浅谈铁路连续梁贝雷桁架式挂篮设计和拼装

2014-12-12邢健

中国科技纵横 2014年13期

关键词：贝雷支腿挂篮

邢健

(中铁十五局集团第四工程有限公司,河南郑州 450052)

浅谈铁路连续梁贝雷桁架式挂篮设计和拼装

邢健

(中铁十五局集团第四工程有限公司,河南郑州 450052)

本文通过郑机城际铁路大跨度悬臂现浇连续梁施工，主要介绍以贝雷桁架在铁路悬臂连续箱梁施工中作为挂篮的设计与拼装。

贝雷桁架连续箱梁挂篮施工

随着我国高速铁路、城际铁路的飞速发展，各种大跨度连续箱梁在跨河、跨路时候广泛被设计采用，随之而来的连续箱梁悬臂现浇施工方法因各项目工程的特点而多样化，贝雷桁架式挂篮作为悬臂现浇挂篮的一种常见形式，以其拼装简便，移动灵活，结构轻巧等优点而广泛运用。本文着重阐述贝雷桁架式挂篮的设计和拼装。

1 工程概况

郑机城际铁路跨南水北调特大桥130#-133#墩为上跨南水北调总干渠连续箱梁。采用65.85+112+65.85m三跨变截面预应力砼连续箱梁结构，箱梁采用大悬臂变截面PC连续箱梁，中支点梁高8.59m，跨中梁高5.39m，梁高按二次抛物线变化。箱梁横断面采用单箱单室结构，箱梁顶宽12.2m，箱底宽6.4m，翼板宽2.9m，顶板厚90.4～40.4cm，底板厚120～50cm，腹板厚110～60cm。箱梁划分为67个梁段，其中0#梁段长14m，边跨支架现浇梁段长8.85m，边中跨合拢段长均为2m，1～4#梁段长2.5m，5～10#梁段长3.0m，11～15#梁段长4.0m，箱梁采用挂篮悬臂浇注法施工。

2 贝雷桁架式挂篮特点

目前，连续梁挂篮已向重量轻，受力好、变形小的方向发展。挂篮属于高空作业，要求其必须有足够的刚度、强度稳定性的基础上，再考虑其经济性。结合本桥最大节块重量为170t，经过专家验算，平行桁架式挂篮能够满足刚度、强度要求，同时利用现有材料也更加有效的降低了施工成本。贝雷桁架式挂篮拼装简单，安装、拆卸及使用方便。可以充分利用常备式贝雷架制作挂篮的受力主桁架，利用工字钢做为上下横梁，通过精轧螺纹钢做为吊带将模板固定在主桁架上，相比三角形、菱形挂篮，贝雷桁架式挂篮自重更小，可减少一次性投入，降低成本，并可以多次重复利用。缺点是挠度变形较大，对线性控制要求较高。

3 贝雷桁架式挂篮的设计

贝雷桁架式挂篮，主要由六大部分组成，分别为：(1)承重系统(贝雷片主桁梁)、(2)底模系统、(3)悬吊系统、(4)锚固系统、(5)行走系统、(6)模板系统。投入的每套挂篮重量不能超过95T(含内外模板重量)。详见表1。

3.1 承重系统(主桁)

承重系统为贝雷片组合桁片，由贝雷架、连接片、加强弦杆组成。安装时注意检查贝雷片销轴打入深度及保险装置。

3.2 底模

底模由前横梁、后横梁、纵梁及钢模板组成。前横梁、后横梁：采用2根I40a水平用钢板焊接成一根主梁桁架，横梁上设加劲板及连接板。前后横梁各长15m。纵梁：底模纵梁有I28工字钢按箱梁受力情况布置点焊形成。

3.3 悬吊系统

前后吊带及箱梁内后锚带采用精轧螺纹钢，其长度通过螺旋千斤顶调整。

3.4 后锚系统

由锚固梁、锚杆组成，上端通过锚固梁锚于主梁尾部，下端通过精轧螺纹钢和连接器锚于箱梁上。经计算一个挂篮主桁的后锚共需4根精轧螺纹钢筋。

3.5 行走系统

表1 详见单套挂篮材料数量

整个桁架结构支承在由56a工字钢加工而成的前、后支腿上。在挂篮前移时候，将桁架下面工字钢替换成重型平滚，利用手拉葫芦牵引至指定位置。

(1)为了调整挂篮水平，两片主桁下的支腿在加工时采用不等高设计，远离桥梁中心线的支腿高度高于靠近侧的支腿，挂篮的前支腿受力较大，前支腿采用双拼56a工字钢，以减少其压缩变形量，后支腿采用单根56a工字钢。(2)重型平滚由厂家制作，挂篮移动时为保证安全采用人工用手拉葫芦拉动向前行走。(3)为了保证挂篮行走时的安全，必须在箱梁前端及平滚前端设置限位装置，以防止挂篮滑出平滚或箱梁前端引起挂篮倾覆。(4)由于前支腿反力很大，因此，挂篮前移时必须按照设计要求设置前支腿下加强型钢。(5)行走平滚使用连接器直接锚固在梁体上。

3.6 模板系统:模板由内、外模板组成

(1)内模；由竹胶板与桁架组成。顶板为竹胶板，直接覆在由槽钢、木方形成桁架片上形成整体；侧板也为竹胶板，木方作加劲肋，侧模与顶模分别定位，接头处有效处理。内顶模直接搁置在内滑梁上，内滑梁采用2根32工字钢拼焊组成，前端用精轧螺纹钢锚固在前上横梁上，后端直接锚固在已浇筑梁体上。挂篮主桁迁移到位并锚固后，芯模顶模整体迁移到位。(2)外模；由型钢和大块平面钢模板组成桁架式模板，并设有模板移动滑梁，翼缘悬臂模板和腹板之间采用螺栓连接。

4 贝雷桁架式挂篮拼装

4.1 准备工作

(1)严格按照设计图纸要求进行加工，螺栓孔眼内销孔相对位置应按图纸要求控制。(2)销孔处的加劲板必须保证等强度焊接。(3)确保贝雷片质量，有无损坏变形。(4)贝雷片所有销子均为45号钢，且均作热处理，并作100%探伤检查。(5)由于0#块的长度为14m，所以该贝雷片挂篮在浇注0#块梁段后，在0#梁段上拼装挂篮，其余梁段挂篮单独在行走平滚上行走，进行剩余标准节段箱梁砼的浇注。

4.2 拼装要求

挂篮加工完成后应及时进行检测，检查挂篮结构各构件是否按照设计图纸及有关技术规范、规程进行选材、加工、制作，发现问题要及时纠正和整改。挂篮结构构件运达施工现场后，安排在已浇好的0#块上拼装，挂篮构件利用吊车吊至已浇0#块顶面，再进行组装。

拼装步骤为：

(1)主桁结构拼装；①在箱梁0#块顶板面垫枕位置处进行砂浆找平，测量放样并墨线弹出箱梁中线、垫枕中线和垫枕端头位置线。②利用吊装设备起吊垫枕，对中安放，安装垫枕锚固筋，将垫枕锚固在梁体上。③主桁构架在现场预先拼成整体后分片吊装至垫枕上，为防止倾倒，用脚手架临时支撑。④安装主桁后支点处的锚杆、(后)千斤顶、将桁架片通过精轧螺纹钢与箱梁预埋预应力筋连接、固定。五、起吊、就位主桁前横梁于主桁主梁上并固定。

(2)底篮系统和模板结构拼装；①外侧模拼装，外侧模在浇筑结束0#块后不拆除，主桁拼装好后在外侧模中穿入外滑梁并前(前横梁上)、后(梁体翼板上)固定，解除外侧模拉杆，将外侧模落在滑梁上，整体拉动外侧模就位。②底篮系统的拼装，在0#块下面的场地将底篮前、后横梁、纵梁拼装好，然后用4个手拉葫芦整体起吊底篮系统，起吊到位以后安装前、后横梁吊杆与主桁连接。③内模板拼装，内模顶模板的就位方法与外模相同，腹板内模于现场拼装。

5 预压

挂篮在0#块上拼装完毕以后，必须在第一次使用前对挂篮进行试压。按照主梁节段最大荷载及施工荷载总和的1.2倍进行预压，梁段最大荷载是11#块170.466t。加载最大重量为：170.466×1.2=204.56t。待整个预压、卸载过程全部完成后，将观测结果绘制成图表，进行成果分析，成果分析的主要目的是以便检验挂篮的刚度、强度和稳定性；消除非弹性变形，确定荷载与变形关系线；确定正式进行挂篮浇筑时的立模标高；将预压结果呈报给设计、监控、监理单位，以便更有利的保证施工质量。