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挂篮方案挂篮施工方案是一种广泛应用于大跨度桥梁悬臂浇筑施工中的关键技术,主要用于预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥等结构的上部构造施工。该方案通过在已浇筑的梁段上安装可移动的悬挂式支架(即“挂篮”),作为后续节段混凝土浇筑的承重与模板支撑系统,实现逐段向前推进的施工方式。
挂篮主要由承重系统、行走系统、模板系统、锚固系统和工作平台等部分组成。承重系统通常采用钢桁架或箱型梁结构,具有较高的强度与刚度;行走系统使挂篮可在已完成的梁段上平稳前移;模板系统则根据设计线形精确成型;锚固系统将挂篮可靠地锚固在已浇梁体上,确保施工安全。整个挂篮结构轻巧、受力明确、操作灵活,适应不同跨度与曲线桥梁的施工需求。
挂篮施工遵循“对称浇筑、同步推进”的原则,以控制桥梁线形和结构受力平衡。每完成一个节段的混凝土浇筑并达到设计强度后,进行预应力张拉,随后解除锚固,推动挂篮前移至下一施工位置,循环作业直至合龙段施工完成。
该方案具有施工效率高、无需大量支架、对下方交通和环境影响小等优点,特别适用于跨越江河、山谷或交通繁忙地段的桥梁建设。同时,施工过程中需严格监控变形、应力及线形,确保结构安全与成桥质量。挂篮方案是现代大跨度桥梁建设中不可或缺的核心技术之一。
本桥采用菱形挂篮。挂篮设计浇注节段以1号节段控制(155.6吨),考虑本桥的结构特点并结合施工简便、安全的要求太钢袁家村铁矿浓缩池及泵房管道工程电气安装施工方案,设计按普通轻型挂篮进行,挂篮施工从1号节段开始,0号节段利用墩顶支架现浇。
挂篮参数:实用最大梁段量155.6t,适用梁段长度4.5m,适用梁顶宽度17m,适用梁底宽度12m,适用梁高3.35~1.0m.菱形挂篮行走方式为无平衡重、自行式行走。
2.2.1、挂篮设计依据
2.2.2、结构形式与制造说明
菱形挂篮结构分为承重菱形桁架、底平台、吊点装置、模板体系走行系统五部分组成。
(1)菱形桁架
承重系统即是菱形主桁架,主桁架由三榀桁架和横联组成。槽钢的截面由结构分析确定;横联采用2 片 [16槽钢连接,以增大整个挂篮的横向刚度。考虑其通用性,主桁杆件和横联均采用Q235钢,各杆件间及与横联的连接在工地上全部采用普通螺栓连接。
纵向大梁采用两根32b槽钢双拼;竖向立柱采用2根20b槽钢,两两双拼,通过φ23mm销轴支撑在纵向大梁上;连接板采用16mm的钢板(Q235钢),连接板通过M22高强螺栓与立柱、纵梁连接。
底平台系统主要有前、后下横梁,上下铺设底纵梁,为适应节段前后端梁底标高的变化,底纵梁通过支撑铰座和下端梁联结。底纵梁同时为底模的承重骨架。
前下横梁采用两根32工字钢双拼,后下横梁采用两根32工字钢双拼并采用上下弦杆组成的桁架结构进行加强,底板宽度内设置纵梁20组,纵梁为两根20槽钢双拼,腹板下间距25cm,箱室下90cm。
吊点装置为挂篮的主要传力结构,根据受力特性分前后主吊点、副吊点、外模边吊点、中吊点及内模吊点部分,前端吊点支承于前上横梁上,各吊点均设千斤顶调节装置,用于控制平台标高,各吊点通过吊杆与底平台下横梁连接。为确保挂篮的稳定性,在已浇箱梁的腹板内预埋φ32mm精扎螺纹钢(Rby=750MPa)(1号块施工时利用竖向预应力筋)作为后锚筋,利用接长装置锚固于菱形架纵梁尾端,每片桁架4根,挂篮走行时,支点上拔力亦通过走行滑道传递至预埋锚筋。
模板体系分为外侧模、内模、端模及底模等组成,为保证箱梁外观要求及控制挂篮重量,模板采用1.8cm竹胶板,外模骨架采用钢骨架。外模板通过托梁悬吊于前、后上横梁上,内模板为钢管支架。内模与内模、内外模利用三道φ20拉杆连成整体。底模直接支承在底平台分配梁上。为减轻挂篮荷载,设计考虑不设平衡重,后锚松开后,后支点上翘,通过走行滑道,挂篮用手动葫芦拉动前移。
走行装置由滑道、钢垫块、前后支座、手动葫芦等组成。滑道由[20及δ10钢板组焊成Ⅱ型断面,两侧预埋φ20钢筋(间距50cm)固定行走轨道。挂篮设前后滑靴各一个,前支座滑靴在轨道顶面,可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道上缘滑动,不需要加设平衡重。挂盘前移时,使用手动葫芦牵引,带动整个挂篮向前移动。挂篮在灌注混凝土时,后端利用12根φ32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上,轨道锚固在已成梁段的竖向钢筋上。
挂篮是悬臂浇注施工时梁段的承重结构,又是施工作业人员的工作平台,故其加工质量非常重要,必须符合钢结构工程及验收规范的有关规定。
(1)、挂篮各杆件的型钢,在选材上要严格把关,没有出厂合格证、由挠曲变形严禁使用。
(3)、挂篮加工完成后应进行详细检查并试拼,质检人员、施工主要负责人和设计人员应进行严格检查验收。
(4)、由于挂篮组件构件较多,为了便于安装,各类构件应分类堆放并在醒目位置进行标志,构件运输和存放过程中,应避免构件产生不利变形和结构损伤,影响正常使用。
底模和外侧模随菱形架向前移动就位后,绑扎底板、腹板钢筋并安装预应力管道:内模就位,支立端模板,绑扎顶板钢筋及预应力管道,进行梁段悬臂浇注施工,当所浇梁段张拉锚固及孔道压浆后,挂篮在前移进行到下一节段施工,如此循环推移,直至完成最后一节梁段的施工。
墩顶0#节段施工完毕后,开始拼装加工好挂篮,拼装程序:走行系统→锚固系统→底模架→侧模、内模。
(1)、整平已浇梁段,检查0#节段预埋锚固螺栓及锚固孔位,按照滑道间距放出三副挂篮滑道位置,安装滑道,抄平滑道平面,定出中心距,为保证挂篮纵横向中心位置,滑道位置必须准确测量放线。
(2)、吊装挂篮主桁片、拼装挂篮平联、吊装上横梁、吊挂、锚固系统:预拼好的单片桁架由船运至墩位处,用浮吊分片吊装,就位后在浮吊松钩前将挂篮用倒链临时固定,安装平联系,用螺栓连接牢固,吊装后锚梁并锚固,最后吊装前吊梁。挂篮拼装时,严禁扩孔、空孔,构件不得随意吹割烧焊,安装主梁时必须将前支点固定并使三根主梁标高相同。主梁安装完成后及时进行后锚固装置的安装以确保挂篮的整体稳定性。
桁架采用M22高强度螺栓连接,各节点板拼装前保持干燥、清洁、平整。高强度螺栓连接必须严格按照桥涵施工中的有关规定,确保每根高强度螺栓的扭距满足要求。
(3)、用φ32mm精轧螺纹钢及分配梁固定桁架后施工支座,然后吊装前上横梁及前后吊杆。在上横梁安装千斤顶、分配梁等调节装置,各吊点必须严格按设计位置布置。
(4)、模板滑道安装及固定:吊装底模下横梁并用螺栓连接底模纵梁,及时连接后锚杆和前吊杆;吊装好侧模滑道后及时连接后锚杆和前吊杆。底模纵梁装在前、后下横梁工字钢上,要求与每根工字钢都接触,不得有空隙地方,如有空隙用钢板垫实,开始制作好底模。底模制作完成后,将外侧模托梁插入外框架内,把外侧模暂时固定在底模上。
(5)、吊装前、后工字钢下横梁连同底模、侧模、确保两端水平、无倾斜,装上吊杆、固定好扁担梁。
(6)、装上工作平台及扶手等设施,保证在施工作业中能方便操作,确保施工中的安全性,封闭施工工作平台。
(7)、挂篮试压:挂篮组拼完毕后,根据施工规范要求,必须进行压重试验。试验时根据箱梁臂浇注实际情况进行压重,详细测量挂篮的弹性变形,并以此用为挂篮悬浇时设置预拱度的参考依据。
(8)、调整立模标高。根据挂篮试压测出的弹性变形值,然后根据设计提供的预拱度及模板挠度值确定出各梁段的立模标高。
挂篮整体行走时,于已浇梁段顶部预埋一个φ16拉环,利用转向葫芦直接牵引的施工工艺。挂篮工作系数(即挂篮自重与箱梁自重之比)控制在0.20~0.50,每个挂篮(含模板)结构自重25t。为确保挂篮结构安全,严禁在挂篮上或桥面施工节段处堆放过多机具、材料及杂物等,严禁不必要人员停留。
挂篮从1#段开始,拼装好挂篮即可进行1#段的悬臂浇注施工,施工完1#段后,挂篮前移至2#梁段,走行程序如下:
A、安装底、侧模辅助吊杆,使底、侧模临时固定于已完梁体上;
B、解除底、侧、内模前吊杆t梁预制安装施工组织设计,延长挂篮走行轨道;
C、解除挂篮主桁后锚点;
D、通过倒链将挂篮主桁同步前移就位,锚固挂篮主桁后锚点;
E、前移侧模滑道,临时吊锚固定;
F、解除底、侧模辅助吊杆,前移底、侧模就位;
G、调整模板标高、中线,并锚固凯晨广场工程施工组织设计下(六至八),准备下一节段施工。