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摘要:
挂篮施工是现代桥梁施工的常见施工方法，但对于特殊的桥梁结构，传统的挂篮结构将难以满足施工要求，本文主要结合高红路匝道桥无空间设置常规内、外导梁的特殊情况而设计的下导梁挂篮。该挂篮主要由主梁系统、吊挂系统、底平台系统、模板系统、走行系统、后锚固系统六部分组成。本文主要从挂篮的设计构思、施工流程及施工方法方面进行了重点介绍。
关键词:
斜拉桥预应力砼箱梁挂篮设计导梁施工流程
1概况
高红路互通立交匝道桥跨105国道和红旗大道，上临220KV高压线，主梁采用4×25+85+85+4×25．59m预应力混凝土部分斜拉桥结构，采用塔、梁、墩固结体系，桥塔每侧布置7对斜拉索，斜拉索采用镀锌高强平行钢丝束，索面平行布置，斜拉桥两侧分别接引桥。85m主跨为变高度单箱单室预应力混凝现浇箱梁，腹板为斜腹板，根部梁高为4．5m，跨中梁高为1．8m，桥宽10．9m，梁端索距为8m，有索节段与无索节段交错布置，有索节段设置横梁，横梁厚度为30cm;主塔两侧1#～18#块段采用挂篮对称施工，节段长度均为4m，有隔墙节段混凝土最大重量为112t，无隔墙节段混凝土最大重量为117t，箱梁断面布置图。
2挂篮设计的总体思路
2．1主桁系统构思
高红路互通立交匝道桥下临国道，上临220KV高压线，为保证挂篮距高压线的安全工作距离，挂篮结构在梁面上的高度不能超过3．2m，通过对常规的菱形、三角以及贝雷梁主桁挂篮的比选，贝雷梁主桁高度为1．7m(含上、下加强弦杆)，在三种挂篮主桁中高度最低，但考虑挂篮支腿高度0．55m(含轨枕及轨道)，主桁顶面的上横梁高0．5m，吊挂系统高0．75m，主桁顶面高度合计1．25m，采用贝雷梁结构时梁面以上挂篮结构总高度为3．5m，超出结构限高要求。结合贝雷梁结构特点，根据贝雷梁结构，采用新制桁架结构作为挂篮主梁，桁架高度控制在1．3m，此时，梁体上部挂篮结构总高为3．1m，满足限高要求。
2．2走行系统构思
挂篮内模走行系统通常采用内导梁进行走行，底模及外模通过外导梁进行走行，在本项目中，由于桥型为斜拉桥，在箱梁内设置了隔墙，从而导致了挂篮内导梁无空间设置;由于箱梁梁体高度最低仅为1．8m，翼缘板厚度为0．7m，梁体翼缘宽度1．2m，在此范围内还设置了斜拉索锚固块，受空间的限制，外导梁无法设置，本项目解决挂篮的模板系统走行成了挂篮设计的关键。由于内模尺寸小，模板工程量不大，在无法设置导梁的情况下，可以考虑采用钢管脚手架加木模的结构形式，箱梁施工完成后进行拆除内模系统，散件倒运至下一施工节段。对于外模及底模系统，为满足梁体浇注过程中的受力及浇注完成后的外观质量，外模及底模均采用钢模系统，钢模系统重量大，在高空中必须设置走行系统，外导梁在外翼缘处无空间设置的情况下，突破常规构思，将外导梁设置于底模平台下方作为下导梁，在走行状态下将底模平台放置于下导梁上，可将外模系统下放后支撑在底模平台系统上，从而解决了挂篮模板的走行问题。
3挂篮的结构形式
挂篮纵桥向布置图本挂篮由主梁系统、吊挂系统、底平台系统、模板系统、走行系统、后锚固系统六部分组成。
3．1主梁系统
挂篮主梁系统由特制桁架拼装而成，桁架结构参照贝雷梁结构进行设计，桁高1．3m，上下弦杆采用2［20，斜杆及竖杆采用I14，挂篮横桥向共布置2组主梁，长度为15m，每组主梁由3片桁架拼接而成，间距为0．45+0．45m，桁架间采用连接系连接成整体，两组主梁间距布置为7．2m，通过2组连接系连接成整体。
3．2吊挂系统
吊挂系统主要包括底模平台前、后吊挂、临时吊挂系统，吊杆系统均采用直径32精扎螺纹钢筋。底模平台前后吊挂系统主要承受模板系统自重及相应节段施工荷载，临时吊挂系统主要作为挂篮主梁走行时下导梁的临时吊挂。
3．3底平台系统
底平台系统包括底纵梁、前后下横梁以及底模，其中底纵梁采用13根I32型钢，长度为5．3m，计算跨度4．9m，两端通过销轴与前、后下横梁上的底座连接，前、后下横梁采用2［36型钢组合焊接而成，底模采用钢模，面板6mm，小肋［8，间距300mm布置，底平台系统为节段施工时的主要承重结构。
3．4模板系统
由于梁体为斜腹板结构，在施工过程中底板宽度逐步增加，模板系统设计时采用底包侧的结构形式，在施工过程中逐步切割外模，以适应梁体变化。模板系统包括箱室内模及箱室外模，箱梁内模采用木模与钢管支架组合结构，而箱室外模采用型钢骨架整体式钢模，支撑采用钢管支架作为支撑，梁体节段施工完成后，降低底模平台，按下一个待施工节段尺寸切割外模，同时匹配调整外模钢管支架高度，满足下一个待施工节段对模板的需要。
3．5走行系统
走行系统包括下导梁、后走行框及后走行吊挂、挂篮主梁走行滑道。挂篮下导梁位于底模平台前、后下横梁下方，前端吊挂于前上横梁，后端置于后走行框，后走行框通过直径32精扎螺纹吊挂进行预拉锚固于箱梁底板上，挂篮主梁滑道为P43钢轨、［10的型钢轨枕及垫压板组成。
3．6后锚固系统
后锚固系统为满足挂篮施工时的稳定而设置，位于主梁尾部，包括直径32精扎螺纹钢筋及分配梁，以使挂篮在砼浇注时具有足够2倍的抗倾覆稳定系数。
4挂篮施工流程
4．1节段施工工序
4．2挂篮走行工序
挂篮走行分三步:第一步:已浇注砼强度达到设计要求，预应力张拉完毕并拆除内外模拉杆后，稍微放松前、后吊挂，使外模及底模脱离已浇注砼。拆除内侧两根前、后吊挂，依靠外侧两根前吊挂缓慢下放底模平台至水平，同时同步预收紧走行纵梁前吊挂，使底纵梁始终保持水平状态，底模平台放平后预拉紧走行纵梁前吊挂将其锚固于前下横梁。安装临时吊挂，将底平台前吊挂转换至临时吊挂，拆除剩余前吊挂，将前上横梁后移5m并与主梁临时固定;铺设滑道，解除后锚固，准备挂篮主梁走行;第二步:前移挂篮主梁4m，安装后锚固。前上横梁前移1m，安装外侧两根前吊挂，拆除临时吊挂，利用外侧两根前、后吊挂同步下放底模平台，将走行纵梁下放至后走行框上;在挂篮主梁前端及箱梁底板上设置牵引设备，准备底模平台及外模走行;第三步:前移前上横梁及走行纵梁4m，将底模平台及外模前移至下一节段待施工位置。安装外侧两根后吊挂，利用外侧两根前、后吊挂同步提升底模平台至后端接触已浇注梁体底板，解除走行框吊挂，前移走行框4m并锚固于底板。切割外模至需要尺寸，利用外侧两根前吊挂调整底模标高，并同步放松走行纵梁前吊挂，使走行纵梁始终保持水平;利用外模脚手架调整外模标高，绑扎钢筋底板及腹板钢筋，设置腹板预应力，安装内模，调整内模标高，绑扎顶板钢筋，设置顶板预应力筋，对称浇注待浇注梁体混凝。
5结束语
随着高红路匝道桥的顺利合拢，桥梁的纵桥向线型控制及混凝土施工质量均到达预定目标，这标志着高红路匝道桥的挂篮施工非常成功，为以后相似桥梁采用挂篮施工提供了非常保贵的经验。
作者：时玉娟 单位：中铁大桥局集团第二工程有限公司
