1、第一部分 概 述濟南市經六路西延長線工程位于經十路與張莊路之間，西起拖機道，東至緯十二路，在濟南站西編組場西咽喉區(qū)上跨津浦鐵路正線，設計為平行的兩幅52m68m44m三孔預應力砼變高度連續(xù)箱梁，全長164m。箱梁采用單箱雙室結構，頂板寬14.74米，底板寬9.64米，梁高2.04.0米，梁底下緣呈二次拋物線變化，底板厚0.250.5米，呈線性變化。箱梁預應力為縱橫雙向預應力體系，縱向預應力束設置頂板束和底板束。箱梁施工采用懸臂掛藍澆筑方法施工，每段長度為3.5m和4m兩種，合攏段長度為3m。掛藍由施工單位自行設計、制造。第二部分 輕型掛藍設計研究報告1、任務來源： 濟南市經六路西延長線在濟南站

2、西編組場西咽喉區(qū)上跨津浦鐵路上、下行正線，設計為平行的兩幅52m68m44m三孔預應力砼變高度連續(xù)箱梁橋。該工程由濟南市市政工程設計研究院設計，濟南鐵路工程集團公司施工。2000年11月27日簽頂施工合同書。濟南鐵路工程集團公司依據施工合同書和設計文件（工程編號2001-11）進行掛藍設計。2003年5月12日濟南鐵路工程集團公司以程科發(fā)200386號文關于公布工程集團公司2003年科技發(fā)展計劃的通知立項并報濟南鐵路局科委，濟南鐵路局科學技術委員會以濟鐵科委發(fā)200304號文關于下達2003年濟南鐵路局科研及新技術推廣執(zhí)行計劃的通知公布付諸實施。2、用途： 按承包合同完成濟南市經六路西延長線跨

3、鐵路大橋的箱梁懸臂澆注施工。3、掛藍設計技術的研究： 2003年4月初濟南市經六路西延長線跨鐵路大橋橋墩樁基開始施工，與此同時進行掛藍的設計工作，根據設計文件要求，掛藍與施工荷載的總重量不得大于50t的要求，考慮到該橋箱梁每段的重量、結構要求及工期緊的特殊情況，并借鑒外單位的經驗，確定選用梯形焊接整體桁架式掛藍。此種掛藍有以下特點：a）、結構重量輕、整體剛度大、變形小。b）、構件數量少、拼裝快。c）、采用型鋼焊接，加工容易、造價低。本掛藍共分主桁架、后錨系、行走系、模板系、吊桿和工作平臺組成。掛藍設計總圖（1）、（2）。4、設計依據規(guī)范：a）、濟南市經六路西延長線工程施工圖第三冊跨鐵路橋工程

4、（工程編號2001-11）b）、鋼結構設計規(guī)范c）、公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000d）、公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范JTJ025-865、設計荷載根據施工圖設計要求，中跨1#-7#段，邊跨1-7#段采用掛藍施工，設計最大塊長4米，最大塊重122t，設計掛藍承載力130t，包括承受每段梁段砼荷載及其施工荷載。6、掛藍構造及尺寸擬定根據橋位處于鐵路運營繁忙的京滬線和貨車編組站、掛藍下凈空等的要求，綜合考慮設計要求、經濟與安全及鋼結構設計的一般原則，初步構思出掛藍結構的各部分構造尺寸，然后對掛藍結構進行內力分析，根據分析結果對初步構思的結構尺寸進行調整，反復優(yōu)化，直至滿足要求。a） 掛

5、藍主桁結構截面形式主橋箱梁設計為單箱雙室，橋面寬度14.9m，兩邊肋及中肋厚度均為40cm厚，高度最高達4m，最大塊長4m，為降低掛藍高度，故采用六片剛度較大梯形桁架，下弦長2×4.5m,桁高3m;下弦截面形式為236a,上弦截面形式為232a,斜桿截面形式為220a。如下圖3 b） 掛藍后錨固形式掛藍后錨采用豎向錨固, 由32精軋螺紋鋼筋制成，上端錨固在主桁后端的橫梁上,下端錨固在主橋箱梁的頂板下部。掛籃后錨結構對應桁架間距設置，共有12套。后錨結構在掛籃提升到位后，開始穿錨桿，在后錨固橫梁上進行張拉錨固，每根豎向錨張拉力為20噸。c） 掛藍吊桿系統掛藍前吊桿采用4根32精軋螺紋鋼

6、筋制成，上端錨固在主桁前端的橫梁上,下端錨固在前下橫梁下部。d） 掛藍走行系統掛藍走行采用與模板整體移動的形式，在掛藍移動前，先在主梁上安裝滑梁和錨固橫梁，將后錨固力轉移到主梁頂的錨固橫梁上，錨固橫梁截面形式為220a，滑梁截面形式為28a；掛藍后端走行采用滾動形式，錨桿通過滾輪與錨固橫梁聯結；掛藍前端走行采用滑動形式，滑梁頂焊接一塊不銹鋼薄鋼板，掛藍支點下焊接四氟乙烯板，以減少掛藍滑動摩阻力；走行動力采用兩臺YCW-60型穿心千斤頂，千斤頂安裝在主梁前端，通過張拉掛藍前支點使掛藍整體移動。 7、結構內力計算掛藍結構的內力，按靜載作用下，結構處于彈性工作階段的假定進行計算，并遵循鋼橋結構內力的

7、計算原則和假定；驗算荷載考慮乘k=1.13的動載系數。a） 計算方法及計算圖式掛藍結構是較復雜的空間結構，為使結構分析更接近掛藍的真實工作狀況，首先要對結構進行簡化，把結構劃分為簡支梁、連續(xù)梁、桁梁、板等組成的結構模型，采用桿系結構有限單元法分析。 平面桿系梁單元有兩個結點i、j, 每一結點有3個自由度u、v、q。在局部坐標系下，單元結點力向量與結點位移向量之間的關系為： （1） 其中 （2） （3） 而單元剛度矩陣的表達式為： （4） 當單元軸線與整體坐標軸x有一傾角時，其整體坐標系下的單元剛度矩陣可由坐標變換矩陣求得，即： （5）式中 整體坐標系中的單元剛度矩陣； 局部坐標系中的單元剛度矩

8、陣； 坐標變換矩陣，具體表達式為： （6）式中： 計算圖式1：計算圖式2：計算圖式3：b） 掛藍上部結構內力計算計算簡圖： 驗算內力及變形：1）5 #梁（前）受力：剪力Qmax=12.71 t彎矩Mmax=7.81 t*m max=44.4Mpa2）后吊桿支架受力：3）桁架結構內力計算計算簡圖：驗算內力及變形：d）掛藍下部結構內力計算計算簡圖：驗算內力：8、預應力設計掛藍后錨固系統與前吊桿系統均采用級32精軋螺紋鋼筋，標準強度800Mpa，后錨固設計張拉力20t，前吊桿受力19.5t，變形量為6mm；掛藍后吊桿組采用4根60絲桿，材質為40Cr，標準強度780 Mpa，設計張拉力30t。預應力

9、系統均采用Ycw60B型千斤頂配撐腳或墊梁張拉。掛藍施工時抗傾覆安全系數設計為3.1, 抗傾覆安全系數設計為3.6,掛藍自錨固系統安全系數設計為3.2。9、結構變形驗算掛藍上部結構變形量已在結構內力分析計算中計算出為7mm，掛藍吊桿系統的變形量為6mm，掛藍總變形量為13mm。第三部分 輕型掛藍試驗報告1、概述 按設計及工藝要求，掛藍需做靜載試驗，以檢驗掛藍結構的安全性和實測結構變形量，為掛藍施工預留沉降量提供依據，并為掛藍鑒定提供試驗依據，因此掛藍試驗具有鑒定性試驗和科研性試驗。2、檢測試驗方案a）、變形觀測試驗：因掛藍橫向寬度較大，測點的布置可適當增加，每片主桁下弦桿處布置4個測點，按前端

10、點、前端1/4處、前端1/2處、前端3/4處布置；前后下橫梁按邊腹板、中腹板、邊腹板布置測點；底縱梁按前后端點、中點布置觀測點，并重點觀測主梁邊腹板、中腹板處底縱梁測點。b）、應變觀測試驗：桁架桿件的內力，由桿件上布置的應變測試點來測定，在一個截面上引起的法向應力的內力主要有三個：軸力N、彎矩Mx、My，在結構處在彈性工作狀態(tài)時進行內力分析，只要一個截面上的布置應變測點的數目等于未知內力數，即可求出全部未知內力數。掛藍重點測試的構件為：桁架弦桿、斜桿、吊桿等，應變計在測量橋路中的布置（安排連接）全部采用單臂工作、溫度補償的半橋接法。試驗原理：在一個測量橋路只有一個工作片，用一個溫度補償片與其組

11、成一個半橋，進行補償。即用一枚與工作應變計完全相同（型號、阻值、靈敏系數、粘貼工藝等均相同）的應變計作為溫度補償（稱補償片），將它粘貼在一塊與被測構件材料相同、但不受力的材料塊（補償塊）上，將它們處于同一溫度場中。如下圖： 將工作片與補償片分別接在電橋的AB和BC橋臂上，另兩個橋臂接內部電阻。當構件受力并有溫度變化時，工作片由于受力而引起的電阻變化，設為RF，工作片和補償片受到同樣的溫度變化，由此引起同樣的電阻變化，設為Rt，故橋路的輸出由上可知，相鄰橋臂上的溫度變化產生的效應互相抵消，應變儀的讀數應變只顯示被測桿件受力所引起的應變值。3、主要測試儀器主要測試儀器有：SETL-M32精密水準儀

12、、CM-1A-20型數字靜態(tài)電阻應變儀、電阻應變計。4、試驗實施及數據分析a）、在主梁0#塊灌注完成后，在0#塊上同步對稱拼裝掛藍、按掛藍設計要求進行中吊桿、后錨固預應力張拉，張拉完成后，進行加載，加載采用袋裝石屑，按50%、75%、100%、120%分級加載。b）、根據正常使用荷載下（100%）的應力變形測定值與理論計算值進行比較，分析理論計算與實際受力狀態(tài)的符合程度，確定掛藍構件的承載力，估算基本的安全儲備。c）、試驗數據分析:1）、變形試驗數據表明：實測掛藍彈性變形值與理論計算值符合程度較好，變形值符合設計要求。2）、內力試驗數據表明：掛藍桁架結構內力與理論計算內力吻合較好，但吊桿內力有

13、一組數據與理論計算值離散較大，說明吊桿受力與加載先后次序有較大關系，施工過程可采用全斷面一次成型、分層澆筑砼的方法，避免局部集中力過大，使掛藍受力不均。第四部分 箱梁懸臂澆注施工實施報告1、概述懸臂澆注施工法是利用掛藍在已建成的橋墩上沿橋跨方向兩側對稱施工，當0#現澆段澆注、張拉、壓漿完，拆除0#塊支架、0#塊臨時固結后，進行主梁雙懸臂現澆掛藍的拼裝、試壓，然后進行主梁節(jié)段砼懸臂澆注施工。2、掛籃體系的變形控制 掛藍的變形一般是由掛籃體系在混凝土重量作用下的彈性變形及掛籃系統各連接桿件因安裝或松動而引起的幾何變形組成的。掛籃體系的彈性變形通過預壓試驗可以得出，而幾何變形只能通過施工工藝措施進行

14、控制，首先通過掛籃預壓試驗消除其非彈性變形影響，同時擰緊連接螺栓；另外，對掛藍施加的預應力要在灌注砼前進行檢查，損失的預應力要進行補拉。3、結構變形的測量以梁底標高作為施工控制的目標來準確反映橋梁施工的變位，施工中要把每節(jié)段變形監(jiān)測點從梁底測點經腹板引到橋面。掛籃定位標高按梁底待澆節(jié)段的最前沿橫截面上的測點定位，澆完混凝土后，通過測量梁頂預埋的鋼筋頭的標高與此時對應的梁底標高，建立梁底與梁頂測點的標高關系，這樣已澆梁段的梁底標高可通過梁頂標高的測量值反饋出來。4、結構的撓度控制懸臂澆筑每節(jié)段施工的標高控制包括三個關鍵工況：掛籃前移定位標高；混凝土澆筑后標高；預應力張拉后標高。a）、掛籃前移定位

15、標高 ：掛籃前移定位標高由四項內容組成。其一是結構成型的設計標高，由設計單位給出；其二是結構施工期的預變位，可根據結構成型線形反饋計算求得，由監(jiān)控單位給出；其三是活載引起的預拋高，由監(jiān)控單位給出；其四是掛籃體系在節(jié)段混凝土澆筑過程中的變形預拋高，由施工單位給出。定位標高是控制結構線形的關鍵內容，故在掛藍前移施工過程中，必須保證前吊桿均勻受力、中吊桿與后錨固張拉到位、控制點定位標高正確。 b）、混凝土澆筑后控制標高 混凝土澆筑后各控制點的標高，主要用于已建結構狀態(tài)的校核，以便修正已建結構標高的計算值和預測待澆節(jié)段的計算參數、調整與優(yōu)化成橋線形，得到待澆節(jié)段的施工標高，此時測量的準確十分重要，最好

16、在早晨太陽出來前測量完，以減少溫度的影響。c）、預應力張拉后標高 預應力張拉后結構控制標高的測量，用于獲得與利用實測結構參數反饋計算值的差異，從而了解預加力值是否發(fā)生偏差、預應力的線形模擬是否恰當、預應力損失是否估計得正確以及決定是否修改預加力的理論值，此值主要提供給監(jiān)控單位。5、實施驗證經六路跨鐵路大橋懸臂澆筑施工目前已接近完成， 通過對掛籃變形設計計算控制、預壓試驗符合、施工過程控制驗證以及對懸臂結構施工控制等諸多因素做了較為詳細的分析，取得了實際性的經驗，這些經驗對于現場施工人員和設計人員都有很重要的參考意義。 第五部分 經濟及社會效益報告濟南市經六路西延長線跨鐵路大橋工程于2003年4月開工，預計12月15日合攏貫通。該橋的貫通將為緩解濟南市東西交通擁擠狀況起到重要作用。1、該橋的建