斜置安装挂篮施工工艺总结

杨 萍

0 引言

连续刚构桥采用传统的挂篮施工方法,主要由三角形主构架、底模平台、内外模板、悬吊系统、锚固系统及走行系统六大部分组成。其工作原理为:底模、外侧模随三角形桁架向前移动就位后,绑扎底板,腹板钢筋→安装预应力管道→内模架前移就位,安装内模→绑扎顶板钢筋并安装预应力管道→进行梁段悬臂灌注施工。当新浇梁段张拉锚固及孔道压浆后,挂篮再往前移动就位进行下一节段施工,如此循环推移。三角挂篮的特点:1)外观美,结构简单,受力明确合理,计算简便;2)作业面宽,便于钢筋分片整体吊装;3)利用桁架前后支座,桁架在轨道上走行,无需平衡配重。操作方便,移动灵活、平整。外模、底模随桁架一次到位,缩短了挂篮移动时间。在安装挂篮中必须有足够的施工平台,才能把两只独立的挂篮安装到位。为此提供三种可行方案:1)托架整体浇筑0号、1号块节段,安装挂篮;2)浇筑0号节段和1 m 1号节段,两挂篮各装1/2再连起来构成联体拼装挂篮;3)同样浇筑0号节段和1 m 1号节段,两个独立的挂篮错开斜置交叉在一起构成斜置挂篮。在这次施工过程中,通过工期、成本管理2),3)种方法要优于1)种方法;比较 2),3)种,斜置拼装由于不需要解体,斜装,再安装解体挂篮。从而在很大程度上缩短了工期;在安全方面,只要在后锚位置注意施工。相对联体挂篮而言,少了半只挂篮的移动和拼装,所以斜置比联体的更安全,可靠。本文以西汉高速公路47合同段金水河特大桥实例着重介绍斜置安装挂篮的施工方案。

1 大桥概况

1)金水河特大桥中心全长431 m。桥梁处在一条竖曲线及与其相切的一条直线上,竖曲线要素为R1=10000 m,T=342.50 m,E=5.865 m;平曲线:R=2000 m,T=36.064 m。桥面设2%的单向横坡,纵坡为2.85%。主桥为58+3×105+58=431 m预应力混凝土刚构—连续组合梁桥,桥墩为簿壁空心墩,外框6×4.5 m,壁厚0.5 m。2)主桥为58+3×105+58=431 m预应力混凝土刚构—连续组合梁桥,其中1号,4号墩墩顶是连续梁,施工节段时临时墩梁固结,2号,3号桥墩是刚构。主桥箱梁为三向预应力结构,采用单箱单室断面、支点梁高5.5 m,跨中梁高2.2 m。横桥向箱梁底板保持水平,顶板按横坡及超高设置。顺桥向箱梁顶面为直线,箱梁底面按1.5次抛物线变化。主桥悬臂施工梁段按桥梁中心线处弧长长度为3.5 m和4 m两种,施工缝沿曲线径向设置,中跨合龙段长度为2.5 m,边跨合龙段长度为2.01 m。

2 施工方案

在托架上浇筑1号段1 m,其余用挂篮施工,完成1号段 1 m后,两只挂篮先平行安装,待2号段浇筑完成后再将平移挂篮摆正。

3 施工要点

3.1 挂篮安装

由于1号段浇筑完成后无法直接拼装两只挂篮。所以我们采取挂篮平行安装的施工方法,即一只挂篮先偏装,待2号段浇筑完成后再摆正。两只挂篮平行安装,正装挂篮轨道精轧螺纹钢筋距外侧腹板22.5 cm,偏装挂篮平移的距离以保证两个挂篮前后支左不互相抵触为宜。所以我们取65 cm,只在0号,1号块上预埋,其间距为50 cm(见图1),在施工过程中平行安装将会出现两个问题:1)偏装挂篮后锚的稳定性,由于偏装挂篮后锚精轧螺纹钢筋偏出腹板,所以其埋入深度不超过60 cm,精轧螺纹钢筋抗拉拔能力不够。2)由于挂篮平移了一定距离,但是外侧模和底模位置不能改变即不能跟随移动。

对于以上出现的问题,我们采取以下两种方法解决:1)为了保证挂篮的抗倾覆能力,我们决定再在后锚位置预留4个预留孔,用精轧螺纹钢筋穿过梁体,下面锁定,上面加扁担梁压住后锚进行加强。2)前吊带,吊杆位置向相反的方向平移相同距离(相当于平移挂篮只移动了主构架)。在2号段浇筑完成后开始摆正挂篮,挂篮的摆正在某种意义上说就是挂篮主构架的摆正。

3.2 准备工作

1)由于主构件和整个模板系统是连接在一起的,为了方便移动,我们决定在摆正前,采用两个6 m的轨道置于2号段梁端,后面用精轧螺纹钢筋锁定,再在其上面放一根内模板行走梁,整个前上横梁放在上面从暂时而代替主构架受力。所有的吊杆,吊带暂时用手拉葫芦代替(方便其替换位置)。2)将正装挂篮前推1 m(保证两只挂篮后支座分开就行),在正装轨道上安装偏装挂篮新的轨道(摆正后的轨道),用千斤顶将偏装挂篮主构架顶起。然后卸掉偏装挂篮前后支座,在两个正、偏轨道上前后各放置一个扁担梁代替支座将挂篮支起来,同时作为挂篮平移的轨道。将前后支座放到新轨道对应的位置。3)在挂篮后水平杆上加一个后锚扁担梁(不用打紧)。在移动时防止挂篮倾覆。

3.3 移动挂篮

1)横移时采用长扁担梁作为移动轨道,要保证表面平整,牢固。2)松掉千斤顶,将偏装挂篮主构架落于长扁担梁做成的轨道上。3)在偏装挂篮两主构架前后支点处各拴1个5 t手拉葫芦,设专人指挥,同时拉动葫芦,缓慢将偏装挂篮移至正装轨道上来。横移时要密切注意观察,必须同步进行,保证稳定、安全。4)挂篮摆正后,安装前后支座。5)将所有的吊带,吊杆放到对应位置。松掉葫芦,拆掉6 m轨道。

3.4 注意事项

1)正、偏装挂篮的轨道在事先预埋时一定要保证足够的距离。2)在每一段挂篮的后锚位置一定要预留后锚孔。3)正装挂篮在偏装挂篮侧的外侧模吊杆孔由于偏装挂篮的原因要向外移动一定的位置(避开偏装挂篮)。4)在平移的过程中,两轨道上的扁担梁一定要固定牢固。前上横梁一定要放在6 m轨道上,即保证主构架在平移过程中只承受自身重量。

4 力学计算

6 m轨道出梁端2 m,自重853.75 kg底模平台,内、外侧模加前上横梁自重310 kN。假设两个6 m轨道平均分配所有荷载,按2.0的安全系数考虑。则轨道后所需要向下的拉力为310/2×2/4×2.0=155 kN,用精轧螺纹钢筋锚固符合要求。

混凝土抗剪,轨道后面锚固用精轧螺纹钢筋穿过梁顶后用GVM锚具锚固,锚具强度不用验算。对混凝土:垫片大小为140 mm×140 mm,梁顶厚度为28 cm。A=0.14×0.28×4=0.1568。梁体混凝土抗压强度为50 MPa。抗剪取最小值:0.8×50=40 MPa;按2.0的安全系数考虑。混凝土能承受最大的剪应力为:40×103×0.1568/2=3.136×103kN＞155 kN,符合要求。

5 施工流程

施工流程见图2。

6 效果

在这次施工过程中,由于梁段自身长度不够,我们采用挂篮平行装的施工方法,和联体拼装施工方法相比,由于不需要解体,斜装,再安装解体挂篮。从而在很大程度上缩短了工期;在安全方面,只要在后锚位置注意施工。相对联体挂篮而言,少了半只挂篮的移动和拼装,所以比联体挂篮更安全。

[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册——桥涵[S].

[2]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].