菱形挂篮悬臂现浇施工技术在花山一号大桥应用 挂篮现浇 支架现浇

　　摘要：菱形挂篮悬臂现浇施工技术在桥梁工程施工领域中已应运广泛，适用于山区、江河等地形。文章主要介绍了该技术在花山一号大桥狭窄双幅桥梁中的应用。 　　关键词：悬臂浇筑；挂篮施工；大桥
　　中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）08-0064-02
　　1大桥主桥概况
　　花山一号大桥是酉阳钟渤快速通道重点控制工程。桥址位于酉阳县龙潭水库北侧，起点接拟建大岩隧道，终点拟接花山二号大桥，主桥50+80+50m预应力混凝土连续刚构桥，引桥采用30m连续T梁，桥梁分左右幅设计，设计间距50cm。左幅起止桩号：ZK8+327.00～ZK8+728.00，全长401m；右幅起止桩号：YK8+316.00～YK8+745.00，全长429m，左右幅桥面宽度均为9.25m。
　　大桥主桥上部箱梁采用双悬臂挂篮逐块对称现浇施工。墩顶0号梁段长12.0m，其中两边各外伸3.5m。两“T”构各划分为10对梁段，其梁段及梁段长度从根部至跨中分别为2×2.5m、4×3.0m、4×4.0m，累计悬臂总长为39.0m，1号～10号梁段挂蓝悬臂浇筑施工。挂篮设计自重不应超过最大悬浇梁段重量的0.6倍。全桥共有6个合拢段，合拢段长度均为2米，边跨的现浇梁段长度为8.9m。
　　工程区地处中低山区，沟壑纵横，交通不便。
　　2施工方案
　　花山一号大桥主桥上部箱梁采用双悬臂挂篮逐块对称现浇施工。由于左右幅桥梁相距只有50cm，安装好挂篮后，左右幅挂篮的下横梁相距只有5～10cm，为防止两挂篮在最窄处发生碰撞，为确保安全，左右幅号块必须错开两块施工。
　　花山一号大桥主桥悬臂浇筑箱梁单T悬浇1#段～10#段共10个梁段。梁段C50混凝土最重150.0t,最长4.0m。
　　3施工顺序
　　浇筑0#块→安装挂篮→挂篮移动前检查→前移挂篮（平面坐标及高程控制）→调整挂篮及模板→立端头模→绑扎底板、腹板钢筋→安装预应力管道→装内模→测量复核→绑扎顶板钢筋→安装预应力管道→测量复核→浇筑砼前系统检查→浇筑砼→砼等强→预应力束张拉、压浆。
　　4挂篮施工技术
　　4.1 挂篮拼装完成0#块的浇筑后,将挂篮结构构件运达施工现场，利用塔吊吊至0#梁段顶面，在已浇好的0#段顶面进行拼装。
　　4.1.1 挂蓝设计及加工根据花山一号大桥施工进度加工8支挂蓝。所用挂蓝均为菱形挂蓝，挂篮系统主要由锚固系统、走行系统、主桁系统、前横梁、内外模/底篮吊挂系统、护栏平台系统及底篮系统等八部分组成。
　　轨道为箱型梁结构，由翼板、腹板和肋板焊接而成，轨道长度根据挂篮浇注最长节段时前移梁设计，轨道主要供挂篮空载前移使用。
　　锚固系统为主桁系统的自锚平衡装置，由扁担梁、后锚纵梁、锚杆、千斤顶等部分组成。
　　主桁系统是主要的受力部分，由两片承重桁架和连接系组成。前横梁架设在两榀承重桁架的前端。承重桁架采用销轴连接成菱形，为的是便于拆装和运输，承重桁架由水平杆、前后拉杆、垂直杆和各节点组成。
　　前横梁由两根工字钢钢与缀板、加强板拼焊成形，主要承受底篮及混凝土浇注重量、导梁由两根槽钢组成，主要承受模板重量、模板上部混凝土重量及供模板前移使用。
　　走行系统由吊挂滚轮和滑座组成，两者在箱梁浇筑和挂篮空载前移时都起着非常重要的作用。首先，箱梁浇筑时后锚固定，两者都座落在轨道上，起着稳定平衡作用；挂篮前移时，后锚松开，吊挂滚轮反扣在轨道上，致使挂篮轻松前移。
　　底篮从下至上分别由前后横梁、底篮纵梁、底模板组成。
　　挂篮施工中，底篮所有吊杆都为精轧螺纹钢，与之配套使用的有垫板、销轴、螺母、滑架等。这种材料不仅强度高，而且方便安全。
　　外模的重心位于导梁中心，外模与底模连接形式采用外模包夹底模。外模由框架、横楞和面板组成，并挂落在外导梁上。
　　内模由支架、角模及标准模板组成，整个内模通过支架安装于内导梁上。
　　4.1.2 挂蓝安装待0#块施工完成后，方可进行挂篮模板安装。安装前须做好设备、机具准备工作。具体安装步骤如下：
　　第一步：以箱梁中心线为主要基准，参考挂篮装图，放线找准轨道所在位置，先根据图纸铺设轨枕（注意轨枕的放置位置及间距情况），然后图纸要求放置轨道。铁轨放置后借用箱梁竖向?准25精轧螺纹钢把轨枕锚固在梁体上（锚固处有螺母和垫板），锚固后铁轨需保证其处于水平位置，如有偏差可适当调正轨枕使轨道水平，严格控制轨道间的中心距与图纸一致。最后用长尺复核轨距。
　　第二步：安装吊挂滚轮和滑座。参照拼装图纸使其分别座落在轨道合适的位置处（挂篮前移时为了减小摩阻，可在滑座下垫2mm不锈钢板或聚四氟乙烯板）。
　　第三步：安装主桁系统（含两榀承重架和4根斜撑及节点等）。先在平坦的地面组装承重架，然后视吊车大小，主桁系统可先在地面组装，再整体起吊至桥面；亦可直接在桥面组装。
　　第四步：安装前横梁，并在前横梁上放置吊杆，以备安装导梁及模板之用。横梁与前节点采用M20×80螺栓连接，连接后横梁与节点断焊焊死确保连接可靠。
　　第五步：在每处后锚点上放置2根后锚扁担梁（扁担梁A），每根扁担梁两端?准45孔中穿插后锚杆，后锚杆的下端通过斜垫块分别固定在0#块梁体上，锚固处配以垫板和螺母，后锚杆的上端分别锚固在扁担梁的两端；利用千斤顶顶升扁担梁，直至使吊挂滚轮离开轨道上翼缘表面，锁紧螺母后方可松开千斤顶，此时整个承重架处于锚固稳定状态，前述过程在两处后锚点同时进行。
　　重复以上2～5步骤，安装另一台挂篮主桁系统。
　　4.1.3 挂蓝模板的安装第一步：安装外模和外导梁。参照图纸，先在地面把外导梁吊至外模框架内部相应的位置，并使导梁前端超出外模端面一定长度，然后将导梁与外模采用铁丝捆成整体；在翼板预留孔处安装好滑架。将外模和外导梁一并起吊，导梁前端通过吊杆挂在前横梁上，后端则穿过滑架并通过它挂在箱梁翼板上，重复上述方法，安装另一侧外模和外导梁。
　　第二步：安装底篮视吊车大小，底篮可先在地面全部组装，再整体起吊至桥上；亦可先进行部分组装起吊安装至桥上后再进行底篮其余部件组装。如果吊车起重量足够可先参照图纸，在平地上将底模、纵梁和前、后下横梁联接成一体,然后一并起吊安装。在底篮吊至一定高度时，使前下横梁处于前横梁正下方，并迅速将事先穿在前横梁上吊带穿入位于前下横梁上部的连接器的中并打入销轴同样的方法将此时位于箱梁底部的后下横梁通过吊杆和连接器分别挂在箱梁的底板和挂篮主桁上，这样就可完成底篮的安装。如吊车起重量不够，可先将前、后下横梁及部分纵梁连接成整体后先进行安装，再在桥位上安装其余部件及底模板。底模在底篮纵梁上确定其安装位置后必须进行连接固定。
　　第三步：内模系统安装先安装两根内导梁，和前面安装外模和外导梁一样内导梁前端通过滑架、吊杆挂在前横梁上，后端则穿过其余两个滑架并通过它们挂在箱梁顶板上。然后再安装内模板通过螺旋千斤顶来调整挂篮和模板系统的位置和标高，测定标高并记录在案。
　　按箱梁自重的1.2倍重量对模板和挂篮系统进行加载预压,以消除非弹性变形。预压时应注意两边不对称荷载不大于一个箱梁底板重量，并按箱梁的实际结构放置荷载，测定标高并记录在案；待系统变形稳定后方可卸载，卸载后测定标高并记录在案，与预压前所测标高进行对照后重新调整模板至正确位置。
　　第四步：试验方法选择一块平地，将一套挂篮的两片主桁水平放置，并利用水准仪抄平，然后用后端用精轧螺纹钢锁定，在中部用垫板将两片主桁分开，在前端用千斤顶加载对拉，最终加载值为使用荷载的120%，按照50%、30%、20%、10%逐级进行，每级加载完成并稳压半个小时（最后一级为1小时）后检查各杆件的情况有无裂缝，同时记录力与位移的关系，并根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，求出挂篮弹性和非弹性变形。
　　在第一次使用之前必须对挂篮进行试压。对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压，以求得挂篮在不同长度（2.5m、3m、4.0m）时不同荷载下的变形挠度值。采用砂袋加压法，试压时，按砼浇注的分级重量进行加载，当砂袋顶达每级最终加至设计荷载的1.2倍时，应等一个时间后，测量变形值。
　　每一级加载后，必须及时检查各杆件的连接情况和工作情况，及时作出是否继续加载的判断，如一次加载后情况良好，应反复加载，卸载3-5次，直到非弹性变形全部消除完为止，试验结果应整理出加载测试报告，将弹性变形值及非弹性变形值的测量结果用于指导施工。分级卸载，并测量变形，记录数据。将内模推入0#箱梁腹内，以便1#箱梁腹板处扎筋。
　　4.2 挂蓝的前移1#号块箱梁浇筑完毕，预应力钢筋和钢束张拉结束后，进行脱模和前移挂篮。拆除内、外模对拉螺杆，收折或拆除内模侧板。在已浇注好的1#块上铺设铁轨。
　　将承重的各吊杆慢慢松开，同一断面的吊杆必须同步放松，当底模板离开混凝土面100mm时停止。拆除后横梁箱梁底板处吊杆及外模箱梁预留孔处吊杆。
　　拆除所有后锚扁担梁的锚固装置，此时挂篮会自由前倾，致使吊挂滚轮安全地反扣在轨道上。
　　用两只10t链条葫芦同时牵引两片主桁承重架前端，人工将主梁拖拉到位，主梁的前移带动侧模、底模及内模整体滑移至下一梁段，滑到位以后将主安装后下横梁位于箱梁底板处吊杆。
　　依次将内、外模后侧滑架及吊杆松除移至前段箱梁预埋孔位置重新安装好。按图纸铺设钢筋、放置预埋件和布置预留孔，完成混凝土浇注，重复前文阐述的挂篮和模板安装调试步骤，挂篮其余节段施工后前移过程同上挂篮后锚锚紧挂蓝前移后，因永久性防撞拦杆还未形成，应及时在桥的两边缘安装桥边防护拦杆。
　　4.3 挂蓝的后退挂蓝施工完毕后应后退至0号进行拆除，挂篮后退时考虑使用上部扁担托梁和下部扁担挑梁分别作为上下承托，通过吊杆吊挂在主桁系统上，从而实现外模及底篮部分随主桁一起后退。具体操作方法如下：
　　挂篮浇注完最后一节梁体后，拆除腹板外侧第一根前后吊杆以及对拉杆的附属结构件；将后退上部扁担托梁、外导梁、外模联结成整；下部扁担挑梁、外模联结成整。
　　调整吊杆，使外模下降到所需高度，使底篮成水平，并且把下部扁担挑梁两端落在底篮前后下横梁上且与底篮前后下横梁联结成整体。
　　安装后退用前吊杆，将底篮前下横梁与挂篮上横梁用吊杆连接，松开外导梁吊杆，调整外模与梁体的间隙使吊杆穿过承托扁担梁，吊杆与承托扁担梁间加垫块和螺母，使承托扁担梁挂靠在吊杆上；同样调整外模与梁体的间隙使底篮后下横梁外吊杆穿过承托扁担，并且使承托扁担梁挂靠在外吊杆上。
　　确认外模承托稳定后松开底篮中间四根吊杆和内模吊杆，这样挂篮外模将由底篮前后横梁作为下部承托，扁担梁作为上部承托，通过吊杆吊挂在主桁系统上随主桁一起后退。
　　5测量控制
　　浇筑混凝土前挂篮各控制点观测，浇筑混凝土过程中的高程和轴线观测，浇筑后高程观测，预应力张拉后高程和轴线观测；合拢前，相接的两个悬臂最后2～4号在立模时必须联测，保证合拢精度；最后一号箱梁悬浇段立模标高必须考虑施工荷载的变化、合拢束张拉、体系转换等影响。
　　6箱梁合拢段施工
　　合拢段采用吊架承重及使用微膨胀混凝土进行浇筑施工。主桥箱梁左右幅共设6个合拢段,包括2个中跨合拢段、4个边跨合拢段。边跨、中跨合拢段箱梁截面与现浇段相同。全桥箱梁合拢由边至中对称进行,先合拢边跨,后合拢中跨,箱梁合拢顺序、合拢温度和合拢工艺必须严格控制。箱梁体系转换,是控制全桥受力状态和线形的关键工序。
　　7结语
　　通过花山一号大桥工程的施工实践，挂篮施工的控制要点主要有：挂篮在0#块安装好后要进行预压，防止施工过程中变形；挂篮行走要慢行同步（速度控制在5～10cm/min以内），防止发生挂篮扭转；双幅窄距离桥梁挂篮施工要错开2个号块以上，确保安全；预留孔应做到不漏埋,不歪不斜；为防新旧混凝土产生错台，模板与旧混凝土的接缝处应用拉杆拉紧；挂篮定位要反复调整吊带，确保定位准确，防止发生扭转；挂篮的底篮要有足够的刚度，防止发生大的变形而影响质量；严格控制挂篮变形的观测，为防止错台、麻面现象的产生，要尽量保证线形顺直、混凝土外美内实；加强安全教育及清理，注意施工安全；挂篮施工做好临边防护，防止对横跨公路行人及车辆造成安全影响。
　　参考文献：
　　[1]中交第一公路工程局有限公司.公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）2011.6
　　[2]杨文渊，徐�.桥梁施工工程师手册（第二版），2002.10.
　　[3]邓辉.公路桥梁工程施工安全质量标准化达标与工程质量验收规范及强制性条文.中国建设出版社，2007.

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