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温州市大门大桥主桥（预应力混凝土斜拉桥）挂篮设计图及说明中交第一公路工程有限公司上海同港桥梁科技有限公司二O一三年四月温州市大门大桥主桥（预应力混凝土斜拉桥）挂篮设计说明目录1、工程概述2、设计依据3、设计概要4、总体构造5、设计特点6、主要施工步骤7、制作与拼装8、试载要求9、结构计算10、建议1.工程概况温州大门大桥为双塔双索面空间索预应力混凝土斜拉桥，半漂浮体系。全长586m，跨径组合：135+316+135m。主梁采用预应力混凝土肋板式结构，主肋高度2.8m，宽2m，主塔根部处由于受力需要加厚至3.5米，桥面板为受力单向板，厚0.3m。横梁一般纵向每隔6.6米设置一道，厚0.4m，根部加厚至1.1m；压重区横梁每隔2.8m设置一道，厚0.6m，根部加厚至1.3m；边墩横梁厚3m；主塔处横梁则厚2m。边跨支架现浇段主梁加设底板,底板厚0.3m,形成箱形截面,箱内加压重混凝土，增加边跨重量,避免边墩处支座出现负反力，同时设置底板过度段，改善局部受力。主塔采用花瓶型，一方面增加主塔自身的横向稳定性，另一方面为斜拉索空间索面布置提供条件，增加结构的抗风性能。主塔承台以上全高136m，较常规塔柱高，主要是因为本方案拉索根数较多，拉索在上塔柱上需要的锚固区段较长，同时桥面较宽，如果按常规塔高布置，中塔柱在横向立面上倾角较小，主塔在景观上会显得极不协调，因此，主塔桥面以上高度有所加高。斜拉索采用扇形空间双索面布置，每塔每索面共22对斜拉索，共176根。塔上索距分别为1.3m、1.6m、1.8m，梁上索距除边跨压重区为2.8m外，其余均为6.6m。斜拉索采用高强度低松弛平行钢丝索，索体采用双层HDPE防护的全防腐索体，规格为139Φ7、151Φ7、163Φ7、187Φ7、199Φ7、223Φ7、241Φ7、283Φ7、313Φ7共九种，抗拉强度标准值为fpk=1670Mpa。拉索锚具采用冷铸镦头锚锚固体系，均在主塔端张拉。2.设计依据《温州大门大桥施工图设计》《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）委托设计合同3.设计概要（1）本挂篮为斜拉桥施工前支点挂篮，设计承载混凝土重量460吨。挂篮由承载平台，牵索系统，锚固系统等组成，设计充分考虑了结构的安全性和实用性。（2）为保证施工质量，设计承载主体结构刚度大，并在适当位置配置锚杆，以减少箱梁在主梁和桥面板等位置处纵横向变形及“错台”量。（3）长大构件分段制作，最大质量约10t，以满足运输尺寸及现场拼装的要求。（4）挂篮可以满足大门大桥主桥主梁的浇筑、浇筑后前移以及标高、预抛高调整等使用功能的要求。（5）本挂篮适用于主梁SB1#～SB22#节段、MB1#～MB22#节段的浇筑。（6）挂篮自重约为140t。（7）设计尽量方便模板的安装与拆模，减少人力的使用，并提高准确就位率。4．总体构造挂篮由承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、锚固系统、模板系统、操作平台及预埋件系统等组成。（参见设计图纸）4．1承载平台承载平台是挂篮的主体结构，由支承悬浇荷载及模板体系的平面刚架和挂腿组成。平面刚架分别由主纵梁、横梁组成。两侧主纵梁前端开槽，在主纵梁上设置承力面。4．2牵索系统牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形成前支点；在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵索系统由张拉机构、斜拉索冷铸锚和连接器组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚固定在垫块总成上。垫块总成可沿主纵梁头部导轨上下滑动并锁定，因而前支点空间位置可调整。4．3行走系统行走系统实现挂篮空载前移功能，由牵引机构及行走反滚轮组成。牵引机构由两台YC70X150千斤顶通过两根精轧螺纹钢筋，同步牵引挂腿下部行走滑靴带动挂篮前移，行走滑靴在主梁顶面辅设的滑轨上滑动。挂篮行走时由行走反滚轮平衡前倾力。4．4定位系统定位系统实现挂篮浇筑前的定位，由前锚杆组、止推机构及顶升机构组成。挂篮由前锚杆组提升到位，放置在主纵梁尾部的顶升机构调整挂篮前端的竖向标高，止推机构承受斜拉索张拉力中的水平分力。由于挂篮的自重及构造尺寸都较大，再加上本桥主梁断面的构造特点，使得挂篮横桥向定位的调整较困难，因此在挂篮前移时，应尽量保证挂篮整体同步平移，并不断观测，随时纠正挂篮的偏位。当挂篮前端产生横桥向偏移时，可在挂篮后横梁与桥主梁主肋间设反向顶推予以调整；当挂篮挂腿中心线处产生横桥向位移时，在挂篮挂腿与桥主肋间加反向顶推。4．5锚固系统锚固系统包括4组前锚杆组和2组后锚杆组。前锚杆组设在主纵梁上面，其作用是将承载平台承受的施工荷载传递到已浇梁段上，后锚杆组设在主纵梁尾部，其作用是平衡挂篮斜拉索初张拉时产生的后倾力，同时，4组锚杆组亦作为抗风安全锚固点。4．6模板系统模板系统由横隔板底模及侧模、主肋侧模及底模、顶板底模、顶模拱架及支架、支撑等组成。横隔板侧模底部通过铰接与承载平台相连，侧模之间采用对拉螺杆连接，横隔板底模位于承载平台前横梁之上。前端顶模采用可调撑杆支撑在承载平台上，中间顶模采用拱架支撑，拱架通过铰接固定在主纵梁的滑轨上。在挂篮前移前，松开对拉螺栓，将主肋侧模及横隔板侧模放置于拱架及承载平台上，并与顶模一起随拱架下降至横隔板底标高以下。挂篮前移到位后，再将拱架提升到设计标高位置，立模，浇筑下一节段。拱架用千斤顶顶升到位，并用销轴定位。因而可方便地立模、拆模并将模板系统整体移至下一待浇节段。5.设计特点本挂篮悬浇节段长度6.6m，主桥宽度方向分次浇筑，桥面总宽32.2m，2.05m长悬臂板滞后一个节段浇筑，悬浇节段混凝土质量最大460t，挂篮设计上具有如下特点：1)挂篮整体刚度好，满足了抗倾、抗风稳定性要求。2)挂篮操作调整方便，平面及标高调整均采用国产通用设备。3)挂篮的主要组成部分承载平台为平面刚架结构，构造简单，受力明确，构件自重较轻。4)根据各构件受力特点，采用了不同的结构形式，在保证平台刚度和强度的前提下，减轻了平台的质量。5)挂篮结构主要采用普通型材制作。6)挂篮结构及部件采用拼装式，可重复利用。7)模板系统主要由横隔板及主肋底模及侧模、顶板底模及模架支撑等组成。大部分采用大模板结构，提高混凝土外观质量，同时有效的控制桥形缩短施工周期。8)后端顶板底模采用拱架支撑，随拱架在挂篮前移前下放至大桥横隔板以下，挂篮前移到位后再将拱架提升至设计标高位置，便于立模，拆模，模板整体移至下一待浇节段。9)前侧模板和后浇翼缘模板采用支撑调节螺杆，使用时应注意在浇筑混凝土之前必须检查每根支撑调节螺杆的受力是否均匀，以防止个别螺杆不受力的情况发生。6.主要施工步骤挂篮施工中,仅处于两种状态：行走状态和浇筑状态。6.1行走状态1)混凝土养护、脱模、张拉主桥预应力；2)挂篮前支点支撑力转换，放松张拉千斤顶并拆除张拉千斤顶与斜拉索的连接；3)拆除止推机构，接长钢板滑道；4)拆除后锚杆组；5)放松前锚杆组，挂篮下降（200mm），挂腿落至钢板滑道上；6)安装尾部顶升机构千斤顶，且油缸伸长；7)安装行走反滚轮，顶升机构千斤顶油缸缩回；8)安装牵引机构，将挂篮前移并定位。6.2浇筑状态1)安装顶升机构千斤顶，油缸伸长并顶升，放下行走反滚轮；2)安装前锚杆组，同时顶升机构千斤顶油缸缩回，提升挂篮；3)安装止推机构，操作止推千斤顶，使挂篮纵向定位；4)安装后锚杆组；5)立模，测量标高，同时调整顶升机构千斤顶及锚杆组，使挂篮精确定位，并满足预变形要求；6)连接张拉机构与斜拉索冷铸锚，形成挂篮前支点,并一次张拉；7)按主梁施工控制要求分层浇筑混凝土（或张拉斜拉索），使各节段满足索力及变形双控的要求。需要注意：主桥横梁内侧模板采用螺旋支撑方法设计，以便拆模的施工方便，但是在安装定位之后，需要确保支撑的支点均匀受力，避免模板重量仍由拱架承担。7.材料、加工制作与拼装7.1挂篮设计中除吊杆、张拉总成、销轴等之外均为Q235钢，凡图中未注明材料型号的构件均采用Q235钢。7.2挂篮采用工厂制作，运至现场进行拼装。由于挂篮承受荷载大，又长时间重复使用，故要求按永久结构的标准制作。制作中应严格控制焊接质量及机加工件特别是张拉构件的加工质量。7.3加工单位在加工之前，应首先熟悉图纸，注意对称制造的构件，对于有质疑的地方，应及时反馈到设计方，对于需要改进或合理建议化之处，应与设计方协商并征得设计方同意。加工之前，应事先编制详细的加工工艺和制定合理的加工方案，确保加工质量。7.4挂篮各构件应按设计图纸准确放样和号料，并应根据制作工艺要求和安装时的焊接收缩量以及切割、刨边等留足余量。对切角、切边的构件应严格按照图纸和现行规范切割，确保与拼装部分相吻合和拼接质量。7.5对于已下料的构件应用油漆标明其编号，特殊的材质还应标明其钢号，不同材质的构件严禁混用。7.6构件切割前，应将切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，切割后应清除飞溅物和熔渣。切割后的零件边缘不得有裂纹及超过1mm的缺棱。7.7放样、切割允许偏差如下（除图纸标明之外）：放样和样板（样杆）的允许偏差项目允许偏差平行线距离和分段尺寸±0.5mm对角线差1.0mm宽度、长度±0.5mm孔距±0.5mm加工样板的角度±20’气割的允许偏差项目允许偏差零件宽度、长度±3.0mm切割面平整度±0.05t且不大于2.0mm局部缺口深度1.0mm注：t为切割面的厚度7.8制孔挂篮上的螺栓孔均为钻孔或镗孔，禁止冲孔。粗制螺栓孔的公称直径应比杆径大1.0mm，其允许偏差值为±0.5mm之内，相邻螺栓孔的间距允许偏差值为±0.25mm之内.7.9焊接加工前应首先熟悉图纸，并根据设计图纸中各构件三向连接的特点，具体确定各构件的组拼焊接顺序，确保构件的连接强度，同时尽量减小焊接残余应力。施焊前复核构件编号及位置是否正确，检查和修整定位焊点，清除焊缝位置附近的铁锈、油污和脏物等。7.10纵横梁各板块节点均为焊接，焊接时各杆件截面形心轴线应汇交于中心点，其误差精度控制在±0.3mm之内。7.11挂篮主梁弧形部分板材较厚，焊缝密集，施焊时应制定详细的单项焊接工艺及操作要求，尽量减小焊接变形及焊接残余应力。7.12焊接工作应由取得合格证书的焊工来承担。焊接工作应在拼装检查合格之后进行。7.13当进行多层焊接时，在焊接每层焊缝之前，应对前一层焊缝进行检查，如发现有夹渣、气孔和裂纹等时，应将缺陷焊缝部分除净后再焊。7.14焊接完成后，所有的拼装辅助装置，残留的焊缝金属和熔渣均应除去，并对焊缝进行检查，检查焊缝的实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的缺陷，如咬肉、气孔、夹渣、裂纹、未焊满的陷槽等。当钢材厚度在10及10mm以下时，基本金属的咬肉深度不得大于0.5mm；当钢材厚度超过10mm时不得大于10mm。7.15对于缺陷焊缝应及时进行处理：7.15.1间断焊缝和陷槽应予焊满；7.15.2焊缝有裂纹、未焊透、夹渣和气孔，应除净重焊；7.15.3焊缝尺寸不足及咬肉深度超过7.14的规定时，应予补焊。7.16对剪力件、弧形头部等极其重要部位的焊缝，必须进行探伤检查。7.17为方便运输且考虑现场起重能力的限制，长大构件一律分段制作现场拼装。8.试载要求及安全生产8.1挂篮各构件加工完毕后，应按设计图纸要求和《钢结构工程施工及验收规范》进行工厂预拼，经检查合格后方可出场交货。8.2对于有隐蔽焊缝的构件进行拼装时，应在隐蔽的焊缝质量检验合格后方可进行。8.3挂篮各构件在运输吊装时应加强对结构的保护，防止结构物的损坏、变形等。工地组拼时若发现结构有较大损坏或变形的杆件应及时上报设计方，由设计方作出具体的处理和修补方案。8.4纵、横梁各构件之