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摘 要:桥梁工程是高速公路项目重要的组成部分,而挂篮又是桥梁施工的一项重点。本文结合具体的案例,对高速公路桥梁工程中的挂篮的施工方法进行了分析探讨。
关键词:高速公路桥梁;挂篮;施工
某高速公路桥梁跨径布置为46m+4×80m+46m。根据本桥连续梁设计分段长度,梁段重量、外形尺寸、断面形式等因素,同时考虑施工荷载和其远期使用性,确定挂篮的技术参数及性能为:分段最大梁重94.3t,最长梁段长度4m,梁顶宽度11.8m,梁底宽度6.5m,跨中梁高2.2m,根部梁高4.5m。走行方式为无平衡重牵引式,每付挂篮自重35t,墩顶现浇段长度为10m,在10m 长的起步长度内,可以满足同时安装两付挂篮的需要,前后端作业面开阔,便于砼的灌注。挂篮选材采用便于购置的普通型钢和易于加工的工艺设计。
1、挂篮设计结构形式
挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统(内、外)、走行系统,后锚固系统组成。
1.1 承重系统
每个挂篮有两片三角形组合梁,三角组合梁由主梁和立柱,斜拉杆及联系角钢组成。三角形组合梁下设支座和滑道。
前上横梁:采用桁架结构。与主梁拴接,同时有斜向支撑及平联与主梁相连接,防止其失稳。
前下横梁:两端拴接于主梁前端上翼缘,浇注砼时增加吊点与前上横梁相连接。
后上横梁:斜向用Ⅳ级精轧粗螺纹钢筋与立柱斜拉,同时与主梁连接,在两端用吊带与后下横梁相连结。
后下横梁:采用桁架结构。浇注砼时在底板设设置吊点,走行时两端设吊点吊在后上横梁上。
1.2 底模平台
底模在砼悬臂施工中承担钢筋砼重量及施工机具重量,并兼做施工操作平台。底模纵梁前后端分别栓接于前后下横梁上。
1.3 侧模系统
外模用[12 槽钢及∠75 角钢做骨架,其外为厚80mm 大块钢模,钢模面板用5mm 冷轧板,骨架与模板连接均采用焊接,侧模用滑梁悬吊,骨架上设滑轮,以便安装滑梁、侧模于主梁,其它构件同时滑出,内模也采用其上设滑轮,脱模后滑梁与外侧模同时滑出。
1.4 走行系统
分为三角形组合梁走行系统,侧模走行系统及内模走行系统三部分。
三角形合梁走行系统,在每片梁中部设滑动支点,后中设平衡导向滚轮,箱梁顶面上设滑道,向前滑移。
侧模走行:外模走行,在侧模滑梁上装滚动轴,当松开后锚栓及支撑拆模时,在自重作用下,外模落在滑梁上,与主梁、侧模、内模滑梁前进。
内模走行:放松内模后,内模板即落在滑道上,然后滑出。
1.5 锚固系统
后锚栓采用Φ32 精轧螺纹钢筋。作用是将挂篮承受的荷载传至箱梁上,并防止挂篮倾覆。主梁移动的倾覆稳定由主梁后端压紧器来维持。
2、掛篮试验
2.1 试验目的
实测挂篮的弹性变形和非弹性变形值,验证实际参数和承载能力,确保挂篮的使用安全;通过模拟压重检验结构,消除拼装非弹性变形;根据测得的数据推算挂篮在各悬灌段的竖向位移,为悬灌段施工高程控制提供可靠依据。
2.2 加载方法
为了确保检测值的准确性,根据施工荷载对挂篮的作用力采用模拟加载方法,用编织袋装砂过磅后分级加载,每次加载200 kN,荷载持续时间≥30 min,每级检测变形量。卸载时也应分级卸载,并测量变形。此过程反复两次。最大加载量是实施际结构最大节重量的1.2~1.3 倍。
2.3 变形测量
基准标高设在0#顶部。底板设3 个测点,翼缘板设4 个测点。三角挂篮每根竖杆上设变形计,测其伸长量。
2.4 试验结果
检测完成后,对数据进行分析。经线性回归分析得出加载、变形之间的关系。
由此可推出挂篮载各个块段的竖向位移,为施工控制提供可靠依据。
3、挂篮的安装
3.1 待砼强度达到90%以后,在1#段上铺放滑道,其下放垫梁进行找平,滑道上安放滑块。
3.2 吊装后上横梁进行焊接,注意在焊接时保证上下两面在同一直线上。
3.3 安装主梁及立柱、斜拉带、三角架平联及斜拉杆,进行调试,将后上横梁平联安装好,并用后锚系统锚固好。
3.4 安装前上横梁于主梁端头,完毕后及时安装斜撑及平联。
3.5 注意在安装时,所有栓接的螺栓型号及不同钢号不得混用,按设计进行安装,平斜垫圈应配齐,并注意其方向性,同型号螺栓松紧程度一致,后锚杆用测力扳手每根拉到一定吨位。
3.6 在地面将底模系统拼装好,调试合格后,分别在后上横梁、前上横梁挂滑车组,用卷扬机提升后下、前下横梁,将底模系统提升到位,安装后吊杆及前吊杆。保证底模与底纵焊接牢固,并且底模拉筋焊接牢固。
3.7 滑梁安装时先安装一侧,脱模后滑梁承担侧模系统重量,用卷扬机拖移到位,完成后再装另一侧。
3.8 至此,挂篮安装完毕,调试合格后,方可绑扎钢筋、立模、浇注砼。
4、挂篮的移动
灌注完毕后,等砼强度达到设计强度的90%以上,按设计对纵向进行张拉,压浆等强后,方可移动挂篮,准备灌注下一段梁,挂篮的移动必须遵照以下步骤进行:①先将承重的各吊杆松开,以使倒链承受各杆件重量。②将主梁后锚杆稍松开,用千斤顶将主梁顶起,用倒链或慢速卷扬机牵引滑道移到位,主梁的前移带动侧模系统,底模系统及内滑梁整体移位,随着主梁的前移,压紧器应交替前移(不得少于2 根),以保持主梁的稳定,滑到位以后将主梁后锚杆锚紧(不得少于3 根),并用测力扳手张拉到设计吨位。③侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移,到位后,用钢丝绳从预留孔道穿下与梁梁上的吊环用卡环连接,将侧模系统托起。然后将滑梁挂轮滑移到位后,用IV 级钢吊杆将钢丝绳换掉。④将底模系统后端挂轮滑移到位后端锚固于已成梁段上,前端用IV 级钢与前上横梁连接。⑤初调中线、标高。⑥用千斤顶将底模系统与底板,侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合,并将后吊杆带上保险螺母。⑦精调中线、标高。⑧用倒链将内模系统拖移到位,并调好中线及标高。⑨绑扎底板、腹板钢筋、安装管道、立内模、预埋。⑩绑扎顶板钢筋、预埋、安装端模。复核中线、标高,并检查合格后,方可灌注砼(注:在安装过程中如发现预留孔于挂篮位置不适时,应查明原因,进行处理,不得强行扭杆穿入孔洞,IV 级钢吊杆严禁弯曲、打火)。等强张拉以后,重复以上步骤灌注下一段。 5、安全注意事项
5.1 在挂篮施工过程中,必须遵守《公路桥梁安全技术细则》有关章节及设计文件有关要求。
5.2 施工前必须进行安全交底,组织全体操作人员详细讨论,明确各施工阶段挂篮施工特点,安装方法与步骤和注意事项,以免因顺序错误发生事故。
5.3 起吊挂篮部件及其他重物时,应先提升10-20cm,检查确认良好后方可继续起吊,起吊杆件必须有固定的信号指挥,旗语准确,传闻迅速,吊件下严禁站人。
5.4 挂篮须等0#张拉压浆,竖向防倾覆筋张拉后方可安装于桥面。灌筑砼时两端挂篮必须在对称位置,但此时允许两挂篮灌砼相差仅25%节段砼重,灌注时宜由前向后进行浇筑。
5.5 待新筑梁段纵向张拉、压浆等强后,方可移动挂篮,移动前应检查该拆该换部分是否要妥善完成,是否增加临时联系。移动时须均匀平衡,左右同步,方向顺直;主梁前端要及时加垫、后端设锚压紧,以免倾覆。外侧模及底模的分离、调整,宜用倒链把下锚梁挂在外梁梁上。拉杆顶端施顶,设保险垫,须使外侧2 根和内体贴2 根IV 级钢受力相近。
5.6 必須严格控制挂篮和箱梁施工荷载,及时清理物件。
5.7 可按需要增设照明、梯子、步板、拉件、安全网、风雨篷、操作台, 工作人员按规定戴安全帽、系安全带。并特别注意对风速的观测,以便及时采取防护措施。
5.8 据进度需要,养护锅炉等设施也应尽可能与0#段中心对称布置。
5.9 施工前应检查清点新需工具、材料。对起重设施须试吊,或检查其摩损状态,不合格的须更换。使用倒链滑车时,应慢慢地拉紧,待链条受力后再检查各部分的变化,确认状态良好后方可继续工作。
5.10对预留孔,预埋件的定位要精心施工,认真检查。
5.11每个墩首次安装挂篮除分队自检外,安质、技术抽查,认为合格后方可灌注砼。其余梁段挂篮移动就位后,分队也应组织检查验收,并在工程日志上做出记录。
总之,挂篮施工模式彻底改变了以前用满堂支架修建桥梁的传统施工方法,本文的成果对类似桥梁工程的施工有着比较好的理论价值与实践意义。
参考文献
1.罗小玲.桥梁挂篮施工技术探析[J].中国新技术新产品.2012(05)
2.刘爱兵.起步段悬臂施工中几种挂篮的设计与应用探讨[J].建设机械技术与管理.2014(12)
3.戈小尊.预应力连续箱梁挂篮施工技术探索[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2014(07)
关键词:高速公路桥梁;挂篮;施工
某高速公路桥梁跨径布置为46m+4×80m+46m。根据本桥连续梁设计分段长度,梁段重量、外形尺寸、断面形式等因素,同时考虑施工荷载和其远期使用性,确定挂篮的技术参数及性能为:分段最大梁重94.3t,最长梁段长度4m,梁顶宽度11.8m,梁底宽度6.5m,跨中梁高2.2m,根部梁高4.5m。走行方式为无平衡重牵引式,每付挂篮自重35t,墩顶现浇段长度为10m,在10m 长的起步长度内,可以满足同时安装两付挂篮的需要,前后端作业面开阔,便于砼的灌注。挂篮选材采用便于购置的普通型钢和易于加工的工艺设计。
1、挂篮设计结构形式
挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统(内、外)、走行系统,后锚固系统组成。
1.1 承重系统
每个挂篮有两片三角形组合梁,三角组合梁由主梁和立柱,斜拉杆及联系角钢组成。三角形组合梁下设支座和滑道。
前上横梁:采用桁架结构。与主梁拴接,同时有斜向支撑及平联与主梁相连接,防止其失稳。
前下横梁:两端拴接于主梁前端上翼缘,浇注砼时增加吊点与前上横梁相连接。
后上横梁:斜向用Ⅳ级精轧粗螺纹钢筋与立柱斜拉,同时与主梁连接,在两端用吊带与后下横梁相连结。
后下横梁:采用桁架结构。浇注砼时在底板设设置吊点,走行时两端设吊点吊在后上横梁上。
1.2 底模平台
底模在砼悬臂施工中承担钢筋砼重量及施工机具重量,并兼做施工操作平台。底模纵梁前后端分别栓接于前后下横梁上。
1.3 侧模系统
外模用[12 槽钢及∠75 角钢做骨架,其外为厚80mm 大块钢模,钢模面板用5mm 冷轧板,骨架与模板连接均采用焊接,侧模用滑梁悬吊,骨架上设滑轮,以便安装滑梁、侧模于主梁,其它构件同时滑出,内模也采用其上设滑轮,脱模后滑梁与外侧模同时滑出。
1.4 走行系统
分为三角形组合梁走行系统,侧模走行系统及内模走行系统三部分。
三角形合梁走行系统,在每片梁中部设滑动支点,后中设平衡导向滚轮,箱梁顶面上设滑道,向前滑移。
侧模走行:外模走行,在侧模滑梁上装滚动轴,当松开后锚栓及支撑拆模时,在自重作用下,外模落在滑梁上,与主梁、侧模、内模滑梁前进。
内模走行:放松内模后,内模板即落在滑道上,然后滑出。
1.5 锚固系统
后锚栓采用Φ32 精轧螺纹钢筋。作用是将挂篮承受的荷载传至箱梁上,并防止挂篮倾覆。主梁移动的倾覆稳定由主梁后端压紧器来维持。
2、掛篮试验
2.1 试验目的
实测挂篮的弹性变形和非弹性变形值,验证实际参数和承载能力,确保挂篮的使用安全;通过模拟压重检验结构,消除拼装非弹性变形;根据测得的数据推算挂篮在各悬灌段的竖向位移,为悬灌段施工高程控制提供可靠依据。
2.2 加载方法
为了确保检测值的准确性,根据施工荷载对挂篮的作用力采用模拟加载方法,用编织袋装砂过磅后分级加载,每次加载200 kN,荷载持续时间≥30 min,每级检测变形量。卸载时也应分级卸载,并测量变形。此过程反复两次。最大加载量是实施际结构最大节重量的1.2~1.3 倍。
2.3 变形测量
基准标高设在0#顶部。底板设3 个测点,翼缘板设4 个测点。三角挂篮每根竖杆上设变形计,测其伸长量。
2.4 试验结果
检测完成后,对数据进行分析。经线性回归分析得出加载、变形之间的关系。
由此可推出挂篮载各个块段的竖向位移,为施工控制提供可靠依据。
3、挂篮的安装
3.1 待砼强度达到90%以后,在1#段上铺放滑道,其下放垫梁进行找平,滑道上安放滑块。
3.2 吊装后上横梁进行焊接,注意在焊接时保证上下两面在同一直线上。
3.3 安装主梁及立柱、斜拉带、三角架平联及斜拉杆,进行调试,将后上横梁平联安装好,并用后锚系统锚固好。
3.4 安装前上横梁于主梁端头,完毕后及时安装斜撑及平联。
3.5 注意在安装时,所有栓接的螺栓型号及不同钢号不得混用,按设计进行安装,平斜垫圈应配齐,并注意其方向性,同型号螺栓松紧程度一致,后锚杆用测力扳手每根拉到一定吨位。
3.6 在地面将底模系统拼装好,调试合格后,分别在后上横梁、前上横梁挂滑车组,用卷扬机提升后下、前下横梁,将底模系统提升到位,安装后吊杆及前吊杆。保证底模与底纵焊接牢固,并且底模拉筋焊接牢固。
3.7 滑梁安装时先安装一侧,脱模后滑梁承担侧模系统重量,用卷扬机拖移到位,完成后再装另一侧。
3.8 至此,挂篮安装完毕,调试合格后,方可绑扎钢筋、立模、浇注砼。
4、挂篮的移动
灌注完毕后,等砼强度达到设计强度的90%以上,按设计对纵向进行张拉,压浆等强后,方可移动挂篮,准备灌注下一段梁,挂篮的移动必须遵照以下步骤进行:①先将承重的各吊杆松开,以使倒链承受各杆件重量。②将主梁后锚杆稍松开,用千斤顶将主梁顶起,用倒链或慢速卷扬机牵引滑道移到位,主梁的前移带动侧模系统,底模系统及内滑梁整体移位,随着主梁的前移,压紧器应交替前移(不得少于2 根),以保持主梁的稳定,滑到位以后将主梁后锚杆锚紧(不得少于3 根),并用测力扳手张拉到设计吨位。③侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移,到位后,用钢丝绳从预留孔道穿下与梁梁上的吊环用卡环连接,将侧模系统托起。然后将滑梁挂轮滑移到位后,用IV 级钢吊杆将钢丝绳换掉。④将底模系统后端挂轮滑移到位后端锚固于已成梁段上,前端用IV 级钢与前上横梁连接。⑤初调中线、标高。⑥用千斤顶将底模系统与底板,侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合,并将后吊杆带上保险螺母。⑦精调中线、标高。⑧用倒链将内模系统拖移到位,并调好中线及标高。⑨绑扎底板、腹板钢筋、安装管道、立内模、预埋。⑩绑扎顶板钢筋、预埋、安装端模。复核中线、标高,并检查合格后,方可灌注砼(注:在安装过程中如发现预留孔于挂篮位置不适时,应查明原因,进行处理,不得强行扭杆穿入孔洞,IV 级钢吊杆严禁弯曲、打火)。等强张拉以后,重复以上步骤灌注下一段。 5、安全注意事项
5.1 在挂篮施工过程中,必须遵守《公路桥梁安全技术细则》有关章节及设计文件有关要求。
5.2 施工前必须进行安全交底,组织全体操作人员详细讨论,明确各施工阶段挂篮施工特点,安装方法与步骤和注意事项,以免因顺序错误发生事故。
5.3 起吊挂篮部件及其他重物时,应先提升10-20cm,检查确认良好后方可继续起吊,起吊杆件必须有固定的信号指挥,旗语准确,传闻迅速,吊件下严禁站人。
5.4 挂篮须等0#张拉压浆,竖向防倾覆筋张拉后方可安装于桥面。灌筑砼时两端挂篮必须在对称位置,但此时允许两挂篮灌砼相差仅25%节段砼重,灌注时宜由前向后进行浇筑。
5.5 待新筑梁段纵向张拉、压浆等强后,方可移动挂篮,移动前应检查该拆该换部分是否要妥善完成,是否增加临时联系。移动时须均匀平衡,左右同步,方向顺直;主梁前端要及时加垫、后端设锚压紧,以免倾覆。外侧模及底模的分离、调整,宜用倒链把下锚梁挂在外梁梁上。拉杆顶端施顶,设保险垫,须使外侧2 根和内体贴2 根IV 级钢受力相近。
5.6 必須严格控制挂篮和箱梁施工荷载,及时清理物件。
5.7 可按需要增设照明、梯子、步板、拉件、安全网、风雨篷、操作台, 工作人员按规定戴安全帽、系安全带。并特别注意对风速的观测,以便及时采取防护措施。
5.8 据进度需要,养护锅炉等设施也应尽可能与0#段中心对称布置。
5.9 施工前应检查清点新需工具、材料。对起重设施须试吊,或检查其摩损状态,不合格的须更换。使用倒链滑车时,应慢慢地拉紧,待链条受力后再检查各部分的变化,确认状态良好后方可继续工作。
5.10对预留孔,预埋件的定位要精心施工,认真检查。
5.11每个墩首次安装挂篮除分队自检外,安质、技术抽查,认为合格后方可灌注砼。其余梁段挂篮移动就位后,分队也应组织检查验收,并在工程日志上做出记录。
总之,挂篮施工模式彻底改变了以前用满堂支架修建桥梁的传统施工方法,本文的成果对类似桥梁工程的施工有着比较好的理论价值与实践意义。
参考文献
1.罗小玲.桥梁挂篮施工技术探析[J].中国新技术新产品.2012(05)
2.刘爱兵.起步段悬臂施工中几种挂篮的设计与应用探讨[J].建设机械技术与管理.2014(12)
3.戈小尊.预应力连续箱梁挂篮施工技术探索[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2014(07)