大跨度鋼筋混凝土拱橋斜拉扣掛法懸臂澆筑施工關(guān)鍵技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-09 22:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)構(gòu)避免常規(guī)掛腿受力，采用錨固系統(tǒng)的精軋螺紋鋼受力，掛腿僅在掛籃空載時(shí)（掛籃行走）受力。錨固結(jié)構(gòu)作用在已澆筑的混凝土節(jié)段上，對(duì)于掛籃，相當(dāng)于中支點(diǎn)作用?？紤]到拱圈弧形結(jié)構(gòu)，錨固系統(tǒng)中的錨固箱體設(shè)計(jì)為球鉸，解決了拱圈弧形角度對(duì)掛籃錨固結(jié)構(gòu)受力的影響。掛籃后支點(diǎn)為頂升千斤頂（行走時(shí)為后滑輪），可以調(diào)節(jié)掛籃傾角滿足拱圈線型要求。主要平衡由懸臂端節(jié)段重量對(duì)中支點(diǎn)產(chǎn)生的彎矩作用。掛籃的行走形式采用連續(xù)千斤頂頂推履帶小坦克，使掛籃沿拱圈爬行。連續(xù)千斤頂增加動(dòng)力、減少反力擋塊的頻繁轉(zhuǎn)換，履帶小坦克在軌道上滾動(dòng)前進(jìn)，摩擦力小，速度快。掛籃的運(yùn)行狀態(tài)主要為澆筑狀態(tài)和行走狀態(tài)。澆筑狀態(tài)為靜軋螺紋鋼受力，行走狀態(tài)為掛腿受力。掛籃澆筑施工控制變形、應(yīng)力，行走控制為效率分析。分別計(jì)算典型節(jié)段，工況I：3號(hào)節(jié)段（節(jié)段最重且長(zhǎng)），176。；工況II：13號(hào)節(jié)段（傾角小節(jié)段重），176。（1）基于ansys有限元的典型工況分析結(jié)果 圖10工況I混凝土作用下掛籃凈位移云圖 圖11工況I掛籃整體應(yīng)力云圖 圖12工況I掛籃整體位移云圖 圖13工況I掛籃整體軸力云圖表4 有限元分析典型工況最大應(yīng)力、應(yīng)變分析因子最大位置工況I工況II最大應(yīng)力主縱梁與立柱連接處最大變形混凝土箱梁端部對(duì)應(yīng)的主縱梁位置（2）施工監(jiān)控的典型工況分析結(jié)果應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)為掛籃左、右側(cè)兩主縱梁與立柱連接處，變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)為掛籃懸臂端左、中、右三點(diǎn)，掛籃變形值=懸臂端澆筑前高程懸臂端澆筑后高程拱圈懸臂端自身沉降值。表5 施工監(jiān)控典型工況最大應(yīng)力、應(yīng)變分析因子監(jiān)測(cè)點(diǎn)工況I工況II德江岸應(yīng)力主縱梁與立柱連接處變形混凝土箱梁端部對(duì)應(yīng)的主縱梁位置沿河岸應(yīng)力主縱梁與立柱連接處變形混凝土箱梁端部對(duì)應(yīng)的主縱梁位置（3）結(jié)論分析掛籃最大應(yīng)力工況I時(shí)主縱梁與立柱連接位置，σmax=[σ]=168Mpa。混凝土澆筑完成后主桁最大變形工況I時(shí)混凝土箱梁端部對(duì)應(yīng)的主縱梁位置，εmax=L/350=。掛籃強(qiáng)度和變形均滿足要求。馬蹄河特大橋到三掛籃行走形式上革新運(yùn)用了液壓千斤頂+履帶式小坦克組成的“頂推式履帶小坦克”行走機(jī)構(gòu)，具有行走安全、速度快、操作方便、節(jié)約人工的特點(diǎn)。行走系統(tǒng)主要由行走軌道、履帶式小坦克及液壓千斤頂、后滑輪組成。其作用是實(shí)現(xiàn)掛籃空載前移功能。行走原理：液壓千斤頂兩端設(shè)置前支座、后支座，且前支座與掛籃上的履帶小坦克連接，后支座通過(guò)銷軸作用于軌道上。行走過(guò)程中，通過(guò)銷軸鎖住千斤頂后支座，液壓千斤頂頂推掛籃向前滑行，每行走一個(gè)卡銷的距離就鎖住千斤頂前支座即固定小坦克，通過(guò)行走千斤頂回油，把后支座往前跟進(jìn)一個(gè)行程再鎖定。如此反復(fù)操作，完成行走的行走。圖14 掛籃行走系統(tǒng)模型圖圖15 掛籃行走系統(tǒng)實(shí)圖行走技術(shù)特點(diǎn)：（1）較傳統(tǒng)掛籃在軌道上滑動(dòng)相比，履帶小坦克滾動(dòng)行走摩擦小，速度快。（2）較傳統(tǒng)精軋螺紋鋼牽引相比，液壓千斤頂頂推作用，避免精軋螺紋鋼脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)，施工過(guò)程安全性高。（3）連續(xù)千斤頂?shù)膽?yīng)用，減少了反力擋塊的頻繁轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，人工投入小。（4）掛籃行走過(guò)程人工的操作少，只需油泵控制和插銷鎖定，省去精軋螺紋鋼反復(fù)安裝、調(diào)整。（5）頂推履帶小坦克行走，相比精軋螺紋鋼牽引，作用力距離變短，掛籃不會(huì)左右偏移，避免與拱圈刮擦，行走穩(wěn)定、安全。結(jié)論分析：液壓連續(xù)千斤頂”增加了掛籃的動(dòng)力性能，減少反力擋塊的頻繁轉(zhuǎn)換。“履帶小坦克”改變傳統(tǒng)掛籃劃船式滑動(dòng)行走為履帶滾動(dòng)行走，降低了行走的摩擦力。實(shí)踐證明此種行走技術(shù)具有行走安全、可靠、周期短、操作方便等特點(diǎn)，適合掛籃在拱圈等坡度較大的橋面上行走。 懸臂澆筑扣掛系統(tǒng)扣掛系統(tǒng)中的重要組成部分為扣塔、預(yù)應(yīng)力扣錨索?？鬯切崩蹝旆ㄖ凶蠲黠@的特征，通常在拱腳墩、臺(tái)處安裝臨時(shí)的鋼或鋼筋混凝土塔架，扣錨索斜掛在扣塔上，與斜拉橋施工形式相似，但受力方面存在很大的區(qū)別?？鬯c扣錨索都是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，拱圈合攏后要拆除，在施工過(guò)程中對(duì)拱圈的線性、內(nèi)力影響較大，鋼筋混凝土主拱圈無(wú)預(yù)應(yīng)力，混凝土拉應(yīng)力控制要求高，索力的不合理或微調(diào)都有可能導(dǎo)致拱圈混凝土開(kāi)裂，從而對(duì)索力的控制和扣塔強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性提出更高的要求。施工過(guò)程中扣塔將承受巨大的豎向力，穩(wěn)定分析時(shí)要計(jì)入扣塔模型，而且在施工中隨時(shí)監(jiān)控其扣塔變形和扣塔應(yīng)力，以防局部失穩(wěn)。在滿足穩(wěn)定性的前提下對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形進(jìn)行雙控。馬蹄河特大橋扣塔安裝在拱腳交界墩上。由于受縱坡影響，兩岸交界墩高度不一致，扣塔高度也不一樣，同時(shí)對(duì)扣錨索設(shè)計(jì)存在差異。沿河岸扣塔高37m，德江岸扣塔高41m。根據(jù)原設(shè)計(jì)扣塔為混凝土鋼管扣塔，單幅扣塔橫向設(shè)置3排主鋼管，縱向共2層的門式框架結(jié)構(gòu)。主鋼管及部分橫向連接鋼管都需要灌注C50混凝土，錨箱設(shè)置3層，每層最多設(shè)置12個(gè)錨箱?？紤]鋼管中需混凝土澆筑操作難度大、工期長(zhǎng)、材料回收率底等問(wèn)題，將扣塔設(shè)計(jì)為空心鋼管，采用同規(guī)格尺寸的主鋼管，高度相同，橫向布置4排，縱向2層，并優(yōu)化橫向連接的門式框架結(jié)構(gòu)。 圖16（原方案）混凝土鋼管扣塔 圖17（采用方案）
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