混凝土斜拉桥前支点挂篮止推方式分析比较.pdf

2 0 1 2 年 4 月第4 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 7 9 混凝土斜拉桥前支点挂篮止推方式分析比较 郝维索 ( 上 海市 政工程 设计研 究总 院( 集 团 ) 有 限公 司 ， 上海 2 0 0 0 9 2) 摘要 ：该 文对混 凝土 斜拉桥 前支点 挂篮 三种 止推方 式进 行 了分 析 比较 ，认 为选 用不 同 的止推 形式 对主 梁局 部受力 影 响较 大 。对于止 推力较 大 的情 况 ， 采用锚 固在 横梁 、 底板 和腹板 角点处 的连 接拉杆 止推 方式较 为合 理可行 。 关键 词 ： 斜 拉桥 ；前支 点挂 篮 ；止 推装 置 中图分类 号 ： U 4 4 8 2 7 、 U 4 4 5 4 文 献标识码 ： A 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2) 0 4 0 0 7 9 0 4 0 前 言 预应力混凝土斜拉桥 主梁施工大 多采用前支 点挂篮悬臂浇筑施工工艺。同传统后支点挂篮相 比， 前支点挂篮合理地利用斜拉索作为临时支点， 使挂篮结构受力从悬臂状态变为简支状态 ，可 以 改善挂篮 内力和变形 ， 减轻挂篮重量 ， 具有承载能 力大 、 浇筑节段长 、 施工速度快 、 主梁 内力和线形 易于控制等优点 ，已逐步成为混凝土斜拉桥主梁 施工 的主流方式。 为抵抗斜拉索 的水平分力 ，需要在主梁和挂 篮之间设止推装置 ；止推装置包括主梁止推机构 和挂篮止推机构两部分。通过两者之间相互咬合 连接，将斜拉索水平分力传递到已完成混凝土主 梁上 ， 从而阻止挂篮发生后退。止推装置关系到主 梁悬臂浇筑施工过程 的受力和安全 ，是前支点挂 篮系统的重要组成部分 ，也是前支点挂篮悬臂施 工 的关键技术之一。 挂篮止推机构一般采用从挂篮钢结构主纵梁 向上伸出钢牛腿 ， 形成挂篮止推底座 ； 主梁止推机 构则通常有三种方式 ： ( 1 ) 梁底开设 凹槽 ； ( 2 ) 梁底 预埋钢结构止推块 ； ( 3 ) 连接拉杆 。止推装置属 于 临时施工措施 ， 但它 同斜拉桥 主体结构密切相关 ； 止推方式 的选用不仅要考虑施工需要 ，还要考虑 主体结构的特点和受力 ， 包 括主梁结构形式 、 节段 重量 、 拉索锚 固等 因素 ， 以确保 主梁在施工阶段 和 长期使用的安全。 本文 以某预应力混凝 土斜拉桥为例 ，对前 支 点挂篮三种止推方式进行 了分析 比较 ，在此基础 上 ， 选择适应该桥特点的止推方式 。该斜拉桥主要 设 计参数为 ：预应力混凝土双塔双索面半飘浮体 系斜拉桥 ， 跨径布置为( 3 0 + 1 2 5 + 2 9 0 + 1 2 5 + 3 0 m， 主 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 2 1 0 作者简介： 郝维索( 1 9 7 1 一 ) ， 男 ， 山东滕州人， 高级工程师， 交 规 院副总工 程师 ， 从事桥 梁工 程设计 工作 。 梁采用预应力混凝土双边箱断面 ， 全宽 3 2 5 I n ， 高 度 3 0 I T I ，标准梁段长 度和横梁 间距为 5 5 i n ， 节 段重量约为 4 4 0 t ， 悬臂施工节段共 2 5个( 见 图 1 、 图 2 ) 。根据施工监控计算 ， 在悬臂施工 阶段 ， 单根 斜拉索最大索力为 4 6 0 t ，其水平分力约为 4 2 0 t 。 由于该桥节段重量 、斜拉索力及其水平分力均很 大 ， 对前支点挂篮止推装置提出了更高的要求。 1 梁底开设凹槽形式 在混凝土主梁梁底开设矩形 凹槽 ，挂 篮钢 牛 腿 向上插入 凹槽 内 ，钢牛腿顶紧凹槽 混凝 土壁 形 成止推 ，在凹槽周 围混凝土 内增设普通钢筋并 外 包钢板进行局部加强。在止推力作用下 ， 在凹槽端 部形成局部承压 区，凹槽周 围混凝土局部应力会 很高 。同时 ， 主梁断面削弱严重 ， 虽然可 以在施工 后采取封堵措施 ，但 由于后浇混凝土存在收缩徐 变， 修补后难以达到共同整体受力。 假定止推力为均布荷载， 对宽度 深度= - 3 0 c m 3 0 c m和 6 0 a m6 0 c m两种 凹槽 尺寸进行空 间有 限元分析 ， 结果如图 3 图 6所示及表 1 所列 。 分析结果显示 ，凹槽周 围混凝土不论是压应 力还是拉应力均相当高 ，可能会使混凝土局部破 坏造成止推失效。由于钢牛腿会发生一定的变形 ， 止推力不可能为均布荷载 ，所 以实 际情况可能 比 计算结果更为不利 。 梁 底开设 凹槽 的止 推形式 传力简单 直接 ， 但 局部应力较高 ， 对永久结构削弱 比较严重 。在止推 力较小 的情况下可 以考虑采用 ； 如果止推力较大 ， 其可靠性较差 。 2 梁底预埋止推块形式 钢结构止推块预埋在主梁混凝 土 内，梁底伸 出钢牛腿 ， 与挂篮钢 牛腿顶紧形成止推 。为克服弯 矩和剪力，张拉精轧螺纹钢筋或高强螺栓将钢结 构止推块压紧。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m