菱形挂篮在悬臂浇筑连续梁上的应用要点

2020-09-05杜建政申铁军

山东交通科技 2020年4期

杜建政，申铁军

(山西路桥建设集团有限公司，山西太原 030006)

引言

挂篮采用销接形式，拆装便捷，准确度高。挂篮设计形式为菱形，两片菱形架之间间距通过梁体竖向预应力筋确定,两片菱形架通过中门架及前上横梁连接；挂篮组拼完成后需由施工方通过使用槽钢将两片菱形架后斜杆焊接连接起来以保证行走稳定[1]；外侧模板桁架拟采用导梁固定；导梁前端吊挂在前上横梁上,后端固定于已浇注箱梁上；挂篮行走时导梁置于侧模桁架上与挂篮主桁架整体同步行走；挂篮施工时严格控制在底模平台上堆积不必要的荷载，保持箱梁行走及箱梁浇注时的稳定与安全[2]。

1 应用实例

山西省临汾市浮山太和大桥采用挂篮斜拉施工技术，主构架系统中每片菱形架共5根杆件，具体包含上、下弦杆各1 根、竖杆1根，斜杆2根，菱形架均选用大型号槽钢抱方焊接，并加设补强板和腹板加强，防止受力后扭曲；防止风力过大使菱形架摇摆。行走及锚固系统：在梁体腹板两侧各预留 2 个直径 100 mm 的精扎螺纹钢筋预留孔，无竖向预应力筋时需通过预埋钢筋或者梁体腹板两侧预留孔锚固。

2 挂篮拼装操作要点

（1）将挂篮各构件、组合件逐一进行缺陷、尺寸、型号检查验收，检查主梁滑道的滑道顺直度（每2 m侧向弯曲）、桥轴线至两侧前支点距离、桥轴线两侧滑道位置、支点顺桥向与设计位置、支点中心线与滑道梁中心线对中误差、两主梁前支点顺桥向位置、底平台中心线与梁体中心线等偏差是否符合设计要求。（2）检查焊缝尺寸及其饱满度，如不合格及时处理；运输与吊装时，严禁损伤构件，各主要构件、组合件按拼装顺序分类堆码[3],为防止落模时对挂篮的冲击过大，脱模时先解除挂篮后的锚装置。接长得锚杆须保证在连接器中的部分长度对称[4]。

3 挂篮走行操作要点

（1）前段箱梁顶面上轨道加长：铺设钢枕和轨道前需确定挂篮前移轨道位置，再进行抄平垫实，通过轨道锚固垫片锚固轨道[5]。（2）后托梁外吊杆设置及底篮的保护设置：通过外吊杆吊住后托梁两端，再分别对应加设一个手拉葫芦加以保护，拆除锚在箱梁上的其他后托梁上的吊杆，后托梁同时用10 t手拉葫芦悬挂在侧模导梁上加以保护[6]。（3）调整好前后托梁高度后，拆除挂在箱体上的后吊杆。松动导梁后吊杆螺母使导梁及侧模下降，挂篮底托系统前端挂在前上横梁上，后端通过两外侧的吊杆挂在后吊梁上；内模同样下放10～15 cm。这样挂篮的模板系统与梁体就完全脱离了[7]。（4）反扣轮受力，此时挂篮整体重量作用于行走轨道上，务必确保反扣轮同时反扣轨道，同时受力，避免由于单侧受力损坏轨道。（5）检查后托梁与外侧模导梁之间安装的10 t手拉葫芦是否牢固，同时设置备用安全绳。检查反扣轮销轴是否连接紧密并转动自如，以保证反扣轮垂直受力。在行走轨道上涂抹黄油，减少摩擦力，准备挂篮移动（检查锚固位置是否解除，临时防御措施是否完善）[8]。（6）安装吊杆及标高调整：根据挂篮安装步骤安装后托梁及导梁后部吊杆，安装完毕后检查各个吊点是否符合受力要求，根据箱梁截面调整底托系统标高[9]

4 施工操作应用要点

4.1 挂篮施工应用要点

4.1.1 挂篮总装应用要点

（1）挂篮总装组成见图1；（2） 0#块、 1#块悬浇时需考虑后退；（3）此挂篮设计形式为菱形，两片菱形架之间间距通过梁体竖向预应力筋确定,两片菱形架通过中门架及前上横梁连接；（4）挂篮组拼完成后需由施工方通过使用槽钢将两片菱形架后斜杆焊接连接起来以保证行走稳定；（5）外侧模板桁架拟采用导梁固定；导梁前端吊挂在前上横梁上，后端固定于已浇注箱梁上；挂篮行走时导梁置于侧模桁架上与挂篮主桁架整体同步行走[10]；（6）挂篮施工时严格控制在底模平台上堆积不必要的荷载，保持箱梁行走及箱梁浇注时的稳定；（7）挂篮张拉平台以及挂篮脚手架由施工单位自行解决，但自重不超过3 t；（8）挂篮前支点距离已浇注梁体边缘50 cm；（9）两侧挂篮必须同时施工以保证平衡；（10）为保证施工安全，挂篮整体安装完成后需加设行走平台及防护网设施。

图1 挂篮总装

4.1.2 挂篮行走应用要点

（1）挂篮后锚系统和行走系统见图2；（2）此后锚梁用于混凝土浇筑时防止挂篮发生前倾，使反扣力由反扣轮传递至梁体；（3）后锚梁设计采用28#槽钢，单片菱形架设置2根后锚梁，4根后锚吊杆，后锚吊杆通过梁体预留孔锚固在翼板和底板上,锚固时需加设垫块，并保证后锚杆垂直受力；（4）混凝士浇筑时需保证后锚杆不受剪力,并不得碰触点焊火花等，后锚杆使用一定节段后需视受损情况进行更换，以保证施工安全；（5）后锚梁为保证挂篮不发生倾覆的关键部件，施工时需随时检测,如有需要立刻更换；（6）行走系统包含轨道、钢枕、附件、液压泵站、液压顶等；（7）行走轨道通过接长梁体竖向预应力钢筋与梁体锚固(无竖向应力钢筋需预埋φ25精轧螺纹钢)，锚固时保证精轧钢垂直并保证预应力螺母连接紧密，连接器需选用符合国家规定标准的产品[11]。

图2 后锚及行走系统

4.1.3 挂篮菱形杆件施工应用要点

（1）菱形杆件见图3；（2）挂篮菱形架由5根杆件与4组节点箱组成，货物散运至施工现场后组拼、试压，待检测完成并合格后方可吊装至已浇筑好的0#块安装，准备施工；（3）施工方将挂篮安装到位后需自行焊接部分爬梯、扶手、平台等安全防护部件，以保证工人操作过程中的安全事项；（4）现场使用挂篮时，需采用标准件连接部位杜绝焊接，以免影响挂篮前行与后退等操作；（5）菱形架采用32#双抱槽钢焊接。节点箱采用20 mm钢板焊接，主销轴采用中φ100材料40Cr；（6）菱形梁安装时位置、间距必须与设计图纸一致。

图3 菱形杆件组装

4.1.4 挂篮底托系统施工应用要点

（1）挂篮底托系统通过吊杆与梁体、菱形架连接为整体使用，是直接承受混凝土的部位；（2）连续梁在施工前需由施工方提前制作底部防护构件，挂篮安装完成后将底部防护吊挂于底托系统前后托梁上，防止一切可能坠落物坠落,杜绝事故发生；（3）施工方需自行准备木板、角钢、防护网等设备用于保护工人施工安全；（4）混凝土浇筑前需进行预压，记录整个底托系统以及各部件变形总量，可塑变形和永久变形总量，待检验合格后方可使用；（5）材料：前后托梁136#工字钢，底纵梁132#工字钢，吊耳、吊架为20 mm钢板焊接。

4.1.5 0#块和1#块施工应用要点

（1）0#块和1#块,采用Q235钢；（2）此梁体0#块和1#块总长度14 m,最长块6 m,此模板方案设计时考虑0#块和1#块模板通用至及其他悬浇块(不包含边跨直线段)使用；（3）此0#块模板加工长度14.3 m,其中两侧3.15 m模板可通用至挂篮模板；（4）桁架与模板之间采用钩栓连接，模板施工时，把模板与桁架现场焊接成整体。

4.1.6 挂篮内模施工应用要点

（1）内模板均为55系列钢模，中间设置可调节槽钢连接，内外模对拉时，内模架需施工方自行焊接小槽钢对拉背楞；（2）此内模根据2#块最高截面设计；腹板变窄时，顶板位置由施工方自行加设调整节；随梁体高度变化，腹板处内模及内模架需割除使用；（3）齿块位置内模由施工自备木模调整使用；（4）内模按6.5 m宽配置，内模架自行放置，最大间距为1 m。

4.1.7 挂篮侧模施工应用要点

（1）挂篮侧模采用Q235钢；（2）单支挂篮侧模组拼长度6.3 m，4.3 m模板通用至0#块使用；（3）此侧模根据2#块最高截面设计,腹板变窄时，顶板位置由施工方自行加设调整节,随梁体高度变化，腹板处侧模及侧模架需割除使用；（4）桁架与模板之间采用钩栓连接，模板施工时,把模板与桁架现场焊接成整体。

4.1.8 挂篮底模施工应用要点

（1）挂篮底模，采用Q235钢；（2）此底模仅用至悬浇段。

4.1.9 挂篮高程调整

挂篮走行到位后，检查挂篮在横桥向及纵桥向的位置，底模标高调整完成后，安装外侧模，进入该节段梁体施工。挂篮走行到位，调整完毕后，进行该节段箱梁施工及混凝土浇注，其施工流程与0#块和1#块施工流程基本相同。

4.2 支架拼装应用要点

4.2.1 型钢平台结构体系

0#块和1#块支架采用在墩旁承台上设置钢管桩立柱，钢管桩上安装型钢平台的结构体系。支架拼装前，按照设计标高抄平承台标高，放出中线，墩身施工完成后，安装钢管桩，将钢管桩与墩身连接，然后安装平台及模板等[12]。受承台尺寸限制，两排均垂直布置，底端分别与承台连接（采用栓接），顶端与底模平台分配梁连接，连接系上下弦杆用2[14b型钢、腹杆用2[10型钢，柱顶纵担梁采用3根I56B工字钢组合截面，长度7 m。纵担梁与柱顶之间设置卸架砂箱。砂箱由钢板制作，上加顶盖以防水进入造成卸架困难[13]。砂箱内干砂提高承载力。底模楔形排架构造见图4。

图4 底模楔形排架加工构造（cm）

4.2.2 钢管柱支架各构件截面特性

1#墩墩高为38 m、梁高6 m、梁底支座及垫石0.5 m，支架搭设总高度为37.74 m。钢管柱支架各构件截面特性见表1。

表1 钢管柱支架各构件截面特性

4.2.3 支架荷载试验

荷载试验采用相当于主梁一般构造中0#B-B断面与C-C断面之间1 m断面的梁重加1#块梁重及施工荷载1.3倍的重量预压，采用土袋作压重荷载；预压前在支架底设沉降观测点，设3个横断面（在距墩身1.25 m处，在距墩身2.5 m处,在距3.75 m布置监测断面），按4级加载，为60%（加载重量78.62 t）、80%（加载重量104.83 t）、100%（加载重量131.04 t）、130%（加载重量170.35 t）。