预应力混凝土连续梁挂篮施工行走就位固定技术分析

2022-09-20丁建文

运输经理世界 2022年2期

关键词：工字钢挂篮螺杆

丁建文

（福建漳龙建投集团有限公司，福建漳州 363000）

0 引言

当前，随着我国经济和科学技术的迅速发展，越来越多的桥梁顺利建成通车。在桥梁建设中，有施工工期要求，但有时因复杂地形环境的影响，会导致工期延长。为保证施工效率，目前在连续梁浇筑施工中常采用挂篮施工技术。

1 工程概况

某大桥起讫点桩号：K20+613.0—K21+240，桥长627m，交角90，纵坡为i=1.5%。上部构造，桥梁上部构造左幅采用：（35+35+30）m 现浇箱梁+3×30m 预应力混凝土小箱梁+4×40m 预应力混凝土小箱梁+4×30m 预应力混凝土小箱梁+5×30m 预应力混凝土小箱梁，共计5 联，右幅采用：（30+35+35）m 现浇箱梁+3×30m 预应力混凝土小箱梁+4×40m 预应力混凝土小箱梁+4×30m 预应力混凝土小箱梁+5×30m 预应力混凝土小箱梁，共计5 联；下部构造，桥墩采用门形墩、矩形段，桩基础。现浇箱梁位置为跨国道交叉设计，为保证国道的正常通行，现浇箱梁段采用挂篮施工工艺。

2 挂篮行走要求

桥梁预应力混凝土连续梁采用悬臂浇筑法进行施工，其中挂篮行走是连续梁施工的关键。施工人员要熟练掌握挂篮行走的操作顺序，挂篮行走前检查行走、吊挂、模板等系统的安全性；挂篮行走时应遵循规范要求，在底模移动前，确认上横梁上吊杆（或精轧螺纹钢）与底模下横梁连接好方可前移；挂篮两侧前移要对称平衡进行，在挂篮行走过程中应设专职人员进行统一的调度指挥，随时监测各位置的移动状态；挂篮行走时，要缓慢进行，位移差不得大于30cm，移动速度应控制在0.1m/min 以内。

为保证挂篮行走安全，避免挂篮纵向滑移，挂篮后部各设一组防溜绳，与挂篮锚固后轮和其后轮处的反扣式挂篮轨道防倾覆装置共同作用，防止挂篮倾覆，保证挂篮处于稳定状态；挂篮移动过程中，后锚点切忌全部松开，应随挂篮的前移逐步向前滚移，始终保持足够的安全系数；挂篮在梁段混凝土浇筑及行走时的抗颠覆安全系数、自锚固系统的安全系数，均应符合设计及规范要求；同时，在挂篮行走过程中注意观察，如发现问题立即停止挂篮行走，并及时分析处理。

3 挂篮就位固定受力分析

挂篮行走就位后，需及时进行锚固转换，将上拔力由锚固小车传递给主桁后锚杆。此时挂篮一个节段的行走工作完成，下一步是模板安装、钢筋制作及绑扎安装、混凝土浇筑施工及养护、预应力施工等。在混凝土浇筑施工过程中，在后锚杆、挂篮锚固后轮、反扣式轨道防倾覆装置及防溜绳的共同作用下，防止挂篮倾覆。多种防护措施并举，可为挂篮施工防倾覆提供有力保障。但由于混凝土浇筑施工过程中，存在不同工序转换的现象，使连续梁挂篮的受力情况时刻变换，且受力大小不固定，当挂篮与行走轨道之间无纵向锁定装置时，在线路纵坡及水平作用力影响下，挂篮与轨道之间存在滑动趋势，存在滑移安全风险。

4 挂篮滑移分析与解决措施

4.1 挂篮滑移分析

施工过程中挂篮突然沿轨道纵向滑移，挂篮后锚精轧钢吊杆因受水平剪力导致拉弯甚至拉断（根据精轧螺纹钢材料力学性能，刚度大含碳量高，柔性较差，受剪容易脆断）。此时，相当于挂篮防倾覆结构中最主要一道的保险被破坏。其他防倾覆装置，锚固后轮、反扣式轨道装置和防溜绳将因受力突变、重力转换导致拉力猛增，上拔力增大，进而造成连续梁挂篮失稳。这种情况下，轻则导致挂篮剧烈晃动、模板下沉，影响施工质量，返工整改，影响工期；重则引发倾覆安全事故，导致施工人员受伤。

4.2 防止挂篮滑移措施

为防止连续梁施工过程中出现挂篮沿轨道纵向滑移的风险，结合现场施工情况，认为在挂篮行走就位后，可在挂篮轨道端头加装支挡限位装置，这两种装置在轨道上可产生对挂篮向前滑移的反方向阻力，暂称其为挂篮轨道支挡限位装置。它将和挂篮后锚的下压力、防溜绳的后拉力共同作用，形成前支挡、下压、后拉的工作状态，保证挂篮稳固。

通过查看以往的连续梁施工记录以及观察分析发现，挂篮的行走轨道状态受梁体节段长度影响，在挂篮节段行走就位后，挂篮轨道基本会伸出梁端30～50cm，如图1 所示。现场对挂篮行走轨道端头加装支挡限位装置，并进行分析和研究。

图1 挂篮轨道

4.3 挂篮轨道支挡限位装置制作与安装

挂篮轨道支挡限位装置1 的构造，以一根轨道的支挡限位改装进行说明。装置1 主要采用两根长50cm 的H 型18#工字钢进行改装。工字钢对应挂篮轨道单侧开槽4cm，开槽位置以工字钢一侧伸出挂篮轨道底面5cm 为宜，确保工字钢另一侧伸出挂篮轨道顶面长度更大，保证与挂篮行走端有更大的受力面。两根工字钢开槽面对向扣在挂篮轨道上。同时，在挂篮轨道端头侧面中间的位置间隔10cm 开设Φ32mm的螺杆孔，用于调节安装位置与固定装置。在安装时，将两根工字钢开槽面对向扣在挂篮轨道上，并在对应挂篮轨道螺杆孔位置和挂篮轨道顶面位置开孔；两根工字钢对向卡扣在挂篮轨道上，通过对应孔位安装Φ32mm 螺杆，并进行双螺母锁紧加固。为确保支挡限位装置的工字钢在挂篮端头阻挡工作中自身稳固，受力后不产生形变，对工字钢刚度进行二次加强，在工字钢顶部满焊1cm 厚钢板和侧肋板，在工字钢螺杆孔外侧满焊0.5cm 厚的垫板（见图2）。

图2 限位装置1

挂篮轨道支挡限位装置2 的构造，以一根轨道的限位装置进行说明。运用螺旋千斤顶原理，用钢板焊接成高度350mm×宽度120mm 的上宽下窄的限位装置。限位装置制作：采用两块2cm 厚13×33cm 钢板（在钢板下部15cm 位置开始开槽，槽口3cm 宽，一边15cm 深，一边7.5cm 深，上小下大）和一块2cm 厚12cm×12cm 的垫板（垫板中部开设Φ32mm 的螺杆孔），另在装置外侧满焊1cm 厚钢板进行加强，将限位装置倒扣插入挂篮行走轨道的竖向锚固孔内，并将与轨道接触面四周满焊（轨道锚固孔尺寸120mm 宽×150mm 长），即限位装置与锚固孔接触面形成受力支点，采用Φ32mm 的螺杆连接限位装置及挂篮前端支点（支点处开设Φ32mm 的螺杆孔，开孔处可加一块2cm 厚带孔的垫板进行二次加强），最后采用双螺母将限位装置与挂篮前端支点间距调节至合适位置后锁定，如图3 所示。

图3 限位装置2

4.4 挂篮轨道支挡限位装置效果分析

在施工现场分别应用上述两种挂篮轨道支挡限位装置。通过螺杆孔调节挂篮轨道支挡限位装置1 的安装位置，保证装置自身卡槽和挂篮轨道充分接触，再将螺杆固定锁紧。但在现场施工中，受挂篮轨枕影响，挂篮轨道支挡限位装置1 和挂篮行走端常存在大约2cm 的间隙。对于间隙问题，可采用钢楔子填缝打紧的方式有效消除间隙，从而发挥其对挂篮轨道的支挡限位作用。

安装挂篮轨道支挡限位装置2 时，调节好位置后，工人用扳手将连接在两支点Φ32mm 螺杆上的双螺母分别与两支点拧紧即可。

通过对施工过程的观察发现，将两种装置锁紧固定牢固后，挂篮在工作中无松动、滑移现象，说明在挂篮轨道前端安装这两种限位装置，能够有效防止挂篮沿轨道滑移。

4.5 挂篮轨道支挡限位装置效果评价

施工中分别使用两种挂篮轨道支挡限位装置，证明这两种支挡限位装置都能有效防止挂篮沿轨道产生滑移，可增强挂篮在施工过程中的稳定性，降低连续梁施工过程中挂篮沿轨道产生滑移的风险，提高预应力混凝土连续梁挂篮施工过程的安全性。经综合对比，支挡限位装置2 的制作更简单、安装与拆装更方便，通过螺杆、螺母即可调节与固定装置，施工至下一阶段时，松开紧固的双螺母，抽出两支点上Φ32mm的螺杆，即可拆除。该装置的制作及安装过程，工人也更容易掌握，在实际应用中安装与拆装效率更高。