头道河大桥主桥挂篮悬浇施工专项方案.doc

目 录第一章 编制依据及编制原则1一、编制依据1二、编制原则1第二章 工程概况及要点2一、工程概况2二、工程要点5三、桥位地形、地貌与水文地质情况7第三章 施工组织布置及规划8一、施工目标8二、施工组织机构及配置9第四章 主要工程项目的施工方案、方法与技术措施10第一节 施工总体安排及技术方案总述10一、方案总述10二、施工重点、难点及其措施10第二节 施工方案、方法与技术措施详述11一、材料、设备运输11二、挂篮设计12三、挂篮受力验算（波形钢腹板受力分析见另册）16四、挂篮加工及安装20五、主梁悬浇施工23六、施工实施机构34七、施工人员、设备配置35第三节 施工进度计划37一、工期计划37二、工期保证措施37第五章 图纸（另册）38第六章 工程质量管理体系及保证措施38一、建立健全工程质量保证体系38二、质量保证措施39三、质量检验标准和程序42第七章 安全生产保证体系及措施43一、建立健全安全保证体系43二、安全生产保证措施48第八章 环境保护、水土保持保证体系及保证措施60一、施工环境保护60二、水土保持措施61第九章 文明施工保证体系及保证措施61一、文明施工管理体系61二、文明施工措施61三、地方协调措施62第十章 项目风险预测与防范、事故应急预案63一、项目风险预测63二、防范措施及对策63三、事故应急预案64第十一章 冬、雨季与农忙季节施工组织技术措施66一、雨季施工组织技术措施66二、冬季施工组织技术措施66三、农忙季节工作安排66头道河大桥主桥挂篮悬浇安全专项施工方案第一章 编制依据及编制原则一、编制依据（1）四川叙永（震东）至古蔺（二郎）高速公路B标段施工招标文件（2）四川叙永（震东）至古蔺（二郎）高速公路B标段施工合同文件（3）四川叙永（震东）至古蔺（二郎）高速公路B标段施工图设计（4）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）（5）公路工程施工安全技术规程（JTG 076-95）（6）公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）（7）钢结构设计规范(GB50017-2003)（8）波形钢腹板预应力混凝土桥设计与施工（9）叙古高速头道河大桥波形钢腹板PC连续刚构桥验收细则（10）与工程有关的资源供应情况（11）工程施工范围内的现场条件，工程地质及水文地质、气候等自然条件（12）现场考察资料，我单位的施工能力及我公司从事过的类似工程施工经验二、编制原则（1）严格遵守招标文件（包括补遗书）要求的原则（2）遵照执行设计标准和施工规范原则（3）建立高效的组织机构、加强施工现场管理的原则（4）科学管理的原则（5）确保质量创优创标准的原则（6）合理降低工程成本的原则（7）安全第一、预防为主、综合治理的原则（8）文明施工、环境保护的原则第二章 工程概况及要点一、工程概况1、设计概况头道河大桥是一座跨径组合为430m(72m130m72m)230m的波形钢腹板连续刚构加简支T梁的大型桥梁，桥梁起点桩号为K19+459，止点桩号为K19+929，全长470m。主桥上部构造设计为波形钢腹板连续刚构，采用分幅式单箱单室结构，箱梁顶板宽12m，底板宽7m，翼缘悬臂2.5m，翼缘端厚20cm，悬臂根部厚70cm。墩顶根部梁高7.5m，底板厚120cm，跨中梁高3.5m，底板厚30cm，梁高和底板厚度均按1.8次抛物线变化。箱梁0#梁段长11.6m包括桥墩两侧各外伸2.3m，每个“T”纵桥向划分为12个梁段，梁段长度从根部至端部分别为124.8m，累计悬臂总长57.6m，全桥两幅合计共有6个合龙段，合龙段长度均为3.2m，边跨现浇段长5.25m。除边跨现浇段和0#块腹板以及部分1#段腹板为砼腹板及钢砼组合腹板外，其余均为波形钢腹板。波形钢腹板采用“三波连续波形钢腹板”，Q355NHC钢材，波长1.6m，波高22cm，腹板钢板厚度为1624mm。水平面板0.43m，水平折叠角度为30.7，弯折半径为15d（d为钢板厚度）。箱梁采用纵、横双向预应力体系，纵向预应力采用体内、体外相结合的体系，其中悬臂顶板束、顶板合龙束和底板合龙束采用体内预应力钢束。主梁112#梁段采用挂篮悬浇施工、0#梁段及边跨现浇段采用预埋牛腿托架法施工、合龙段采用吊架法施工。2、技术标准（1）公路等级：高速公路（2）设计速度：主线80km/h（3）荷载等级：公路-I级（4）桥面宽度：整体式路基24.5m，分离式路基12.25m（5）地震动峰值加速度：0.05g（6）设计洪水频率：1/100（7）设计安全等级：一级（8）环境类别：I类（9）环境的年平均相对湿度：80%第68页图1 头道河大桥总体布置图二、工程要点1、主桥结构设计1.1主桥箱梁一般构造主桥为72+130+72m波形钢腹板预应力砼连续刚构，为双向预应力混凝土结构，主梁为分幅式单箱单室截面。每幅箱梁顶板宽12m，底板宽7.0m，外翼板悬臂长2.5m，箱梁顶板设置成2%单向横坡。箱梁跨中及边跨现浇段梁高3.5m（箱梁高均以箱梁中心处高度为准），桥墩与箱梁相接的根部断面及墩顶0#梁段高7.5m。箱梁从跨中至根部，箱高以1.8次抛物线变化。箱梁底板厚从箱梁根部截面的110cm渐变至跨中及边跨支点截面的30cm厚，按1.8次抛物线变化。箱梁顶板厚30cm，墩顶局部加厚至1.3m。除边跨现浇段和0#块腹板以及部分1#段腹板为砼腹板及钢砼组合腹板外，其余均为波形钢腹板，波形钢腹板钢材为Q355NHC，钢板厚1424mm。直腹板，波长1.6m，波高22cm，水平面板宽43cm，水平折叠角度为30.7，弯折内径R最小值为15d（d为波形钢腹板厚度）。成型的波形钢腹板节段构件无竖向焊缝，节段构件波形钢腹板材质均匀；无拼接焊缝，不会产生疲劳应力，增加桥梁运营的耐疲劳性、耐久性，提高桥梁的受力性能及使用寿命。图2 波形钢腹板参数（mm）为了提高整个结构的横向抗变形能力与抗扭刚度，在主墩墩顶各设两道1.5m厚的横隔板，边跨梁端各设一道1.5m厚横隔板，此外在中、边跨的5#、10#梁段中各设一道50cm厚的横隔板，以减少底板预应力产生的径向力对结构的不利影响，确保箱梁的横向安全，且兼做体外预应力钢束的转向板。1.2主桥箱梁节段划分及预应力设计1.2.1节段划分波形钢腹板预应力混凝土连续刚构与通常的预应力混凝土连续刚构一样可以采用节段悬浇施工，所不同之处有三点：由于波形钢腹板箱梁较混凝土腹板箱梁轻，当按一定节段重量划分梁段时，节段长度可以适当加大，这样当跨长一定时可以减少节段数量，有利于加快施工速度；为便于波形钢腹板的纵向连接，节段长度宜取为波长的整数倍以使接缝设在波板的平幅上（由于本设计采用的波形钢腹板波长为1.6m，故合龙段及挂篮悬浇段均为1.6m的整数倍）；施工时可以利用波形钢板作挂篮的承重结构，故节段划分时应注意与波形钢腹板承载能力相配备。1.2.2预应力设计（1）体内预应力主桥箱梁纵向预应力钢束采用15.2钢铰线，fpk=1860Mpa，张拉控制应力为1395Mpa。顶板纵向预应力钢束均为两端对称张拉，分三类，一是悬臂浇筑时逐段张拉的钢束，采用M15-19大吨位锚固体系，锚固在腹板与顶板交界处；二是中跨合龙束，采用M15-12大吨位锚固体系，锚固在上齿板；三是边跨合龙束，采用M15-19大吨位锚固体系，锚固在上齿板和梁端。中跨底板束采用M15-17大吨位锚固体系，锚固在下齿板上。边跨底板束采用M15-15大吨位锚固体系，锚固在下齿板和梁端。0#块竖向预应力采用15.2-3钢铰线。fpk=1860Mpa，张拉控制应力为1302Mpa。锚具采用M15-3DHS型锚具。MDHS型锚具为低回缩型锚具。顶板横向预应力采用15.2-2钢铰线。fpk=1860Mpa，张拉控制应力为1395Mpa。锚具采用BM15-2（张拉端）和BM15-2P（锚固端）型锚具。0#块横向预应力采用15.2-9钢铰线。fpk=1860Mpa，张拉控制应力为1395Mpa。锚具采用M15-9（张拉端）和M15P-9（锚固端）型锚具。（2）体外预应力束体外束的应用是波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的另一特点，体外束可以减少对底板总的下崩力，具备可更换性和可维护性，为使其承担二期恒载，本设计在全桥合龙后即张拉体外束，而后再进行二期恒载施工。在边跨设置设置4对体外束作为永久预应力束，在中跨设置6对体外束作为永久预应力束。在0#块和端横梁设置锚固块，在5#和10#节段横隔板实现转向。体外预应力束体采用符合国家标准环氧涂层七丝预应力钢铰线（GB/T 21073-2007)规定的环氧涂层钢铰线做成的成品索，每束采用19根15.2mm钢铰线，外包HDPE护套。其标准抗拉强度fpk=1860MPa，延伸率3.5%，张拉控制应力0.60fpk=1116Mpa。箱梁体外钢束采用专用锚具，性能满足国际预应力协会FIP后张预应力体系的验收和应用建议、体外预应力材料及体系及国家标准预应力筋锚具、夹具和联接器(GB/T14370-2000）的规定。转向器及预埋保护套采用符合（GB8163-87）规定的无缝钢管和内衬HDPE管组成，钢管的作用是提供设计要求的体外束转向的角度和弧度，HDPE管主要起隔离索体与钢管的作用。转向器加工时转角应严格与钢束转角相同。防腐润滑油脂及固体防腐油脂符合无粘结预应力筋专用防腐润滑油脂（JG3007-93）要求。无粘结筋外层HDPE符合钢铰线钢丝束无粘结预应力筋（JG3006-93）要求。2、主要材料主桥箱梁采用C55混凝土，T梁采用C50混凝土，主墩、交界墩墩身、交界墩盖梁、引桥盖梁、引桥桥墩、桥面铺装采用C40混凝土，主桥、引桥及交界墩桩基础承台采用C30混凝土。波形钢腹板采用Q355NHC钢，应满足焊接结构用耐候钢(GB/T 4172-2000)。波形钢腹板临时支架钢材采用Q235A，支座预埋调平钢板采用Q235b钢材。全桥普通钢筋根据使用的不同部位，分别采用R235、HRB335、HRB400钢筋。纵向预应力体系采用真空压浆施工工艺，并采用相配套的塑料波纹管。竖、横向预应力采用镀锌波纹管。体内预应力钢束采用15.2钢铰线的优质高强度、低松驰钢铰线，fpk=1860MPa、Es=1.95105MPa。体外预应力束体采用符合国家标准环氧涂层七丝预应力钢铰线（GB/T 21073-2007)规定的环氧涂层钢铰线做成的成品索。波形钢腹板临时支架连接螺栓采用M8和M12两种规格螺栓，机械性能不低于4.8级。波形钢腹板之间临时定位螺栓采用M20焊接螺栓，其技术指标应符合相应国标要求。焊钉：其技术标准应符合电弧螺柱焊用圆柱头焊钉(GB/T 10433-2002)的规定。焊材：采用的焊接材料应符合碳钢焊条（GB/T5117-1995）气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝（GB/T 8110-2008）之技术规定，并与所采用的钢材相适应。三、桥位地形、地貌与水文地质情况1、地形地貌桥址区地面海拔高程760585m，相对高差620900m，属中低山地形，桥区头道河属古蔺河一级支流，头道河总体流向S20W，河底高程637642m，是区内最低浸蚀基准面，现河床宽515m，河水面宽310m，水深0.20.7m，河流平均坡降7，属典型山区河特征。河谷岸坡地面自然坡度2530，局部大于40，或形成陡崖，陡崖高210m，陡崖坡脚有大量崩塌堆积。2、水文、地质（1）地表水工区头道河为古蔺河的一级支流，勘察期间河水流量0.2m3/s，是区内主要地表水排泄通道，河流坡降大，其水位高低与季节关系较为密切，暴水期水位迅速上升，雨停即消，具典型山区河流陡涨陡落特征。（2）地下水地下水主要接受大气降雨补给，排泄于岸坡，工区两岸大量覆盖第四系松散堆积体，结构松散，且透水性较强，地下水贮藏时间极短，地下水较为贫泛，据工区钻孔揭示，其大多为干孔，地下水位于埋深较大，含水不丰。（3）水质分析桥位区地下水对混凝土无结晶类、分解类及结晶分解复合类腐蚀，对混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀。第三章 施工组织布置及规划一、施工目标1、工期目标为实现2015年底通车目标，我部在施工本桥时尽可能合理安排工序，尽可能提前交工，制定总体目标如下：表1 总体工期目标序号工 序目 标1箱梁0#块2014年9月30日前完成2挂篮安装、荷载试验2014年10月15日前完成31#、2#块浇筑2014年10月31日前完成43#6#块浇筑2014年11月30日前完成57#10#块浇筑2014年12月31日前完成611#、12#块浇筑及边跨现浇段浇筑2015年1月15日前完成7边跨、中跨合龙2015年2月15日前（春节前）完成8挂篮拆除2015年3月30日前完成9古蔺岸引桥7#墩-9#台T梁架设及湿接缝2015年4月30日前完成10桥面系及附属工程2015年6月30日前完成2、质量目标（1）单位工程依次验收合格率100%，优良率满足顾客要求；（2）重大质量事故为零；（3）顾客满意度90%。3、安全目标施工无伤亡事故，无机械设备事故，无火灾事故，创安全标准工地。4、环境保护目标符合地方环保部门的要求。二、施工组织机构及配置详见图3 施工组织机构图图3 施工组织机构图第四章 主要工程项目的施工方案、方法与技术措施第一节 施工总体安排及技术方案总述一、方案总述主梁112#梁段采用吊挂式挂篮悬浇施工，施工时利用波形钢腹板作挂篮的承重梁，梁段顶板最大控制重量673KN，底板最大控制重量874KN，挂篮设计自重500KN。经合理优化，主梁112#梁段采用顶、底板异步异幅挂篮悬臂浇筑方式施工。0#梁段及边跨现浇段采用预埋牛腿托架法施工、合龙段采用吊架法施工。二、施工重点、难点及其措施表2 施工重点、难点及其措施序号施工重点、难点施工方案、方法及其措施1C55砼如何确保质量（1）在混凝土中掺入高效外加剂、粉煤灰、硅粉，优化砼的工作性能。（2）从原材料的质量控制入手，对各类原材料做好抽样检验对比，收集材料数据，经反复试配确定配合比，以确保砼具有良好的工作性和耐久性。（3）加强砼的拌制，在精确配料的前提下，严格控制拌合时间，以保证砼搅拌均匀，工作性能良好。（4）砼的养护在砼未凝结硬化时就应开始，要求必须达到7天以上。2砼外观如何保证（1）外模均采用墩身大块整体钢模，尽量减少模板间接缝。（2）精心组织施工，严格按制定的施工工艺施工，采用插入式振捣器振捣密实，对倒角等不易振捣的地方采用模板开窗振捣，并敲击模板检查是否留有空洞。（3）严格控制砂、石的级配和清洁度，并准确计量。3如何避免梁段砼开裂（1）优化砼配合比，减少水泥用量，避免水化热产生的裂缝。（2）严格控制好砼保护层厚度，避免表面开裂。（3）按照设计图的预应力筋坐标进行波纹管及预应力筋的布置、固定。为充分发挥预应力的作用，严格按照设计规定的张拉程序进行张拉施工，控制好张拉力和伸长量。（4）对预埋孔洞等砼薄弱处采用增加环形钢筋或钢筋网片进行局部加强，避免砼的局部开裂。（5）拆模必须待砼强度达到20Mpa，以避免产生表面裂缝，按照设计要求对接缝处砼表面进行凿毛清洗，要求凿出粗骨料610mm，以确保新老砼结合质量。（6）加强梁体的保温、保湿养护，在砼未凝结硬化时开始，要求必须达到8天以上，对腹板、横隔板等垂直表面采用晚脱模(模内养护)，脱模后立即养护，并不得中断或局部遗漏，以防止砼开裂。4预应力张拉、压浆如何进行施工控制（1）按照设计要求进行竖向、横向预应力束的滞后张拉。（2）张拉时严格采用应力、应变双控，并对称进行，同时将断丝、滑丝数量控制在允许范围内。（3）水泥浆掺入适量减水剂和0.1水泥用量的膨胀剂，水灰比控制在0.40.45，和易性良好。（4）压浆时保持足够的压力，以确保压浆饱满、密实。5波形钢腹板制作安装质量如何保证（1）波形钢腹板交由具有丰富波形钢腹板制作、安装经验的河南大建加工、制作、安装。（2）所有波形钢腹板在加工前进行放样，确保尺寸准确；加工成型后在工厂内预拼装保证结构尺寸。（3）波形钢腹板合理分段，保证车辆运输的同时，减少拼接缝。（4）波形钢腹板现场焊接采用河南大建高级焊工进行焊接，完成后进行探伤检查，保证每道焊缝质量合格。6施工安全如何保证（1）制定相应的安全管理制度和奖惩措施，加强安全宣传、教育，提高施工人员安全意识。（2）所有施工人员必须佩戴安全防护用具方能进入施工现场，并严格按照相关安全操作规程进行施工。（3）挂篮及波形钢腹板承重梁使用前必须经过详细验算和加载试验，以保证其具有足够的安全性。侧面和底面满铺安全防护网进行封闭施工。（4）合理安排作业时间，避免不良气候作业。第二节 施工方案、方法与技术措施详述一、材料、设备运输1.1材料运输1#12#梁段施工用的模板及各种材料由运输车运输至主墩墩位附近，再利用塔吊吊运。1.2钢筋制作、安装钢筋在加工场统一制作成型，运输车运至墩位附近，再用塔吊吊运到主梁顶面转运至设计位置安装。1.3模板制作、安装为保证悬浇梁段外观质量，采用墩身大块定型钢模作为外模，内模采用0#梁段新购置内模或墩身大块钢模，端模采用自加工定型钢模。模板通过挂篮内外滑梁平台、底平台进行安装固定。1.4砼拌和、运输梁段所需砼在项目部拌和站集中拌制，罐车运输至主墩墩位处用输送泵泵送入模浇筑。二、挂篮设计结合本桥的设计特点，挂篮设计为吊挂式挂篮，利用波形钢腹板作挂篮的承重梁，大大减小挂篮的自重，一套挂篮重约50t(含模板、操作平台、施工人员及机具重量)。挂篮由四部分组成：承重系统、吊挂提升系统、行走系统、模板系统等。2.1承重系统主要由波形钢腹板、支点、吊杆，前、后上横梁以及连接纵梁组成。（1）主承重梁利用波形钢腹板。针对本桥波形钢腹板下沿与底板混凝土为埋入式连接，下沿受力不利的特点，在波形钢腹板下沿增加28cm宽20mm厚Q345钢板，钢板与波形钢腹板采取双面贴脚焊连接，同时在左右两波形钢腹板间设置临时支架横撑，确保波形钢腹板的纵向及横向刚度。图4 波形钢腹板下沿加强示意图（2）后上横梁采用2I45b工字钢组成钢箱，前上横梁采用2I40b工字钢组成钢箱，两上横梁之间用2道2I25b工字钢纵梁连接形成挂篮承重平台。图5 挂篮纵桥向总体布置图图6 挂篮横桥向总体布置图（一）图7 挂篮横桥向总体布置图（二）图8 挂篮横桥向总体布置图（三）2.2吊挂提升系统吊杆采用40Cr吊杆和32精轧螺纹钢吊杆两种，为了增加挂篮的通性，40Cr吊杆为3.5m、1.75m两种规格，全部采用连接器连接。在每个吊点处根据受力大小不同分别准备不同规格千斤顶作为提升动力，以便能及时快速调整模板标高，提高生产效率，缩短施工周期。2.3行走系统挂篮前、后支点支承在波形钢腹板上翼缘板及开孔钢板形成的凹槽内，凹槽内设四氟滑板，减少挂篮前进时的摩擦力。挂篮前移采用2根20T液压杆作动力，行走方法为一头铰接锚固在挂篮后支点上，通过电动油泵供油，达到行程后利用钢销将另一头铰接锚固在波形钢腹板开孔钢板60贯穿孔上，电动油泵回油，液压杆牵引后支点滑动带动整个挂篮前进，达到一个行程后，将贯穿孔内钢销取下，液压站供油，达到行程后利用钢销再次锚固于贯穿孔上，重新推动液压杆开始下一个行程动作，如此往复几次直至最后就位。图9 行走系统构造图挂篮利用波形钢腹板作为主纵梁，结构体系由常规挂篮的悬臂体系转变为简支体系，取消了纵梁及后锚体系，支点在波形钢腹板上翼缘钢板凹槽内滑动，取消了轨道，从而有效地减少挂篮的自重及梁体预留眼孔，又能确保挂篮前进时的安全。2.4模板系统模板系统包括顶板模、底板模、封端模和工作平台等，所有模板设计均按全断面一次浇注箱梁砼考虑。（1）顶板模顶板模又分为翼缘模及内顶模。翼缘模由模板、骨架和滑梁（I45b型工字钢）组成，骨架用于支承固定模板，滑梁主要在挂篮行走时使用。前端采用吊杆（精轧螺纹钢）悬吊于后上横梁上，后端采用吊杆（精轧螺纹钢）悬吊于已浇箱梁顶板砼上。挂篮前移时后端则悬吊于行走小车上，行走小车锚固在箱梁翼缘板砼上。外侧翼缘模板采用墩身大块定型钢模。内顶模同样由模板、骨架、滑梁（I45b型工字钢）组成。支承内模的滑梁前端悬吊于后上横梁上，后端悬吊于已浇注箱梁顶板砼上。内顶模采用自制骨架加铺3mm钢板来实现，骨架采用8的槽钢组焊而成。（2）底板模底板模由前下横梁、后下横梁、8根I25b工字钢纵梁组成。I25b工字钢作纵梁直接焊接在前后下横梁上，前后下横梁通过吊杆悬吊在挂篮的前横梁及已浇砼的底板或砼顶板上。浇砼时，后下横梁设有两根吊杆锚固在前段箱梁砼底板砼上，并通过千斤顶施加预紧力使底模板与前段底板砼紧密贴合，以确保接缝处不漏浆。前下横梁设两根吊杆与前上横梁相联，通过螺旋千斤顶可以方便地调整模板的标高，使主梁的线形得到保证。底模直接铺在8根I25b工字钢纵梁上，底模宽700cm，长500cm，由4块尺寸为350cm250cm的墩身定型大块钢模组拼而成。（3）封端模采用3mm钢板自制分块钢模以适应箱梁腹板厚度及孔道位置的变化，采用侧模包端模的方式，采用箱梁伸出端面的结构钢筋来固定。封端模加工时应注意加工抗剪齿形块。（4）工作平台在翼缘模外侧设置固定工作平台，在内外模和箱梁前端设置悬吊工作平台，用倒链葫芦自由升降。便于箱梁内、外任何位置的操作，同时设置安全网。在底平台纵梁工字钢外每侧用2根I25a工字钢做工作平台，工作平台上焊12槽钢，上铺5cm厚优质木板或防滑花纹钢板。平台周围焊上安全栏杆，同时安设好安全网。三、挂篮受力验算（波形钢腹板受力分析见另册）3.1荷载计算（1）荷载组成：1）挂篮荷载；2）模板荷载；3）人群及机具荷载；4）混凝土荷载。（2）荷载系数取值：除混凝土荷载考虑1.05倍涨模系数外，其余荷载系数均取1.0。（3）荷载计算a砼荷载取1#块作为挂篮控制荷载。1）外顶板（翼缘模部分）砼荷载翼缘截面积1.278m2，长4.8m，共设1根外滑梁，则作用在外滑梁上的线荷载为：P1=1.278m2*4.8m*26KN/m3/4.8=33.2KN/m2）内顶板（内模部分）荷载内顶板截面积2.84m2，长4.8m，共设2根内滑梁，则作用在每根内滑梁上的线荷载为：P2=2.84m2*4.8m*26KN/m3/4.8=36.9KN/m3）底板砼荷载：底板宽7m，1#块最厚1.1m，长4.8m，共7根底纵梁，则作用在每根底纵梁上的线荷载为：P3=7m*4.8m*1.1m*26KN/m3/7/4.8=28.6KN/mb模板荷载顶板模：顶板模每平方重120Kg，翼缘模板宽2.6m，长5m，则作用在每根滑梁上的线荷载为：Q1=120Kg/m2*2.6m*5m*10KN/m3/4.8/1000=3.3KN/m底板模：底板模每平方重120Kg，底板模板宽7m，长5m，则作用在每根底纵梁上的线荷载为：Q2=120Kg/m2*7m*5m*10KN/m3/7/4.8/1000=1.3KN/m。c人群及机具荷载主要考虑作用于底板两侧防护平台上，分布有焊机，氧气乙炔以及人群等荷载，人群荷载取2KN/m2，机具取2KN/m2。防护平台宽1.2m，长6m，则作用在外侧防护平台上的每根纵梁上的线荷载为：R=（2N/m2+2N/m2）*1.2m*6m/4.8m/2=3KN/m3.2模型建立根据挂篮设计图纸及计算荷载，采用通用有限元计算软件Midas Civil建立模型如下：图10 挂篮模型3.3分析结果图11 挂篮支点反力由截图可看出，在组合荷载作用下：表3 挂篮支点反力部 位支点反力（KN）后支点516.7前支点317图12 挂篮构件应力由截图可知，在组合荷载作用下：表4 挂篮主要构件应力部位材质计算应力（MPa）容许应力（MPa）前下横梁内吊杆JL32193.3930外吊杆40Cr67.6930后下横梁内吊杆JL32193.3930外吊杆40Cr67.6930底纵梁Q235121.6170内滑梁Q235116.5170外滑梁Q235106170挂篮各构件强度满足要求。图13 挂篮构件变形由截图可知，在组合荷载作用下：表5 挂篮主要构件变形部位构件跨度（mm）L跨中绝对变形（mm）跨中相对变形（mm）容许值（mm）L/400前下横梁440012.54.111后下横梁300012.54.17.5底纵梁3800196.69.5内滑梁580011.511.514.5外滑梁58008.98.914.5挂篮各构件变形满足要求。结论：综上，本挂篮整体性能满足要求。四、挂篮加工及安装4.1主要内容整个挂篮施工共分四个主要的内容：挂篮加工、挂篮安装、挂篮加载试验、挂篮施工监控。4.2挂篮加工由于挂篮属于特殊构件，并长时间反复使用，故本挂篮主要受力系统构件全部交由专业钢结构加工厂家进行加工，其余配件和模板等均由本公司内的专业加工人员在工地现场加工。所有加工件应严格按照图纸和有关规范要求，控制加工精度和焊接质量。4.3挂篮安装挂篮拼装时，用塔吊作提升设施。拼装的顺序是：安装波形钢腹板间临时支架铺设四氟滑板轨道安装挂篮前、后支点（临时稳固）连接纵梁前、后上横梁吊杆前、后下横梁底纵梁模板。特别要注意，支点与连接纵梁、前后上横梁焊接牢固之前，施工过程中容易倾覆，应采取措施临时稳固。挂篮拼装完成后，必须按图纸认真检查，特别是各个结点、销子、锚杆的连接情况，保证稳妥可靠。拼装完成后，应按挂篮的设计荷载进行试压，并观测各控制点挠度。在挂篮整个使用过程中，每移动一次，都要进行全面检查，确保万无一失。挂篮所使用的预留孔，必须按图准确埋设，并保持孔道垂直，避免吊杆出现斜置现象。本桥主吊杆采用了40Cr吊杆，翼缘板、顶板处的副吊杆采用了32精轧螺纹钢筋，施工时要求对所有的精轧螺纹钢筋要特别加以保护，不得碰撞、搭铁；凡用连接套的地方，必须用红油漆作好标记，以保证锚固长度相等。使用千斤顶的地方都设计了双螺帽，上螺帽作顶升用，下螺帽作承重用。顶升到位后一定要将下螺帽拧紧。挂篮拆除后，所有构、配件应妥善保管，作为设备在下一个桥上使用。4.4挂篮加载试验（1）挂篮加载试验的目的和意义整套挂篮系统涉及到的结构构件和机具设备较多，为检验整个系统在各种工况下的结构受力以及机具设备的运行情况，确保系统在施工过程中绝对安全和正常运行，对挂篮系统必须进行加载试验，同时通过加载试验收集各种技术参数以指导以后的施工，为悬浇施工高程控制提供可靠依据。（2）试验项目及收集的资料挂篮系统在各个工况下的各个主要构件的变形值收集。各个构件和连接接头的安全性检验。波形钢腹板变位观测和安全性检验。箱梁的变形观测。整个挂篮的承载能力和安全保障系统的检验。（3）加载试验方案概述加载试验以钢铰线配重的方式分级加载，加载分级为块件设计荷载的20%50%80%100%分级卸载。加载试验要达到完全或基本模拟挂篮混凝土浇筑过程中的各种工况下的受力状态。为此要求加载时应根据箱梁不同部位的不同荷载值，均匀对称地将荷载分布于挂篮上。图14 挂篮加载试验（4）加载试验施工准备根据加载的重量要求将所需的钢铰线和机具设备准备到塔吊附近，并完成所需钢铰线重量的统计工作。根据加载需要应完成固定钢铰线的防护设施。完善各种监控和测量基准点的布设工作，布设方式见挂篮监控中的内容。建立完善的挂篮加载人员组织协调工作和必要的安全保障协调工作。（5）加载试验施工在加载前必须先对挂篮进行全面的检查，检查无误后方可进行加载试验。在进行加载前同时应完成所有的测量和监控最初数据的收集工作。先进行底板部位，再进行顶板和翼缘荷载的加载工作，整个加载要求均匀对称地加载钢铰线。在整个加载过程中必须作好加载重量的统计，务必确保加载重量的准确性。在每完成一次加载工作后必须及时收集并整理各项观测资料、数据，经分析处理后方能进行下一级荷载试验。每一级荷载试验时其持荷时间不得小于1小时。在整个加载中在各个关键部位必须有人进行适时监控和观测。如在加载过程发现有异常必须立即进行处理，避免安全事故。在加载完成后应及时整理完善各种资料和数据。在加载完成后应均匀对称地卸载。同样在卸载过程中必须进行观测和检查工作，卸载也需分级进行，并收集弹性形和非弹性变形情况。五、主梁悬浇施工工艺流程：图15 挂篮施工工艺流程图5.1挂篮模板松开在前一段箱梁顶板混凝土达到强度后，先松开顶板模，安装滑移小车，用千斤顶同步缓慢卸除滑梁的后吊杆将吊架受力传至滑移小车上，同时降低滑梁前锚固点、将模板缓慢剥离顶板砼，即完成顶板内外模拆卸。然后用2台60t千斤顶同步依次缓慢降低前、后下横梁，将模板剥离底板砼，即完成底平台的拆卸和挂篮行走准备。5.2挂篮前移在完成模板的拆卸后，通过钢销将安装在后支点处的液压杆锚固于波形钢腹板开孔钢板上，利用2根液压杆同步缓慢牵引挂篮前移1.5m。此时，挂篮有足够空间对上一梁段进行穿束，利用5t卷扬机牵引将4根纵向钢束依次牵引到位，安装千斤顶，张拉上一梁段纵向束。纵向钢束张拉完成后及时进行封锚、压浆，然后利用2根液压杆同步缓慢牵引挂篮继续前移3.3m，进入下一梁段。挂篮前移前认真检查确认挂篮与箱梁的直接联系完全解除后，方能用2台液压杆同步牵引挂篮前移。在前移过程中必须用全站仪和水准仪对挂篮进行监测。为保持挂篮模板系统同步前移，可用手动葫芦辅助牵引模板滑梁。5.3波形钢腹板施工5.3.1波形钢腹板加工详见另册头道河大桥主桥波形钢腹板连续梁验收细则。5.3.2波形钢腹板安装19#块波形钢腹板可直接采用墩位处5023塔吊将存放区的波形钢腹板分块吊装至设计位置安装，1012#块超出塔吊吊装范围，采用挂篮上的专用吊机吊装，吊机详见挂篮设计图。节段与节段波形钢腹板纵向连接采用双面搭接贴角焊接。为连接方便，设计考虑了用螺栓先作临时固定后施焊的连接方法。通过普通螺栓将波形钢腹板进行临时固定，为现场施焊提供稳定的支撑和固定作用，确保焊接质量，减少因施工而造成的内部应力，并降低成本。施焊前必须通过监控单位提供的资料进行标高控制，施焊后及时安装临时支架将左右侧波腹板连接成一个整体。（1）波形钢腹板与顶底板的连接波形钢腹板与顶底板的连接，功用在传递桥轴方向的剪力，抵抗由车轮荷载产生的横向顶板角隅弯矩，是确保波形钢腹板与预应力混凝土顶底板共同受力的关键构造。波形钢腹板与砼顶底板的连接应保证在运营寿命期内的耐久性，故必须能防腐蚀且必须具有较好的对抗因活荷载导致的耐疲劳性，应通过耐荷性试验等方法并考虑构造合理性、施工可行性、耐久性等因素来选择波形钢腹板与砼顶底板连接构造。日本高速公路设计要领列出了四种波形钢腹板与混凝土顶底板连接形式：埋入式连接、角钢剪力键连接、Twin-PBL键连接、S-PBL与栓钉连接。为确保连接的可靠性，按日本波形钢腹板桥建最新建设经验，波形钢腹板与砼顶板的连接采用波形钢腹板顶端焊有翼缘板与穿孔板的Twin-PBL键连接方式。波形钢腹板与混凝土底板的连接采用埋入式连接；底板与波形钢腹板间的剪力传递藉埋入混凝土中的波形钢腹板间的混凝土块（齿键），混凝土通过波形板上的穿孔形成的混凝土销，穿过波形板孔洞的贯穿钢筋以及焊接于波形板上、下缘的纵向连接钢筋来实现，施工中应注意保证这些抗剪部件的施工质量，以确保波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的整体性。图16 波形钢腹板与顶底板连接（2）波形钢腹板间的纵向连接本设计按日本成熟经验采用了1600型波形钢板，悬浇节段长度均为1.6m的3倍。波形钢腹板采用“多波连续波形钢腹板”，以提高使用寿命。波形钢腹板节段内两个（或三个）单波波形钢腹板之间无需进行焊接即可直接应用于桥梁工程中，成型的波形钢腹板节段构件由于无竖向焊缝，节段构件波形钢腹板材质更均匀，且由于无拼接焊缝，在桥梁运营过程中，波形钢腹板构件承受疲劳荷载时，由于无竖向焊缝，其不会产生疲劳应力，增加了桥梁运营的耐久性、耐疲劳性，解决了钢构件的疲劳问题。从而提高了桥梁的受力性能及使用寿命。节段与节段波形钢板纵向连接只能在悬浇施工中完成，纵向连接设计采用双面搭接贴角焊接。为节段施工中连接方便，设计考虑了用螺栓先作临时固定后施焊的连接方法。通过普通螺栓将波形钢腹板进行临时固定，为现场施焊提供稳定的支撑和固定作用，确保焊接质量，减少因施工而造成的内部应力，并降低成本。图17 波形钢腹间纵向连接（3）波形钢腹板与横隔板的连接波形钢腹板与0#块及端横隔板的连接采用穿孔板连接方式，其剪力传递藉混凝土销、贯穿钢筋完成。其主要优点有：1）不需要焊接，施工便利；2）耐久性好，不易发生疲劳破坏，而且，由于在过渡段采用了内衬混凝土的组合腹板形式，对受力和耐久性都是极为有利的。波形钢腹板与跨间横隔板连接采用焊钉连接。图18 波形钢腹板与0#块和端横隔板连接平面 图19 波形钢腹板与0#块和端横隔板连接立面（4）波形钢腹板与内衬混凝土的连接波形钢腹板与跨间横隔板连接采用焊钉连接。图20 波形钢腹板与内衬混凝土连接（5）组合腹板为实现混凝土腹板到波形钢腹板的渐变并平顺剪应力传递与承担较大剪应力，在墩顶节段0#、部分1#节段以及部分梁端现浇段与标准波形钢腹板节段之间设有钢混凝土组合腹板，钢混凝土组合腹板外侧采用波形钢板，但内侧加设混凝土内衬。内衬混凝土仅在于加强波形钢腹板抗剪能力，其自身抗剪力仅作为安全储备，内衬混凝土与波形钢腹连接采用栓钉连接。内衬混凝土与底、顶板同时浇注，其与波形钢腹板藉栓钉连接。（6）波形钢腹板的涂装防腐波形钢腹板的防腐涂装要求如下：表6 防腐涂装要求部位表面处理防腐方案干膜厚度（m）下端埋入混凝土部分40mm喷砂 Sa2.5无机富锌底漆40内、外表面喷砂Sa2.5无机富锌底漆75环氧封闭漆25环氧云铁中间漆200聚氨酯面漆55螺栓连接部位喷砂Sa2.5无机富锌底漆75无机富锌防锈防滑漆160桥梁钢结构涂装产品应严格遵守建筑用钢结构防腐涂料（JG/T 224-2007）的规定，确保涂装质量，保证桥梁耐久性。钢材表面锈蚀等级应符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）的规定。防腐设计寿命不低于25年。波形钢腹板在制造工厂完成的防腐涂装，其施工的环境温度不得低于5，相对湿度不得高于85%，工作表面温度不得高于50，工作表面不可有油或其他污渍。波形钢腹板的涂装范围包括波形钢腹板的内、外表面，翼缘钢板外表面（顶板倒“”形开孔钢板接触空气部分）以及进入混凝土底板40mm的部位。图21 工厂涂装区域波形钢腹板嵌入底板部分、嵌入过渡墩和主墩墩顶横隔板部分、内衬混凝土部分、现场焊接接头部位等波形钢腹板未涂装区域应采取必要措施确保在现场架设施工前不发生严重锈蚀。波形钢腹板与转向块横隔板接触的部分，其防腐涂装方案与波形钢腹板内表面同样处理。波形钢腹板的现场焊接接头部位，应在现场焊接后再进行涂装。涂装部位为钢板节段划分线两侧各150mm。下图为波形钢腹板的现场涂装示意。图22 现场涂装区域（7）波形钢腹板的防水措施为防止附着在钢板上的水滴（结露）等流入或渗透入波形钢腹板嵌入混凝土底板的接合部位，在底部钢混交接处设硫化型橡胶密封剂，并在其上设置聚氨酯面漆的防水层。（8）波形钢腹板的现场定位为便于波形钢腹板现场定位，提高施工中悬臂端口抗扭转性能，在悬臂端设置波形钢腹板临时支架。临时支架共24套，每套含2个A类临时支架和1个B类临时支架。施工中杆件拆卸循环使用，随着施工的进行依次布置在悬臂端。除合龙段外，每块波形钢腹板均设置有临时支架预埋件。图23 临时支架布置图图24 临时支架构造图5.4挂篮锁定在挂篮前移到位后，在支点前后波形钢腹板开孔钢板上安装钢销将挂篮前、后支点进行锁定限位。5.5挂篮模板调整调整模板时必须通过监控单位提供的资料进行标高控制。在钢筋绑扎完成后，根据监控单位的要求埋设箱梁线形监控点。随着箱梁高度的变化应及时调整40Cr吊杆的长度，将拆下的吊杆、连接器转移至堆料场分类堆码并妥善保管，作为设备在下一个桥上使用。5.6钢筋、预应力束安装钢筋安装应按照设计要求，采用绑扎、焊接或滚轧直螺纹连接接头(直径大于或等于16mm的钢筋)连接，接头质量须符合施工技术规范的要求，施工中若钢筋空间位置发生冲突，应按照设计和规范要求适当调整布置，必要时切断钢筋后必须恢复，且砼保护层厚度必须保证。预应力筋在制作场内定尺制作，采用细铁丝绑扎成束编号，然后转运至施工处进行安装。预应力管道安装必须按照设计位置进行放样，误差控制在规范要求范围内。管道采用井字型筋定位，定位钢筋必须与附近其它钢筋焊接牢靠，以保证预应力管道位置准确。施工中防止预应力筋淬火，禁止将焊机的搭铁线设在预应力筋上。锚具安装时，垫板平面必须与钢束管道垂直，锚孔中心应对准管道中心孔，钢束管道与锚具端头连接必须妥善处理，锚具夹片和锚杯锥孔应保持清洁，暂时不安装预应力钢束的管道必须仔细清孔。在钢筋绑扎完成后，顶底板上架立临时操作工作架，工作架支立在模板和已浇砼梁段上，防止施工时因操作人员踩压或机具放置造成钢筋下陷，预应力管道位移等现象。在浇筑砼前检查预应力管道的位置及管道接头，纵向波纹管接头处不得有毛刺、卷边、折角等现象，接口处要封严，防止漏浆。5.7砼施工在夏季气温变化较大时，浇筑砼选择在温度变化较小时段(一般夜晚至次日清晨)作业，以保证箱梁顶面标高精确，冬季若持续5天气温低于5以下，则采取给拌和水加温的方法，确保采取措施后砼在浇筑后的温度不低于10。为保证桥面横坡与纵坡，采用加密顶板高程控制点的方式予以控制。（1）砼浇筑程序及方法砼浇筑应悬臂对称并严格按分层浇筑原则进行，两对称梁段不平衡重应不大于该梁段底板自重。各梁段采用一次性连续浇筑成型，浇筑应上下游对称、等高进行，防止浇筑过程中的侧向偏移发生。浇筑顺序：高度方向上先底板后顶板，平面上先前端后后端，最后浇筑与已成梁段结合部位，以使砼收缩过程产生的微细裂纹降到最少。（2）砼振捣底板、顶板采用插入式振捣器，腹板采用开窗插入振捣器进行振捣，振捣时应避免振捣棒接触模板和预应力管道。（3）浇筑观测浇筑过程中设专人监测模板、挂篮变化，并据此采用可行方法确保施工精度，保障梁段的几何线形。（4）节段砼间施工缝及顶面处理节段砼施工缝采用人工凿毛，要求将粗骨料凿出610mm，以确保新老砼结合强度。顶面砼经过二次收面，待砼达到一定强度后，按技术规范要求做毛。（5）砼养护夏季履盖麻袋淋水保湿养护，冬季洒水以后履盖麻袋、塑料薄膜养护，气温低于5时，设置碘钨灯封闭加热养护（或以帆布履盖后蒸气养护)，养护时间不少于7天。（6）砼施工注意事项箱梁各节段砼在浇筑前，必须严格检查：挂篮中线、底模标高、三向预应力管道位置及固定情况、钢筋、锚头、各类预埋件的位置等，认真核对无误后方可浇筑砼。梁段立模标高（由监控单位提供）=设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形。后浇筑的梁段应在已经施工梁段有关实测结果的基础上做适当调整，以逐渐消除误差，保证结构线型匀顺。砼的浇筑必须从挂篮前端开始，以使挂篮变形在浇筑接缝部位前大部分实现，从而避免新旧砼间产生裂缝。在浇筑各节段砼前，在预应力波纹管内插入硬塑管作衬填，以防管道被压扁；管道的定位钢筋用短钢筋作成井字形，并与箱梁骨架妥为固定，定位钢筋间距应保持在0.51.0m左右，以防砼振捣过程中管道偏位和上浮。施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免浇筑砼时因日晒雨淋而影响质量，冬季施工备好保温设施。施工中挂篮左右两侧及底板下侧设置安全防护网和安全防护平台，采用封闭施工，防止物件坠落造成事故。5.8预应力施工（1）施工前的准备工作梁段砼浇筑完成，应检查预埋孔道是否畅通，如有问题应进行处理。采用卷扬机辅助穿纵向预应力束。张拉机具应与锚具配套使用，应在使用前进行检查和校验，千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。张拉机具由专人使用和管理，并负责经常维护、定期校验。锚、夹具类型符合设计规定和预应力钢材张拉的需用。锚夹具外观检查，不得有裂纹、伤痕、锈蚀，对锚夹具的强度、硬度应进行检验，符合要求才能使用。（2）预应力张拉所有预应力束都应在箱梁砼强度达到设计强度的90%以上，且砼龄期达5天后方可进行张拉。张拉采用张拉应力与钢束延伸量双控。纵向预应力钢束必须两端同步张拉，在箱梁横截面应保证两边对称张拉。纵向、横向和竖向预应力张拉顺序：先张拉纵向预应力(腹板束顶板束)，再张拉横向预应力，最后张拉竖向预应力。横向预应力应按照设计要求滞后1个节段张拉。张拉预应力钢束时应在初拉力时作出标记，以便直接测定各钢铰