浅析红石梁大桥挂篮施工技术

2022-09-11

1 工程概况

红石梁I号特大桥为重庆奉节至云阳高速公路B18合同段内的一座特大桥梁, 左幅桥梁起点桩号位于奉节侧K113+824.351, 止点桩号位于云阳侧K114+570.266, 主跨中心桩号K114+197.309, 桥梁全长745.915m。右幅桥梁起点桩号位于奉节侧K113+810.697, 止点桩号位于云阳侧K114+506.702, 主跨中心桩号K114+158.700, 桥梁全长696.005m, 主桥为双幅 (2×12.25m) 三跨 (100m+180m+100m) 预应力砼连续刚构, 主墩采用变截面箱型薄壁墩, 过渡墩采用实体矩形墩, 基础为钻孔嵌岩桩群桩基础配钢筋砼承台;奉节侧引桥左幅为6×25m (右幅为7×25m) 先简支后连续预应力砼T梁, 云阳侧左幅为8×25m (右幅为5×25m) 先简支后连续预应力砼T梁, 引桥下部采用柱式墩配钻孔嵌岩桩。本桥左线位于R=1200, Ls=141.269的平曲线段内, 右线位于R=1202, Ls=141.269平曲线段内。主桥上部构造为分幅式 (2×12.25m) 三跨预应力砼连续T形刚构, 上部箱梁采用单箱单室截面, 顶宽12.25m, 底宽7m, 支点处箱梁高为10.5m, 中跨跨中及现浇段梁高为3.5m, 顶板厚28cm, 腹板厚由跨中处的50cm变到支点处的80cm, 底板厚度由跨中处的30cm变到支点处的150cm, 梁高和底板厚均按1.8次抛物线变化, 采用不等高腹板形成桥面横坡。箱梁设计为纵向、横向、竖向三向预应力体系。

2 挂篮设计

(1) 挂篮的设计总体要求是:结构简单、自重轻、受力明确、变形较小、走行移动安全、装拆方便, 以达到梁段浇筑安全、优质、快速、高效的目的。挂篮采用后支点菱形桁架式挂篮, 全套挂篮重100t。挂篮高5m, 前端悬臂长6m, 后端锚固长5.0m, 设计浇筑混凝土重量为3000kN。 (2) 挂篮设计荷载:混凝土自重:取2.6t/m3, 并考虑1.05的增加系数;施工荷载:200kg/m2;模板及支架荷载:底模150kg/m2, 侧模300kg/m2, 内模300kg/m2;挂篮主要构件重考虑110t。 (3) 挂篮结构检算:挂篮的稳定性及结构检算, 按一般钢结构检算方法, 编程用电脑进行。

3 挂篮组成

(1) 挂篮由五部分组成:承重桁架系统、后锚系统、底篮和吊带系统、行走系统、模板系统等。 (2) 承重桁架系统:为了使挂篮具有较好的通用性, 适应不同的桥梁使用, 挂篮主要构件分为标准构件和非标准构件。挂篮主要的承重构件是由两片菱形桁架组成标准构件, 每片桁架由五根受力杆件连结而成。两片桁架之间间距为614cm, 用前横梁及平联连接, 同时前横梁又作为吊杆的支点。五根主要受力杆件均用[40b组焊成闭合矩形截面, 使其具有承载力强, 抗扭性能好的特点。设计了后锚点、前支点、上结点和前结点等四个主要结点, 将五根杆件联为整体。杆件与节点板的连接方式螺栓连接, 前斜杆采用销结。 (3) 后锚系统:承重桁架片的锚固系统, 在浇筑混凝土时, 用后锚杆穿过预留孔, 上端与挂篮后锚点连接, 下端与混凝土箱梁顶板连接。 (4) 底篮和吊带系统:在前、后底横梁上布设[40b的槽钢, 作为浇筑混凝土的底篮。前、后底横梁采用H55型钢横梁。前、后底横梁上设置连接点, 通过钢销与吊带连接。底篮的锚固系统, 是通过吊带完成的。后下横梁的锚固, 是用吊带的下端与后下横梁销接, 上端穿过主梁底板锚固于底板。前下横梁的锚固, 是用吊带的下端与前下横梁销接, 上端直接与挂篮的前上横梁连接。采用液压千斤顶来调节前、后底横梁的高度, 以实现准确的立模标高。主吊带采用16Mn钢板加工成标准节, 然后用钢销连接到需要的长度, 副吊带采用φ32精轧螺纹钢筋。 (5) 行走系统:轨道用钢板加工成工字形截面, 挂篮行走时, 在后锚点上, 用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板, 用两台60t液压千斤顶驱动挂篮前移。 (6) 模板系统:模板系统由内、外模板、滑梁及模板固定装置组成, 均采用大块钢模。浇筑混凝土时, 模板由内外滑梁支撑, 而内外滑梁的锚固, 则通过吊带一端锚固于混凝土箱梁的顶板, 一端锚固于挂篮前上横梁。内外模板侧模间由对拉螺杆承受浇筑混凝土时的侧向压力。挂篮移动时, 外模由外模滑梁支托随同挂篮前移, 内模及滑梁同时被拉出。

4 箱梁挂篮悬浇施工工艺

(1) 挂篮施工方法介绍:完成上一段纵向预应力束张拉后拆除侧模和底模, 用千斤顶顶起前支点, 纵移轨道后将轨道锚固, 悬挂行走小车拆卸后锚, 同时完成内外滑梁的滑移小车的安装和卸除滑梁的后锚点, 然后用千斤顶牵移挂篮到下一段并锚固后锚点。最后进行调模、绑扎钢筋、安装预应力系统、安装内模、浇筑混凝土、张拉进入下一循环流程。 (2) 挂篮模板拆除:在前一段箱梁混凝土达到强度后先拆除外侧模, 拆模时先松卸侧模上的对拉螺栓, 安装滑梁锚固点, 用千斤顶同步缓慢卸除下外滑梁的前后锚固系统。在完成箱梁纵向束张拉后, 用千斤顶同步缓慢拆卸前后下横梁的锚固系统, 同时用前后上横梁的吊带将前后下横梁锚固, 即完成底平台的拆卸。最后安装内滑移小车, 用千斤顶同步缓慢卸除内滑梁的前后锚固系统。 (3) 挂篮前移:在完成模板的拆卸后, 用千斤顶把挂篮上、下游前支点分别顶起, 放松轨道锚梁, 用手动葫芦将轨道移动到下一节段箱梁上指定的位置, 放样抄平将轨道准确定位, 然后用锚固梁将轨道锚固, 最后千斤顶卸载将挂篮的前支点安放在轨道上。轨道安放好后, 用千斤顶将后锚适当向下压一定的距离, 将行走小车安装在主桁架上, 然后拆卸后锚, 使其行走小车承力。拆卸后锚的竖向锚杆后用两台60t的液压千斤顶驱动挂篮前移。如用千斤顶移动挂篮存在困难时可以用手动葫芦辅助牵引滑梁。 (4) 挂篮锚固:在挂篮前移到位后, 应及时锚固。 (5) 挂篮模板安装:在底板和腹板钢筋绑扎完成后安装内外模板。

5 结语

红石梁大桥主箱梁施工证明, 该挂篮 (菱形、悬浇作业车) 是成功的, 结构型式合理, 安全可靠, 施工工艺简单, 操作灵活, 特别是挂篮前移就位, 模板调整定位非常方便, 节省了大量的人力物力, 为保证施工质量、安全, 加快施工进度提供了有力保障, 取得了良好的经济技术效益。但也有不足之处, 由于此两种挂篮为改装挂篮, 重量较大, 主桁设计较保守。在使用过程中, 也证明其刚度大, 整体性强, 变形在规范要求范围内。在施工过程中充分准备、严密组织、精心施工, 从而保质、保量、安全完成工程任务。

摘要：目前, 在大桥建设中, 砼连续刚构桥及挂篮较常用。该文介绍靳凌沟大桥自行设计、改造、加工、安装、使用的挂篮, 文中对该挂篮使用过程中的一些经验和教训做了较为认真的总结。

关键词：大桥,悬浇,挂篮,施工