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摘要:本文以濉河特大桥跨徐连高速连续梁为例,详细介绍了施工挂篮的施工工艺,重点介绍了挂篮的构造、挂篮的安装以及挂篮的行走过程,工程实践表明,挂篮设计合理,满足工程的要求。希望能够给类似工程提供一些参考和帮助。
关键词:三角挂篮,拼装与预压,悬浇施工,挂篮前移
中图分类号:U41文献标识码: A
跨徐连高速(48+80+48)m连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.0m,箱梁底宽6.7m,顶板厚度除梁端附近外均为40cm。梁体底板厚度40~100cm,按直线线性变化,腹板厚48~60、60~90cm,按折线变化。桥梁宽12m,桥梁建筑总宽12.28m。连续梁全长177.5m,中支点处梁高6.65m,跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m。梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端距离为0.75m。悬臂段共有十段,均采用挂篮施工。
1、挂篮设计及参数选择
1.1结构型式选定
考虑到主桥节段分块多、工期紧等因素, 决定采用结构重量轻、整体刚度大、受力简单明确、加工制作及现场拼装容易的自锚式三角斜拉挂篮。
1.2设计参数选择
适用最大梁段重120t,最长梁段长度为4 m,梁高4.5~8.0m,每副掛篮自重约366kN,选材采用便于购置和易于加工的普通型钢。
挂篮设计时,除了要预留节段进行预应力张拉时所需的操作空间外,还应保证移篮时主桁能一次到位,以减少工作量,提高工作效率。
挂篮的抗倾覆稳定系数K1≥1.5,行走冲击系数K2= 1.2,施工荷载系数k3=1.4,锚固系统安全系数k4>3.0。
2、挂篮构造及主要特点
挂篮由由主构架、底模架、前上横梁、内外模板、行走及锚固系统等组成。挂篮结构示意图如下图1所示:
2.1主构架
主构架是挂篮的主要承重部分,由两片桁架及联结系和门架组成。桁架的构件均用2根36b槽钢组焊而成,节点采用栓接。三角桁架立于箱梁腹板位置,用型钢组成平面联结系则将两个三角桁架联接起来, 起到结构稳定、整体受力的作用。
2.2模板系统
箱梁外侧模采用大块整体式钢模板,面板为冷轧钢板,厚度6mm,竖肋由[10槽钢焊接而成。外侧模支承在外模两个走行梁上,走行梁用2[36b组焊而成。内模由内模顶横带、竖带、纵带及组合钢模板等组成。
内外模之间利用φ16拉杆连接,为重复使用,保证混凝土外观质量,拉杆加套内径25mm的PVC套管,在混凝土脱模后采用同标号、同配比的砂浆封堵。
2.3锚固系统
1)后锚固由二道扁担压梁通过12根φ32精轧螺纹钢锚固在已浇梁段预埋孔中将挂篮锚固于已完梁体上。
2)此外还须设置反压小车, 并用精轧螺纹钢筋将其固定于箱梁表面, 当挂篮前移时起到锚固及导向的作用。
2.4行走系统
挂篮走行装置由轨道、钢枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由2I25b及δ10钢板组焊Ⅱ型断面。
在前支点下端,设置行走装置,使前支点既作为挂篮浇筑混凝土时的支点,又作为挂篮移动时的行走小船。挂篮移动时,先用千斤顶将前支点顶起,用导链将轨道前拖,然后放下前支点,前端由前支点支撑,后端用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板上,用两台100t液压千斤顶驱动挂篮前移。
2.5悬吊系统
吊杆均采用φ32精轧螺纹钢。前吊杆下端连接在前下横梁及内、外滑梁上,上端吊挂于桁架的前上横梁上,后锚杆下端亦锚固于后下横梁上,上端则锚固于已完梁块的混凝土表面。共同承担底模、侧模和内模的重量。
吊杆通过销轴与型钢铰接, 为保证吊杆在使用过程中始终轴向受力,可通过在吊耳底座加垫楔块等措施进行调整。
3、挂篮的拼装与预压
3.1挂篮的拼装
前支座→锚固系统→主梁→主梁平联→立柱→立柱平联→前、后拉杆→中横梁→翼板拉杆→后锚压杆→上前横梁→吊杆安装→模板安装→调整校正。
特别要注意,安装立柱和斜拉杆后,由于横梁还没有拼装,结构也容易倾倒,因此应采取措施临时稳固现场若场地允许,底篮部分可整体拼装,用卷扬机整体吊装挂篮拼装完成后,必须按图纸认真检查,特别是各个节点、销子、螺栓、锚杆的连接情况,保证稳妥可靠。
3.2挂篮的预压
为了保证挂篮的安全稳定性,挂篮在墩顶拼装好之后,进行第二次预压。预压采用砂袋和钢筋加载,底板、顶板、腹板荷载采用砂袋,翼缘板采用钢筋。荷载按梁体的均布荷载布设,其中翼缘板荷载采用钢筋横向放置在翼缘板上。荷载分布图如下:
加载分为四个阶段进行,第一次为施工荷载9.5t,第二次为最小梁段重加施工荷载9.5+25=34.5t,每三次为最大梁段重加施工荷载9.5+34=43.5t,最后一次为设计荷载超载10%重量43.5×1.1=47.85t。每个阶段加载完成后,暂停加载,待沉降稳定后再进行下一阶段加载。
试压结果显示, 最大荷载时挂篮主桁前端下挠度弹性变形量仅为8.8mm。由此可见, 该挂篮具有足够的承载能力, 刚度大, 变形小, 其试验结果可作为理论变形值预留沉降量。
4、悬浇施工与挂篮前移
4.1悬浇施工
每个T构悬臂施工从1#段开始,对称拼装好挂篮后即可进行悬臂浇筑施工。其施工步骤为:在挂篮上绑扎底板及腹板钢筋→安装预应力管道→将0#梁段内的内模拖出→根据1#梁段的标高调整内模标高→绑扎顶板钢筋→安放预应力管道→安装端模板→对称浇筑1#梁段混凝土→养护→预应力张拉→压浆→挂篮行走至下一节段就位。
①找平1# 梁段轨道处的梁顶面并铺设钢枕及轨道;放松底模架的前后吊带,放松内外模的前后吊杆,拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆,将吊架放在内外模走行梁上;
②拆除后吊带与底模架的连结,利用10T倒链使底模的重量作用在外模走行梁上;解除挂篮后端锚固螺杆;
③轨道顶面安装2个5吨倒链(一套挂篮),并标识好前支座的位置(支座中心距梁端50cm);用两个32吨千斤顶将挂篮前支点顶起约3cm,塞入聚四氟乙烯板,倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动,挂篮后部设10T保险倒链;挂篮移动到位后,将外侧模走行梁的后吊架前移至1#段端部;
④安装后吊带,将底模架吊起;调整立模标高。
重复上述施工步骤,进行2#梁段施工,直至所有梁段施工完成。
4.2挂篮前移
挂篮的移动通过前后吊杆采用10T倒链进整体移动。在1#、1’#梁段灌注完毕后,待混凝土达到设计强度100%以上,且龄期不少于7d,按设计对纵向预应力束进行张拉,压浆,待灰浆强度达75%以上方可对称移动挂篮。
①脱模(侧模、底模)后,少许松动后锚压梁螺母留有少许空隙,在支座与滑梁之间安装四氟滑板。
②拆除梁体内的底模后锚杆,底模后端由两侧后吊杆吊住。
③用10T倒链拉动挂篮移动,将底模、侧模、主桁架及内模滑架一起向前移动,直至下一梁段位置。
④用精轧螺纹钢将挂篮后端与箱梁锚固。
⑤安装底模后锚。
⑥调整模板位置及标高。
5、结束语
挂篮悬浇施工是目前中小跨径连续箱梁比较常见且最为成熟的施工工艺,工程实践表明:具有操作方便、装拆简单、通用性强等特点, 能有效保证施工质量, 提高工作效率, 取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]廖英英,王道斌.连续梁轻型三角挂篮设计与应用[J]铁道建筑, 2009,(3):1-3
[2]梁志华.乍嘉苏主线桥悬臂浇筑施工技术[J]铁道建筑,2008,(6):10-13
关键词:三角挂篮,拼装与预压,悬浇施工,挂篮前移
中图分类号:U41文献标识码: A
跨徐连高速(48+80+48)m连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.0m,箱梁底宽6.7m,顶板厚度除梁端附近外均为40cm。梁体底板厚度40~100cm,按直线线性变化,腹板厚48~60、60~90cm,按折线变化。桥梁宽12m,桥梁建筑总宽12.28m。连续梁全长177.5m,中支点处梁高6.65m,跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m。梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端距离为0.75m。悬臂段共有十段,均采用挂篮施工。
1、挂篮设计及参数选择
1.1结构型式选定
考虑到主桥节段分块多、工期紧等因素, 决定采用结构重量轻、整体刚度大、受力简单明确、加工制作及现场拼装容易的自锚式三角斜拉挂篮。
1.2设计参数选择
适用最大梁段重120t,最长梁段长度为4 m,梁高4.5~8.0m,每副掛篮自重约366kN,选材采用便于购置和易于加工的普通型钢。
挂篮设计时,除了要预留节段进行预应力张拉时所需的操作空间外,还应保证移篮时主桁能一次到位,以减少工作量,提高工作效率。
挂篮的抗倾覆稳定系数K1≥1.5,行走冲击系数K2= 1.2,施工荷载系数k3=1.4,锚固系统安全系数k4>3.0。
2、挂篮构造及主要特点
挂篮由由主构架、底模架、前上横梁、内外模板、行走及锚固系统等组成。挂篮结构示意图如下图1所示:
2.1主构架
主构架是挂篮的主要承重部分,由两片桁架及联结系和门架组成。桁架的构件均用2根36b槽钢组焊而成,节点采用栓接。三角桁架立于箱梁腹板位置,用型钢组成平面联结系则将两个三角桁架联接起来, 起到结构稳定、整体受力的作用。
2.2模板系统
箱梁外侧模采用大块整体式钢模板,面板为冷轧钢板,厚度6mm,竖肋由[10槽钢焊接而成。外侧模支承在外模两个走行梁上,走行梁用2[36b组焊而成。内模由内模顶横带、竖带、纵带及组合钢模板等组成。
内外模之间利用φ16拉杆连接,为重复使用,保证混凝土外观质量,拉杆加套内径25mm的PVC套管,在混凝土脱模后采用同标号、同配比的砂浆封堵。
2.3锚固系统
1)后锚固由二道扁担压梁通过12根φ32精轧螺纹钢锚固在已浇梁段预埋孔中将挂篮锚固于已完梁体上。
2)此外还须设置反压小车, 并用精轧螺纹钢筋将其固定于箱梁表面, 当挂篮前移时起到锚固及导向的作用。
2.4行走系统
挂篮走行装置由轨道、钢枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由2I25b及δ10钢板组焊Ⅱ型断面。
在前支点下端,设置行走装置,使前支点既作为挂篮浇筑混凝土时的支点,又作为挂篮移动时的行走小船。挂篮移动时,先用千斤顶将前支点顶起,用导链将轨道前拖,然后放下前支点,前端由前支点支撑,后端用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板上,用两台100t液压千斤顶驱动挂篮前移。
2.5悬吊系统
吊杆均采用φ32精轧螺纹钢。前吊杆下端连接在前下横梁及内、外滑梁上,上端吊挂于桁架的前上横梁上,后锚杆下端亦锚固于后下横梁上,上端则锚固于已完梁块的混凝土表面。共同承担底模、侧模和内模的重量。
吊杆通过销轴与型钢铰接, 为保证吊杆在使用过程中始终轴向受力,可通过在吊耳底座加垫楔块等措施进行调整。
3、挂篮的拼装与预压
3.1挂篮的拼装
前支座→锚固系统→主梁→主梁平联→立柱→立柱平联→前、后拉杆→中横梁→翼板拉杆→后锚压杆→上前横梁→吊杆安装→模板安装→调整校正。
特别要注意,安装立柱和斜拉杆后,由于横梁还没有拼装,结构也容易倾倒,因此应采取措施临时稳固现场若场地允许,底篮部分可整体拼装,用卷扬机整体吊装挂篮拼装完成后,必须按图纸认真检查,特别是各个节点、销子、螺栓、锚杆的连接情况,保证稳妥可靠。
3.2挂篮的预压
为了保证挂篮的安全稳定性,挂篮在墩顶拼装好之后,进行第二次预压。预压采用砂袋和钢筋加载,底板、顶板、腹板荷载采用砂袋,翼缘板采用钢筋。荷载按梁体的均布荷载布设,其中翼缘板荷载采用钢筋横向放置在翼缘板上。荷载分布图如下:
加载分为四个阶段进行,第一次为施工荷载9.5t,第二次为最小梁段重加施工荷载9.5+25=34.5t,每三次为最大梁段重加施工荷载9.5+34=43.5t,最后一次为设计荷载超载10%重量43.5×1.1=47.85t。每个阶段加载完成后,暂停加载,待沉降稳定后再进行下一阶段加载。
试压结果显示, 最大荷载时挂篮主桁前端下挠度弹性变形量仅为8.8mm。由此可见, 该挂篮具有足够的承载能力, 刚度大, 变形小, 其试验结果可作为理论变形值预留沉降量。
4、悬浇施工与挂篮前移
4.1悬浇施工
每个T构悬臂施工从1#段开始,对称拼装好挂篮后即可进行悬臂浇筑施工。其施工步骤为:在挂篮上绑扎底板及腹板钢筋→安装预应力管道→将0#梁段内的内模拖出→根据1#梁段的标高调整内模标高→绑扎顶板钢筋→安放预应力管道→安装端模板→对称浇筑1#梁段混凝土→养护→预应力张拉→压浆→挂篮行走至下一节段就位。
①找平1# 梁段轨道处的梁顶面并铺设钢枕及轨道;放松底模架的前后吊带,放松内外模的前后吊杆,拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆,将吊架放在内外模走行梁上;
②拆除后吊带与底模架的连结,利用10T倒链使底模的重量作用在外模走行梁上;解除挂篮后端锚固螺杆;
③轨道顶面安装2个5吨倒链(一套挂篮),并标识好前支座的位置(支座中心距梁端50cm);用两个32吨千斤顶将挂篮前支点顶起约3cm,塞入聚四氟乙烯板,倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动,挂篮后部设10T保险倒链;挂篮移动到位后,将外侧模走行梁的后吊架前移至1#段端部;
④安装后吊带,将底模架吊起;调整立模标高。
重复上述施工步骤,进行2#梁段施工,直至所有梁段施工完成。
4.2挂篮前移
挂篮的移动通过前后吊杆采用10T倒链进整体移动。在1#、1’#梁段灌注完毕后,待混凝土达到设计强度100%以上,且龄期不少于7d,按设计对纵向预应力束进行张拉,压浆,待灰浆强度达75%以上方可对称移动挂篮。
①脱模(侧模、底模)后,少许松动后锚压梁螺母留有少许空隙,在支座与滑梁之间安装四氟滑板。
②拆除梁体内的底模后锚杆,底模后端由两侧后吊杆吊住。
③用10T倒链拉动挂篮移动,将底模、侧模、主桁架及内模滑架一起向前移动,直至下一梁段位置。
④用精轧螺纹钢将挂篮后端与箱梁锚固。
⑤安装底模后锚。
⑥调整模板位置及标高。
5、结束语
挂篮悬浇施工是目前中小跨径连续箱梁比较常见且最为成熟的施工工艺,工程实践表明:具有操作方便、装拆简单、通用性强等特点, 能有效保证施工质量, 提高工作效率, 取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]廖英英,王道斌.连续梁轻型三角挂篮设计与应用[J]铁道建筑, 2009,(3):1-3
[2]梁志华.乍嘉苏主线桥悬臂浇筑施工技术[J]铁道建筑,2008,(6):10-13