宿遷運(yùn)河二號(hào)橋掛籃設(shè)計(jì)與施工

1、宿遷運(yùn)河二號(hào)橋掛籃設(shè)計(jì)與施工摘 要：本文主要介紹了宿遷運(yùn)河二號(hào)橋施工用掛籃的 結(jié)構(gòu)型式、主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工安裝和注意事項(xiàng)，以及施工中采用的行走、穿束等系 列輕便、快速施工工藝和撓度控制等。關(guān)鍵詞：橋梁 掛籃 設(shè)計(jì) 施工 宿遷運(yùn)河二號(hào)橋主橋?yàn)?5+75+45m的pc連續(xù)箱梁體系，梁底按二次拋 物線變化。主橋施工分為2個(gè)單t，每個(gè)單t以墩中心線為對(duì)稱(chēng)軸向兩邊分成9段。墩頂上部7m 為0號(hào)段，15號(hào)段長(zhǎng)3.4m，69號(hào)段長(zhǎng)4.0m，最重梁段為1號(hào)段(886kn)。 該橋設(shè)計(jì)分為上下游兩幅，兩幅間設(shè)計(jì)為70cm寬濕接縫。根據(jù)工期要求，掛籃設(shè)計(jì)必需考慮 上、下游幅懸澆基本同步進(jìn)行。1 結(jié)構(gòu)型式和主

2、要特點(diǎn)掛籃由主桁系統(tǒng)、配重及后錨固系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、前后上下橫桁、吊掛系統(tǒng)、底模、內(nèi)外側(cè) 模幾個(gè)部分組成。1.1 主桁系統(tǒng) 該掛籃主桁設(shè)計(jì)為兩桁，三路貝雷桁架片利用型鋼聯(lián)結(jié)片連成整體形成主桁，貝雷上、下加設(shè)加強(qiáng)桿。 設(shè)計(jì)最大允許彎矩為4700knm， 兩主桁置于腹板位置，中心距 6.4m， 縱向長(zhǎng)12m。1.2 后配重及后錨固系統(tǒng) 形成單只掛籃后，為保證掛籃不前傾，設(shè)計(jì)于兩主桁間橫擔(dān)兩根36號(hào)工字鋼，其上放置重35 t的鋼箱裝黃砂作為掛籃后配重；為抵消混凝土澆筑時(shí)的后拉力，主桁尾部50cm處以?xún)筛?重橫 梁作錨梁，每道主桁設(shè)計(jì)用2根級(jí)32精軋螺紋與已澆箱梁錨接起來(lái)。配重與錨桿同時(shí)作 用確保了掛

3、籃的安全，同時(shí)精軋螺紋可自由拆卸、安裝、效果良好。后配重的黃砂、懸澆結(jié) 束后材料可全部回收使用，大大降低成本。1.3 行走系統(tǒng)1.3.1 上橫桁移動(dòng) 在兩根前后上橫桁于主桁位置處直接焊輔兩塊12mm鋼板，覆蓋于主桁上作為橫桁滑移使 用，在掛籃移向2塊時(shí)，用50kn倒鏈將前后上橫桁移至施工位置。1.3.2 掛籃整體走行系統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)中徹底放棄了以往的滑道施工工藝，而直接用貝雷平滾置于主桁前支點(diǎn)下(已澆混 凝土 段端面向內(nèi)50cm)，后支點(diǎn)(配重位置)下設(shè)置16號(hào)工字鋼加工的托板，下用32圓鋼作滾筒 ，混凝土梁段上鋪5mm鋼板作為滾筒跑道。掛籃整體行走時(shí)，于已澆梁段頂部預(yù)埋16拉環(huán) 一只，利用轉(zhuǎn)向

4、葫蘆直接采取卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引的施工工藝，當(dāng)行走到待澆梁段位置時(shí)，前支點(diǎn)處 用鋼板墊牢，保證混凝土澆筑時(shí)的支點(diǎn)承載。該施工工藝在施工中每行走4m長(zhǎng)塊件時(shí)，所需 時(shí) 間僅約20min，而所有準(zhǔn)備工作均可以在等待混凝土強(qiáng)度上升、張拉壓漿階段穿插完成。 1.4 前后上下橫桁系統(tǒng) 上橫桁由兩根45號(hào)工字鋼組成，下橫桁由2根36號(hào)工字鋼組成，前后橫桁中心距5m，橫桁長(zhǎng)1 3m，上橫桁懸臂長(zhǎng)3.5m。前后橫桁上分別設(shè)有底模平臺(tái)及內(nèi)外側(cè)模的吊掛點(diǎn)。1.5 吊掛系統(tǒng) 澆筑混凝土?xí)r，底模平臺(tái)及其它各部分的重量吊掛是通過(guò)鋼吊帶實(shí)現(xiàn)的。前橫桁設(shè)計(jì)有5根4cm鋼吊帶，后橫桁于箱梁截面以外設(shè)計(jì)有2根4cm鋼吊鏈，箱梁截面底寬6

5、.5m范圍 內(nèi)設(shè)計(jì)有3根級(jí)32精軋螺紋錨桿，施工中用兩只32t千斤頂對(duì)每根錨桿加有約500kn的預(yù) 緊力，使底模與成品混凝土夾緊不漏漿，而且承擔(dān)混凝土澆筑時(shí)的部分豎向分力。1.6 模板 由底模、外側(cè)模、內(nèi)芯模和端模組成。底模系將12mm鋼板直接固定在底模平臺(tái)上，底模 平臺(tái)長(zhǎng)6m、寬13m，承擔(dān)澆筑時(shí)混凝土重量及施工機(jī)具設(shè)備的重量，并兼作施工操作平臺(tái)。 底模平臺(tái)以型鋼(7組2根28號(hào)槽鋼加6組2根20號(hào)槽鋼)拼成加勁梁，并與前后下橫桁直接焊接 。為保證梁底線型，加勁梁加工時(shí)中段進(jìn)行預(yù)壓彎約8mm。外側(cè)模用10號(hào)槽鋼依照翼緣尺寸加工成定型骨架片，按1塊尺寸連接組拼成整體骨架，滿(mǎn) 足不同長(zhǎng)度塊件使用

6、。整體骨架表面釘附16mm竹膠板作為面板，保證混凝土表面的平整 、光潔。內(nèi)側(cè)模為組合鋼模與木模相結(jié)合，通過(guò)16拉桿內(nèi)外側(cè)模連接定位，控制變形。用 內(nèi)徑20的硬塑料管作拉桿套管，且伸出內(nèi)外側(cè)模板，以消除混凝土澆注時(shí)套管進(jìn)漿導(dǎo)致拉 桿無(wú)法抽拔。結(jié)果表明，除個(gè)別套管因振搗碰撞破裂進(jìn)漿，造成拉桿抽拔失敗外，拉桿回收 率達(dá)100。 拆模后，伸出混凝土表面的套管只需用鐵鏟鏟斷即可，既保證了外表美觀，也避免了繁瑣的 修復(fù)工作。芯模頂板施工采用搭設(shè)木排架，上鋪組合鋼模。 端模用組合鋼模與木模結(jié)合，利用梁體鋼筋臨時(shí)固定，內(nèi)外模將其夾緊、定位。2 結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1 主桁未分離計(jì)算 澆筑1、2塊時(shí)，結(jié)構(gòu)為雙懸臂筒支梁

7、，主要計(jì)算主桁前支座反力，驗(yàn)算主桁片的抗壓變 形破壞；其次計(jì)算主桁片的彎曲應(yīng)力，以及上橫桁承載及變形。2.2 形成單只掛籃計(jì)算 此時(shí)結(jié)構(gòu)為單懸臂的簡(jiǎn)支梁，后錨固受拉，前支座受壓，主要驗(yàn)算混凝土澆筑及行走時(shí)的傾 覆穩(wěn)定性。2.3 其它計(jì)算 掛籃前后下橫桁在灌注混凝土?xí)r按4跨和3跨連續(xù)梁計(jì)算，行走時(shí)按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，掛籃后上橫 桁按雙懸臂簡(jiǎn)支梁計(jì)算。2.4 技術(shù)指標(biāo) 掛籃行走時(shí)傾覆穩(wěn)定系數(shù) k 2.28 1.5； 后錨固允許受力 與最大受力比值 k 3.241.5； 混凝土澆筑時(shí)主桁承載(考慮貝雷組拼承載能力的削弱80)k3.57； 上下橫桁承載安全系數(shù)k1.89。3 施工安裝 (1)根據(jù)已有起吊設(shè)備

8、，主桁先在岸上分段組裝，底模平臺(tái)拼裝于浮箱上，側(cè)模骨架拼裝結(jié) 束后放于底模平臺(tái)上。 (2)在已澆0塊上整體拼裝。按照主桁支座、主桁、前后上橫桁及吊掛系統(tǒng)、配重系統(tǒng)的順 序逐步安裝。上橫桁就位后，在0塊頂安放四臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，通過(guò)轉(zhuǎn)向葫蘆將拼裝于浮箱上的 底模、側(cè)模系統(tǒng)起吊到位，通過(guò)吊帶銷(xiāo)接完成全部拼裝。 (3)掛籃的一個(gè)循環(huán)周期大約經(jīng)過(guò)如下步驟： 混凝土養(yǎng)護(hù)期間拆除外模架支點(diǎn)，將外模架落于底模平臺(tái)上，穿跑掛籃用的卷?yè)P(yáng)機(jī)開(kāi)口、 鋼絲繩。 混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)值90時(shí)，張拉、壓漿。 拆除底錨、后錨，用千斤頂安裝前支座平滾。 前后吊帶系統(tǒng)下落1020cm。 用卷?yè)P(yáng)機(jī)將掛籃整體行走到下一塊的位置，錨好后錨桿，墊

9、實(shí)前支點(diǎn)。 底模平臺(tái)調(diào)整，側(cè)模調(diào)整，吊帶系統(tǒng)調(diào)整固定。 綁扎底板鋼筋、腹板鋼筋，組拼內(nèi)模，上對(duì)拉桿，綁扎頂板鋼筋。 立端模準(zhǔn)備澆筑新的塊件。 本次掛籃設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)受力明確、操作方便、施工進(jìn)度快、質(zhì)量好。自1998年8月29日澆筑上游1 塊至10月29號(hào)澆筑下游9塊全部結(jié)束，歷時(shí)61d，共懸澆18塊件。平均6d一周期，最快 塊件4.5d。4 掛籃施工中的幾個(gè)問(wèn)題(1)要確?；炷翝仓r(shí)主桁前支座材料強(qiáng)度滿(mǎn)足受力要求，并因此支點(diǎn)反力較大，必要時(shí) 須對(duì)主桁片進(jìn)行加固，防止出現(xiàn)壓桿破壞。 (2)外側(cè)模底部與底模接觸處設(shè)置必要的橫向剛撐，確保底角不漏漿，影響外觀。 (3)設(shè)置必要的腹板拉桿數(shù)量，防止出現(xiàn)面板

10、變形，影響質(zhì)量。 (4)掛籃懸澆至7塊結(jié)束時(shí)，由于鋼絞線較長(zhǎng)，且預(yù)埋波紋管采用內(nèi)接白鐵皮管接頭，使索 道 孔內(nèi)徑減小，人工穿束困難。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)研究，決定采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引的施工工藝：先穿一根8 鋼筋，出孔處連接卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩，將懸澆束12根鋼絞線(板束為19根)于索道進(jìn)口處整體焊接 在鋼筋上，注意焊接時(shí)要盡量使鋼絞線排列成圓形截面，然后直接用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。施工結(jié)果 表明，此工藝不僅節(jié)省人力，且大大縮短穿束時(shí)間，索道接頭鐵皮管有時(shí)亦能被強(qiáng)行拉出， 平均每道穿束時(shí)間為30min。 (5)由于梁體懸臂較長(zhǎng)，根據(jù)施工實(shí)踐，側(cè)模骨架片采用10號(hào)槽鋼加工易產(chǎn)生彎曲、扭曲變 形，后用14號(hào)槽鋼加固，將原骨架片兩支腿改為三支腿，效果良好。(6)掛籃在走行時(shí)出現(xiàn)主桁尾端橫向彎曲達(dá)30cm，有安全事故隱患。經(jīng)分析原因有二：一是 因三路貝雷底面不在同一水平面上，主桁有傾斜現(xiàn)象，置于主桁的后配重產(chǎn)生水平分力；二 是主桁后支點(diǎn)偏前，配重位置下無(wú)支點(diǎn)，側(cè)向分力無(wú)法消除，最終導(dǎo)致端貝雷出現(xiàn)橫向彎曲 。根據(jù)上述原因，將主桁后支點(diǎn)移于配重位置下，同時(shí)調(diào)整使每組桁片貝雷底標(biāo)高相同，行 走時(shí)隨時(shí)注意觀察、調(diào)整，處理效果良好。5 箱梁撓度控制 箱梁的撓度、底板線型控制一直是懸澆工藝中的難點(diǎn)。本次掛籃設(shè)計(jì)對(duì)前后上下橫桁、吊帶 節(jié)點(diǎn)的伸長(zhǎng)、主桁彈變的疊加均作了計(jì)算，最后取值為1