二郎河特大桥挂蓝施工方案.doc

仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 1 页/共 51 页 仁赤高速第九合同段仁赤高速第九合同段 二郎河特大桥二郎河特大桥 二郎河二郎河特大桥挂篮施特大桥挂篮施工安全方案工安全方案 编编 制：制：_ 复复 核：核：_ 审审 核：核：_ 河北路桥集团有限责任公司 仁赤高速第九合同段 二郎河特大桥 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 2 页/共 51 页 目目 录录 一、工程概述.错误错误!未定义书签。未定义书签。二、技术标准.3 三、设计要点说明.3 3.1 主桁承重系统.4 3.2 悬吊系统.4 四、挂篮安装方案.6 五、挂篮加载方案.7 六、天桥特大桥挂篮结构计算书.8 6.1、设计参数.8 6.1.1、设计荷载.8 6.1.2、计算方法.9 6.2 满载工况下挂篮强度、稳定及刚度.9 6.2.1 底篮结构.9 6.2.2、滑梁.15 6.2.3、主桁.19 6.2.4、挂篮刚度.24 6.3 行走状态下挂篮内力、强度及稳定.25 6.3.1、后下横梁强度与稳定性验算.25 6.3.2、行走状态挂篮风载稳定性验算.25 6.4、主要受力构件焊缝验算.29 6.4.1、主桁竖杆上部接头.29 6.4.2 主桁竖杆下部接头.29 6.4.3、主桁斜拉杆上接头.30 6.4.4、主桁斜拉杆下接头.30 七、安全保证体系.30 7.1、安全保证组织体系.31 7.2、安全制度.32 7.2.1、安全检查制度.32 7.2.2、进场设备验收与保养维修制度.32 7.3、各职能部门的责任.33 7.4、安全施工注意事项.33 7.5、挂篮施工安全控制措施.34 7.5.1、挂篮施工.34 7.5.2、挂篮行走.37 7.5.3、机械作业安全保证措施.38 八、挂篮施工事故应急救援预案.40 8.1、应急救援及响应机构设置及成员职责.40 8.2、安全应急救援及响应预案程序.42 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 3 页/共 51 页 二郎河二郎河特大桥挂篮方案特大桥挂篮方案 二、技术标准贵州省赤水至望谟高速公路（仁怀至赤水段）第九合同段（K53+382.46K54+083.54）二郎河特大桥为一座整体式大桥，桥梁起点桩号：K53+382.46，终点：K54+083.54，桥梁全长 701.08 米，设计为 340 米+（106+200+106）+440 米预应力砼连续刚构、预应力砼 T 梁。T 梁采用先简支后结构连续体系。最大墩高为 166.4 米，过渡墩最大墩高为 99.4 米。最大墩高为 4#主墩，墩高为 166.4 米，墩柱为等截面空心薄壁墩，每颗支墩的截面尺寸为 83.5 米。引桥的过渡墩最大墩高为 99.4米，均为空心薄壁墩，其余引桥的墩柱除 1#、9#墩为双方柱实心墩，8#主墩为实心矩形墩外，其它均为空心薄壁墩。本桥挂篮设计应用的主要技术规范有：1.钢结构设计规范（GB 500172003）；2.公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）；3.钢结构工程施工及验收规范（GB 502052001）；4.公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；三、设计要点说明三、设计要点说明 本桥挂篮由 5 个系统组成，即：1.主桁承重系统；2.悬吊系统；3.锚固系统；4.行走系统；5.底篮和模板系统。悬浇箱梁最大块件的长度为 4.5m，设计重量为 269.5t。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 4 页/共 51 页 3.1 主桁承重系统主桁承重系统 主桁承重系统包括主桁架、前上横梁及水平与竖直联系杆系三部分。主桁架为两组斜拉桁架，每组斜拉桁架由三片并列的桁架片组成，其中水平的桁架片为经过改造的贝雷桁片，斜拉部分的竖压杆及斜拉杆为型钢加工构件，三片桁片之间，水平桁架通过支撑架联成一组整体桁架，斜拉部分的竖压杆则通过竖直联系杆系联成整体，两组桁架之间则通过水平联系杆系与前上横梁及竖直联系杆系联结成整体稳定承重体系。水平贝雷桁架、竖压杆及斜拉杆均采用销子连接，横向联系则采用螺栓连接。3.2 悬吊系统悬吊系统 悬吊系统的作用是将底模荷载、外侧模荷载、内模荷载、主梁节段自重及施工荷载传递给挂篮主桁承重系统及己浇筑节段。本挂篮悬吊系统由前吊系统与后吊系统组成：1）前吊系统）前吊系统：前吊系统共有 11 个吊点，其中上吊点 7 个，下吊点 4 个，各吊点悬挂于前上横梁，上吊点直接吊住内外滑梁，下吊点则吊住前下横梁并通过前下横梁上的铰底座支承底纵梁。每个上吊点采用 2 根JL32 精轧螺纹钢筋，为避免施工时误伤精轧螺纹粗钢筋，每个下吊点采用特制钢吊带。吊带下端与下横梁铰接，吊带上端穿过横担与上吊点精轧螺纹钢筋连接，前上横梁座担与顶担之间设有千斤顶，通过千斤顶升降来调节底篮与模板标高。2）后吊系统）后吊系统：仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 5 页/共 51 页 后吊系统共有 13 个吊点，其中上吊点 7 个，下吊点 6 个。7 个上吊点中有 3 个内吊点，4 个外吊点，3 个内吊点吊内滑梁，4 个外吊点吊外滑梁，内外滑梁吊点的吊杆为 JL32 精轧螺纹钢筋，钢筋上端通过螺母与垫板穿臵于己浇箱梁顶面，钢筋下端则与滑梁小车连接。6 个下吊点吊住后下横梁，其中 4 个内吊点为主吊点，每个主吊点的吊杆为 2 根 JL32 精轧螺纹钢筋，由于其荷载较大，为便于提紧模板及方便脱模，设千斤顶支承于己浇梁的底板上，吊杆下端通过提担与后下横梁联接；两个外吊点为副吊点，在箱梁浇筑期间受力较小，其主要作用是在挂篮行走时吊住后下横梁，吊点上部采用 2JL32精轧螺纹钢筋，下部采用特制钢吊带。吊带下端与后下横梁铰接。3）锚固系统）锚固系统:锚固系统亦称后锚系统，其作用有二：在箱梁节段施工时锚住主桁尾部；在挂篮行走时压住主桁后部。此两种功能对应两种工作状态，即施工锚固状态与行走锚固状态，此处着重介绍施工锚固状态（行走锚固状态详见下节）。本桥箱梁竖向预应力为 JL32 精轧螺纹粗钢筋。采用竖向预应力 JL32 精轧螺纹粗钢筋作为锚筋提供锚固反力。通过主桁下的转换杆将力转换后再通过拉筋传至主桁上的压杆，在主桁上方设压座和保险压杆，主桁尾部高度通过精轧螺纹钢筋调节。4)行走系统行走系统:行走系统的作用是为挂篮提供行走条件，满足挂篮行走要求。本挂篮的行走方式为滑动行走。在箱梁顶面设行走轨道，在轨道上（支点下）臵四氟滑板，在主桁尾部亦设有滑道，在滑道与后锚压杆间臵仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 6 页/共 51 页 四氟滑板，箱梁内模与侧模下设有滑梁，滑梁后部吊杆下设有滑移小车，行走时用 22t 张拉千斤顶及钢绞线牵引挂篮前移。挂篮行走前先在支点处座梁两端臵千斤顶将挂篮顶起，将行走轨道前移，然后下落挂篮再向前行走。箱梁悬臂前半段块件较短，可直接行走到位，后半段块件较长，需转换后锚位臵方能行走到位，保险压杆可兼作换位压杆满足后锚换位需要。5)底篮底篮:底篮的主要承重构件是底纵梁，底纵梁选用 40a 型工字钢，箱梁两腹板下各臵 4 根，底板下臵 6 根。底模臵于底纵梁上，底模通过其分布横肋将箱梁底板及腹板荷载传于底纵梁。四、挂篮安装方案四、挂篮安装方案 总体安装方案：挂篮用塔吊进行起吊安装。4.1 主梁安装方案：0 号块施工结束后即可进行主梁安装，其顺序为：滑轨后锚小车及滑船主梁与后锚立柱与斜拉带立柱平联前、后上横梁。4.2 底篮安装方案：底篮在 0 号块托架上进行安装，0 号块第一次混凝土浇筑结束后即可安装底篮。利用托架外纵梁伸长部分，先将前后下横梁安装于外纵梁（贝雷梁）上，经放样（调整横梁距离及位臵）后安装底篮纵梁，然后铺装模板；4.3 悬吊系统及锚固系统安装：挂篮主梁安装结束后，将挂篮前移至下一节段浇筑位臵，用吊杆（带）将底篮与主梁进行连接并起吊至相应位臵。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 7 页/共 51 页 4.4 模板系安装：模板系分内模与外模，先安装外模后安装内模；4.4.1 外模系统:在浇筑 0 号块时安装外模进行混凝土浇筑，不安装外滑梁，待主梁与底篮联结后，先穿外滑梁并将滑梁锚固，再将外模脱空于滑梁上并前移至相应位臵。4.4.2 内模系统安装：先安装内滑梁并锚固，然后将内模骨架片安装在滑梁上，在骨架片上安装内模。4.5 在施工 0 号块时须注意滑梁位臵与横隔板的干扰，须在横隔板上预留孔洞以保证滑梁能正确安装。4.6 在 0 号块浇筑时须注意底篮后锚及滑梁后锚的孔洞预留。五、挂篮加载方案五、挂篮加载方案 5.1挂篮安装结束后必须进行加载试验以消除非弹性变形和确定弹性变形值。5.2 挂篮加载采用反力架千斤顶施载进行。加载的主要目的是检查悬吊系统、主梁系统与主梁后锚系统，故采取千斤顶法完全满足挂篮的加载实验的使用要求。5.3 加载荷载的确定：主梁与后锚最不利工况为节段变化处，根据计算本桥主梁最不利工况节段为 1 号段，底篮对前悬吊的荷载为 1013 KN，故在挂篮底篮上加载的荷载对于前悬吊处要与 1 号段相当即为1013KN。5.4 反力架的施工：在 0 号块施工时，在腹板的端断面上预埋钢板，挂篮安装时安装反力架，反力架用型钢焊接而成。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 8 页/共 51 页 5.5 挂篮加载测量与记录：挂篮加载着重测量前上下横梁、后锚梁及主梁的变形，用水平仪和千分表共同测量，加载分级进行，加满后持荷 12h 以上。六、六、二郎河二郎河特大桥挂篮结构计算书特大桥挂篮结构计算书 6.16.1、设计参数、设计参数 6.1.16.1.1、设计荷载、设计荷载 （1).1).箱梁荷载箱梁荷载 3.5m、4.0m、4.5m 梁段分别用该长度的最重块件即 1 号、5 号、12 号块来控制各段的箱梁荷载。其梁段自重分别为：1 号 （长 3.5m 块件）p1 269.6 t 5 号 （长 4.0m 块件）p2 256.9 t 12 号（长 4.5m 块件）p2 200.2t 考虑浇筑混凝土时胀模等因素，取超载系数 1.05，确定出施工时箱梁的计算荷载为：1 号（长 3.5m 块件）p1 283.1t 5 号（长 4.0m 块件）p2 269.7t 12 号（长 4.5m 块件）p2 210.2t (2).(2).振捣混凝土荷载振捣混凝土荷载 施工过程中，浇注箱梁混凝土时的振捣荷载对水平模板取 2kPa，对竖直模板取 4kPa。(3).(3).人群及施工机具荷载人群及施工机具荷载 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 9 页/共 51 页 人群及施工机具荷载取 1.5kPa。6.1.26.1.2、计算方法、计算方法 本挂篮计算采用大型空间有限元结构计算软件 Midas2010 计算，整个挂篮在进行分析时，为方便分析把挂篮分成三个部分，底篮结构部分、滑梁、主桁部分。滑梁由手算得到,其余部分的分析采用程序分析。由于梁长度不一，在满载工况下，梁段长度及加载点不同，分两种情况分析，即分成 3.5m、4.0m、4.5m 梁段分别用 1 号、5 号、12 号梁段来控制内力。6.26.2 满载工况下挂篮强度、稳定及刚度满载工况下挂篮强度、稳定及刚度 本工况为挂篮的工作状态，其荷载为梁段荷载（含胀模系数1.05）+挂篮自重+人群及施工机具。计算时挂篮及混凝土自重的组合系数取1.2，混凝土振捣、人群及施工机具荷载的组合系数取 1.4。6.2.16.2.1 底篮结构底篮结构 （1）、计算模型 本部分结构按空间整体结构建模，包括底模、纵梁、前后横梁，其中受压面（5mm 厚钢面板）采用板单元，其余均采用梁单元。设计荷载按箱梁各部位高度换算成压力荷载施加在模板单元上，模型图如下：仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 10 页/共 51 页 底篮计算模型图底篮计算模型图 （2）、计算荷载 计算按 1 号段、5 号段和 12 号段梁梁高较高侧断面形状布臵荷载，由于左右两侧腹板高度差仅 12cm，荷载差值不大，加载时左右对称均按压力荷载施加。具体数据如下：压力荷载横向布臵图压力荷载横向布臵图 1 号段：梁高 12.353m，梁长 3.5m，底板高 1.283m，腹板宽 0.7m，倒角 3535cm。q1=12.353261.05=337.155kN/m2 q2=1.633261.05=44.581kN/m2 q3=1.283261.05=35.026kN/m2 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 11 页/共 51 页 5 号段：梁高 10.404m，梁长 4.0m，底板高 1.058m，腹板宽 0.7m，倒角 3535cm。q1=10.404261.05=284.029kN/m2 q2=1.408261.05=38.438kN/m2 q3=1.058261.05=28.883kN/m2 12 号段：梁高 7.126m，梁长 4.5m，底板高 0.68m，腹板宽 0.6m，倒角 3535cm。q1=7.126261.05=194.540kN/m2 q2=1.030261.05=28.119kN/m2 q3=0.680261.05=18.564kN/m2（3）、底模计算 通过计算表明，底模12 和 I12 杆件最大弯拉应力为 103.3MPa（含弯拉应力与剪应力组合，以下同），小于 Q235 钢材强度设计值 215MPa；最大剪应力 32.3MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa；底模12和 I12 杆件最大变形 13.3mm，小于 6500/40016.25mm，满足要求。详细数值如下：梁段号 最大弯拉应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大变形（mm）1 号梁段 103.3 32.3 13.3 5 号梁段 95.4 29.3 12.5 12 号梁段 69.6 21.1 9.3 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 12 页/共 51 页 1 1 号梁段荷载条件下底篮模板横梁应力图号梁段荷载条件下底篮模板横梁应力图 （4）、底纵梁计算 通过计算表明，底纵梁 I40a 杆件最大弯拉应力为 168.4MPa，小于Q235 钢材强度设计值 215MPa；最大剪应力 54.1MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa；最大变形 12.9mm，小于 5600/15037mm，满足要求。详细数值如下：梁段号 最大弯拉应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大变形（mm）1 号梁段 168.4 54.1 12.9 5 号梁段 156.8 48.2 12.1 12 号梁段 116.2 34.7 9.1 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 13 页/共 51 页 1 1 号梁段荷载条件下底篮号梁段荷载条件下底篮 I40aI40a 纵梁应力图纵梁应力图 （5）、底横梁计算 通过计算表明，后下横梁 I56a 杆件最大弯拉应力为 84.8MPa，小于Q235 钢材强度设计值 215MPa。最大剪应力 54.5MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa；前下横梁 I56a 杆件最大弯拉应力为 42.8MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 215MPa。最大剪应力 29.0MPa，小于 Q235钢材强度设计值 125MPa，满足要求。详细数值如下：后下横梁应力变形表后下横梁应力变形表 梁段号 最大弯拉应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大变形（mm）1 号梁段 84.8 54.5 5.1 5 号梁段 76.1 49.0 4.6 12 号梁段 55.3 35.8 3.4 前前下横梁应力变形表下横梁应力变形表 梁段号 最大弯拉应力（MPa）最大剪应力（MPa）最大变形（mm）1 号梁段 39.9 27.3 0.5 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 14 页/共 51 页 5 号梁段 42.8 29.0 0.5 12 号梁段 36.9 24.7 0.4 1 1 号梁段荷载条件下底篮号梁段荷载条件下底篮 I56aI56a 横梁应力图横梁应力图 （6）、吊点反力 通过计算得到前后各吊点反力情况如下表：吊点反力表吊点反力表 单位：kN 位臵 边吊点 中吊点 1 号梁段 前横梁 158.8 437.0 后横梁 115.3 429.7 5 号梁段 前横梁 170.9 461.9 后横梁 103.9 386.6 12 号梁段 前横梁 148.8 394.9 后横梁 76.7 283.1（7）、底篮后锚 底篮后锚共设 4 个锚点（不含边吊点），每个锚点由 232 精轧螺纹钢组成。根据吊点反力计算得应力为：=429.7103/804.2/2=267.2MPa 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 15 页/共 51 页 吊杆安全系数为：770/267.22.9（8）、底篮前吊点 底篮前吊点共设 4 个，每个吊点由钢吊带和 432 精轧螺纹钢组成。根据吊点反力可知中吊点反力较大，计算得应力为：钢吊带：=461.9103/(200122)=96.2MPa 安全系数为：215/96.22.2 精轧螺纹钢：=461.9103/804.2/4=143.6MPa 吊杆安全系数为：770/143.65.4 6.2.26.2.2、滑梁、滑梁 滑梁采用 I45a，全长 12m，一端支撑在已浇筑完成梁段，另一端通过滑梁吊带支撑在前上横梁，计算时考虑的混凝土荷载根据各根横梁位臵分配到每片梁上，由于全桥顶板尺寸保持一致，故按 1 号梁段（3.5m 长）、5 号梁段（4.0m 长）、12 号梁段（4.5m 长）分别计算滑梁承载力及支撑点反力。（1）、内滑梁 顶板混凝土靠近腹板侧高度为 0.9m，中部高度为 0.30m，高度变截面处为 0.55m。混凝土容重：q1=0.9261.05=24.57kN/m2 q2=0.55261.05=15.02kN/m2 q3=0.30261.05=8.19kN/m2 横向等间距分配到每片滑梁：仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 16 页/共 51 页 边梁：Q1=0.5(24.57+15.02)0.8+0.5(15.02+8.19)0.8=25.1kN/m 中梁：Q2=0.5(15.02+8.19)1.6=18.6kN/m 滑梁自重：Q3=8.038kN/m 振捣、机具及人群荷载：边梁：Q4=1.8(1.5+2)=6.3kN/m 中梁：Q5=1.8(1.5+2)=6.3kN/m 内模板自重（按 1kN/m2计算，考虑 3 根滑梁平均分担）：Q6=23.1/37.7kN/m 混凝土浇筑时滑梁吊点间距为 5.55m，按简支梁计算得滑梁应力、吊点反力如下表：滑梁内力表滑梁内力表 位臵 弯拉应力(MPa)剪应力(MPa)前吊点反力(kN)后吊点反力(kN)1 号 梁段 边梁 105.2 23.5 63.8 104.8 中梁 88.1 19.7 53.5 87.9 5 号 梁段 边梁 113.0 26.1 81.7 122.4 中梁 93.7 22.1 68.5 104.4 12 号 梁段 边梁 117.2 24.9 91.9 111.5 中梁 111.6 22.5 94.8 100.4 计算表明内滑梁最大弯拉应力均小于 Q235 钢材强度设计值215MPa，最大剪应力均小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa，满足要求。（2）、外滑梁 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 17 页/共 51 页 顶板混凝土靠近腹板侧高度为 0.9m，中部高度为 0.55m，端部高度为 0.18m。混凝土容重：q1=0.9261.05=24.57kN/m2 q2=0.55261.05=15.02kN/m2 q3=0.18261.05=4.91kN/m2 按等间距分配到每片滑梁：内边梁：Q1=0.5(24.57+15.02)0.7+0.5*(15.02+4.91)0.6=19.8kN/m 外边梁：Q2=0.5(15.02+4.91)1.075=10.7kN/m 滑梁自重：Q3=8.038kN/m 振捣、机具及人群荷载：内边梁：Q4=1.5(1.5+2)=5.25kN/m 外边梁：Q5=1.5(1.5+2)=5.25kN/m 模板自重（按 1kN/m2计算，偏安全考虑均作用于内边梁）：Q6=14kN/m 混凝土浇筑时滑梁吊点间距为 5.55m，按简支梁计算得滑梁应力、吊点反力如下表：滑梁内力表滑梁内力表 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 18 页/共 51 页 位臵 弯拉应力(MPa)剪应力(MPa)前吊点反力(kN)后吊点反力(kN)1 号 梁段 外边梁 39.4 10.0 26.8 44.8 内边梁 100.8 24.6 63.6 115.5 5 号 梁段 外边梁 48.0 10.4 34.2 46.6 内边梁 112.4 26.0 81.2 121.7 12 号 梁段 外边梁 52.2 11.0 42.6 49.2 内边梁 120.2 26.9 101.1 125.9 计算表明外滑梁最大弯拉应力均小于 Q235 钢材强度设计值215MPa，最大剪应力均小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa，满足要求。（3）、滑梁吊杆 滑梁前吊杆采用 232 精轧螺纹钢，后吊点采用 132 精轧螺纹钢。根据吊点反力可知前吊点最大吊点反力为 101.1kN，后吊点最大吊点反力为 125.9kN 计算得应力为：前吊杆=101.1103/804.2=125.7MPa 吊杆安全系数为：770/125.76.1 后吊杆=125.9103/804.2/2=78.3MPa 吊杆安全系数为：770/78.69.8 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 19 页/共 51 页 6.2.36.2.3、主桁、主桁 （1）、计算模型 本部分结构按空间整体结构建模，包括贝雷桁片、前上横梁、竖杆、斜拉杆、横向联系等，除贝雷桁片加强部分采用板单元外其余均采用梁单元。主桁计算模型图主桁计算模型图 （2）、计算荷载 采用上面表中底篮吊点反力及滑梁吊点反力施加在前上横梁上。由于上述荷载均考虑了组合系数，故主桁计算时仅对主桁自重考虑 1.2组合系数。（3）、前上横梁 前上横梁采用 2I56a，通过计算，最大弯拉应力为 76.0MPa，小于Q235 钢材强度设计值 215MPa，最大剪应力 48.3MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa，满足要求。（4）、贝雷桁片 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 20 页/共 51 页 贝雷桁片拉杆接头处以及前上横梁、后锚点位臵进行加固改造，加固改造部分的强度通过构造保证，此处只对标准弦杆和腹杆进行强度验算。（a）弦杆 弦杆最大压力 N384.0kN，发生在与主桁底柱相连的下弦杆上，弦杆的容许压力 N560kN N384.0kN （满足）弦杆最大拉力 N199.9kN，发生在与主桁底柱相连的上弦杆上，弦杆的容许拉力 N560kNN199.9kN（满足）（b）腹杆 腹杆在竖杆、斜杆及前上横梁、后锚处应力较为集中，故对该部位贝雷桁片进行了特殊处理，在构造上增加了钢板以增加其结构的抵抗力。竖杆最大压力 N75.8kN，最大拉力 N46.5kN，均小于竖杆的容许承载力N210kN；斜杆最大压力 N128.6kN，最大拉力 N143.0kN，均小于斜杆的容许承载力N171.5kN,满足要求。（5）、主桁竖杆及底柱 竖杆采用 I18，并用厚 6mm、宽 163.5mm 钢板加强，竖杆在纵桥向截面特性为：截面面积 A30.74+16.30.6250.3cm2；惯性矩 Ix1699+216.330.6/122132.01cm4；截面回转半径 ixAIx/6.51cm；仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 21 页/共 51 页 挠曲长度 L4.223m；长细比L/ix422.3/6.5164.9。查 表 可 得 压 曲 系 数 0.863，按 钢 结 构 设 计 规 范（GB50017-2003），其设计强度取 215MPa,故对于一根竖杆的容许轴压力 N0.86321550.30933.3kN。通过计算，竖杆最大轴力为 661.1kN，满足要求。底柱采用 228b 槽钢组合而成，底柱在纵桥向截面特性为：截面面积 A45.62291.24cm2；惯性矩 Ix5118.4210236.8cm4；截面回转半径 ixAIx/10.6cm；挠曲长度 L1.4m；长细比L/ix140/10.613.2。查 表 可 得 压 曲 系 数 0.987，按 钢 结 构 设 计 规 范（GB50017-2003），其设计强度取 215MPa,故对于一根底柱的容许轴压力N0.98721591241936.1kN。通过计算，底柱最大轴力为 1013.0kN，满足要求。（6）、斜拉杆 斜拉杆为 I16，其腹板两侧各加一块厚 6mm（高 140mm）的钢板，其截面积 A=2611+61402=4291mm2。通过计算，斜拉杆出现最大轴向拉力 424.7kN。则：=N/A=424.7103/4291=99.0MPaf=215MPa（满足）（7）、外斜拉杆及水平杆 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 22 页/共 51 页 外斜拉杆采用 210，其截面面积为 A=2866mm2。通过计算，斜拉杆出现最大轴向拉力 159.4kN。则：=N/A=159.4103/2866=55.6MPaf=215MPa（满足）外水平杆采用 210，截面面积为 A=2866mm2。惯性矩 Ix393.07cm4；弱轴截面回转半径 ixAIx/3.7cm；挠曲长度 L2.975m；长细比L/ix297.5/3.780.4。查表可得压曲系数0.685，故对于一根外水平杆的容许轴压力 N0.6852152866422.1kN。通过计算，外水平杆最大轴力为 109.2kN，满足要求。（8）、支撑系统 支承系统由支承过渡件、支承座摆、支承底座、底座连接摆、行走轨道组成。支承过渡件、支承座摆、支承底座、底座连接摆、行走轨道在设计时通过构造保证其强度，验算只对连接支承座摆和底座连接摆的75mm 销子进行。通过计算可知，支点最大反力发生在 1 号梁段，单侧桁架反力分别为：1013.0kN、975.7kN。1）剪力和弯矩 a.剪力 销子所受剪力 Q1013.0/2506.5kN 仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 23 页/共 51 页 b.弯矩 销子所受弯矩 M506.50.03216.2kNm 2)销子设计 a.材料及直径选用 选用钢料 40Cr、直径75mm的销子。抗拉强度p 980 MPa 屈服强度s 750 MPa 取容许弯应力 w0.85s0.85750 637.5MPa 取容许剪应力 0.45 s 0.45750337.5MPa 与销子接触的钢板为 Q235 钢料，孔壁承压容许应力为：kb 1.3205266.5MPa b.强度验算.抗拉强度 75mm销子的截面抵抗矩 3330000414.032/075.032/mlW MPaWMw3.3910000414.0/2.16/w637.5MPa（满足）.抗剪强度 销子截面积 Sl2/40.0752/40.00442m2 销子最大剪应力 4Q/（3S）4506.5/（30.00442）152.8MPa 337.5 MPa（满足）仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 24 页/共 51 页 .销孔壁承压强度 销孔壁由厚 30mm 钢板承压控制，其面积 Skb0.0300.0750.00225m2。孔壁压应力为：kbQ/Skb506.5/0.00225225.1MPa kb266.5MPa（满足）（9）、后锚杆 后锚杆由四根32 精轧螺纹粗钢筋组成，承受两片主桁传给后锚的力，内力由 1 号梁段荷载控制，此荷载下，后锚杆轴向拉力分别为 437.9kN、475.3kN。单根32 精轧螺纹粗钢筋截面积 804.2mm2，其最大应力验算如下：=N/A=475.3103/804.2/2=295.5MPa 安全系数为：770/295.52.6（10）、后锚上压座、上提杆 后锚上压座、上提杆均由 3 根 I28b 组合而成，根据本桥竖向预应力布臵，下压座在上提杆上间距为 0.52m，以此计算最大弯拉应力为125.9MPa，小于Q235钢材强度设计值215MPa，最大剪应力59.6MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa，满足要求。6.2.46.2.4、挂篮刚度、挂篮刚度 底篮各部分杆件挠度上面已验算通过，主桁部分通过整体模型计算，在前上横梁与主桁交接部位最大竖向挠度为 22mm，前上横梁中部最大竖向挠度为 26mm，能够满足要求。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 25 页/共 51 页 6.36.3 行走状态下挂篮内力、强度及稳定行走状态下挂篮内力、强度及稳定 6.3.16.3.1、后下横梁强度与稳定性验算、后下横梁强度与稳定性验算 挂篮行走时后下吊点由 6 个变为 2 个，中部 4 个吊点取消，底篮重量在后下横梁上由边吊点承担，相应后下横梁弯矩加大，故需重新验算。挂篮行走时后下横梁仅承受底篮自重，考虑 1.3 的冲击系数，得后下横梁 I56a 杆件最大弯拉应力为 49.3MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 215MPa。最大剪应力 4.7MPa，小于 Q235 钢材强度设计值 125MPa；单侧吊点最大拉力为 56.3kN，每个吊点由钢吊带和 232 精轧螺纹钢组成。计算得应力为：钢吊带：=56.3103/(200122)=11.7MPa 安全系数为：215/11.718.4 精轧螺纹钢：=56.3103/804.2/2=35MPa 吊杆安全系数为：770/3522 6.3.26.3.2、行走状态挂篮、行走状态挂篮风载稳定性验算风载稳定性验算 行走过程中，主桁仅受挂篮自重作用，支点反力减小，在风荷载下抵抗转动的力矩减小，故需进行风载作用下的稳定性验算。对于纵桥向，其迎风面积相对于横桥向较小，故不需要进行验算。对于横桥向，风荷载主要作用给模板，通过滑梁及底篮，一部分传递至挂篮主桁的前上横梁上，另一部分由于模板尺寸大于浇注梁段块件尺寸，将传递到已施工好的梁段上。验算横桥向风荷载时，可偏安全的将横桥向的风荷载的一半考虑作用在主桁的前上横梁处进行仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 26 页/共 51 页 验算。行走过程中，底模自重通过底篮纵梁传给前后横梁（侧模自重则由滑梁承担）。由于 1 号梁段模板自重大于 12 号梁段模板自重，所以由 1 号梁段下挂篮的空载情况控制行走状态。按公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）第 4.3.7 计算风荷载。其横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上，其标准值按下式计算：whdwhAWkkkF310)2/(2gVWdd 1052VkkVd Ze0001.0012017.0 0k设计风速重现期换算系数，对施工架设期桥梁，取 0.75；1k风载阻力系数，模板在1号梁段的高宽比为12.35/3.53.53，模板的长宽比1/4，按插值法其值取 1.48；2k考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，取1.52；3k地形、地理条件系数，取 0.85；5k阵风风速系数，取 1.70；Z距地面或水面高度，取Z200m 计算；空气重力密度，按上述公式计算为 Ze0001.0012017.00.0120172000001.0e0.01183/mkN；10V桥梁所在地区的设计基本风速。天桥特大桥位于贵州毕节地仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 27 页/共 51 页 区，取该地区的 10 年一遇的设计风速作为参考，基本风速为2V19.5sm/，dV高度Z处的设计基准风速，其值为 行走时，1052VkkVd1.521.7019.550.4sm/；whA横桥向迎风面积。由于其横桥向迎风面积包括挂篮主桁和浇注混凝土块件模板的横桥向迎风面积。在计算风稳时，验算项目为挂篮在风载作用下是否具有足够的水平稳定力矩，即挂篮是否会绕一个支点旋转，鉴于主桁所受风力的合力作用点在支点的竖直线附近，且偏后，故偏于安全地忽略主桁风力的作用，仅考虑模板风力，底篮面积大小为1whA1.92m；侧模板横向迎风面积，应该取横桥向最大模板进行考虑，此时应该为最大块件（即 1 号梁段）的最大横桥向截面面积予以考虑，其值大小为2whA43.22m，故横桥向迎风面积whA1whA+2whA1.9+43.245.12m；dW设计基准风压，其值为 行走时，)2/(2gVWdd 0.011845.12/（29.81）1.2292/mkN whF横桥向风荷载标准值，故横桥向最大风荷载标准值为 行走时，whdwhAWkkkF3100.751.480.851.22945.152.3kN 横向转动力矩由风荷载载提供，前上横梁距主桁支点处的距离ml7.5，故风荷载对挂篮支点的力矩转MlFwk2/52.3/25.7149.1mkN。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 28 页/共 51 页 横向抗转动力矩由主桁支点处的摩擦力提供。空载时每片主桁支点处的支点反力为支F223.6kN（内侧）、249.6kN（外侧），共有四个支点，一侧两个，相互位臵关系见下图。取挂篮行走时，安装有四氟滑板，取四氟滑板与滑道间的摩擦系数 0.05，对 A 点取矩，则抵抗力矩：支座位臵布臵简图支座位臵布臵简图 抗M0.05(223.60.9+223.65.8+249.66.7)158.5mkN 行走过程中，如若遇到多年不遇的急风，可待急风过后再行走，为保证横向安全，要求在梁段后部两侧设臵风缆勾，用葫芦增加其横向稳定性。行走时规范规定要求其横向稳定性系数 k 至少不小于 2，葫芦的位臵计算考虑为距支点 a4.5m，则此时横向葫芦的拉力 T 应满足：抗M+Tak转M 所以T(k转M抗M)/a（2149.1158.5）/4.531.0kN 则需要使用的葫芦至少为 5t 以上，以保证行走需要。另外为保证挂篮行走安全，行走时需先观测气象，尽可能避急风行走。如遇 6级以上大风，挂篮必须停止行走，并就近将后锚固设施装上。仁赤高速 RCTJ_9 合同段二郎河特大桥 安全专项方案 第 29 页/共 51 页 6.46.4、主要受力构件焊缝验算、主要受力构件焊缝验算 对于挂篮的主要受力构件，需进行焊缝的受力验算，在此，对挂篮主桁结构的拉杆和压杆竖杆接头处焊缝进行验算。6.4.16.4.1、主桁竖杆上部接头、主桁竖杆上部接头 对于主桁竖杆，其荷载主要由两侧斜拉杆传递而来，故需对其上部接头焊缝强度进行验算，每根竖杆上部接头由两块竖杆斜拉杆接头板与竖杆 I18 采用四边通长围焊，其竖向焊缝长度为1wl310mm，横向焊缝长度为2wl180mm，焊缝的焊脚高度fh6mm，而焊缝强度设计值为wff160aMP，在竖向荷载作用下，竖向焊缝受到竖向剪切力，故其竖向焊缝容许剪力为 yNwfwfflh17.00.773101604972.2kN 在竖向荷载作用下，横向焊缝受到竖向的剪力，其横向焊缝容许剪力为 xNwfwffflh27.00.771.221801604688.7kN 而由内力计算可知，竖杆上部接头所受荷载为 N599.5kN N xN+yN688.7+972.2 1660.9 kN（满足要求）6.4.26.4.2 主桁竖杆下部接头主桁竖杆下部接头 每根竖杆下部接头由两块厚度为 20mm钢板与竖杆 I18 采用开坡口连接，每侧焊缝长度为wl170mm，竖向焊缝有 4 条，横向焊缝有2 条焊缝，焊缝的焊脚高度fh8m