大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术

. .

I:3号节段(节段最重且长)砼方量85.2m,节段重量221.5t,挂篮与水平夹角30.67°;工况II:13号节段(倾角小节段重)砼方量64.3m,节段重量167.1t,挂篮与水平夹角3.36°。 (1)基于ansys有限元的典型工况分析结果

3

3

图10工况I混凝土作用下挂篮净位移云图 图11工况I挂篮整体应力云图

图12工况I挂篮整体位移云图 图13工况I挂篮整体轴力云图

表4 有限元分析典型工况最大应力、应变

分析因子 最大应力 最大变形 最大位置 主纵梁与立柱连接处 混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置 工况I 121.4MPa 27.53mm 工况II 111.46MPa 19.09mm (2)施工监控的典型工况分析结果

应力监测点为挂篮左、右侧两主纵梁与立柱连接处,变形监测点为挂篮悬臂端左、中、右三点,挂篮变形值=悬臂端浇筑前高程-悬臂端浇筑后高程-拱圈悬臂端自身沉降值。

表5 施工监控典型工况最大应力、应变

分析因子 应力 德江岸 变形 沿河岸 应力 混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置 主纵梁与立柱连接处 24.31mm 114.22MPa 12.84mm 106.72MPa 监测点 主纵梁与立柱连接处 工况I 112.37MPa 工况II 102.61MPa word教育资料

. .

变形 混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置 25.02mm 14.66mm (3)结论分析

挂篮最大应力工况I时主纵梁与立柱连接位置,σmax=114.22MPa<[σ]=168Mpa。混凝土浇筑完成后主桁最大变形工况I时混凝土箱梁端部对应的主纵梁位置,εmax=25.02

马蹄河特大桥到三挂篮行走形式上革新运用了液压千斤顶+履带式小坦克组成的“顶推式履带小坦克”行走机构,具有行走安全、速度快、操作方便、节约人工的特点。行走系统主要由行走轨道、履带式小坦克及液压千斤顶、后滑轮组成。其作用是实现挂篮空载前移功能。

行走原理:液压千斤顶两端设置前支座、后支座,且前支座与挂篮上的履带小坦克连接,后支座通过销轴作用于轨道上。行走过程中,通过销轴锁住千斤顶后支座,液压千斤顶顶推挂篮向前滑行,每行走一个卡销的距离就锁住千斤顶前支座即固定小坦克,通过行走千斤顶回油,把后支座往前跟进一个行程再锁定。如此反复操作,完成行走的行走。

图14 挂篮行走系统模型图

word教育资料

. .

图15 挂篮行走系统实图

行走技术特点:

(1)较传统挂篮在轨道上滑动相比,履带小坦克滚动行走摩擦小,速度快。 (2)较传统精轧螺纹钢牵引相比,液压千斤顶顶推作用,避免精轧螺纹钢脆性断裂风险,施工过程安全性高。

(3)连续千斤顶的应用,减少了反力挡块的频繁转换,简化了操作过程,人工投入小。 (4)挂篮行走过程人工的操作少,只需油泵控制和插销锁定,省去精轧螺纹钢反复安装、调整。

(5)顶推履带小坦克行走,相比精轧螺纹钢牵引,作用力距离变短,挂篮不会左右偏移,避免与拱圈刮擦,行走稳定、安全。

结论分析:液压连续千斤顶”增加了挂篮的动力性能,减少反力挡块的频繁转换。“履带小坦克”改变传统挂篮划船式滑动行走为履带滚动行走,降低了行走的摩擦力。实践证明此种行走技术具有行走安全、可靠、周期短、操作方便等特点,适合挂篮在拱圈等坡度较大的桥面上行走。 4.3 悬臂浇筑扣挂系统 4.3.1扣挂系统的设计

扣挂系统中的重要组成部分为扣塔、预应力扣锚索。扣塔是斜拉扣挂法中最明显的特征,通常在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架,扣锚索斜挂在扣塔上,与斜拉桥施工形式相似,但受力方面存在很大的区别。扣塔与扣锚索都是临时结构,拱圈合拢后要拆除,在施工过程中对拱圈的线性、力影响较大,钢筋混凝土主拱圈无预应力,混凝土拉应力控制

word教育资料

. .

要求高,索力的不合理或微调都有可能导致拱圈混凝土开裂,从而对索力的控制和扣塔强度、刚度、整体稳定性提出更高的要求。

施工过程中扣塔将承受巨大的竖向力,稳定分析时要计入扣塔模型,而且在施工中随时监控其扣塔变形和扣塔应力,以防局部失稳。在满足稳定性的前提下对结构的应力和变形进行双控。

马蹄河特大桥扣塔安装在拱脚交界墩上。由于受纵坡影响,两岸交界墩高度不一致,扣塔高度也不一样,同时对扣锚索设计存在差异。沿河岸扣塔高37m,德江岸扣塔高41m。根据原设计扣塔为混凝土钢管扣塔,单幅扣塔横向设置3排主钢管,纵向共2层的门式框架结构。主钢管及部分横向连接钢管都需要灌注C50混凝土,锚箱设置3层,每层最多设置12个锚箱。考虑钢管中需混凝土浇筑操作难度大、工期长、材料回收率底等问题,将扣塔设计为空心钢管,采用同规格尺寸的主钢管,高度相同,横向布置4排,纵向2层,并优化横向连接的门式框架结构。

图16(原方案)混凝土钢管扣塔 图17(采用方案)空心钢管扣塔

马蹄河特大桥扣索和锚索均为预应力钢绞线。为控制扣塔偏位,扣索与锚索分离,每半跨分13对扣索和锚索,每束由10—24根不等的钢绞线组成。扣索和锚索是扣挂系统的重要组成部分,马蹄河特大桥的1#-3#扣锚索置于交界墩项,4#-13#扣锚索索置于不同高度的钢

word教育资料

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)