验证斜爬式挂篮止滑装置可靠性

验证斜爬式挂篮止滑装置可靠性

陈波

上海远通路桥工程有限公司 上海 201700

摘要：空腹式刚构桥下弦箱梁所使用的斜爬式挂篮，为克服斜面上因重量产生的下滑力，防止挂篮沿倾斜面滑移，均需设计止滑装置抵抗下滑力，本文主要设计荷载试验来验证止滑装置的安全可靠性，对该类试验方法进行总结，为今后类似工程施工提供一些参考。

关键词：斜爬式挂篮;止滑装置;荷载试验

引言

甘溪特大桥是以主跨300米跨径作为世界第一跨径的空腹式刚构桥，具有桥梁结构自重小，跨越能力强，造型美观等特点，适应山区复杂地形。桥梁上部结构由0#块、斜腿上弦、斜腿下弦、三角交汇区、悬臂T构和合龙段构成。上下弦箱梁均采用三角挂篮悬浇施工，在上、下弦箱梁节段之间设置活动支撑立柱。在三角区下弦箱梁节段设置边中跨连通临时扣索，下弦箱梁每2个对称的节段之间通过横桥向左右侧2根临时扣索实现对拉，扣索通过空腹区墩身预留孔锚固于下弦箱梁腹板，锚固端浇筑于混凝土内。扣索在墩身双肢之间设置索力调节装置，用于施工过程中索力调整及扣索拆除施工索力释放。

由于空腹式刚构桥下弦箱梁为斜向构造，斜爬式挂篮在梁顶固定时，需克服斜面上因重量产生的下滑力，防止挂篮沿倾斜面滑移。

图0-1 空腹式刚构桥效果图

1止滑装置设计

斜爬式挂篮在挂篮划船后方设置止滑挡块，倒扣在轨道上方，并通过精扎螺纹钢筋锚固于梁顶，前方抵紧挂篮划船后方，为防止挡块下滑，在挡块后方箱梁混凝土内预埋剪力键，与挡块顶紧。以平衡荷载作用下沿斜面的下滑力，将挡块与箱梁之间的摩擦力仅作为安全储备，保证了施工安全。

图1-1 斜爬式挂篮止滑装置设计图

2试验设计验算

为验证斜爬式挂篮止滑装置结构安全可靠性，选择地上模拟止滑装置受力工况，基础采用C55同标号T型配筋混凝土基础，混凝土基础上安装双拼工45a反力架和止滑挡块，止滑挡块并通过精扎螺纹钢筋锚固于梁顶，施加预紧力，在挡块后方箱梁混凝土内预埋剪力键，与挡块顶紧。

图2-1 止滑试验设计图（单位：mm）

采用MIDAS CIVIL建立有限元模型进行总体计算分析：

图2-2反力架组合应力（单位：Mpa）

组合应力最大值69.2Mpa<215Mpa，满足要求。

图2-3反力架剪应力（单位：MPa）

剪应力最大值49.2Mpa<125Mpa，满足要求。

图2-4反力架竖向位移（单位：mm）

架体竖向位移最大值0.413mm<900/400=2.25mm，满足要求。

图2-5反力架根部弯矩（单位：KN.m）

反力架斜撑根部位置弯矩M1=36.6KN.m;竖直撑根部反力弯矩为139.9KN.m

图2-6反力架根部反力（单位：KN）

反力架根部弯矩和轴向力统计表：

反力架焊缝高度hf=10mm>1.5 =8.2mm,焊缝计算高度he=7mm，反力架采用双工45a采用周边焊。

图2-7反力架焊缝截面参数

焊缝力学参数为：Wf=1596298mm3，Af=(390（腹板高）*2)*7=5460mm2。

弯矩产生的正应力σf= M/Wf =139.9*10⁶/1596298=87.64MPa，满足要求。

剪力产生的剪应力τf=V/Af= 248.7*10³/5460=45.55Mpa，满足要求。

合成应力为 =118MPa

3模拟止滑试验

止滑装置安装完成后，分步预紧螺纹钢,单根预紧力40T。利用150T千斤顶对止滑装置施加顶推力，按图所要求设置观测点1、2、3，在相应位置竖立钢筋作为参照物，分级荷载为单点顶推力的0%、40%、60%、80%、100%、120%。每级持荷0.5-2h，荷载施加至120%持荷12h，每级荷载完成后用卷尺测量位移，填写对应表格。通过观测点的位移来验证结构的抗倾、抗滑稳定性。

图3-1止滑试验测点布设图

图3-2止滑试验现场照片

4试验结果

在分级荷载作用下，通过卷尺测量各测点的位移，最终各点位移均在规定要求范围内，止滑块始终紧贴混凝土基础，剪力件、精扎螺纹钢、反力架均未出现裂纹和变形，试验成功，结构可靠。

图3-2止滑试验位移记录表

5结语

随着空腹式刚构桥的逐渐普及，为满足大吨位、大坡度、变弧线现浇箱梁的施工，满足斜向箱梁浇筑时具有斜向分力的特点，以及弧线箱梁不同节段角度变化的特点，斜爬式挂篮的运用频率将会越来越高，止滑装置的安全可靠性显的尤为重要，通过此次试验，在满足理论计算的前提下，模拟现场环境实际操作，验证了该止滑装置的安全性，可靠性，适用性，值得放心推广。

参考文献

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