这样由于箱粱断面变宽,挂篮将无法行走。
2、箱粱断面不对称,两侧翼缘板尺寸分别为3.3m和1.59m,截面本身有一附加弯距,这样挂篮在混凝土浇筑和行走时有侧向倾斜和倾覆的危险,存在严重安全隐患。
3、由于箱梁变宽,悬臂两侧最大不平衡重达127t,与设计要求悬臂两侧允许不平衡8t相比已远远超标,施工中不仅存在严重安全隐患,而且也不利于线形和合拢精度控制,同时对箱粱线形控制也不利。
二、研究过程
1、挂蓝走行结构的重新设计
主桁架之间固结,可提高挂篮的整体刚度,对减少挂篮变形及增强挂篮行走时稳定性都有好处。对一般的悬灌施工,箱粱宽度不发生变化,腹板间距不变,因此箱粱竖向束可直接锚固于滑道,主桁架在滑道上行走。而本桥箱粱宽度发生变化,腹板间距发生变化,腹板竖向束锚固滑道后,相互固结的主桁架是无法行走的,因此为保证挂篮正常行走,必须对挂篮的行走方式做相应改变。
我们通过在主桁架上设置前垫梁和后压粱,改变一般的悬灌施工中主桁架直接在滑道上行走为主桁架前点由前垫粱、后点由设置在后压粱上的后锚轮在滑道上行走。具体措施为:
(1)分离主桁架与后锚,在主桁架后部锚固区增设2根I40型钢制成的后压横梁,将后锚轮用精轧螺纹钢筋固定在该后压梁上,挂篮在行走时,两后锚点可随宽度变化在后压梁上作横向调整以适应走
行钢轨之间的宽度变化。
(2)在挂篮主桁的前支点处增设由2根I25型钢制成的前垫梁,将桁架整体抬起,在前垫梁下设置可移动的走板,以适应宽度的变化(详见图2和图3)。
挂篮走行时,锚固好下滑道,紧固后锚螺栓,顶起前支点,使挂
图2 改动后挂蓝立面示意图
后压粱
主桁架 后锚轮
滑道
图3挂篮走行结构实物图
前垫粱
篮前支点离开梁面,放置前支点走板,用导链拉动前垫梁下的走板,
即可将挂篮拖至下一节段。前移挂篮时应做到缓慢均匀,随时注意走板位置(防止其因变宽而脱落),且随时保证两后锚点间横向距离与前支点实现变化的同步调整。
混凝土浇筑时,前支点支撑在已浇筑梁段梁顶的螺旋式千斤顶上,后支点利用箱梁腹板的竖向束锚固在后压梁上,保证挂篮整体稳定。挂篮行走时,前支点利用与挂篮主桁架固接的前垫梁与滑道之间的滑道摩擦,后支点可通过后锚轮与后压梁之间产生的滑动摩擦来实现由于腹板间距发生变化时主桁架的前行。
2、挂篮防倾覆设计
由于箱粱断面不对称,翼缘板尺寸不同,使箱粱截面有一附加力距,这样挂篮在混凝土浇筑和行走时有侧向倾斜和倾覆的危险,存在 严重安全隐患的同时对箱粱线形控制也不利, 为此,在箱粱翼缘板尺寸小的一侧,增加一反向力距来平衡,以保证截面∑M=0。
具体方法为在悬灌段混凝土浇筑时在箱粱小翼缘板一侧的挂篮侧模吊粱下悬挂一铁皮水箱(用5mm厚钢板配型钢制作而成),水箱容积大小通过箱粱截面附加力矩来决定。每节段的附加力矩发生变化,通过注入水箱的水的体积来调节重量,达到力矩平衡目的。
为保证施工安全,水箱在使用前放置在地面上,只有在混凝土施工时采用加长的精轧螺纹钢筋吊起使之脱离地面,并设置防止其摆动的限位桩,将距离地面的高度控制在15cm内,这样也使加水配重变得非常方便易行。
3、配重法设计
墩身两侧节段间不平衡重累计达127T,设计规定为不超过8T,加上墩顶设置TQZ盆式支座,为饺接,不平衡重的存在对箱粱线形控制极为不利,严重的话将导致无法合拢,因此必须采取措施:
(1)在墩身两侧各设置一排临时支墩,临时支墩采用直径为1m的钢管桩,每排3根,钢管桩壁厚10mm,为保证其更加稳定,里面灌注C30混凝土(混凝土采用自下端压入式的泵送方法)。
(2)同时,在A2-A7粱段(T构另端对应的为B2-B7粱段,均为变宽段)配重,配重采用平衡法,即在每节段预留后锚孔位置用精轧螺纹钢悬吊预制的混凝土块(见图4),来平衡两端不平衡力矩。悬吊时,与悬挂水箱相近,混凝土预制块离开地面的距离不大于 15cm,并设置限位桩,以防止悬灌施工过程中出现的摆动。
每节段配重重量通过计算各节段
的挠度来控制。 图4 配重实景
恒载、活载及预应力产生的挠度采用共扼梁法计算。 悬臂梁1~(n-1)截面的挠度按下式计算:
I?Mi?1Mi??1?i?Mi?1Mi?????i??li?1Xi?1?Li?????????li?1?2E?1?Ii?1Ii?II1?i?1i??
δi---1~(n-1)各截面处的恒载挠度、活载挠度或预应力挠度 Mi---各截面相应的恒载弯矩、活载弯矩或预应力弯矩
Ii---各截面惯性矩 E---混凝土弹性模量 li---各节段长度 i---截面号
Li---截面至共扼梁根部的距离
Xi---每一梁段的重心至共扼梁根部的距离
由于采用配重法平衡了两端的不平衡力矩,线形控制工作也变得简单,同普通悬灌线形控制相近,仅在线形控制模拟仿真计算中对桥梁合拢后因配重卸载而引起的桥面高程的变化予以考虑。
三、课题研究取得的主要成果
(1)通过对挂篮锚固系统、行走系统的创新及科学的施工控制技术,解决了曲线双向不对称三线变五线连续箱梁悬灌施工中技术难题。
(2)分离主桁架与轨道,在主桁架后部锚固区设置2根I40型钢制成的后压梁,将后锚轮用精轧螺纹钢筋固定在后压梁上,挂篮在行走时,两后锚点可随宽度变化在后压梁上作横向调整,在滑道梁位置不断变化的条件下,满足挂篮行走及抗倾覆要求。
(3)在挂篮主桁架的前支点处设置2根I25型钢前垫梁,将桁架整体抬起,在前垫梁下设置可移动的滑板,以满足施工过程中箱梁水平宽度的变化。
(4)采用吊挂水箱动态调节配重,解决了箱梁断面不对称、截面存在附加弯距的问题;针对T构两侧不平衡重严重超标问题,采用