轻便型钢式挂篮施工技术

15 轻便型钢式挂篮施工技术 杜传宝 上海浦东新区公路建设发展有限公司 上海 200135 摘 要 结合工程实例 介绍马汊河大桥主跨采用轻便型钢挂篮悬臂施工技术 详述了挂篮的 设计 安装 走行 0 号段及合拢段施工的工艺及注意事项 关键词 桥梁工程 挂篮加工 制作 施工工艺 安全措施 0 前 言 雍六高速公路马汊河大桥为跨马汊河 V 级航道 而设 桥位处地面为平原微丘区 属滁河水系 施 工期河道水深流急 保持通航 全桥分左 右两幅 左幅桥面宽由 24 15m 变 宽为 20 07m 右幅桥面宽由 27 47m 变宽为 23 42m 箱宽保持不变 6m 桥面由左至右设 4 的横坡 桥中线位于 R 1000m 的圆曲线上 路线法 向与水流斜交 15 45 两岸筑有土质堤坝 上部 结构采用 25 35 50 35 25m 等截面双箱单室预应力 砼连续箱梁 梁高 2 4m 主跨 50m 采用悬臂灌筑法 施工 边跨箱梁采用支架上现浇 0 号段长 10 8m 悬浇节段长均为 2 7m 合拢段长 2 0m 节段砼最重 650kN 悬臂施工挂篮设计时 考虑便于现场加工制作 质轻 安拆方便 同时满足功能要求 最终决定采 用型钢式挂篮 该挂篮受力特点是 底模平台及侧 模所承荷重均由前 后吊带 杆 垂直传至主梁和 箱梁底板上 主梁在梁顶用锚固和压重来解决倾覆稳 定问题 1桥梁结构特点及技术措施 本桥悬浇部分主要施工难点是 平弯 变宽 横坡 斜交 处理措施如下 变宽处理 以道路设计圆曲线的圆心作全桥线 型的控制中心 根据设计提供的桥面宽计算出每一 施工断面的桥面宽度 由施工断面的径向方位角和 桥宽计算出左 右半幅梁中心线位置 平弯处理 由于每节段仅 2 7m 矢高约 0 9mm 可以不考虑 施工时按折线段施工 每个箱 均以箱体的设计底板中心线控制底模及主梁中线 主梁按放样的中线滑行到位 底模的方向调整较大 通过调控预留底模锚杆锚孔位置尺寸来实施 横坡 桥面横坡为 4 梁体同样有 4 的倾斜度 受其影响悬灌的箱梁将对挂篮产生水平力 为克服 这一不利因素 采用调整挂篮主梁使其等高 吊杆 吊带严格控制其垂直度 同时同侧挂篮相互联结 加大侧模刚度 斜交 由于道路径向线与水中墩身斜交 为便 于以后悬灌节段施工 0 块采用斜交正做 根据计 算用钢筋砼临时支墩 直径 1 0m 支撑 2 工艺特点 挂篮自重 23t 与最大悬灌重量 65t 之比为 0 35 指标先进 施工速度快 平均 7 天一个节段 灌注一次成型 内外模均可滑移就位 适用于等截 面梁 最大悬灌箱梁高度 2 4m 最大悬灌箱梁节段 2 7m 最大悬灌重量 650kN 3 挂篮构造及制作 挂篮由主梁 底模系 内外模 锚固 悬吊 走行和工作平台组成 见附图 2 3 3 1 工艺流程 挂篮悬灌一个梁段的施工工艺流程如图 1 3 2 挂篮构造 3 2 1 主梁系 主梁系位于箱梁顶部腹板上方 在 悬灌时主要承受内模系吊杆和底模系前吊带传来的 竖向拉力和弯矩 在挂篮走行时主要承受外滑梁 内滑梁前吊杆传来的竖向力和竖向弯矩 主梁系由 左 右主梁 后横梁 中横梁 前横梁 支撑杆 斜杆及连接件组成 主梁由两根 40b 槽钢组成 放 置在垫块上 后端通过锚固主梁系的尾横梁来完成 对主梁的锚定 前横梁由两 28 槽钢组成 放置在主 梁上 与主梁通过连接板和 28 螺栓连接 为增强 两根主梁间的整体刚度 在每套挂篮两根主梁间设 置了水平联接系 中横梁 支撑杆 斜杆 3 2 2 底模系 底模系位于悬灌箱梁的底部 是挂 篮的主要承力构件 承受悬灌箱梁施工及梁体荷载 底模系由前托梁 后托梁 中 边纵梁及大块钢模 板组成 为保证底模系整体刚度 中纵梁边纵梁牛 腿同前后托梁焊接 前托梁通过四根前吊带吊挂在 前横梁上 箱梁横坡通过调整吊带长度来完成 后 托梁位于箱梁底板正下方 用 2 根螺杆锚定在已成 梁段砼板上 底板左右外侧各有一根 16Mn 钢吊带吊 挂在已成梁段箱梁翼缘板上 3 2 3 外模 外模主要承受箱梁腹板砼产生的侧压 16 力及翼缘板砼产生的竖向荷载 外模由大外模 小 外模及中外模组成 外模由桁架式大块模板组成 外模下端通过支撑牛腿支撑于前后托梁上 中部用 拉筋与内模相连 大小外模翼缘板外侧则利用钢丝 绳和索具螺旋扣斜拉在主梁上 3 2 4 内模 内模为整体刚桁架 采用定型钢模板 组拼 箱内尺寸 通过调整内模桁架连接板来完成 3 2 5 锚固 悬吊 锚固系分上下锚固区 上锚即 为主梁锚固 每根主梁一侧设一个锚固点 下锚是 在已成梁段箱梁底板及翼缘板预留孔 将底模系后 托梁锚固 悬吊在已成梁段上 前托梁则通过四根 16Mn 钢板带吊挂在主梁系前横梁上 3 2 6 走行系 走行系由走行轮及内 外滑梁组成 其主要作用是走行挂篮滑梁及内外模系和底模系 3 2 7 工作平台 工作平台设在侧模外侧 采用 14 槽钢焊接在前 后托梁上 3 3 加工制作 在施工现场混凝土地坪上 铺一 3m 4m 厚 20mm 的钢板作为作业平台 平台顶面用水准仪找 平 平整度控制在 2 mm 以内 挂篮各构件由普通型 钢加工 电焊 气割都采用施工现场常用的设备 焊接特别要注意受力杆件的焊缝质量 严格按照 钢结构工程施工及验收规范 进行加工 挂篮在投入使用之前 必须在陆上试拼装 确 保杆件几何尺寸准确无误 防止返工 挂篮主要受力杆件 后锚杆 主锚杆 吊带 外滑梁吊杆 内滑梁吊杆等须 100 进行单件拉伸试 验 试验工具可自制 用张拉千斤顶 穿心顶 加 槽钢框架 张拉力控制在杆件设计拉力的 1 5 倍 外滑梁考虑冲击力取 3 倍 拉伸试验要逐步加荷 达到试验拉力时要持荷 10 分钟左右 卸荷后检查螺 杆螺纹有无外在和内在缺陷 及时剔除不合格品 4 箱梁施工工艺 4 1 挂篮安装 4 1 1在 0 段箱梁顶面进行水平 中线测量 确定 主梁系位置 起吊主梁系杆件到 0 段顶面 按设计 位置放置垫块 将两根主梁放在前后两个垫块上就 位 未端做临时锚固 横向保持水平 4 1 2安装后横梁及主锚杆 4 1 3安装前横梁 平联及平面斜撑 4 1 4脱中段侧模 上外滑梁及吊杆 前移侧模到 位 4 1 5上内滑梁 上内模 4 1 6吊装底模 安装后锚杆 锚定后锚系 安装 前吊带 调整锚杆使锚带受力均匀 测量挂篮中线 标高 调整底模标高 底模就位后 放松外滑梁 侧模牛腿落在前后托梁上 4 1 7挂篮调整就位 4 1 8同侧两个挂篮横向连在一起 4 1 9检查所有的螺栓 螺母 销子 确保数量和位置 正确 检查千斤顶安装是否平稳牢固 确保无软腿 现象 图 1 工艺流程图 4 2 悬臂灌注和梁体张拉 4 2 1浇筑砼均为一次成箱 单侧两个挂篮偏载不 得大于 2m3 由悬灌端向己成梁段方向水平分层进行 先底板 后腹板 再顶板 4 2 2砼箱梁纵向预应力筋对称张拉并锚固 4 3 挂篮走行 4 3 1 主梁和滑梁前移 1 用 2 台 10t 倒链将前托梁系挂在箱梁顶板上 并用2 根 21 4 钢绳保护 绳栓好后富余量不大于 3cm 最好使钢丝绳处于临界受力状态 以起到保险作 用 2 落下吊带千斤顶 抽出吊带下端销子 吊 带与吊耳脱离 3 主梁尾端配重 3t 可用素混凝 土块 解除主锚 用两根 21 4 钢绳将后横梁与 桥面弹性固定 使主梁系既可前移也可防止其倾覆 坠下 4 抽出内外滑梁的后吊杆 放松前吊杆 挂蓝前移就位 箱梁底 侧模中线标高调整 底腹板钢筋绑扎 波纹管安装 钢筋制作 底腹板预应力管道安装 内模移动就位 内模中线标高调整 顶板钢筋绑扎 波纹管安装 混凝土浇注 同养试件制作 养生至达到设计强度 拆端模 凿毛接缝 穿预应力束 预应力束张拉 压 浆 封 锚 15 使滑梁落在滚轮上 5 清理桥面 并检查内外滑梁运行轨道是否畅通 作好主梁和滑梁的前移准备 6 将移动支架放在 主梁前端下面 在垫块和移动支架的配合下用倒链 牵引主梁前移 同时用倒链牵引滑梁前移 主梁 滑梁前移要保持基本同步 不得使吊杆受弯 保持 滑梁运行自由 要专人统一指挥协调 7 主梁就 位后安装主锚杆 去掉临时支架 用垫块垫好 8 滑梁到位后安装后吊杆 外滑梁前后吊杆分别 用 21 6 的钢丝绳作保护 钢绳富余量不得大于 3cm 4 3 2 脱模 移模 先脱侧模 解除侧模千斤顶 调整外滑梁吊杆 使侧模上滚轮与滑梁上面保持 5cm 7cm 间距 严禁 超限 拆除边外模的斜拉筋 拆除箱中外模连接件 清理托梁上侧模垫块 清理腹板内外模对拉筋 注 意检查不能遗漏 脱侧模落在外滑梁上 脱模过程 中防止冲击 用 4 根 21 4 钢丝绳将底模四个角 吊挂在侧模上 解除前后托梁的约束 使整个模板 处于自由运行状态 倒链牵引两边侧模同时沿滑梁前移 两侧前行 速度相互协调同步 速度小于 10cm min 以免产生 破坏性应力 倒链牵内模前移 5 施工周期与机具 劳力配置 5 1 悬臂浇筑一个节段施工周期 表 1 序号工序名称时间 1自拌砼灌注10h 2养生72h 3预应力张拉8h 4主梁走行2h 5移动底侧模板4h 6安装底腹板钢筋预应力束2h 7安装内模24h 8移动内模顶板4h 9绑扎顶板钢筋预应力束12h 10灌筑砼前检查4h 共计 168h 即 7d 一个循环 最快可达到 6d 一个循 环 5 2 主要机具设备 表 2 序号名 称规 格单位 数量备 注 1型钢挂篮650kN套8 双向悬臂浇筑 2电动油泵ZB 500台4 3张拉千斤顶YCW 250台4预应力张拉 4轮胎起重机25t台1挂篮安装 5卷扬机组2t台2做扒杆用 5 3 劳力组织 一套挂篮每班配备人数为 技术人员 1 名 木 工 2 名 钢筋工 10 名 张拉工 8 名 起重工 8 名 砼工 8 名 机电工 2 名 6 注意事项与安全措施 6 1 注意事项 6 1 1灌注砼时要随时测量挂篮的挠度并及时调整 6 1 2灌注砼时要设专人仔细观察吊带 锚固系 侧模牛腿等主要受力构件 发现问题及时采取措施 6 2 安全措施 6 2 1挂篮施工属高空作业 挂篮四周须设置栏杆 及工作平台 并挂安全网 6 2 2每班作业前应检查各部螺栓 销子 钢丝绳 各主要焊接的焊缝 发现问题及时处理 挂篮各关键 部位必须设置的保险装置 不得擅自取消 反复拆装 的螺栓要经常涂油 螺纹有损伤者必须进行整修或更 换 6 2 3在拆装外滑梁锚固杆时 只准许转动上部螺 母 不准拆下部螺母 防止滑梁坠落事故 6 2 4施工材料及机具在工作完成后要及时清理 严防挂篮超载及坠落伤人 6 2 5严禁在纵向钢束张拉之前拆除或松动有关挂 篮承受拉压的传力设备 7 结 语 马汊河大桥挂篮设计简单 加工制作方便 灌 注一次成型 移动灵活 节段施工快 竣工验收质 量评为优良 对于等截面梁 梁高约 2m 3m 且节 段相对较短 4m 以内 采用悬臂施工方法时 用轻便 型钢式挂篮比较经济实用 其优点 挂篮自重 23t 与最大悬灌重量 65t 之比为 0 35 自重相对较轻 悬灌一个节段约 7 天 实际仅需 6 天 可缩短悬灌 工期 挂篮走行方便安全 不需要设专