**特大桥悬臂箱梁的挂篮设计
关键词：箱梁 模板 挂篮 小纵梁 横梁 主纵梁 贝雷 吊杆系统
一、 工程简介
**全长1277米。该工程位于安徽省芜湖市附近，横跨清弋江支流，其结构形式为引桥是30米预应力组合箱梁，主跨（跨河部分）为跨径52米悬臂箱梁共计6跨。悬臂箱梁根部梁高为2.8米，中部梁高为1.5米，底宽为7米的单室箱梁。设计荷载为：汽车超—20级，挂车—120级，设计行车速度为120KM/h。荆山河特大桥于2002年5月份开工，2004年9月份竣工。本文将结合荆山河特大桥主跨悬臂箱梁施工特点，介绍悬臂箱梁的挂篮设计，以便同行们参考。
2800/213505010cm沥青混凝土铺装层8cm 50号混凝土铺装层2%1200100100/2箱梁中心线桥梁中心线150~280325700/2700/2单位：cm32550桥梁横断面图
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5200/2250250300300300350375375100主28704020跨110,7101,3124,497180,8158,6139,8中心线280202墩中线12,5∮5泄水孔39,7508035,29045心31,5单位：cm箱梁纵向剖面图28,3402625258097150桥28
前上横梁榫头（120*100*80）后锚梁后锚梁后上横梁槽口榫头（120*100*80）槽口枕梁反扣垫板反扣垫板前下横梁后下横梁说明：图中尺寸以mm为单位。6#块浇筑挂蓝结构图 二、挂篮设计方案的选定
根据**路兄弟单位挂篮施工的形式，以及图书资料查到的以往经验，结合本项目箱梁的实际结构形状，主跨的挂篮施工方案选定如下：
从挂篮拆装方便、质量小及能利用闲置材料等原则出发，我们选用了自锚平衡式桁架结构作为
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承重体系。选定主纵桁梁由贝雷拼成，其中一幅主纵桁梁由三品贝雷并排组成，而且利用角钢将其连成一个整体。底篮的组成：前后上下横梁都采用两根50号工字钢组成，为增加两工字钢的整体性，提高其保系数，两工字钢间采用1㎝厚钢板连接。底板下的小纵梁采用20支20号工字钢组成，考虑到底篮中底板下与翼板下受力的不均匀性及减轻材料投入等问题，底板下工字钢间距选定为30㎝/道，翼板下选定50㎝/道。吊杆系统：前端采用8根L32精轧螺纹钢及配套的锚具（为提高安全性采用双螺帽锚固）组成，后锚系统同样采用L32精轧螺纹钢，但它是利用已浇好节段作为锚固点，其方法为：通过后端下横梁锚固于已浇节段开孔的底板以及两侧通过开孔的翼板锚固于后端上横梁上。挂篮前移是采用悬臂前端接拼贝雷的方法，这样大大提高了挂篮在前移过程中的安全性。内外模支撑采用房建脚手架及对拉螺杆组成。
二、挂篮的受力计算
箱梁模板选用厚度为6 mm的钢板，为保证侧模板的刚度和稳定性，内外模板采用加劲，选取用L63×6角钢，纵向间距（中—中）为50cm 。为增加底板刚度和稳定性，底板钢模下采用12㎝×12㎝的横方木，其间距采用35㎝/道。水平向采用房建脚手架及对拉螺杆将内外模板拉紧。
主桁架、小纵梁、前后上下横梁及吊杆系统的受力是挂篮施工中的重点受力部件，本文将以荆山河特大桥悬臂挂篮设计中最不利节段为例来阐述。
1、构件重量计算
①、模板重量（约）
a、钢板重量计算
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外模板：（0.20+2.75+0.+2.0+3.50）×2×0.006×7.85=0.856T/m
内模板：（2.0+1.13+1.30+0.28+0.4）×2×0.006×7.85=0.481 T/m
今假设按第6节段（受力最不利节段）长3.75 m考虑(挂篮设计长为4.0 m)
钢板重量为：(0.856+0.481) ×4=5.348T
b、外加劲角钢重量计算
外加劲角钢每道重量为：(0.20+2.75+0.+2.0) ×2×5.721kg/m
=63.96kg/道
假设50 cm一道 则3.75/0.5=7.5道,今取8道,
外加劲角钢重量为：63.96×8=512 kg
c、内加劲角钢重量计算
内加劲角钢每道重量为：
（2.0+1.13+1.3+0.28+0.4）×2×5.721kg/m=58.47 kg/道
今取8道重量为58.47 kg/道×8道=467 kg
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∴ 模板(钢筋及加劲肋)的重约为：5.348T+0.512T+0.467T=6.327T
②、钢筋砼节段（包括人群等活动荷载）
（按最重的第6节考虑）75.37T
③、节段底模板重量(考虑采用厚度为此6 mm的钢板)
4.00×0.006×7×7.85=1.319T
④、方木重量
0.12×0.12×8×0.8T/m3×10支=0.922T/10支
⑤、小纵梁重量（考虑工作长度，小纵梁长度取5.2m）
（20支Ⅰ20a）27.9 kg /m×5.2m×20支=2092kg=2.092T/20支2、结构验算（均为偏于安全近似验算）
①、 小纵梁：
L=450cm
传给小纵梁的总荷载
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Q=6.327+75.37+1.319+0.922+2.902=86.840T
假设总荷载均匀分布于小纵梁上(近似)
则 p=86.84/4.5=19.298T/m
∴Mmax=1/8ql2=1/8×19.298×4.52=48.84806T/m=4884806kg/cm
要求小纵梁断面模量W=M/[σ]=4884806/1400=34cm3
今20支Ⅰ20a的W=20×237=4740 cm3》34cm3
② 、前下横梁
假设前下横梁承担（1/2）Q（偏于安全）
即（1/2）Q =1/2×86.840=43.420T
∴ 每延米的重量为43.420/7.0m=6.203T/m=6203kg/m
横梁均布自重80.4kg/m×2+（40×1×100×2×7.85）/1000
=160.8+62.8=223.6kg/m
∴前下横梁承受每延米重量g=6203+223.6=26.6kg/m
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跨中弯距Mmax=1/8gl2=1/8×26.6×（6.5）2
=33940.48kg/m=3394048kg/m
横梁跨中
I=32240×2+40×1×（23）2×2=480+42320=106800cm4
∴ 横梁中的最大应力
бmax=MmaxCmax/I=3394048×23.5/106800
=747kg/cm2＜1400kg/cm2 可行
③ 、吊杆（略去吊杆自重）
前吊杆（8支）总受拉力
T≈Q/2+下横梁重
≈86840kg/2+80.4kg/m×14.2m×2+40×1×900×7.85×2/1000+32×1×798×7.85/1000+6×1×622×7.85/1000
≈43420+2284+566+200+29=499kg
∴ 每支吊杆承受拉力
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T=499/8=5812.375kg
∴ 每支吊杆中的拉应力
б=5812.375/8=726.547kg/cm2＜2700 kg/cm2
a) 、后锚杆：
从前吊杆的应力可知后锚杆（同样采用了8支Φ32的转轧螺纹钢筋）的应力也不会超过其容许应力。
b) 、主纵梁——贝雷钢架梁（略去贝雷钢架自重）
通过前吊杆作用在贝雷钢架梁上的力为
S=46270+前上横梁+调整横梁+8支前吊杆
=46270+(80.4×14.2×2+40×1×900×7.85×2/1000)+(27.9×2.4×2.+14×1×240×7.85/1000)+8.0×6.31×8
=46270+2848+160+403.84
=46270+(2283+565)+(134+26)+403.84
=49681.84kg
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∴ 枕梁位置贝雷的M=49681.84×4.50m
=223568.28kg/m
∴ T=M/1.4=223568.28/1.4=159691.629kg
∴б=T/（12.74×12）=159368/（12.74×12）=1044.56kg/cm2<2000kg/cm2
可行
三、结 语
荆山河特大桥的施工实践证明，上述的挂篮设计是科学的、合理的，它既节省和利用了闲置材料，同时它在同类挂篮设计中大大减轻了自身重量。具有质量小、结构简单、受力明确、坚固稳定、装拆方便并能利用闲置材料等优点。在类似悬臂浇筑箱梁施工中可以借签。
附：照片三张
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