21003 新型菱形挂篮在沪宁城际铁路客运专线上的应用

新型菱形挂篮在沪宁城际铁路客运专线上的应用 中铁十九局集团第二工程有限公司 胡书哲 摘摘 要要 上海至南京城际铁路客运专线是长三角经济发展的枢纽工程 更是迎接 2010 年上海世博会的展 示窗口 它运营时速为 350km h 建设沪宁铁路无锡西特大桥过程中 所采用的新型菱形挂篮施工 既满足了特有的桥型设计 保证了质量 又节约了成本 大大缩短了工期 创造了全线第一个悬臂 梁合拢的记录 本文就菱形挂篮在无锡西特大桥五牧运河段 48m 80m 48m 悬臂梁的应用 充分 展示了此新型挂篮的施工优越性 为今后的同类型桥梁施工积累了丰富宝贵的经验 关键词 关键词 高速铁路 曲线悬臂梁 新型菱形挂篮 1 1 工程概况工程概况 无锡西特大桥全桥长 19 441km 其中 92 墩 95 墩 48m 80m 48m 为一联跨越五牧河主航道的三 跨悬浇连续梁 该联梁横截面为单箱单室斜腹板 腹板斜率为 1 5 中支点处梁高 6 23m 梁高按圆曲 线变化 边支点梁底宽 6 10m 中支点处梁底宽 5 14m 顶板厚 40cm 腹板厚分别为 45cm 80cm 底板 厚由跨中的 45cm 按圆曲线变化至中支点梁根部的 76 8cm 中支点处加厚到 150cm 桥面两侧防护墙净 宽 8 4m 人行道栏杆净宽 12m 梁顶面宽 12 2m 该联梁线路位于半径为 3800m 的曲线上 2 2 工程特点工程特点 1 块段自重大 5 块为 139 吨 按 1 2 倍安全系数考虑挂篮需承载 167 吨 2 桥面宽为 12 2m 腹板斜度大为 1 5 挂篮主桁架需牢固悬挂大斜度侧模走行 以防走行时模 板偏转倾覆 3 桥梁位于曲线段上 半径为 3800m 需要挂篮横向可以小角度偏转 4 由于桥面窄且预埋件多 需要挂篮无平衡重 挂蓝走行为一次整体走行 3 3 挂篮设计挂篮设计 悬臂梁施工的常用设备是挂篮 挂篮按主桁分三角 菱形 贝雷 斜拉等类型 综合以上施工要点 通过比选该悬臂梁采用侧模双导梁 无平衡重整体走行 主桁架为菱形的挂蓝 见图 1 主 墩 中 心 线 图 1 挂篮构造图 采用菱形桁架轻型挂篮 自重 51t 设计为桁架式整体移动挂篮 主要由主桁承重系统 悬吊系统 锚固系统 行走系统 模板系统等部分组成 挂篮外形简洁 轻巧 其各部件的受力明确 3 1 主桁架承重系统 挂篮主桁承重系统主要由两榀菱形桁片及在其横向设置前 后横梁桁片组成的空间桁架 每榀菱形 桁片由 5 根杆件在结点处采用销子联接而成 此挂篮的主桁承重系统与其他类型挂篮的主承重系统相比 受力性能好且变得均匀 结构轻巧 简 洁 大大降低了挂篮主承重系统的重量 挂篮主桁架的运输与拆装很方便 并为施工人员提供了宽敞的 作业空间 3 2 挂篮悬吊系统 挂篮悬吊系统主要由钢吊带 分配梁 钢吊杆和千斤顶等组成 挂篮悬吊系统采用了钢吊带和钢吊杆 精轧螺纹钢 相组合的形式 将更加便利于底篮与内外模板 的调节 同时增加了悬吊的可靠性 并降低了挂篮的自重 3 3 挂篮行走系统 挂篮行走系统主要由液压穿心千斤顶 行走小车 内模行走滚轮 滑轨等组成 此挂篮的行走装置与其他类型挂篮相比有着明显的优势 挂篮的主承重系统与底篮及其他各部分均 同步一次性就位 这样减少了施工工序 缩短了施工周期 3 4 挂篮锚固系统 挂篮的锚固系统包括主桁架的锚固与模板系统的锚固两部分 在浇注箱梁砼时 挂篮单榀主桁架尾 部用 4 根 32 精轧螺纹钢通过箱梁预留孔位进行锚固 32 精轧螺纹钢上方设置千斤顶进行锚固力的 转换并可调整挂篮悬臂端的挠度 模板系统前端由吊杆支承 后端则利用 32 精轧螺纹钢锚固于已浇 梁段前端 3 5 挂篮模板系统 挂篮模板系统包括底篮 外模 内模 端模和工作平台等 模板设计均按全断面一次性浇注箱梁混 凝土考虑 整个模板系统均随主桁行走一次到位 整个系统操作简便 有效地缩短了模板移动和安装周 期 保证了混凝土的外观质量 端模采用分块钢模以适用箱梁腹板厚度和孔道位置的变化 在底篮两侧 前后端设置固定工作平台 在内外模和箱梁前端设置悬吊工作平台 便于箱梁任何位 置的操作 4 4 挂蓝施工挂蓝施工 实际施工中该菱形挂蓝从走行到浇筑混凝土标准作业时间为 3 5d 分解如下 4 1 挂蓝走行 3h 4 1 1 轨道前移 安装主桁行走小车 拆除主桁后锚 用千斤顶顶升主桁前支点使其脱离轨面并锁定 松轨道锚梁 用一个 70t 穿心千斤顶拉伸钢绞线拖动轨道前移 调整轨道位置 4 1 2 挂篮前移 主桁前支点下落 用一个 70t 穿心千斤顶拉伸钢绞线托动挂篮前移 拆除挡住行走小车的轨道锚梁 挂篮继续前移 行走小车后部锚固位上安装轨道锚梁 挂篮行至终点 调整就位 4 2 挂篮浇筑准备 6h 4 2 1 锚固 安装主桁后锚 拆除主桁行走小车与主桁连接 主桁后锚锁定 安装后吊杆 4 2 2 提升前后吊杆 4 2 3 立模测量标高 调整挂篮至预定标高位置 4 2 4 前吊杆锁定 后吊杆及内外模板滑梁吊杆施加预紧力 4 3 绑扎钢筋 安装预应力管道 含内模安装 3d 4 3 1 模板处理 除锈 凃脱模剂 安装端头模 4 3 2 绑扎底 腹板钢筋 4 3 3 安装内模 4 3 4 绑扎顶板钢筋 清理模内杂物 4 3 5 前吊杆锁定 后吊杆及内外模板滑梁吊杆施加预紧力 4 3 6 浇筑混凝土 7h 5 5 挂蓝施工特点挂蓝施工特点 1 挂蓝后锚锚固在梁体的竖向精轧螺纹上 既牢固又省材料 2 轨道锚固在梁体的预埋精轧螺纹上 50cm 一道 挂蓝后锚也可锚固于此 增强挂蓝整体稳定 性 3 由于两主桁架放在轨道上 要求挂蓝横向偏移时 只需走行时控制两主桁架的行走距离即可 方便省力 4 各种吊带预留孔使用金属波纹管埋置 方便快捷 5 外侧模双导梁设置 既稳固的悬吊模板 且调模简单 只调整前吊带的千斤顶上下即可 6 走行快捷 使用 70t 穿心式千斤顶配合单根钢绞线就能轻易拖动挂蓝 省时省力 7 脱模简单 张拉压浆结束后 放松千斤顶 模板自动下落 8 整体安全系数高 无论是浇筑过程中还是块段施工结束后 该挂蓝变形小 关键部位 如销子 主桁架 均无形变 且悬吊 后锚系统从无沉降 工作平台宽敞 围栏安放到位 施工过程中见图 2 图 2 6 6 结束语结束语 经过近 4 5 个月的紧张施工 五牧河悬臂梁计 42 个块段 3 个合龙段 2 个直线段已全面施工结束 真正做到了内实外美 该菱形挂蓝经业