三角形挂篮的设计方案及悬灌施工技术

三角形挂篮的设计方案及悬灌施工技术摘要:本文结合某高架桥的悬灌施工,对三角形挂篮的悬灌施工技术和设计方案进行了介绍,其中对挂篮的安装及行走过程和挂篮各构件的传力机理进行了重点介绍。实际工程表明,此挂篮的设计合理,可以满足工程的要求,能够给类似的连续箱梁悬浇挂篮设计及施工提供参考。

关键词:公路桥；连续箱梁；三角形挂篮；设计方案；悬灌施工中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

1.引言

该高架桥为43m+77m+3×75m+77m+43m混凝土预应力连续刚构。主桥的三向变高度混凝土预应力连续箱梁使用的是单箱三室斜腹板截面。梁高是按照抛物线进行渐变的,底板的厚度也呈渐变状,抛物线的顶点位置均在跨中合拢段处。箱梁的跨中梁高为2.25m，中支点处的梁高为4.45m,端支点处的梁高为2.0m。横桥向箱梁的底板宽按腹板斜率依据梁高来进行确定,其中，跨中处和边支点的底板宽为16.0m，中支点处的底板宽为14.56m,顶板宽为25.0m。箱梁悬臂施工的梁段长度分三种：4m、3.5 m和3m。跨铁路既有线的悬灌施工安全和宽幅挂篮的设计是此桥施工的关键。

2.挂篮的设计方案

（1）挂篮的主要设计参数

挂篮是自行式行走、无平衡重,自重为83.8 t。梁底宽度的变化

范围是14.5-16m；梁高的变化范围是4.5-2.0m；梁段的最大长度为4m，最大质量为200t；挂篮的工作系数即挂篮总重和最大悬浇节段重量的比值为0.42。

（2）挂篮各构件的传力机理

由间隔分布的内、外纵滑梁来承受模板以上的重量，同时内、外纵滑梁将力传递给前上横梁上安装的吊杆和已浇梁段的顶板。通过底模将待浇底板和腹板混凝土的重量传递给底篮的纵、横梁,再利用前、后下横梁上安装的吊带将力传递给前上横梁和已浇梁段的底板。前上横梁的全部荷载则均传递给三角形主桁架,然后再由三角形主桁架的后锚点和前支点将力传递给已浇梁段的顶板。

（3）挂篮的构造

挂篮由锚固系统、走行系统、侧模系统、底模系统和承重系统五个部分构成。

3.连续箱梁悬灌施工技术

3.1安装挂篮

完成墩顶0#节段施工以后,开始对加工好的挂篮进行拼装。拼装程序为:走行系统、三角形桁架、锚固系统、底模、侧模和内模。

(1)将已浇梁段整平,对0#节段的预埋锚固孔位和锚固螺栓进行检查,根据滑道间距留出四套挂篮滑道位置,在箱梁的腹板顶面把钢枕铺好,对滑道进行安装,把滑道顶面抄平,确定好中心距。必须在滑道位置对放线进行准确的测量，从而确保挂篮的纵横向位置正确。

(2)吊装三角架。在桥面上对桁架进行拼装,使用50t吊机把构件吊到桥面上,先吊三角架纵梁,其次吊装斜拉板、立柱、后下横梁等。必须在安装时使用临时支撑进行固定,采取预防措施后方可将吊钩放松。拼装挂篮时,严禁空孔、扩孔,不能随意吹割烧焊构件。主梁安装时必须把前支点固定好，同时保持四根主梁的高程相同。安装主梁完毕后及时安装后锚固装置,以保证挂篮整体的稳定性。

为了确保结构受力均匀及便于安装,在设计时要按照实际长度把立柱缩短20mm进行设计。设置一个千斤顶顶紧装置在立柱支座下,施工时同步顶紧每侧的两组立柱,以斜拉板绷紧为宜控制顶伸量,到位以后在支座下将垫板塞牢,同时使用电焊或螺栓与纵梁固定好。

使用m27高强度的螺栓连接桁架,拼装各节点板之前要保持板的平整、清洁、干燥。一定要严格根据《公路桥涵施工规范》(jtj 041-2000)中的相关规定进行高强度螺栓的连接,保证每根高强度螺栓的扭距都能够满足要求。

(3)使用分配梁和φ32 mm精轧螺纹钢把桁架后支座固定好,其次把前后各吊杆和前上横梁吊装起来。在上横梁上把分配梁、千斤顶等调节装置安装好,一定要严格按照设计位置布置各吊点。将前、后工字钢下横梁吊装起来,保证两端无倾斜、水平,同时把吊杆装上，把枕梁固定好。在前、后下横梁工字钢上安装底模纵梁,同时使用螺栓固定好,要求和每一根工字钢都接触紧密,不能留有空隙,若存在空隙必须垫实。

(4)吊装外侧模、前后吊杆及内模架滑梁。在安装之前要把外侧模托梁插进外模框架内,把前后吊杆吊架安装好,吊起外侧模,使用5 t的手拉葫芦把外侧模拖动到1#梁段位置,确保吊梁的前后端处于同一水平面上,如果发生倾斜可以对吊杆高度进行调节。使用丝杆和支架把前后下横梁连接起来,同时使用螺帽固定好。

(5)将扶手和工作平台等辅助设施安装好,确保可以在施工作业中便于操作,保证施工中的安全性,将施工的工作平台封闭好。

(6)挂篮试压。组拼完挂篮后,按照施工规范中的要求,一定要进行压重试验。采用钢筋、型钢、钢绞线、砂袋等预压,根据最大节块重量的1.2倍设置荷载。

(7)立模高程的调整。按照挂篮试压测出的非弹性变形值和弹性变形,然后再按照设计提供的模板挠度值和预拱度等把1#梁段的立模高程确定出来。

3.2挂篮行走

每一个“t”构都要从1#段开始,将挂篮对称拼装好后就能够进行1#段的悬臂浇筑施工了,1#段的施工完成后,将前移挂篮到2#梁段,以下是行走程序:

(1)找平1#梁段的顶面,将滑道和钢枕铺设好。

(2)先将外侧模的前后吊杆同步放松,配合倒链拆除外侧模板,使挂篮前后吊杆同步放松,使底平台和前、后下横梁均匀落下。

(3)将外侧模板的支承块安装好,继续对外侧模板的前后吊杆进行下放,让外侧模板支承在前、后下横梁上,为了防止外侧模行走时

倾覆，应适当固定底平台支承梁和支承块。

(4)将内支架吊杆放松,让支架支承在箱梁内。把各模板的吊杆松除后,同步用千斤顶起顶三角架纵梁,将前支点垫板松卸,松卸后对装置进行锚固。

(5)安装两台yc75-100长行程的千斤顶,把挂篮前、后支座移动的位置标记好(梁端距支座中心50 cm)。

(6)利用千斤顶前移三角桁架,当挂篮空车走行时,主梁的行程差不可多余10mm。

(7)挂篮的主体结构走行到位后,首先对后锚装置进行锚固,将后吊杆安装好,吊起底模。预埋管道、绑扎钢筋、立侧模,现场将内模和内支架拖拉到位。

(8)将立模的高程调整好之后,开始灌注混凝土,3#梁段到9#梁段的施工均重复上述施工步骤即可。

4.结束语

实际工程表明,挂篮的主要构件受力明确,设计合理,结构简单,完全满足工程的需要。该工程的挂篮设计计算没有对三角形主桁的不均衡受力进行考虑,本文认为，虽然其对施工没有较大的影响,但是从确保跨既有线施工安全的角度出发,还是应该考虑进去。因为每一座悬灌施工的连续箱梁桥均具有其自身的特点,所以这就需要综合考虑围绕大桥伴生的种种因素和大桥自身因素对选择挂篮的影响。

参考文献：