懸臂施工中橋梁滑動(dòng)式掛籃設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

懸臂施工中橋梁滑動(dòng)式掛籃設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū),懸臂,施工,橋梁,滑動(dòng),掛籃,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 開(kāi)題報(bào)告 題目：橋梁滑動(dòng)式掛籃設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 1. 題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 本題目來(lái)自工程實(shí)際，以現(xiàn)有的橋梁掛籃為模型進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中掛籃的可靠性和安全性作為重點(diǎn)考慮的方面。本設(shè)計(jì)內(nèi)容具有很高的實(shí)用價(jià)值，涉及到機(jī)械、力學(xué)和液壓設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋髮W(xué)中學(xué)到的機(jī)械、力學(xué)和液壓設(shè)計(jì)方面的知識(shí)很好的用到實(shí)際工程中，培養(yǎng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)的技能[1]。 國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展，懸臂澆筑法施工（橋梁滑動(dòng)式掛籃）從20世紀(jì)60年代由前西德首先使用以來(lái)，發(fā)展至今，已成為建大中跨徑橋梁的一種有效施工手段[2]。日本預(yù)應(yīng)力混凝土工業(yè)協(xié)會(huì)《關(guān)于預(yù)府力混凝土長(zhǎng)大橋梁的調(diào)查研究報(bào)告》指出，1972年后建造的跨徑大于100m以上的橋梁近200座，其中懸臂法施工的橋梁占87％以上，而采用懸臂澆筑法施工占80％左右[3,4]。掛籃作為懸臂澆筑施工的主要設(shè)備已有多種類型，有些國(guó)家如日本、法國(guó)等已有定型的系列化產(chǎn)品[5]。我國(guó)從80年代開(kāi)始使用這種技術(shù)以來(lái)，也已取得了巨大的成就[6]。 縱觀國(guó)內(nèi)外，掛籃施工的優(yōu)秀實(shí)例有許多。最近幾年我國(guó)在懸臂掛籃施工中的發(fā)展也非常快[7]。我國(guó)的掛籃設(shè)計(jì)及制作已全部適應(yīng)懸臂施工向高強(qiáng)、輕型、大跨發(fā)展的需要，從PC連續(xù)梁或剛構(gòu)的懸臂施工掛籃最初是平行桁架式，后來(lái)，逐漸發(fā)展為多樣化，結(jié)構(gòu)越來(lái)越輕型，受力越來(lái)越合理，施工越來(lái)越方便,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛[8]。 2. 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 橋梁掛籃施工（如圖1，圖2，圖3所示）技術(shù)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)，重點(diǎn)在于掛籃的設(shè)計(jì)和安全性[9]，本設(shè)計(jì)針對(duì)特高橋和一些有特殊要求的現(xiàn)澆橋梁設(shè)計(jì)掛籃，主要內(nèi)容有根據(jù)橋梁尺寸設(shè)計(jì)掛籃，并對(duì)掛籃進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計(jì)算、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、利用相關(guān)軟件模擬掛籃制作，掛籃裝配動(dòng)畫(huà)及工作原理動(dòng)畫(huà)。 圖1 懸臂掛籃施工圖 圖2 懸臂掛籃模板拼接圖 圖3 懸臂掛籃施工側(cè)面圖 3. 設(shè)計(jì)方案 懸臂掛籃澆筑法施工（橋梁滑動(dòng)掛籃施工法）是目前修建大中型跨度橋梁的一種比較有效的施工手段，其施工方法一般為將梁每2m至5m分成一個(gè)節(jié)段，以掛籃為施工機(jī)具進(jìn)行懸臂對(duì)稱澆筑施工[10]。掛籃是一個(gè)能夠相對(duì)獨(dú)立的可以自由行走移動(dòng)的承重結(jié)構(gòu)，掛籃懸掛在已經(jīng)張拉施工完畢的前端梁段上，在掛籃上進(jìn)行下一梁段的模板安裝、鋼筋綁扎、夯澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿等作業(yè)[11]。當(dāng)完成本節(jié)梁段施工后，解除掛籃的約束，掛籃對(duì)稱向前移動(dòng)至下一個(gè)梁段，進(jìn)行下個(gè)梁段施工，如此循環(huán)施工，直到完成全部懸臂梁段施工。懸臂掛籃施工方法不受交通、通航、流水、深谷等影響，是大跨度橋梁跨越河流、山谷、交通繁忙線路的最佳方法[12]。 目前國(guó)內(nèi)外采用的掛籃結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種。 3.1 平衡桁架式掛籃（見(jiàn)圖4），平衡桁架式掛籃的上部承重結(jié)構(gòu)一般為等高度的桁架梁，桁架梁在已澆筑梁頂面用壓重后者錨固或者二者共用的方式來(lái)解決傾覆穩(wěn)定問(wèn)題，桁架本身為受彎結(jié)構(gòu)[13]。 圖4 平衡桁架式掛籃結(jié)構(gòu)圖 優(yōu)點(diǎn)：平行桁架式掛籃的尾部一般設(shè)有一平衡重（可用混凝土塊制作），其作用是防止掛籃在行走時(shí)因前重后輕，失穩(wěn)導(dǎo)致傾覆。該掛籃的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以充分利用常備式萬(wàn)能桿件、軍用梁或貝雷梁制作掛籃的受力主桁架，可減少一次性投入。 缺點(diǎn)：是掛籃自重大，工作系數(shù)（掛籃自重/梁體分段最大重量）較大，一般在1.0以上，對(duì)梁體在施工階段的荷載承受能力要求較高；掛籃本身承受荷載能力有限，施工節(jié)段不能太重；懸灌時(shí)撓度變形也比較大，近年已很少見(jiàn)應(yīng)用。 3.2 菱形掛籃（見(jiàn)圖5），菱形桁架為菱形掛籃的主要承重結(jié)構(gòu)，菱形桁架前端伸出作為掛籃底模的懸掛平臺(tái)，后端錨固在箱梁頂板上，無(wú)平衡壓重，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確，是近年來(lái)常用的掛籃形式。 圖5 菱形掛籃結(jié)構(gòu)圖 優(yōu)點(diǎn)：菱形掛籃外形美觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，桿件受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)便。作業(yè)面開(kāi)闊，便于構(gòu)造鋼筋分片吊裝，混凝土運(yùn)輸車(chē)可直接從兩片桁架中間通過(guò)，運(yùn)至施工的梁段；能加快梁段施工速度[14,15]。梁段循環(huán)周期平均為6至8天，是雙線鐵路橋梁懸灌法施工較短的循環(huán)周期。利用桁梁前后支座，使桁架在軌道上走行，無(wú)需平衡重，操作方便，移動(dòng)靈活、平穩(wěn)[16]。外模、底模隨桁架一次到位，縮短了掛籃移動(dòng)時(shí)間，移動(dòng)一次只須2至4小時(shí)。 掛籃自重較輕。桁架縱向安裝尺寸，只要有12m梁段長(zhǎng)度即可安裝兩套掛籃，起步時(shí)不需要兩套掛籃聯(lián)體，拼裝速度快，一套掛籃2至3天即可拼裝就位。掛籃所用材料均為常用材料，加工制造簡(jiǎn)單。掛籃剛度大，變形小。適用范圍廣，適合于鐵路單、雙線箱型連續(xù)梁懸灌施工，桁間聯(lián)結(jié)系稍加改動(dòng)也可用于公路橋的懸灌施工。 缺點(diǎn)：其鉚釘孔預(yù)留位置較多，且預(yù)留孔要求位置精度高。 3.3 三角型掛籃（見(jiàn)圖6），三角形掛籃與菱形掛籃主要區(qū)別為主桁架結(jié)構(gòu)形式不同，其承重結(jié)構(gòu)為三角型，亦是后端錨固、前端懸掛，也屬近年來(lái)常用結(jié)構(gòu)形式[17]。 圖6 三角型掛籃結(jié)構(gòu)圖 優(yōu)點(diǎn)：三角形掛籃與菱形掛籃相比，降低了前橫梁高度，即掛籃重心位置大大降低，從而提高了掛籃走行時(shí)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，重量較輕。設(shè)計(jì)中三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)，單件重量較輕，主桁架桿件間采用法蘭結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓連接，易于搬運(yùn)和拆裝。該三角形掛籃平衡重系統(tǒng)利用已成形梁段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點(diǎn)，取消了平衡重的壓重結(jié)構(gòu)。掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導(dǎo)梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，該系統(tǒng)具有掛籃就位準(zhǔn)確、走行速度快、安全可靠等特點(diǎn)。該掛籃通用性強(qiáng)，稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上 缺點(diǎn)：鉚釘孔多，預(yù)留鉚釘孔位置精度要求高，不適用于過(guò)長(zhǎng)的橋梁施工 3.4 斜拉式掛籃（見(jiàn)圖7），在力學(xué)結(jié)構(gòu)受力上與以上掛籃結(jié)構(gòu)形式有較大不同，其上部采用斜拉體系代替了桁架式受力結(jié)構(gòu)，而斜拉所引起的水平分力則通過(guò)上下的水平制動(dòng)裝置來(lái)平衡，后端仍然采用錨固的方法來(lái)解決掛籃的傾覆穩(wěn)定[18] 圖7 斜拉式掛籃結(jié)構(gòu)圖 優(yōu)點(diǎn)：自重輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確、堅(jiān)固穩(wěn)定、變形小、前移和拆裝方便、具有較強(qiáng)的可重復(fù)利用性。 缺點(diǎn)：安裝定位受力計(jì)算較為嚴(yán)格。 綜上，通過(guò)這幾種掛籃結(jié)構(gòu)形式優(yōu)缺點(diǎn)的比較，本設(shè)計(jì)擬采用菱形掛籃結(jié)構(gòu)形式，該種結(jié)構(gòu)適用范圍廣，適合于鐵路單、雙線箱型連續(xù)梁懸灌施工，桁間聯(lián)結(jié)系稍加改動(dòng)也可用于公路橋的懸灌施工。菱形掛籃結(jié)構(gòu)形式目前正逐漸得到普及，具有廣闊的應(yīng)用前景。 4.本課程研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 目標(biāo)在于對(duì)菱形掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)，注重于掛籃結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)，前吊掛系統(tǒng)液壓設(shè)計(jì)，安裝施工安全性設(shè)計(jì)及安全系數(shù)計(jì)算和受力分析計(jì)算，三維模型裝配動(dòng)畫(huà)，工作原理三維模型動(dòng)畫(huà)展示。 5.前期已開(kāi)展工作、 5.1查閱了大量相關(guān)專業(yè)資料為設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備； 5.2熟看老師給的視頻和圖紙并完善圖紙結(jié)構(gòu)； 5.3完成菱形掛籃二維圖初稿繪制、文獻(xiàn)綜述開(kāi)題報(bào)告； 5.4進(jìn)行掛籃結(jié)構(gòu)的分析，擬訂一套結(jié)構(gòu)方案。 6.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 第1-2周：收集參考文獻(xiàn)、閱讀參考文獻(xiàn)、并進(jìn)行英文翻譯、寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告； 第3-8周：掛籃的施工工藝論證及選擇、對(duì)所確定的掛藍(lán)方案設(shè)計(jì)計(jì)算； 第8-10周：掛籃的建模計(jì)算及檢算； 第10-14周：繪圖、三維繪制、動(dòng)畫(huà)制作、論文撰寫(xiě)； 第15-16周：論文修改、整理、答辯。 五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 六、所在系審查意見(jiàn)： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 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