轻便型钢式挂篮施工技术

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1、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150 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

2、向与水流斜交1545，两岸筑有土质堤坝；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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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，铺一3m4m（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

8、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

9、。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。挂蓝前移就位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。箱梁底、侧模中线标高调整钢筋制作底腹板钢筋绑扎、波纹管安装 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、波纹管安装同养试件制作混凝土浇注养生至达到设计强度拆端模、

10、凿毛接缝穿预应力束预应力束张拉压 浆封 锚图 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214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214钢绳将后横梁与桥面弹性固定，使主梁系既可前移

11、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，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216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

12、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214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10h2养生72h3预应力张拉8h4主梁走行2h5移动底侧模板4h6安装底腹板钢筋预应力束2h7安装内模24h8移动内模顶板4h9绑扎顶板钢筋预应力

13、束12h10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43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

14、。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2m3m）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，不需要设专用轨道；挂篮主要构件均为施工现场常用的型钢，便于现场加工制作；另外，安装、拆卸简单，不使用时可作为型钢材料周转使用。图2 马汉河大桥挂蓝构造示意图(立图)图3马汉河大桥挂蓝构造示意图(侧面)