无内外导梁挂篮施工技术

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无内外导梁挂篮施工技术

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