现浇桥梁临时结构设计

现浇桥梁临时结构设计现浇桥梁临时结构设计现浇桥梁临时结构设计现浇桥梁临时结构设计20132013--1212江苏省交通科学研究院股份有限公司内容概要内容概要一、挂篮设计二、模板设计二、模板设计三、支架设计四、围堰设计五、钢栈桥设计五、钢栈桥设计江苏省交通科学研究院股份有限公司一、挂篮设计一、挂篮设计挂篮概述挂篮设计挂篮设计江苏省交通科学研究院股份有限公司11、挂篮概述、挂篮概述1、定义挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重结构，其锚固在已施工的前端梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、混凝土应力等施作业混凝土、预应力等施工作业。完成一个节段的循环后，挂篮即可前移并固定，继续下一节段的施工，如此循环直至悬臂浇筑完成。挂篮移动施工平台江苏省交通科学研究院股份有限公司2、组成承重结构：主要受力结构悬吊系统：JL或吊带等悬吊系统：JL或吊带等锚固装置：JL（竖向力筋或预埋筋）等走行系统：轨道或四氟乙烯滑板（卷扬机或千斤顶牵引）工作平台：预应力张拉工作等作平台预应力张拉作等江苏省交通科学研究院股份有限公司示例-菱形挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司6江苏省交通科学研究院股份有限公司7江苏省交通科学研究院股份有限公司8江苏省交通科学研究院股份有限公司93、结构形式挂篮的结构型式按承重结构的不同主要分为：①平行桁架式挂篮：贝雷梁挂篮等②平弦无衡重挂篮③弓弦式挂篮③弓弦式挂篮④三角形挂篮⑤菱形挂篮⑥牵引式挂篮：斜拉桥施工⑥牵引式挂篮：斜拉桥施工江苏省交通科学研究院股份有限公司图1-平行桁架式挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司11图2-平弦无衡重挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司12图3-弓弦式挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司13图4-三角式挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司14图5-菱形挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司15图6-牵引式挂篮江苏省交通科学研究院股份有限公司1622、挂篮设计、挂篮设计、挂篮设计、挂篮设计1、悬臂浇筑分段长度设计挂篮首先要决定箱梁悬臂浇筑的分段长度。节段分段取决于设备和施工条件。若每个节段长，节段数量就少，施工速度就比较快，但每次浇筑砼的数量就多，挂篮及其设备就需要相应增大，反之，每个节段短，挂篮的承重要求小，但节段数量多，挂篮周转次数多，总的施工进度较慢。悬臂分段长度一般为2-5m。挂篮在0号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的挂篮在0号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的长度能拼装两个挂篮，如0号块的长度不够，需将两个挂篮做成连体挂篮。。江苏省交通科学研究院股份有限公司172、挂篮横断面挂篮横断面的布置取决于桥梁的宽度和箱梁横断面形式。一般在腹板位置设置主桁架。3、挂篮设计总体构思①挂篮结构形式选择①挂篮结构形式选择②减轻挂篮自重③缩短挂篮施工周期③缩短挂篮施工周期④保证悬浇砼质量：如以刚度控制进行模板设计⑤改善施工条件和环境：宽敞的作业空间，安全的围护等。江苏省交通科学研究院股份有限公司184、挂篮主桁架计算挂篮主桁架作为承重结构，是最重要的设计计算构件。挂篮主桁架作为承重结构，是最重要的设计计算构件。①其计算内容主要包括：各杆件及锚杆的内力计算和截面设计挂篮的变形计算挂篮的倾覆稳定计算②计算工况：②计算工况：两个挂篮连成一体（0#块顶面）关键阶段砼浇筑空载行走江苏省交通科学研究院股份有限公司19③荷载系数依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），荷载系数取值如下：依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），荷载系数取值如下：考虑箱梁砼浇筑时涨模等因素的超载系数为1.05砼浇筑动力系数为1.2挂篮空载行走冲击系数1.3抗倾覆稳定系数2江苏省交通科学研究院股份有限公司20④施工荷载在砼浇筑和空载行走过程中，挂篮主桁架主要承受以下几种荷载：在砼浇筑和空载行走过程中，挂篮主桁架主要承受以下几种荷载：最大节段砼重量：此项为设计挂篮时的控制质量，一般设计会给出挂篮自重与悬臂最大节段砼自重的允许比值范围。挂篮自重：主要包括主桁架、悬吊系统、模板系统及张拉操作平台等的自重施工机具及人群荷载：据实际情况计算，无实测值时可按2.5kN/m取值风荷载：风荷载：砼偏载：按浇筑时两侧腹板砼最大偏差江苏省交通科学研究院股份有限公司21⑤荷载组合主桁架承重系统强度及稳定性计算：主桁架承重系统强度及稳定性计算：组合1：砼自重及其动力附加荷载+挂篮自重+施工机具和人群荷载组合2：砼自重+挂篮自重+砼偏载+施工机具和人群荷载组合3：砼自重+挂篮自重+风载组合3：砼自重+挂篮自重+风载变形计算：组合4：砼自重+挂篮自重+施工机具和人群荷载组合4：砼自重+挂篮自重+施工机具和人群荷载挂篮行走验算：组合5：挂篮自重及其冲击附加荷载+风载江苏省交通科学研究院股份有限公司22⑥计算模型主桁架结构内力与变形计算：简化的计算常假定主桁架每一桁片承担主桁架结构内力与变形计算：简化的计算常假定主桁架每一桁片承担的荷载相同，按平面结构计算。平面结构计算简便，但考虑的荷载工况较少，且无法考虑混凝土偏载和横向风荷载作用对挂篮的整体影响，所以对横截面较宽或受横向荷载影响较大的挂篮，最好采用空间结构计算。挂篮主桁架杆件连接节点可分为刚性、铰接、半铰接节点。主桁架桁挂篮主桁架杆件连接节点可分为刚性、铰接、半铰接节点。主桁架桁片采用焊接、栓接连接的可分别处理为刚性节点和铰接节点，对于仅在一个平面内转动而在另一平面不能转动的销接则视为半铰接。个平面内转动而在另一平面不能转动的销接则视为半铰接。江苏省交通科学研究院股份有限公司23⑦其他构件验算挂篮的悬吊系统、模板系统和行走系统等按一般钢结构计算方法计算挂篮的悬吊系统、模板系统和行走系统等按一般钢结构计算方法计算。因挂篮是可移动的支架，又属于高空作业，所以在设计时须保证有足够的安全度，尤其要注意悬吊系统的前吊带（杆），其在脱模过程中，受到的冲击振动最大，而且承受重复作用，有发生端部断裂的危险，故悬吊系统前吊带（杆）的安全系数不小于2。江苏省交通科学研究院股份有限公司24二、模板工程模板概述模板设计模板设计江苏省交通科学研究院股份有限公司1、模板概述1、定义模板是混凝土结构或钢筋混凝土结构成型的模具。它由面板和支撑系统组成模板是混凝土结构或钢筋混凝土结构成型的模具。它由面板和支撑系统组成，面板是使混凝土成型的部分；支撑系统是稳固面板位置和承受上部荷载的结构部分。一般工业与民用建筑中，平均1m3砼需用模板7.4m2，模板费用约占砼工程费用的34%。砼工程费用的34%。在砼结构施工中选用合理的模板形式、模板结构及施工方法，对提高工程质量、加速砼工程施工和降低造价有显著效果。程质量、加速砼工程施工和降低造价有显著效果。江苏省交通科学研究院股份有限公司2、模板工程的基本要求：施工中能保证结构和构件的形状、位置、尺寸的准确；具有足够的强度、刚度和稳定性；装拆方便、灵活，能多次周转使用；接缝严密，不漏浆。江苏省交通科学研究院股份有限公司3、模板的种类及组成模板的种类：模板的种类：按材料分：有木模板、竹模板、钢木模板、钢模板、塑料模板、铸铝合金模板、玻璃钢模板等。金模板、玻璃钢模板等。按工艺分：有组合式模板、大模板、滑升模板、爬升模板、永久性模板模板系统的组成：以及飞模、模壳、隧道模等。包括模板板块和支架两大部分。模板板块是由面板、次肋、主肋等组成。支架则有支撑、桁架、系杆及对拉螺栓等不同的形式。江苏省交通科学研究院股份有限公司①组合式模板组合模板是一种工具式的定型模板，由具有一定模数的若干类型的板块、组合模板是一种工具式的定型模板，由具有一定模数的若干类型的板块、角模、支撑和连接件组成，拼装灵活，可拼出多种尺寸和几何形状，通用性强，适应各类建筑物的梁、柱、板、墙、基础等构件的施工需要，也可拼成大模板、隧道模和台模等。拼成大模板、隧道模和台模等。江苏省交通科学研究院股份有限公司a)钢定型模板钢定型模板由边框、面板、纵横肋组成，面板为2.3～2.5mm的钢板，模板类钢定型模板由边框、面板、纵横肋组成，面板为2.3～2.5mm的钢板，模板类型主要有平面模板、阴角模板、阳角模板和连接模板，连接件主要有U型卡、钩头螺栓、对拉螺栓和扣件等。钢模板一次性投资大，需多次周转使用才有经济效益，使用时与砼直接接触的表面应涂隔离剂，轻拆轻放。工人操作劳经济效益，使用时与砼直接接触的表面应涂隔离剂，轻拆轻放。工人操作劳动强度大，回收及修整的难度大，钢定型模板已逐渐较少使用。U型卡钩头螺栓对拉螺栓江苏省交通科学研究院股份有限公司U型卡钩头螺栓对拉螺栓江苏省交通科学研究院股份有限公司31江苏省交通科学研究院股份有限公司32b)钢木定型模板面板由钢板改为复塑竹胶合板、纤维面板由钢板改为复塑竹胶合板、纤维板等，自重比钢模轻1/3，用钢量减少1/2，是一种针对钢模板投资大、工人劳1/2，是一种针对钢模板投资大、工人劳动强度大的改良模板。钢框木模板钢框复塑竹胶合模板钢框木定型模板组合的大模板江苏省交通科学研究院股份有限公司钢框木模板钢框复塑竹胶合模板钢框木定型模板组合的大模板②大模板大模板是一种大尺寸的工具式模板，通常由专业钢结构加工工厂定制，常用于承台、桥墩等的施工。装拆均需起重机械吊装，故机械化程度高、减少用工量和缩短工期。少用工量和缩短工期。江苏省交通科学研究院股份有限公司大模板由面板、次肋、主肋、支撑桁架及稳定装置组成。面板支撑桁架及稳定装置组成。面板要求平整、刚度好；板面须喷涂脱模剂以利脱模。两块相对的大脱模剂以利脱模。两块相对的大模板通过对拉螺栓和顶部卡具固定；大模板存放时应打开支撑架，将板面后倾一定角度，防止倾倒伤人。江苏省交通科学研究院股份有限公司③竹胶合模板竹胶板是以毛竹材料作主要架构和填充材料，经高压成坯的建材。竹胶板硬度高，抗折，抗压，是目前广泛使用的一种模板。其规格为2440～1220mm常用厚度有10121518mm1220mm，常用厚度有10、12、15、18mm。江苏省交通科学研究院股份有限公司酚醛树脂胶合板模板竹胶合板板铺设楼面模板桥墩模板江苏省交通科学研究院股份有限公司箱梁模板箱梁模板江苏省交通科学研究院股份有限公司箱梁模板江苏省交通科学研究院股份有限公司2、模板设计定型模板、常用模板和工具式支撑系统在其适用范围不需进行设计或验算，但重要结构、特殊形式的模板和超出适用范围的定型模板及支撑系统应进行设计或验算。模板和支架的设计，包括选型、选材、荷载计算、结构计算、拟定制作安装和拆除方案绘制模板图装和拆除方案、绘制模板图。江苏省交通科学研究院股份有限公司2.1模板设计原则与步骤2.1.1设计原则⑴保证构件的形状尺寸及相互位置的正确；⑴保证构件的形状尺寸及相互位置的正确；⑵模板有足够的强度、刚度和稳定性，能承受新浇砼的重力、侧压力及各种施工荷载，变形不大于2mm；施工荷载，变形不大于2mm；⑶构造简单、装拆方便，不妨碍钢筋绑扎、不漏浆；⑷配制的模板应使其规格和块数最少、镶拼量最少；⑸模板长向拼接宜错开布置，以增加模板的整体刚度；⑹内钢楞应垂直模板长度方向，外钢楞应与内钢楞垂直；⑺对拉螺栓和扣件根据计算配置，减少模板的开孔；⑻支架系统应有足够的强度和稳定性，节间长细比宜小于110，安全系数K＞3。江苏省交通科学研究院股份有限公司2.1.2设计步骤⑴划分施工段，确定流水作业顺序和流水工期，明确配置模板的数量。⑴划分施工段，确定流水作业顺序和流水工期，明确配置模板的数量。⑵确定模板的组装方法及支架搭设方法。⑶按配模数量进行模板组配设计。⑶按配模数量进行模板组配设计。⑷进行夹箍和支撑件的设计计算和选配工作。⑸明确支撑系统的布置、连接和固定方法。⑹确定预埋件、管线的固定及埋设方法，预留孔洞的处理方法。⑺将所需模板、连接件、支撑及架设工具等统计列表，以便于备料。江苏省交通科学研究院股份有限公司2.2荷载及组合2.2.1荷载标准值设计和验算模板、支架时应考虑下列荷载：设计和验算模板、支架时应考虑