跨跨径135m。主梁为单箱单室砼箱梁，分别以两主塔为中心对称悬浇，采用挂篮法施工节段共60节，每塔每侧15节，标准节段长8m。

图1.主桥标准横断面（带横梁）

图2.主塔主梁节段划分图

主梁标准断面顶板宽7.5m，厚0.3m；单侧翼板宽3.75m，厚度由根部的0.65m至端部的0.2m逐渐减小；底板宽7.5m，厚0.3m；梁高3.5m，腹板厚0.5m。标准节段梁体单重约290t。

二、挂篮结构介绍

挂篮主要由主桁、行走机构、锚固系统、悬吊系统、底篮及模板系统组成。

主桁是挂篮支承悬浇荷载及模板体系的主体结构，主要由两片三角形工字钢架组成，两钢架间设前、中、后横梁，并于立杆进行横向连接。其中，前横梁是浇筑混凝土时前吊点作用力的主要承载结构，通过三角形桁架及中部支点作用将前吊点荷载作用于已浇段支点及后锚点。

图3.挂篮主桁展示图

行走系统是用以实现挂篮空载前移的结构系统，主要由行走轨道、小车及前支点组成，行走轨道通过锚杆与主梁进行锚固，小车为挂篮前行提供抗倾覆保障。

锚固系统的功能是将挂篮自重及混凝土浇筑时的荷载传递至已浇筑梁，包括底篮后锚、主桁后锚及行走轨道锚固；悬吊系统的功能是将底篮自重及混凝土荷载传递至挂篮主体承载结构。

图4.挂篮锚固系统展示图

底篮由前后托梁和纵梁组成，前托梁上设置有悬吊点，后托梁上设置有锚固点。底篮主要承担现浇混凝土及模板体系荷载，并通过后

托梁锚固系统及前托梁悬吊系统将荷载传递至已浇箱梁和挂篮主桁。

图5.挂篮底篮展示图

三、预压目的及方式确定

挂篮系统在使用前，需按照正常使用工况对其进行静载试验，以

验证其可靠性、消除系统非弹性变形并为弹性变形控制提供指导参

数。

挂篮系统结构复杂，拼装繁琐，同时若采取高空预压方式风险性较大。介于挂篮主桁为主要承载系统，可采取地面静荷载试验方式进行主桁架预压，检测其安全性及变形量。主要方式如下：挂篮主桁架须在试验平台上平躺安装，两片桁架相对放置，两桁架前、后端采用扁担梁及4根精轧螺纹钢构成反力框架，其中后端反力框架预紧固定，前端反力框内设置千斤顶进行桁架预压。中部通过设置垫块的方式模拟正常工况下前支点位置，如下图所示。

图6.主桁架预压示意图

四、预压方案

1、准备工作

挂篮在东风造船厂完成整体试拼后，将三角架以外的横联系统拆除，两组三角架水平放倒，主梁间净距按50cm控制，底部设型钢垫块找平，使其位于同一平面。两三角架后端通过扁担梁及精轧螺纹钢临时锚固（见大样图7），中部对应于立杆处设置垫块做支撑（垫块型式见大样图8），前端通过安设200t液压千斤顶（带压力读数）作用扁担梁传力结构进行预压（见图6 A-A截面）。

图7.扁担梁大样图（即挂篮主桁后锚梁）

图8.预压垫块大样图（由φ529和φ630钢管组成）

2、实施步骤

考虑挂篮施工过程中最不利工况及各项附加荷载，根据挂篮厂家提供的有限元分析数据，悬吊系统受力情况如下：

挂篮悬吊系统受力表1

经计算，单片主桁受力为112.9t。预压时，在原有安全储备基础

上增加0.05倍验证系数（即预压荷载取1.05σ=118.5t），分五级进行加载试验，即20%、40%、60%、100%、105%的原荷载。

第一阶段：由初始状态加载至总荷载的20%，σ1=20%×112.9=22.6t；

第二阶段：由初始状态加载至总荷载的40%，σ2=40%×112.9=45.2t；

第三阶段：由初始状态加载至总荷载的60%，σ3=60%×112.9=67.7t；

第四阶段：由初始状态加载至总荷载的100%，σ4=112.9t；

第五阶段：由初始状态加载至总荷载的105%，σ5=105%×112.9=118.5t；

卸载过程与加载过程相反，按照105%、100%、60%、40%、20%的荷载等级逐级卸载。

3、监控数据采集

为准确测量主桁架弹性变形量，每加减一级荷载均对主桁架前端两个节点距离进行准确测量，将桁架荷载值及对应的变形量记录在观测数据表中。

加载至105%荷载和卸载完成后，当桁架变形值不再变化时，准确记录桁架总变形量，计算桁架弹性变形值。

检验观察三角桁架正常工况下性能是否安全稳定。

五、安全措施

扁担梁与精轧螺纹钢构成的反力框架长宽比较大，预压过程中有

发生倾覆失稳的可能性。为防止此类破坏的发生，在荷载施加前应在主桁架纵梁及立杆上分别设置保险框（如图10、11所示）。加载和卸载过程中，各保险框不得干扰挂篮桁架正常受力及形变，同时，在反力框架发生失稳时，保险框可以提供有效的安全保障。

图9.安全框平面布置示意图

立杆安全框布置形式如下图所示：

图10.立杆安全框立面（主梁采用挂篮前横梁）

立杆安全框构件大样如下所示：

1、安全框主梁

图11.安全框主梁大样2、安全框压梁

图12.安全框压梁大样