菱形掛籃的設計制作應用

/菱形掛籃的設計、制作、應用1工程概況1.1橋型布置巴陽2號特大橋起訖里程為K182+600～K183+177，全長577m，接受雙向分別式，左右線橋凈距0.5~18.0m。左線橋平面部分位于直線、部分位于R=3000m的圓曲線上，橋面縱坡部分為R=9700m的凸曲線、部分為+0.5%和-2.45%雙向坡，橋面橫坡為單向2%；右線橋平面部分位于直線、部分位于R=4200m的圓曲線上，橋面縱坡部分為R=10000m的凸曲線、部分為+0.5%和-2.35%雙向坡，橋面橫坡為單向2%。本橋主跨為100+180+100m的預應力混凝土混凝土連續(xù)剛構，左右線引橋均為4×30(云陽岸)，2×30m(萬州岸)預應力混凝土連續(xù)T梁。1.2箱梁結構巴陽2號特大橋主橋接受單箱單室變高度截面，為三向預應力結構。箱梁頂板高12.1m，底板寬7m，外翼板懸臂長2.55m。箱梁0號段長15m(包括墩兩側各外伸2.25m)，每個“T”構縱橋向分為20個對稱梁段，梁段數及梁段長度從根部至跨中分別為5×3.5m＋8×4m＋7×4.5m，累計懸臂總長81.0m。1號~20號梁段接受掛籃懸臂澆注施工，懸臂澆注梁段最大限制重量2332.5KN(未考慮施工荷載)，掛籃設計自重1000KN。全橋共有6個合攏段(兩幅橋)，分別是4個邊跨合攏段和2個中跨合攏段，合攏段長度均為3m，邊跨現澆段長8.36m。箱梁根部斷面梁高10.5m，跨中及邊跨支架現澆段梁高3m(箱梁高均以腹板外側為準)，從中跨跨中至箱梁根部，箱高以半立方拋物線變更。從1號梁段至6號梁段腹板厚70cm，從6號梁段至13號梁段腹板厚60cm，從13號梁段至21號梁段腹板厚50cm，邊跨21梁段號至23號梁段腹板厚60cm，腹板變厚處設50cm漸變段過渡。每號梁段的腹板上設有抗剪齒口。箱梁底板厚除0號梁段為150cm外，其余梁段底板從箱梁根部截面的120cm厚漸變至跨中及邊跨合攏段截面的36cm厚。1.3預應力束布置每個T構懸臂澆筑段設預應力鋼束80束，其中肋板束40束，頂板束40束，此外還有預備束4束。箱梁懸澆完成后，未利用的頂板預備束孔應灌漿填塞。中跨連續(xù)底板束36束，頂板束2束；每邊跨連續(xù)底板束16束，頂板束4束。鋼束均接受OVM15系列錨具或其它合格產品，用配套系列千斤頂對稱張拉。箱梁腹板上設有豎向預應力筋，接受精扎螺紋粗鋼筋，箱梁頂板上設有橫向預應力束。2掛籃的現狀分析和選型探討2.1掛籃分類掛籃是大跨徑箱梁懸臂澆筑法施工的主要設備,在施工中受深水、高墩、峽谷及氣候等影響小，可以充分利用有限的空間，多次重復運用，簡潔駕馭施工工藝和保證施工質量，在施工中對節(jié)段的施工誤差可以不斷地進行調整，從而保證懸澆施工的精度。掛籃按構造形式可分為桁架式(包括平弦無平衡重式,菱形,弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和預應力斜拉式)、型鋼式及混合式四種；掛籃按抗傾覆方式可分為壓重式、錨固式和半壓重半錨固式三種；掛籃按走行方法可分為一次走行到位和兩次走行到位兩種；而按其移動方式可分為滾動式、滑動式和組合式三種。幾種流行的掛籃結構的主要特點平行桁架式掛籃平行桁架式掛籃的上部結構一般為一等高桁梁，其受力特點是：底模平臺及側模支架所承荷重均由前后吊桿垂直傳至桁架節(jié)點和箱梁底板上，故又稱吊籃式結構，桁架在梁頂用壓重或錨固或二者兼之來解決傾覆穩(wěn)定問題,桁架本身為受彎結構。見圖4－1。圖4－1平行桁架式掛籃圖4－2平弦無平衡重掛籃平弦無平衡重掛籃平弦無平衡重掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎上，取消壓重，在主桁架上部增設前后上橫桁，依據須要沿主桁縱向滑移，并在主桁橫移時吊底模平臺及側模架。由于掛籃上部荷載作用在主桁架上的力臂減小，大大減小了傾覆力矩，故不須要平衡壓重，其主桁后端則通過梁體豎向預應力筋錨固于主梁頂板上。見圖4－2。菱形掛籃菱形掛籃可認為是在平行桁架式掛籃的基礎上簡化而來的，其上部結構為菱形，前部伸出兩伸臂小梁，作為掛籃底模平臺和側模前移的滑道，其菱形結構后端錨固于箱梁頂板上，無平衡壓重，而且結構簡潔，故大大減輕自身靜荷載。見圖4－3。圖4－3菱形掛籃滑動斜拉式掛籃滑動斜拉式掛籃在力學體系方面有較大突破，其上部接受斜拉體系代替梁式或桁架式結構的受力，而由此引起的水平分力，通過上下限位裝置(或稱水平制動裝置)固定，主梁的縱向傾覆穩(wěn)定由后端錨固壓力維持。其底模平臺后端仍吊掛錨固于箱梁底板之上，見圖4－4。圖4－4滑動斜拉式掛籃2.2掛籃的選擇對現有掛籃的施工特點、操作工藝、用料狀況等進行了分析和探討，結合巴陽1號、2號橋的具體狀況進行了比選，參考了國內近年來運用的掛籃，最終確定接受菱形桁架式掛籃，菱形掛籃主要有以下優(yōu)點：菱形掛籃主桁架桿削減，傳力簡潔，受力明確，錨桿及吊桿接受精軋螺紋鋼制作，成本低，加工簡潔，安裝便利，易于操作。菱形掛籃主桁具有確定的通用性，能夠適合于本橋澆筑段長度有變更的特點。菱形掛籃支腿高，通行便利，施工作業(yè)空間大。主桁斜拉桿截面有增大的空間，能提高掛籃的整體剛度。主桁梁加載試驗用千斤頂即可進行，方法簡潔，省時省工，又能降低試驗費用。3掛籃的設計3.1設計原則⑴滿足鋼結構強度、變形要求；⑵具有可操作性，材料節(jié)約；⑶荷載考慮要偏大，構件設計尺寸要足夠，從而確保整個掛籃系統(tǒng)偏于平安。3.2設計依據最重梁段及其基本參數依據設計圖紙供應的參數，最重梁段及其基本參數見表4－1。巴陽2號特大橋最重梁段及其基本參數表梁號重量(T)梁長度（m）高度（m）腹板厚（cm）體積（m3）底板厚（cm）1#233.253.510.20～9.757089.71117.8～114.36#224.84.08.04～7.587086.46100.4～96.514#167.934.54.82～4.466064.5968.7～64.220#126.624.53.14～3.025046.5541.9～37.5表4－1規(guī)范規(guī)定.1設計方法巴陽2號特大橋掛籃的設計依據“正常運用極限狀態(tài)法”——即正常運用的某項規(guī)定限值，本設計取結構撓度δ＝20ｍｍ為規(guī)定限值。按正常運用極限狀態(tài)只考慮荷載短期效應組合。.2鋼材強度A3鋼：取允許應力f=190N/mm2=190 MPaE=2.06×105mMPaP=7850kg/m3精扎螺紋鋼Ф32抗拉強度бb=1000MPa,E=2.06E5MPa伸長率δs≥7％.3結構變形的規(guī)定按“有重軌的工作平臺架”，允許變形為L/600，由于為懸臂結構。取2L/600=L/300＝6000mm/300＝20mm，L——懸臂長度；.4受彎構件的計算內容①強度M/r.W=M/1.05W≤fr——截面塑性發(fā)展系數＝1.05②局部穩(wěn)定——配置加勁肋解決；③整體穩(wěn)定（不考慮）；.5拉彎和壓彎構件計算內容①強度：-N/An±M/ Rw=-N/An± M/1.05W≤f②穩(wěn)定性：N/ΦA+Αβ mxM/PW(1-0.8N/Nex)=N/ΦA+1.0M/1.05W(1-0.8N/Nex)Nex——歐拉臨界力Nex=π2EA/λ2設計指標⑴最大變形最大變形量δ≤20mm⑵掛籃重量和最重梁段比值掛籃總重量和最重梁段重量的比值n＜0.45⑶構件、節(jié)點材料強度符合規(guī)范要求。⑷結構形式和基本尺寸依據最重梁段結構尺寸和施工須要，確定掛籃基本結構尺寸。3.3掛籃設計中所接受的系數灌注混凝土時，梁段混凝土動力系數1.2；空載移動時掛籃動力系數1.3。灌注混凝土時的穩(wěn)定系數均大于1.5。掛籃行走時抗傾覆穩(wěn)定系數大于2。容許應力的提高系數1.3～1.5。結構的穩(wěn)定系數＞1.5。掛籃構件具用通用性,可全部或部分周轉性運用于其他橋梁，以降低攤銷費用。4掛籃設計計算和結構介紹4.1掛籃主桁尺寸的選擇掛籃主桁架尺寸選取原則主要基于以下四點:①滿足懸臂澆筑的要求，能夠適合不同長度的澆筑梁段。②滿足施工工作面的要求，使施工人員有作業(yè)空間。③各個桿件受力基本相等，即按等強度設計，這樣可以優(yōu)化結構，節(jié)約鋼材及制造費用。④巴陽2號橋施工中掛籃澆筑分段長度為3.5m、4.0m、4.5m，因此每個桿件的水平方向投影長度為6m。4.2掛籃主桁各個桿件的內力計算荷載的確定計算中，考慮主桁架的前支點承受荷載，為了平安考慮結構的變形，荷載的取值接受以下原則：單片主桁架的前吊點在正常工況下擔當澆灌段梁重量的1/4，最不利工況（考慮混凝土澆筑時發(fā)生偏心）下擔當澆灌梁重的1/3。依據掛籃所澆筑梁段的重量，對荷載進行了分類，見表4－2。前節(jié)點上的荷載取用100t，計算方法接受理論力學中的力平衡法，計算結果如表4－3。掛籃所澆筑梁段主桁各個桿件承受的荷載表表4－2序號梁段編號重量（t）荷載歸類1/4荷載（t）1/3荷載（t）120120.62初載30.240.2214167.93中載425636224.8重載56.274.941233.25滿載58.377.85300超載75100主桁各桿件內力表4－3桿件號N1N2N3N4N5內力大小（t）142.8-146.2-144.3167.8-135.3掛籃主桁桿件截面的選取設計截面時，針對每一根桿件設計不同的截面，在理論上是比較恰當的，但在實際施工過程中，由于截面變更而帶來的制造費用要高于接受不同截面節(jié)約下的費用，因此在設計時，接受相同的截面。依據前各個桿件軸力計算結果。，鋼板厚度δ=16～25mm時，屈服強度為f=325N/mm2。依據同類工程閱歷，剛度是受力主桁計算的主要限制因素，另外，為了制造便利，接受熱軋一般槽鋼型鋼。同時在兩端用20mm厚的鋼板將截面焊合，形成一個封閉性的箱形截面。主桁桿件材質接受16Mn鋼材5.掛籃的結構形式5.1掛籃工作示意圖依據具體施工要求，掛籃工作時的截面如圖4－5所示。圖4－5掛籃工作示意圖5.2掛籃結構形式掛籃組成菱形掛籃由菱形桁架、提吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)四大部分組成。掛籃各部分構造A、主體桁架菱形桁架是依據懸臂灌注鋼筋混凝土施工工藝要求，分析國內各種掛籃的施工特點，吸取有關掛籃的優(yōu)點，經過探討確定的結構型式，主桁架為兩片分別豎于箱梁腹板位置，其間用2×18＃槽鋼和δ10mm鋼板組焊成橫向平面聯接系。每片主桁架的上下弦桿、斜桿及豎桿均接受槽鋼，再用δ20mm鋼板組焊成箱形截面，桿端接受φ96mm的（45#鋼）鋼銷栓和節(jié)點箱連接。桁架前端節(jié)點箱處放置一根前橫梁，前橫梁為三角式桁架梁，由2×22＃槽鋼和20mm厚的鋼板組焊成上、下弦桿；2×20＃槽鋼和厚20mm鋼板組焊成斜桿；2×18＃槽鋼和厚20mm鋼板組焊接成豎桿。橫梁下弦設置8個吊點，吊起3根由2Ⅰ40b工字鋼和厚20mm鋼板組焊成的傳力支配梁，其中中間傳力支配梁用4根直徑為32mmⅣ級精軋螺紋鋼懸吊，上下用螺母連接；2根外支配梁各用2根直徑為32mmⅣ級精軋螺紋鋼懸吊。前橫梁上弦和上節(jié)點箱用鋼銷栓聯接成直角三角形，形成穩(wěn)定的聯接體系。后橫梁的上弦座在上節(jié)點箱上，下弦固定在菱形桁架豎桿上，用鋼銷栓連接，結構截面和前橫梁相同。后橫梁下弦外側各設二個吊點（共4個吊點），4根吊桿，二個傳力支配梁，截面形式同上。傳力支配梁上設置穿心液壓自銷千斤頂14個，其中8個千斤頂用8根吊桿（直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼）吊起底模架；用4個穿心自錨液壓千斤頂通過4根吊桿（直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼）吊起外?；屏?，用2個穿心自錨液壓千斤頂通過2根吊桿（直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼）吊起內?；屏?。前后橫梁和橫向水平聯接梁起到將兩片菱形桁架連成穩(wěn)定的整體結構的作用。B、前吊桿前吊桿的作用是將懸臂灌注的混凝土重量和模板及施工人員、機具重量傳至桁架上。前吊帶桿由直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼組成，調整螺母即可適應梁段的高度變更。C、后吊桿后吊桿的作用是將掛籃承受荷載的一部分傳至箱梁底板。4根直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼和后傳力支配梁連接在后橫梁下弦。2個傳力支配梁和4根吊桿(直徑32mmⅣ級精軋螺紋鋼)及2個穿心自錨式液壓千斤頂承受箱梁后段荷載。D、模板箱梁前側模板接受大塊鋼模板，用10#工字鋼和10#槽鋼及δ6鋼板制作而成，縱向長度4500mm，在梁高范圍內分為3塊，以便梁高變更時進行調整。外側模支撐在外模走行梁上，走行梁前端通過吊桿懸吊在桁架橫梁上，后端通過吊桿懸吊在已完成的箱梁頂板上（在澆筑頂板時設置預留孔），后吊桿和走行梁間設有后吊架，后吊架上裝有滾動軸承，掛籃行走時，外側模走行梁和外模一起沿后吊架滑行。內模由內模架、模板、橫豎帶及調整絲杠等組成。內模架吊在2根內模走行梁上，走行梁前端吊在桁架橫梁和傳力支配梁上，后端吊在已完成梁段頂板上（設置頂板預留孔），內模架可沿走行梁滑行，模板除上下梗肋處用特制模板外，其余均接受組合鋼模板。底模由底模架和底模板組成。底模架用30#槽鋼和厚20mm鋼板作縱梁，2根30#工字鋼作前后橫梁，分別用前吊桿及后吊桿吊至桁架橫梁及箱梁底板上。為保證足夠的剛度，底模接受厚8mm鋼板和20#、30#槽鋼形成整體。底模長4.5m，可滿足4m梁段的須要，寬度比箱梁底寬少8mm，兩外邊緣固定5～6mm橡膠板，在澆筑砼時，外側模和底模夾緊，以防漏漿。E、走行系統(tǒng)走行系統(tǒng)分為菱形桁架走行系統(tǒng)、底模、外模走行系統(tǒng)及內模走行系統(tǒng)四部分。菱形桁架走行系統(tǒng)，在兩片桁架下的箱梁頂面各鋪設兩根Ⅰ40a工字形軌道（軌道用鋼板組焊），軌道頂面放置前后支座，支座用螺栓和桁架節(jié)點箱連接。前支座沿軌道滑行，支座底部焊接不銹鋼板，走行軌道頂鋪設四氟滑板，走行時在滑板頂涂抹潤滑油，以減小摩擦系數。后支座以反扣輪的形式沿軌道頂板下緣滾動，不需加設平衡重，用兩個自錨液壓腿推動，菱形桁架即可向前移動。軌道長度按梁段劃分長度制作，分3m和4m兩種，每種3節(jié)，其中一節(jié)倒用。利用梁部豎向預應力筋將軌道底板錨固，掛籃懸臂灌注施工時，再用6根直徑32mm精軋螺紋鋼筋將軌道下鋼枕和掛籃后節(jié)點箱錨固，使后支座反扣輪不受力。底模、外模走行系統(tǒng)：底模、外模同步走行。脫模前用導鏈將底模架吊在外模走行梁上，解除后吊帶，脫模后，隨桁架一起向前走行。不需另配牽引動力。內模走行系統(tǒng)：內模脫模后，內模架落在內模走行梁上，用人工推動既可將內模架移至下一個梁段。5.3掛籃受力主桁架的受力和變形分析掛籃受力主桁架的平面分析依據本掛籃的受力特點，在計算分析中將其簡化為平面結構，接受平面桿件的有限元模式進行分析。桁架同澆筑模板連接的地方，接受鉸接的方式。掛籃主桁架平面計算簡圖節(jié)點取為鉸接點基于以下考慮：實際結構是特殊困難的，完全依據結構的實際狀況進行力學分析是不行能的，也是不必要的，因此在計算過程中必需對實際結構進行簡化，略去不太重要的微小環(huán)節(jié)，顯示其基本特點，對于結構的連接，通常狀況下有兩種志向狀況：鉸接點和剛結點。本工程中，節(jié)點實際狀態(tài)處于剛結點和鉸接點之間，鉸接程度稍大一些。但是桿件的位移是本次掛籃施工的限制性要素，位移大小，關系到懸臂施工過程限制的成敗，同時也關系到掛籃工作的平安和否，所以計算過程中，偏于平安考慮，節(jié)點形式取為鉸接節(jié)點。圖4－6掛籃主桁架平面計算簡圖掛籃受力主桁架的荷載取值計算中，考慮主桁架的前支點承受荷載，為了平安考慮結構的變形，荷載的取值接受以下原則：單片主桁架的前吊點在正常工況下擔當澆灌段梁重量的1/4，最不利工況（考慮混凝土澆筑時發(fā)生偏心）下擔當澆灌梁重的1/3。依據掛籃所澆筑梁段的重量，滿載的時候為270.7t,超載時候為300t。計算中的參數由于主桁架的各個桿件通過節(jié)點板，用銷釘連接起來。所以在計算中接受了桿件單元。彈性模量：；泊松比：；線膨脹系數：5.4掛籃分析的三維有限元模型計算假定掛籃施工時整個結構由掛籃、待澆筑的混凝土和已澆筑的混凝土組成，整個結構的行為具有明顯的空間性。目前看來，現有的分析，集中在對受力主桁架的平面桁架分析上，對掛籃各個構件的分析都是將其分別，然后對荷載進行估計，進而得出掛籃各個部分的受力和變形，用來指導設計和檢驗。掛籃的受力和變形，不僅對于掛籃自身的剛度和強度比較重要，而且，在剛構橋的施工限制中，對于預拱度的設置也起特殊重要的作用。所以對掛籃施工時候的結構，進行三維的整體性分析，特殊必要和重要。對結構進行三維有限元分析的關鍵是對結構作出符合實際的模型簡化。以往的掛籃分析中，往往是將混凝土截面分塊，分別施加在掛籃上。同時對施工人群荷載簡潔地作用在節(jié)點上，沒有完全符合實際施工中的狀況，對于具有明顯空間和整體效應的掛籃施工時的結構就難以體現實際狀況了。另外，結構的各個部分的有限單元的類型、性質及相互之間的連接等的簡化對分析結果也將產生很大影響。依據對掛籃設計和施工藍圖的細致探討，其三維有限元分析模型建立如下：①澆筑梁段為后張拉三向預應力混凝土，所受內力以壓為主，質量占整個結構的絕大部分。分析中接受8節(jié)點的三維塊體單元。②模板在結構中起著將混凝土的重量傳遞給掛籃的作用，質量較小，厚度不大，分析中接受板殼單元。③掛籃的前端下橫梁，后端下橫梁以及前端上橫梁，設計中接受型鋼組合截面，主要為平面變形和受力，分析中，接受二維梁單元。④掛籃的后端主桁架和承重吊帶，截面變更不大，主要擔當軸向荷載，兩端接受銷結的固定方式，計算中接受三維桿件單元模擬。⑤考慮到結構和荷載自身具有對稱性，可僅建立結構的一半模型分析，但為了整體分析掛籃結構的受力和變形，仍接受全模型進行計算。有限元模型共有9449個節(jié)點，18049個單元。荷載及荷載工況結構上的荷載考慮有混凝土的自重（取重量最大的1號段進行分析）、施工的掛籃荷載以及施工中的人群荷載。限制荷載工況有：荷載組合一：混凝土重量＋掛籃自重＋人群和施工機具重；荷載組合二：混凝土重量＋掛籃自重＋混凝土偏載＋人群和施工機具重；荷載組合三：混凝土重量＋動力附加荷載＋掛籃自重＋人群和施工機具重量；澆筑的混凝土梁段位于掛籃前端和后端、梁段后端進行固結約束。分析內容和方法分析中對結構進行了靜力分析，接受ANSYS有限元軟件進行分析。分析用的力學模型及網格劃分見掛籃有限元分析三維模型及網格劃分。圖4－7掛籃有限元分析三維模型及網格劃分依據《鋼結構設計規(guī)范》中的吊梁的允許撓度，取桁架撓度允許值為1/600，即前吊點處的下撓度值不大于16.7mm。在限制荷載工況下掛籃受力主桁架撓度計算值表4－4載荷分類N1（t）N2（t）N3（t）N4（t）N5（t）掛籃下撓量（mm）豎桿前移量（mm）1/4荷載（t）6897.8-100.2-100.4115.10-6.6-1.575.108.28-110.8-111.0127.40-7.3-1.61/3荷載（t）88129.34-132.5-132.0-152.30-8.8-210.144.-147.2-146.8169.50-9.7-2.2依據以上計算結果，可以得出掛籃受力主桁架撓度符合規(guī)范要求。依據各個桿件的受力，對各個桿件進行了強度校核，拉桿的強度、壓桿的穩(wěn)定性檢核通過。掛籃三維有限元計算結果分析.1掛籃主桁架下撓分析為了在有限元分析中，比較客觀地模擬混凝土澆筑時的力學狀態(tài)，在分析中對混凝土的彈性模量分別實行了：110-6E,110-5E,110-4E,510-4E,110-3E,110-2E,110-1E，E。掛籃主桁架下撓度值可見圖《掛籃主桁架前吊點下撓值和彈性模量的關系圖》。彈性模量只有原來的110-6E時，可以認為所計算的混凝土段處在的澆筑過程中，此時掛籃主桁架下撓為5.1mm＜[δ]=16.7mm。在彈性模量在取0.1E時，計算出的變形值（3.04mm）同取E時的變形值（3.00mm）接近了。圖4－8掛籃主桁架前吊點下撓值和彈性模量的關系圖混凝土梁段位于掛籃前端和后端時的前吊點下撓計算分別為5.7mm和5.9mm，滿足剛度要求，考慮人群荷載全部集中在模板的前端以及掛籃的大部分重量集中在前吊點上時的最不利狀況，下撓值為5.028mm＜[δ]=16.7mm。.2掛籃各個桿件的強度分析依據各個桿件的受力狀況，對各個桿件進行了強度校核，拉桿的強度、壓桿的穩(wěn)定檢算以及節(jié)點板的驗算，均通過。混凝土段端部約束對計算結果的影響有限元分析中，由于對主梁的端部接受的是3個方向上鉸接，和實際的約束狀況沒有完全相符，因此分析了鉸接，固接以及從0號段延長真實約束。對比前吊點的位移值發(fā)覺，結果相差不大（結果見表4－4）。計算中接受鉸接約束是可行的。前吊點在不同約束狀況下的位移值表4－5約束形式鉸接固接真實約束位移值（mm）3.13.03.0.3結論通過對掛籃的平面和三維分析，可以得出以下結論：a.菱形掛籃的主桁架設計合理，各個桿件之間受力比較勻整，有利于節(jié)約材料。b.平面和三維分析的各項結果表明，掛籃結構的各項指標均滿足相關要求。c.掛籃主桁架的前吊點的下撓是整個掛籃結構剛度的限制因素，是主梁懸臂澆筑的線性限制中重要的參數。d.平面計算模型的計算結果精度上是牢靠的，相對三維的分析結果，相應數值較大，結果相對保守。在掛籃的平面計算中，必需正確估計主梁重量對掛籃主桁架的貢獻。e.三維有限元分析較為真實地反應了掛籃施工時的受力和變形態(tài)況?？朔似矫骅旒芊治龅牟蛔悖谥匾こ痰膾旎@分析中，有必要對掛籃結構進行三維有限元分析。6掛籃的現場試驗驗證為確保懸臂灌注施工平安，檢驗掛籃受力狀況，必需測定掛籃彈性及非彈性變形。在掛籃運用之前進行荷載試驗，掛籃荷載試驗分為檢驗菱形架受力狀況的菱形架預拉試驗和檢驗掛籃整體受力狀況的等載試驗兩部分。6.1掛籃菱形架預拉試驗試驗目的檢驗單片菱形架最大工作荷載下的變形和整體穩(wěn)定性,并測試掛籃的主要技術參數和運用性能。圖4－9掛籃菱形架預拉試驗裝置圖試驗原理利用千斤頂施加預應力將兩片菱形架對拉，測量對拉點的變形，并和設計計算值相對比。本試驗拉力定為菱形架工作時的最大拉力120t。試驗方案將兩片菱形架平放在平臺上，兩片菱形架根部利用6根直徑32mm精軋螺紋鋼共預拉120t，菱形架的前吊點處接受8根鋼絞線一端固定，一端張拉。試驗步驟①按荷載分級校頂。②將組裝好的兩片菱形架平放在平臺上，安裝試驗裝置。③將錨固端的精軋螺紋鋼每根預拉20t，然后錨固。④分級張拉并測量前吊點的位移。⑤張拉到120t時持荷60分鐘，視察菱形架的變形和焊縫狀況。⑥分級放張，測量放張后的位移量。試驗結果可見表4－6。巴陽2號大橋掛籃菱形架對拉試驗數據表表4-6序號加載（t）油表讀數（Mpa）掛籃下撓量（mm）備注理論計算實測112.110.3252.602.33103.207.54204.4010.85305.6012.36406.8113.3743.37.304.2514.3856.78.765.5515.5958.18.945.69161064.79.786.3316.31167.710.166.5916.5127511.097.32171377.511.387.5617.5148211.927.9917.81586.312.438.4118.31690.212.898.7818.51710014.109.7219.51812016.5611.6621.3菱形架塑性變形8.9從試驗數據上可以看出菱形架的塑性變形為8.9mm，在120t荷載的狀況下菱形架的總體變形為21.3mm，減去塑性變形，菱形架的彈性變形為12.4mm，和理論計算11.66mm相差不大。在荷載為120t時菱形架穩(wěn)定，焊縫無開裂現象。6.2掛籃整體等載預拉試驗試驗目的⑴檢驗掛籃在等效荷載狀況下的承載力和整體穩(wěn)定性。⑵測量掛籃在等效荷載的狀況下的彈性變形和塑性變形。在測試中使掛籃的主要技術參數和運用性能初步得到驗證。試驗原理利用預埋在墩身上的三角形支架作為反力承重結構，在掛籃底模上布置預應力鋼束，利用千斤頂進行預拉，預拉總拉力為掛籃的最大承重加上施工荷載，最大梁段重量為233t，施工荷載考慮30t，加上沖擊荷載及偶然荷載，所以本試驗拉力定為300t。試驗方案反力架布置及埋設在墩身上設計拉力為600t，在300t的荷載變形為2mm，在澆筑墩身混凝土之前埋設預埋件，墩身澆筑完成后焊接支架，要保證焊縫質量。圖4-10掛籃整體等載預拉試驗裝置圖鋼束布置按最大節(jié)段的受力狀態(tài)在每側掛籃底模布置2排共12束鋼束，每束2根，每根的設計拉力為12.5t，共計300t。在每側掛籃的底模上最大節(jié)段端部位置等距布置6個標高觀測點。圖4-11底模張拉鋼束布置示意圖試驗步驟安裝試驗設備。測量張拉前標高。對稱張拉25%N，測量并記錄標高。對稱張拉50%N，測量并記錄標高。對稱張拉75%N，測量并記錄標高。張拉100%N，補齊應力損失，持荷30分鐘，視察桿件和焊縫的受力狀態(tài)，測量并記錄標高。分級兩側對稱放張，放張依次為100%N—75%N—50%N—25%N—0，放張完成后測量并記錄標高。依據實測數據，在加載300t時掛籃的彈性變形量為14mm，和理論計算12mm相差不大。塑性變形量為9mm，總變形量為23mm，從試驗數據上可以看出在加載初期的塑性變形較大，加載到確定程度變形呈線性增長，即為彈性變形，表示塑性變形消退。在試驗過程中桿件和焊縫無變形和開裂現象。6.3平安保證措施有參加試驗人員均應佩帶平安帶，平安帶末端應系在梁端的預埋鋼筋上，決不行系在掛籃和模板上。在試驗過程中，掛籃后錨、底部受力托架處均派專人看管，發(fā)覺異樣狀況剛好報告，底部受力托架看管人員應特殊留意平安，平安帶應系在牢靠的地方，并佩帶對講機，剛好的和梁頂試驗人員進行聯系。張拉