【導(dǎo)讀】各悶特大橋左、右幅橋全長。橋梁中心樁號為K91+091，起點。該橋橋面縱坡為+%單向坡，全橋。除K90+908～K90+，其余部分均位于直線線路上。本橋分為三聯(lián)，其布孔為2×30++3×30＝390m，計入起。終點兩側(cè)橋臺長度后為396m。其中主橋為65+110+65m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連。為3×30米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁。部高度，跨中高度,箱梁根部底板厚度70cm,跨中底板厚度28cm,箱梁腹板根部厚60cm，箱梁頂寬12m,底寬6m，頂板懸臂長度3m，懸。箱梁頂設(shè)有2%的橫坡，箱梁澆筑分段長。度依次為：19m長0#段+5×+6×，邊、中跨合攏段長均采用2m，主橋上部結(jié)構(gòu)按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計，采用三向預(yù)應(yīng)力，準(zhǔn)強度1860MPa，設(shè)計錨下張拉控制應(yīng)力1395MPa。徑15.24mm，大噸位群錨體系；頂板橫向鋼束每股直徑，扁錨體系；縱向預(yù)應(yīng)力束管道采用預(yù)埋塑料波紋管成?？祝婵蛰o助壓漿工藝。橫、豎向預(yù)應(yīng)力束（筋）管道采用預(yù)埋金屬波紋。梁段懸臂澆筑最大塊件重量123噸，掛籃自重65噸。以此完成連續(xù)剛構(gòu)施工?！嘧㈨拧B(yǎng)生、拆?！╀摻g線→張拉→壓漿→養(yǎng)生。

　　

【正文】 鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 41 上。 圖 47 掛籃空間計算模型（上圖為聯(lián)體時計算模型、下圖為分體時計算模型） 掛籃自重、澆筑混凝土、機具和人群荷載、振搗器荷載、動力附加荷載等的施加按照各自的作用范圍施加在模型上，并通過前、后吊系統(tǒng)分別傳力至主桁架和已澆梁段；沖擊荷載按最不利情況考慮，以吊桿集中力的形式作用在前上橫梁；風(fēng)荷載亦按最不利情況加載在掛籃主桁的立柱頂端（圖 4－ 8）。 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 42 圖 48 混凝土荷載分布示意圖 具體荷載分布見表 44和 45： 表 44 工況一荷載分布（負(fù)號表示荷載方向向下） 作用 位置 單位 荷載類型 砼 模板 動力附加荷 載 人群＆機 械 砼偏載 沖擊荷 載 外滑梁 kN/m 2側(cè)腹板在底模板上的投影面 kN/m2 8 內(nèi)滑梁 kN/m 底板在底模板上的投影面 kN/m2 1側(cè)腹板在底模板上的投影面 kN/m2 0 前上橫梁 kN 表 45 工況二荷載分布（負(fù)號表示荷載方向向下） 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 43 驗算結(jié)果 （ 1） 菱形主桁架強度驗算 ① 組合一：混凝土重量 +動力附加荷載 +掛籃自重 +施工機具和人群重。 菱形主桁架以受軸力為主；前上橫梁以受彎為主。兩個工況下掛籃主桁架的內(nèi)力圖見圖 4－ 9。 作用范圍 單位 荷載類型 砼 模板 動力附加荷載 人群＆機械 砼偏載 沖擊荷載 外滑梁 kN/m 2側(cè)腹板在底模板上的投影面 kN/m2 內(nèi)滑梁 kN/m 底板在底 模板上的投影面 kN/m2 1側(cè)腹板在底模板上的投影面 kN/m2 前上橫梁 kN 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 44 注：左邊二圖為工況一，右邊二圖為工況二，從上至下依次為菱形桁架軸力圖（ 單位 kN）和菱形桁架架前上橫梁彎矩圖 (單位 kN/m) 圖 49 組合一主菱形桁架內(nèi)力圖 各桿件的上下緣應(yīng)力大小不同，各截面最大應(yīng)力絕對值控制設(shè)計，故取截面最大應(yīng)力分布來考察其強度是否滿足要求，菱形主桁架的應(yīng)力云圖見圖 4－ 10。 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 45 圖 410 組合一主菱形桁架應(yīng)力圖（單位 MPa） 將各桿件的應(yīng)力匯總至表 4－ 6，從圖 4－ 10 和表 4－ 6可見，工況一的最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在前斜桿，為；工況二的最大拉應(yīng)力出項在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在前斜桿， 為 。兩個工況下各桿件的應(yīng)力均小于容許應(yīng)力（ 170MPa），滿足規(guī)范要求。 ② 組合二：混凝土重量 +掛籃自重 +混凝土偏載 +施工機具和人群重。 菱形主桁架以受彎矩和和軸力為主；前上橫梁以受彎矩為主。兩個工況下掛籃主桁架的內(nèi)力圖和應(yīng)力云圖分別見圖 4－ 11和 4－ 12。 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 46 注：左邊二圖為工況一，右邊二圖為工況二，從上至下依次為主桁架軸力圖（單位 kN）和主桁架彎矩圖 (單位 kN/m) 圖 411 組合二主菱形桁架軸力圖（單位 kN）和彎矩圖 (單位 kN/m) 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 47 圖 412 組合二主菱形桁架應(yīng) 力圖（單位 MPa）（左圖為工況一，右圖為工況二） 將各桿件的應(yīng)力匯總至表 46，從圖 4－ 12 和表 46可見，工況一的最大拉應(yīng)力出項在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在前斜桿，為 ；工況二的最大拉應(yīng)力出項在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在前斜桿，為 。兩個工況下各桿件的應(yīng)力均小于容許應(yīng)力（ 170MPa），滿足規(guī)范要求。 ③ 組合三：混凝土重量 +掛籃自重 +風(fēng)載。 菱形主桁架以受彎矩和和軸力為主；前上橫梁以受彎矩為主。兩個工況下掛籃主桁架的內(nèi)力圖和應(yīng)力云圖分別見圖 4－ 13和 4－ 14。 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 48 注：左邊二圖為工況一，右邊二圖為工況二，從上至下依次為主桁架軸力圖（單位 kN）和主桁架彎矩圖 (單位 kN/m) 圖 4－ 13 組合三主菱形桁架軸力圖（單位 kN）和彎矩圖 (單位 kN/m) 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 49 圖 4－ 14 組合三主菱形桁架應(yīng)力圖（單位 MPa）（左圖為工況一，右圖為工況二） 將各桿件的應(yīng)力匯總至表 46，從圖 4－ 14和表 46可見，工況一的最大拉應(yīng)力出項在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在立柱，為 ；工況二的最大拉應(yīng)力出項在后斜桿，為 ，最大壓應(yīng)力出 現(xiàn)在立柱，為 。兩個工況下各桿件的應(yīng)力均小于容許應(yīng)力（ 170MPa），滿足規(guī)范要求。 d、 小結(jié)：根據(jù)計算，最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在工況二下的組合一中，其后斜桿拉應(yīng)力為 ；最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在工況二下的組合三中，立柱有最大壓應(yīng)力 。掛籃主桁各桿件的應(yīng)力在組合一至三中均小于容許應(yīng)力 170MPa（最大應(yīng)力為容許應(yīng)力的 68％），強度滿足規(guī)范要求。各桿件的應(yīng)力匯總?cè)缦卤?46： 表 46 組合一至三下主菱形桁架應(yīng)力匯總（單位 MPa） 桿件 組合一 組合二 組合三 工況一 工況二 工況 一 工況二 工況一 工況二 下弦桿 前斜桿 后斜桿 立柱 前上橫梁 上弦桿 掛籃剛度驗算 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 50 采用組合四（混凝土重量 +掛籃自重 +施工機具和人群重）進(jìn)行計算。兩個工況下的計算結(jié)果見圖 4－ 15： 圖 4－ 15主菱形桁架豎向變形圖（單位 mm）（左圖為工況一，右圖為工況二） 工況一下和工況二下掛籃兩片菱形架豎向最大撓度分別為 17mm 和18mm，均滿足設(shè)計要求（不超過 18mm） 。整個掛籃（包括底模）的豎向最大撓度分別為 26mm和 27mm。 （ 2） 掛籃桿件穩(wěn)定及整體穩(wěn)定驗算 ① 桿件穩(wěn)定： 現(xiàn)對壓彎桿件立 柱和下弦桿和前斜桿以及受彎桿件前上橫梁進(jìn)行桿件的穩(wěn)定驗算，各桿件的內(nèi)力匯總見下表： 表 4－ 7 組合一至三下主菱形桁架內(nèi)力匯總（軸力單位 kN，彎矩單位 kN m） 組合 桿件 工況一 工況二 軸力 彎矩 軸力 彎矩 一 下弦桿 立柱 前斜桿 前上橫梁 0 188 0 235 二 下弦桿 立柱 前斜桿 前上橫梁 0 156 0 185 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 51 三 下弦桿 立柱 前斜桿 前上橫梁 0 159 0 196 根據(jù)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 JTJ02586壓彎公式計 算得，下弦桿、立柱和前斜桿繞腹板平面內(nèi)穩(wěn)定臨界應(yīng)力為 135MPa、 121MPa 和155MPa；繞翼緣平面內(nèi)的穩(wěn)定臨界應(yīng)力為 159MPa、 132MPa和 148MPa， 兩者均小于容許應(yīng)力 170MPa，滿足規(guī)范要求。按照受彎穩(wěn)定公式計算得：前上橫梁的穩(wěn)定臨界應(yīng)力為 81 MPa，小于容許應(yīng)力 170MPa，滿足規(guī)范要求。根據(jù)以上結(jié)論，掛籃菱形主桁架的桿件穩(wěn)定滿足相應(yīng)規(guī)范要求。 同時桿件的分肢穩(wěn)定滿足規(guī)范第 條要求；受拉桿件的長細(xì)比亦滿足要求。 ② 整體穩(wěn)定：掛籃主桁的整體一階穩(wěn)定系數(shù)在工況一和二下的穩(wěn)定系數(shù)分別為 22 和 21，滿足要求。失穩(wěn)形式見圖 4－ 16。 圖 4－ 16掛籃主桁一階失穩(wěn)圖 ③ 抗傾覆穩(wěn)定：根據(jù)《公路橋涵設(shè)計和施工規(guī)范》并結(jié)合掛籃實際進(jìn)行掛籃澆筑時的抗傾覆驗算和掛籃行走時的抗傾覆驗算。 a、 澆筑時的抗傾覆驗算： 計算簡圖如下 ,混凝土荷載、動力附加荷載和人群、機具等荷載作用點距離前支點為 1/2 上弦桿，掛籃自重按最不利計算，作用點距離前支點也中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 52 為 1/2上弦桿。對前支點求矩，則傾覆力矩為 6600kN m，根據(jù)《各悶掛籃設(shè)計圖紙》，后支點采用 12 根精軋螺紋鋼筋（ d＝ 32）錨固于軌道上，抗傾覆力矩為 12 770 162 5=37130kN m，軌道后支點處采用 10根精軋螺紋鋼筋（ d＝ 25）錨固于箱梁上，抗傾覆力矩為 10 650 5=15953kN m， 則抗傾覆安全系數(shù)為 15953/6600=2，滿足規(guī)范的要求。 掛籃自重650 kN混凝土荷載1 300kN人群，機具等190kN動力附加荷載260kN 圖 4－ 17 掛籃澆筑時抗傾覆計算示意圖 b、 掛籃行走時的抗傾覆驗算：按照組合五進(jìn)行計算，計算簡圖如下：對前支點求矩，傾覆彎矩為：（ 195＋ 50） ＋ 650 ＝ 3135kN m，軌 道后支點處采用 10 根精軋螺紋鋼筋（ d＝ 25）錨固于箱梁上，抗傾覆力矩為 10 650 5=15953kN m，則抗傾覆安全系數(shù)為15953/3135=2，軌道滿足規(guī)范的要求；掛籃行走時主桁節(jié)點 A 松開，用走行輪組反扣于軌道頂板下翼緣，忽略走行輪組的抗傾覆作用，為達(dá)到掛籃行走時抗傾覆系數(shù)大于 2 的要求，則在后支點需要壓重 2 3135/5＝1254kN。同時應(yīng)該在掛籃行走時按照設(shè)計說明在菱形桁架尾端設(shè)返向?qū)ф溡唤M以限制和制動掛籃移動，并在走行軌道前支座處到位處設(shè)置限位塊等。掛籃行走應(yīng)嚴(yán)格 按照規(guī)定進(jìn)行。 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 53 掛籃自重650k N沖擊荷載195k N風(fēng)荷載50 kN 圖 4－ 18掛籃澆筑時抗傾覆計算示意圖 （ 3） 底模系統(tǒng)驗算 按照組合一至三驗算，底模前、后橫梁和桁架的應(yīng)力云圖見下圖： 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 54 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 55 圖 4－ 19 底模系統(tǒng)應(yīng)力云圖（單位 MPa） 工況一底模系統(tǒng)的最大拉應(yīng)力分別為 ， MPa，工況二底模系統(tǒng)的最大拉應(yīng)力分別為 ， MPa和 ，底模系統(tǒng)各拉桿的應(yīng)力均小于容許應(yīng)力 170MPa，滿足規(guī)范的要求。 工況一底模系統(tǒng)的最大壓應(yīng)力分別為 129MPa， 106MPa和 97 MPa，工況二底模系統(tǒng)的最大壓應(yīng)力分別為 85MPa， 73 MPa和 64MPa，底模系統(tǒng)各受壓桿件的應(yīng)力均小于容許應(yīng)力 170MPa，滿足規(guī)范的要求。同時對壓桿進(jìn)行穩(wěn)定計算得，上弦桿的穩(wěn)定臨界應(yīng)力為 ，斜壓桿的穩(wěn)定臨界應(yīng)力為157MPa，均小于容許應(yīng)力 170MPa，滿足規(guī)范的要求。 同時，底模板亦滿足要求。工況一中三種組合下的底模應(yīng)力分別為：30MPa， 36MPa和 23MPa，工況一中三種組合下的底模應(yīng)力分別為： 20MPa，25MPa 和 15MPa，底模應(yīng)力分布云圖見下圖： 圖 4－ 20底模應(yīng)力圖（單位 MPa） 中鐵十局集團 富廣高速公路各悶特大橋箱梁施工方案 56 （ 4） 懸吊系統(tǒng)驗算 根據(jù)計算，得到吊桿應(yīng)力，并匯總見表 4－ 8。 表 4－ 8 前、后吊桿應(yīng)力匯總（單位 MPa） 桿件號 組合一 組合二 組合三 工況一 工況二 工況一 工況二