桂林市高速交警支队:引用 菱形挂篮悬臂浇筑施工方法 - cc04527的日志 - 网易博客

引用 菱形挂篮悬臂浇筑施工方法

默认分类 2010-07-06 12:52:26 阅读117 评论0   字号：大中小 订阅

                    【摘　要】　菱形挂篮由菱形桁架、提吊系统、行走和锚固系统及模板系统4部分组成。通过采用菱形挂篮对称悬臂浇筑施工的实例,详细介绍了菱形挂篮的各组成系统及行走施工程序,并总结了其施工特点。

   【关键词】　菱形挂篮;　悬臂浇筑;　施工

   采用菱形挂篮施工,具有外形美观,结构简单,杆件受力明确,计算简便等优点,而且作业面较为开阔,便于材料与机具从两片桁架中间通过,运至要施工的部位,能加快梁段施工速度。

   1　工程概况

   丙洲大桥位于厦门同安湾海域,行政区属厦门同安区和翔安区,大桥跨越同安湾海域。本次工程设计起点里程为K3+410,终点里程为K4+320,全长910 m,桥长752.2 m。丙洲大桥主桥(50+80+50)m为预应力混凝土变截面连续刚构桥,采用菱形挂篮悬臂浇筑施工。

   2　施工方法

   2.1　施工流程[1]

   搭设支架→浇筑0#块→安装挂篮(试验)→浇筑1#块→张拉三向预应力束(压浆)→移动并安装挂篮……按此程序施工2#~9#梁段→搭设边跨支架→浇筑边跨现浇段→安装边跨合龙骨架→浇筑边跨合龙段→张拉边跨合龙束及横向预应力钢束→中跨合龙段配重→安装中跨合龙吊架→浇筑中跨合龙段混凝土并同时等量卸除配重→拆除边跨现浇段支架→张拉中跨合龙束及横向预应力钢束→拆除挂篮和支架。

   2.2　0#块施工[2]

   0#块是连续T构的中心,是悬浇的关键梁段,结构复杂,施工难度大。丙洲大桥主墩墩身高12.3 m, 0#段采用钢管桩支架施工,承重梁采用2根联焊的36号工字钢,上面立铺20号槽钢做分配梁。翼缘板采用挂篮侧模板,箱内顶板采用钢管架支撑。0#梁段混凝土分两次浇筑,第一次浇筑底板和腹板(腹板浇至翼板倒角根部),第二次浇筑顶板和翼板。

   2.3　箱梁悬浇段施工

   丙洲大桥主桥悬臂浇筑箱梁单T悬浇1#段~9#段共9个梁段。梁段混凝土最重130.0 t,最长4.0 m。

   2.3.1　挂篮拼装

   在支架上完成0#块的浇筑后,将挂篮结构构件运达施工现场,利用塔吊吊至0#梁段顶面,在已浇好的0#段顶面进行拼装。

   2.3.1.1　主桁结构拼装

   (1)在箱梁0#段顶板面轨道位置处用砂浆找平,测量放样并用墨线弹出箱梁中线、轨道中线和轨道端头位置线。以经纬仪和垂线相互校核主桁拼装方位并控制挂篮行走时的轴线位置;

   (2)利用吊装设备起吊轨道,对中安放,连接锚固梁。安装轨道锚固筋,将锚梁与竖向预应力筋连接后,对每根锚筋施以250~300 kN的锚固力;

   (3)利用箱梁0#梁段顶面作工作平台,水平组拼主桁成菱形体。利用塔吊起吊安装主桁片就位,并采用临时固定措施,保证两主桁片稳定;

   (4)安装主桁架之间的连接桁架、后千斤顶、后锚杆等,将主桁后结点与分配梁连接并通过锚固筋与顶板预留孔锚固;

   (5)将前横梁起吊安装就位;

   (6)安装吊带、分配梁、吊杆以及液压提升装置等;

   (7)拆除后锚临时支承垫块。

   2.3.1.2　底篮和模板结构拼装

   (1)底篮的拼装。主桁结构拼装完成后,先在船上拼装好底篮纵梁、分配梁,安装底平台两侧及前、后端工作平台。利用主桁架和预留孔将底篮吊装到位,后横梁锚固于0#梁段底板,前托梁用吊带锚固在主桁架前横梁上。

   (2)外侧模拼装。在桥下将侧模骨架及面板连接成一个整体,将骨架整体吊装,悬挂在外模滑梁上。检查并调整侧模位置。安装侧向工作平台。

   (3)内模拼装。在底篮上将内模滑梁和横梁、斜撑连接成一个整体,用塔吊起吊并通过内模前吊点和内模锚杆悬吊。在挂篮底篮上将内模内架拼装成一个整体,用塔吊吊装将其悬挂于内模滑梁上。将内模顶板垫木和模板安装在滑梁骨架上,调整模板。

   (4)张拉工作平台拼装。将工作平台组成一个整体,用倒链悬挂于主桁系统上,以便随施工需要进行升降。

   (5)模板系统浇筑梁段的尺寸参数变化。模板骨架的安装,除顶板和腹板的横肋须一次拼装就位外,腹板部分的竖肋按箱梁块件长度拼装。当梁段长由3.5m增加到4.0m时,板面应在挂篮未前移到下个梁段前,即将模板加长拼装成形。每个梁段施工前调整内模的横向位置,使之满足箱梁腹板厚度的线性变化。

   2.3.2　挂篮加载预压试验

   丙洲大桥主跨连续梁采用挂篮悬臂浇筑梁体的1#~9#块,在施工过程中,挂篮将承受施工设备和现浇节段混凝土的全部重量。为了对挂篮的强度、刚度和稳定性进行评价,验证挂篮的安全性,并获取挂篮在荷载作用下的变形数据及规律,以便准确设置预抛高量,保证梁体线形,需对挂篮进行预压试验。此时挂篮安装在0#块上。预压荷载以重量最大的2#块混凝土的重量进行模拟加载,荷载的布置形式尽量与实际荷载分布吻合,以保证试验的可靠性和准确性。

   2.3.3　挂篮的移动

   在每一梁段混凝土浇筑及预应力张拉完毕后,挂篮将移至下一梁段位置进行施工,直到悬臂浇筑梁段施工完毕。挂篮前移时工作步骤如下。

   (1)当前梁段预应力张拉、压浆后,进行脱模(脱开底模、侧模和内模)后,用千斤顶将挂篮前支点顶起,拖动轨道至下一梁段位置就位,锚固轨道,落下千斤顶,滑船压在轨道上;

   (2)挂篮后结点进行锚固转换,将上拔力转给后锚小车,拆除底模后锚杆,此时底篮后横梁仅用钢丝绳吊住在侧模滑梁上。为防止挂篮在移动中出现意外,在后托梁两侧各加挂一个10 t葫芦做为防护;

   (3)拆除侧模后端的内吊杆,用后滑梁架后端吊住。此时内滑梁架的上端固定在桥面上。拆除内模滑梁的后吊杆,用特制的后滑梁架将内模滑梁后端吊住,上端固定在桥面上;

   (4)检查;

   (5)用水平手拉葫芦拉紧挂篮前移,将底模、侧模、主桁系统及内模滑梁一起向前移动,直至下一梁段位置;

   (6)挂篮就位后,用挂篮后结点千斤顶进行锚固转换,将上拔力由锚固小车传给主桁后锚杆;

   (7)安装底模后锚杆,侧模、内模后吊杆,调整后滑梁架调整模板位置及标高;

   (8)待梁段底板及腹板钢筋绑扎完毕后,将内模拖动到位,调整标高后,即可安装梁段顶板钢筋;

   (9)梁段混凝土浇筑及预应力张拉完毕后,进入下一个挂篮移动循环。

   挂篮行走时,内外模滑梁必须在顶板预留孔处及时安装滑梁吊点扣架,保证结构稳定;移动必须匀速、平移、同步。采取挂线吊垂球或经纬仪定线的方法,随时掌握行走过程中挂篮中线与箱梁轴线的偏差。如有偏差,应使用千斤顶逐渐纠正。为安全起见,挂篮尾部用钢丝绳与竖向蹬筋临时连接,随挂篮前移缓慢放松。

   2.3.4　挂篮结构拆除

   箱梁悬臂浇筑梁段施工完毕后,在拆除挂篮时,先在最后浇筑梁段的位置按拼装时的相反顺序拆除挂篮的底篮及模板系统,然后将挂篮主桁后退至墩顶位置,按拼装时的相反顺序拆除挂篮主桁杆件,拆除时两端对称地进行。

   2.3.5　箱梁测量控制

   2.3.5.1　线形控制[3]

   大跨径箱梁悬臂法施工中挠度控制极为重要,影响梁段标高的因素很多,主要有挂篮的变形、箱梁的自重、预应力大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土的收缩徐变、日照和温度变形等。挠度控制将影响到合龙的精度,故必须对挠度严格控制。

   2.3.5.2　立模标高确定

   立模标高视纵向束张拉后的情况确定,其值为箱梁设计高程、浇筑梁段引起已浇悬臂的弹性变形、挂篮变形、徐变影响、日照温度修正值和施工荷载引起悬臂的弹性变形各项的代数和。

   2.3.5.3　施工中测量控制要点

   (1)浇筑混凝土前挂篮各控制点观测;

   (2)浇筑混凝土过程中的高程和轴线观测;

   (3)浇筑后高程观测;

   (4)预应力张拉后高程和轴线观测;

   (5)合龙前,相接的两个悬臂最后2~4段在立模时必须进行联测,以便互相协调,保证合龙精度;

   (6)最后一段箱梁悬浇段立模标高须考虑施工荷载的变化、合龙束张拉、体系转换等影响。

   2.3.6　箱梁合龙段施工

   主桥箱梁左右幅共设6个合龙段,即4个边跨合龙段、2个中跨合龙段。合龙段采用吊架承重及使用微膨胀混凝土进行浇筑施工。边跨、中跨合龙段箱梁截面与现浇段相同,每个合龙段长2.0m,混凝土16.6 m?,梁段重43.2 t。合龙温度符合设计16℃~20℃要求。合龙段两端悬臂标高允许偏差2 cm,轴线允许偏差1 cm。箱梁体系转换,是控制全桥受力状态和线形的关键工序,箱梁合龙顺序、合龙温度和合龙工艺必须严格控制。全桥箱梁合龙由边至中对称进行,先合龙边跨,后合龙中跨。

   3　结束语

   通过丙洲大桥工程的施工实践,并与国内现有各式挂篮比较,采用菱形挂篮施工的要点为:

   (1)挂篮行走要慢行同步,防止发生挂篮扭转;

   (2)要严格控制挂篮变形的观测,力保线形顺直、混凝土外美内实,无错台、麻面现象;

   (3)挂篮的底篮要有足够的刚度,防止发生大的变形而影响质量;

   (4)挂篮定位要反复调整吊带,确保定位准确,防止发生扭转;

   (5)精轧螺纹钢应进行抗拉试验,施工过程中远离电焊,以防形成缺陷产生应力集中;

   (6)混凝土初凝时间控制在8 h以上,以防混凝土浇筑过程中开裂。模板与老混凝土的接缝处应用拉杆拉紧,以防新老混凝土产生错台;

   (7)预留孔应做到不漏埋,不歪不斜。吊点受力均匀;

   (8)加强安全教育及竹理,注意施工安全。

   参考文献

   [1]　JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范[S].

   [2]　王穗平.桥梁构造与施工[M].北京:人民交通出版社, 2002.

   [3]　刘效尧,赵立成.公路桥涵设计手册梁桥[M].人民交通出版社, 2005

 

菱形桁架式挂篮施工方案

from: 狼哥的鸟巢  http://shmily0214.bokee.com/viewdiary.15517582.html

一、工程简介

南京长江第二大桥北汊大桥主桥上部结构为90+3*l65+90（m）的五跨预应力混凝土连续箱梁。其主跨165m为目前国内同类型桥梁中跨径之首。根据设计要求，施工方法需采用悬臂灌筑施工工艺然后通过合龙及体系转换成为连续梁。每个墩设23个悬浇段——5*2.5m＋5*3.0m＋5*3.5m＋8*4.0m。梁段最长4.0m，最大重量156吨。箱梁横截面：顶板宽15.42m，腹板宽7.5m，梁高由0号块的8.8m按二次抛物线渐变至23号块的3.0m。预应力设计为三向预应力：纵向采用27束及25束φj15.24钢绞线；横向采用四束φjl5.24钢绞线；竖向采用φ32精轧螺纹钢筋。张拉控制应为0.75Ryb。E2标为北汊主桥的一半，由中铁第十九工程局施工，根据该桥的特点并参照国内外已有各种型式挂篮，选择了菱形桁架式挂篮作为悬臂灌筑的主要设备。该挂盘为中铁建集团总公司附属设计院设计，已多次应用于国内连续梁悬准施工中，但应用在如此大跨的桥梁施工中尚属首次。

二、菱形桁架式挂篮的构造

菱形桁架式挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、内外侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成（图1）。

1．主构架  主构架由两片桁架连接系和门架组成。两片桁架均使用2［40栓接成菱形，由连接系和门架将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。

2．底摸架及底模板  底摸架由六根纵梁和前后横梁组成，纵梁为桁架式结构，桁高12m，桁架长5.43m；前后横梁由2[40组焊而成。底模为竹胶板，下垫100mm*100mm的方木，竹胶模板和方木用 U形卡固定在纵梁上，以便脱模和固定。

3.前上横梁      前上横梁由2［40工字钢组焊面成，连接于主构架前端的节点处，将两片主构架流架连成整体。     

4.钢吊带   前后吊带均由150mm*32mm的16Mn钢板用销子连接而成，设置间距为100mm的调节孔，用LQ30千斤顶及扁担和垫梁调节所需长度。

5.内外模板   箱梁外侧模采用5mm钢板和钢框组焊而成。两外侧模各支承在两个走行梁上，走行梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。走行梁用2[30a组焊面成。内模由内模桁架、竖带、纵带及组合钢模板组成，内模桁架吊在两根内模走行梁上．走行梁吊在前上横梁和已浇梁段的顶板上，内模脱模后可沿走行梁前行。走行梁采用2[30a组焊面成。

6.挂篮走行及锚固系统   走行装置由轨道、钢（木）枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由［16a及δ10钢板组焊成Ⅱ型断面，底板每隔500mm开椭圆形长孔，以便与竖向预应力筋锚定。竖向预应力筋为QL32精轧螺纹筋，外露0.3m，轨道根据梁段长度的不同分3.0m，1.0m两种。

挂篮设前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫聚四氯乙烯滑板，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滑动，不需要加设平衡重。挂盘前移时，使用手动葫芦牵引前支座，带动整个挂篮向前移动。挂篮在灌注混凝土时，后端利用12根φ32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力筋上，在锚固时，利用千斤顶将后支座钩板脱离轨道，然后锚固。

三、挂篮强度及变形检算

计算荷载：按挂篮自重，梁段自重，施工机具、人员产生荷载，振捣混凝土时产生荷载组合来检算，其中混凝土容重取2.6t／立方米，施工机具、人员荷载取1.0KPa，混凝土振捣荷载取4.OKPa。

进行了主桁架、底模桁架及各部主要受力杆件的在最不利荷载位置的检算，并采用了同济大学的《桥梁结构综合计算程序》进行了相应复核。

检算表明：单根上弦杆最大受力为72kN，小于单根上弦杆允许受力252kN；单很斜杆最大受力为39kN，小于单根杆允许受力129kN；单根竖杆最大受力为27kN，小于单根上弦杆允许受力为170kN。

还进行了挂篮的变形检算，计算结果显示，针对北汊大桥的梁段，其最大变形发生在16号节段，此时挂篮弹性变形值为21mm。

四、挂篮使用前的试验

为了检验挂篮的计算变形值并消除首次安装后的非弹性变形，在工厂进行了挂篮的地面加载试验。同时在挂篮安装之后，为了检验地面试验结果，又选取了一对挂篮进行了现场压重试验。

在工厂对主桁架、销座、销子、前后吊带、前上横梁等构件进行了试验。

主桁架：采用背对背方式，将后锚位置使用精轧螺纹钢筋锚死，对前吊点使用YC60千斤顶按每10t一级加载，得出每对主析架的变形曲线。

销座、销子、前后吊带、前上横梁也采用了类似方法进行了地面模拟加载试验，配以主桁架试验得出的结果取得每套挂篮的变形曲线。

首对挂篮拼装完成后，使用砂袋按梁段实际荷载情况进行了现场模拟压重试验，将其结果与计算变形值、工厂试验值对比，得出每套挂篮的在施工备节段时的变形值指导各梁段的立模施工。

参照挂篮设计及试验结果，挂篮变形使用公式： Y=0.4X＋2（其中， X为各节段前吊带处的受力值）。

五、拼装工艺

1.拼装准备

在工厂将主构架的菱形桁架拼装成形，拼装后运至现场吊装，编写拼装工艺，准备好拼装工具及各种连接螺栓，培训拼装工人。

2．铺枕

用1：2水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位，铺设钢枕。

3．安装轨道

从0号段中心向两侧安装2.5m长轨各两极，轨道穿入竖向预应力筋，抄平轨道顶面，量测轨道中心距无误后，用螺母把轨道锁定。

4．安装前后支座

先从轨道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支应安放前，在相应位置轨道顶面置放一块四氟乙烯滑板（300mm*500mm），然后安放前支座。

5.吊装主构架

主构架在工厂拼成菱形后运至现场分片吊装，放至前后支座上，并旋紧连结螺栓，为防止倾倒，用脚手架临时支撑。

6.安装主构架之间的连结系、间架，旋紧连接螺栓。

7.用长螺杆（φL32精轧螺纹钢）和扁担架将主构架后端锚固在已成梁段上，前支应处用扁担架将主构架下弦杆与轨道固定。

8.吊装前上横梁

将前上横梁上的4个千斤顶、上、下垫梁及2根钢吊带，一起组装好后，整体起吊安装。

9.安装后吊带

在1号梁段底板预留孔内，安装后吊带，先安放垫块，千斤顶和上垫梁，后吊带从底板穿出，以便与底摸架连接。

10．吊装底模架及底模板。

11.吊装内模架走行梁，并安装好后吊杆，前吊采用钢丝绳和倒链。

12．安装外侧模板

挂篮所用外侧模首先用于1号梁段施工，在上述拼装程序之前，应将外模走行梁先放至外模竖框架上，后端插入后吊架上。两走行梁前端用倒链和钢丝绳吊在前上横梁上。

用倒链将外侧模拖至2号梁段位置，在1号段中部两侧安装外侧模走行梁后吊架，解除0号段上的后吊架。六、悬臂灌注施工工艺

每个T构从2号段开始，对称拼装好挂篮后即可进行悬臂灌注施工。

1.分片吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。

2.将1号梁段内的内模拖出。

3.根据2号梁段的高度调整下部模板。

4.在顶板和腹板安装下料串筒位置留洞，在腹板的捣固位置，预留位置进行捣固。

5.安装端模板，并与内外模板连结。

6.绑扎顶板钢筋。

7.安放预应力管道、锚板等。

8.对称灌注2号梁段混凝土。

9.混凝土养护。

10.预应力筋张拉。

11.压浆。

12.挂篮行走

找平梁顶面并铺设钢（木）枕及轨道。

放松底摸架前后吊带。

底模架后横梁两侧的吊耳与外侧模走行梁之间安装10t倒链，即底摸架悬挂在走行梁上。

拆除后吊带与底模架的连结。

解除挂篮后端锚固螺杆。

轨道顶面安装两个5t倒链（每套挂篮）并标计好前支座的位置（支座中心距梁端50cm）。

倒链牵引前支座使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动。移动时挂篮后部应设10t保险倒链。

安装后吊带，将底摸架吊起。

在2号梁段上安装外侧模走行梁后吊梁，先解除一个1号段上的后吊架，移至2号段，再解除另一个后吊杆移至2号段。

拉出内模，挂篮走行完毕。

六、挂篮的拆除

待合龙段施工前，便可拆除挂篮，拆除顺序如下：

 1.在梁顶面安装卷扬机，吊着外侧模前后吊杆（底模架吊在走行梁上）徐徐下放，落至船

上。或先放底模架，后放外侧模。

2.合龙段不用的内模、走行梁，在合龙段施工前拆除，余者可从两端梁的出口拆除。

3.拆除前上横梁。

4.主构架可移至塔吊可吊范围内，分片拆卸。

5.拆除轨道及钢（木）枕。

八、在南京长江二桥北汊大桥应用的菱形桥架式挂篮的主要技求参数

1.适用最大梁段重：160t

2.最大梁段长：40m

3.梁高：8.8～3.0m

4.适用梁宽：16m

5.走行方式：无平衡重走行

6.挂篮自重：49t

7.挂篮的倾覆稳定系数

空载时：28

灌注时：2.48

8.挂盘系数；3.0

九、应用菱形挂篮进行悬浇施工的主要体会

1.优点

菱形挂篮自重轻，在本桥施工中的利用系数达到了3.0，应是国内除滑动斜拉式挂篮外最轻的一种，由此而带来在加工、运输、拼装、移动、拆除等方面的省力，进而达到节省资金的目的。总之，应用该挂篮施工可有较大的经济回报。

菱形挂篮内模、外模均采用纵向滑梁吊在桥面或挂篮上，纵向走行非常方便，且加固亦采用该滑梁，一梁两用。

菱形挂篮结构简洁，受力明确，加载后的实际弹性变形与理论计算值相差不大，如曾使用过该挂篮，可省去试验加载的程序。

挂篮由于设计成菱形，吊点均位于梁面以上空中，给施工人员提供的操作空间大，利于施工。

2．缺点及建议修改措施

外侧模设计略显单薄，加固时内外模间拉杆数量偏多，不利提高箱梁外观质量。可在下一次设计时增加外侧模桁架刚度，减少拉杆数量。

挂篮横向纠偏无有力措施，如能在前吊带处加设液压式横移设备则会更好。