跨航道三幅桥多箱室挂篮悬浇施工关键技术

跨航道三幅桥多箱室挂篮悬浇施工关键技术摘要：我国基础设施建设日趋完善，各类桥梁工艺愈发成熟，特别是挂篮悬浇工艺，在跨路、跨河等工况下的应用也越来越多。熟悉掌握挂篮的组成、移动与拆卸、合拢段施工及张拉工艺是悬臂施工中的关键。本文主要介绍了常合高速公路茅山互通至金坛滨湖新城连接线工程中，丹金溧漕河矮塔斜拉桥挂篮悬浇施工关键工艺的研究与创新。关键词：挂篮；防护；拆卸；整体张拉1工程概况丹金溧漕河矮塔斜拉桥上跨丹金溧漕河三跨布置，主墩墩身分幅设置，桥面联成整体。桥梁全长200m，跨径为55m+90m+55m,为三跨预应力连续箱梁，为三幅桥形式。两个边桥，一个中桥，都是一箱三室变高度腹板截面。全桥采用6组12个挂篮同步施工，先边跨后中跨合拢的顺序。每幅桥2个0井块，10个悬浇段，2个边跨现浇段和1个边跨合拢段。其中0#块节段10m长,跨中高度3.6m，两侧高度3.304m，重582.11。2挂篮悬浇施工难点本次矮塔斜拉桥为三幅桥形式，6组12个挂篮同步进行，采取先中幅推进，后左右两幅同步跟进的原则，因此推进过程中三幅桥之间的工序顺序、标高控制、合拢段施工、张拉工艺等成为了把控的关键。同时主桥跨三级航道施工，传统封航拆除挂篮风险大、代价高，因此如何采用更高效、更安全的倒退拆除方式也成为了工程的研究重点。3挂篮的选择标准段箱梁最大浇筑高度为3.304m，桥面宽度45.5m，最大悬浇砼块重161.71,节段高度变化大，尽量采用轻型挂篮。结合本项目特点及挂篮强度、刚度、稳定性、最大变形及锚固安全系数等控制因素，采用菱形挂篮，整体移动灵活便捷，抗倾覆稳定性好，安拆方便。挂篮总重约781（含模板系统），与节段比重在0.48左右。挂篮后锚液压系统及一体式防护系统挂篮后锚全自动液压千斤顶锁紧工艺本工程采用后锚式挂篮，在挂篮行走、节段块的施工过程中，后锚是主要受力系统。对于整个结构来说，后锚精轧螺纹钢张拉力是否张拉精确到位决定了整个挂篮系统的安全稳定，因此选取合理的张拉千斤顶十分关键。传统螺旋千斤顶使用时，人工加压费时费力，操作不当容易产生事故。并且加压时，全凭经验，没有具体数据来把控，华而不实。因此针对此情况，本次挂篮施工采用了液压千斤顶。按照国家标定单位，科学计算得出实际需要张拉的力，并建立数据库。在实际操作过程中，按照给定数据张拉到精确数值，从而确保后锚吊筋张拉到位。不仅简便安全，而且能有效把控力的数据。为后续挂篮施工提供坚实的保障。全自动液压千斤顶设备定型化一体式防护平台为最大限度确保高空临河作业安全，本次挂篮采用先进的一体式防护系统。上横梁、下横梁及临边防护统一采用定制铁丝网片保护，使得吊拉螺纹钢、调整顶底模标高作业安全高效。上下通道统一采用定制钢扶梯保护，确保施工人员安全。由于本桥为三幅桥形式，中间伸缩缝仅为90cm，翼板两侧无法设置常规通道下去进行底部挂篮调节施工。因此需要进行重新升级改造，在前下横梁和后下横梁一侧底部增设顺桥向通道，利用悬吊系统及翼板上的精轧螺纹钢吊起。这样做无形增加了挂篮高度，对跨航道施工净空增加了风险，因此在挂篮设计时候，一定要预先做好预留高度。一体定型化防护系统悬浇段多箱室模板安装控制此次悬浇段施工为变截面三箱室结构，由于存在横隔梁，用常规钢芯模配合滑梁移动无法实现，因此现场决定箱室芯模采用木模现场加工，底模及侧模仍采用5mm钢板。芯模按照设计图纸严格施工，骨架用8#和10#槽钢，外模用15mm竹胶板加木方，通过钢丝连接牢固成整体。然后整体吊装至绑扎好的腹板钢筋凹槽内，利用梁体钢筋将芯模夹紧、定位。最后配合定位钢筋、垫块等，通过用对拉螺杆将两侧箱室、中箱室及挂篮侧模精确固定、拉紧，同时内部纵、横方向采用钢管支架对撑牢固。最后挂篮两侧钢模利用钢绞线套破除管与底板钢模整体张拉拉紧，防止浇筑时候变形。模板接缝，窄缝用双面胶或玻璃胶填塞，宽缝用板条补满，过宽的换新板拼装。由于两侧翼板为倒梯形形式，现场采用圆钢穿过底部翼板一头与底部主筋焊接相连，另一头拉丝利用螺帽拴紧牢固，圆钢每50cm一道布置与对应主筋相连两侧对应圆钢连接主筋必须为同一根，防止受力失衡。芯模安装后检查箱梁腹板、底板、顶板厚度及钢筋保护层厚度、管道相对坐标等，模板表面冲洗干净，全部验收后进行浇筑。精轧螺纹钢配合定制反向吊架倒退拆除挂篮工艺研究6.1边跨陆地上挂篮拆除相较于用传统吊车设备下放挂篮，利用精轧螺纹钢下放更加安全可靠与高效。首先利用较长精轧螺纹钢替换原来底篮前、后下横梁的压锚螺纹钢，然后解锁箱室内的压锚螺纹钢，利用千斤顶配合长螺纹钢同步缓慢整体下放底篮及侧模，下放前侧模及底篮要固定焊死形成整体，最后至底部人工拆解，机械运走。河面上挂篮拆除由于斜拉索的存在，挂篮无法像挂篮移动一样，倒退至12#、13#主墩然后参照岸上挂篮下降施工步骤来下放挂篮。中跨合拢施工完毕，全桥张拉结束后进行跨中河面上挂篮下降。由于传统封航船吊拆除挂篮方式风险高、时间紧张，经过精心设计与考虑，决定利用反向滚动吊架、滚动吊架配合手拉葫芦来实现底模和侧模整体系统的倒退。我们设计的反向滚动吊架滑轮在中部位置。如下图所示挂篮导轨简易示意图挂篮导轨示意图，从左至又依次架设为反向滚动吊架、滚动吊架、防滑脱落装置、滚动吊架、反向滚动吊架。反向吊架上部与主梁相连，下部与侧模底模整体系统相连（相当于反向吊架吊着整体系统）。底篮系统的行走当需要倒退底篮系统时，首先将两侧反向滚动吊架上部精轧螺纹钢松掉，转换受力系统，使得底部整体系统依靠反向吊架悬挂于导梁上。此时，导梁架设与中间两侧滚动吊架上，同时利用限位装置将导梁固定锁住。然后利用手拉葫芦，一端固定于图示左侧反向吊架顶部，另一侧固定于预先埋设与固定端的精轧螺纹钢上，然后手动拉动底部整体系统行走固定距离（现场为2-3m左右）。导梁系统的行走当底部整体系统走到第一次行走极限时，此时转换受力系统，将反向滚动吊架顶部精轧螺纹钢重新穿好，固定于箱梁翼板上，然后利用桥面千斤顶整体拉起底篮系统，离开导梁。此时同步解除导梁中间限位装置，利用手拉葫芦和固定端的精轧螺纹钢，拉动滑梁前进，然后到滑梁与第一次底篮系统相对位置处停止。重复之前步骤，缓慢对称小心的进行挂篮倒退，直至倒退至12#、13#主墩处，再参照精轧螺纹钢下放挂篮方式下放，岸边拆解运走。三桥幅间整体张拉工艺控制常规斜拉桥为单幅多箱室或两幅多箱室形式，本次斜拉桥采用的是三幅桥形式，且每幅桥为单箱三室的结构。对于单幅桥来说，由于结构存在纵向、横向、及斜拉索同步张拉施工，对于高程和线性的控制，要按照图纸来达到100%吻合是很难的。因此现场采用第三方埋设感应元件建立的有限元模型来实时监控应力变化，按照施工与设计所确定的施工顺序，采用MIDAS桥梁结构分析软件进行过程模拟计算，得到各状态下的结构受力及变形等有关控制数据，与设计校对无误后作为理论依据指导。同时现场人员加强复测标高等数据，相互印证，及时调整汇报。对于三幅桥横向整体张拉来说，只有严格按照第三方及设计给定的标高等数据施工好每一幅桥，才能有效把控好整体张拉槽口相对位置，为后续施工提供保障。结论随着悬臂挂篮浇筑技术的越来越成熟，挂篮施工的安全可靠性也越