新型无轨道三角挂篮施工工法

青义涪江大桥新型无轨道三角挂篮

设计与施工的技术研发

四川川交路桥有限责任公司青义涪江大桥新型无轨道三角挂篮QC小组【1】工程概况

绵阳市二环路三期工程青义涪江大桥地处绵阳市北郊，地处四川盆地北部边缘，桥位横跨涪江河，两岸均有道路相连，交通方便。

青义涪江大桥设计为78+3×138+78m五跨一联的预应力砼连续梁桥，主墩为空心薄壁墩，基础为承台、群桩基础，桥梁上部结构采用分幅式，桥面净宽2×16.5m，左、右幅分离5m，桥梁起止桩号为K34+412～K34+982，桥梁全长570m，合同工期540天。

箱梁采用单箱单室箱型截面，箱梁顶板宽16.5m，底板宽9.1m，顶板设置成1.5%单横坡，混凝土设计标号为C55。箱梁0 号段长8 m，主墩“T”构纵桥向划分18 个节段。梁段长度分别为10×3.2 m、8×4.0 m，累计悬臂总长64 m。0 号段采用托架浇注，1～18 号节段采用挂篮悬臂浇注施工，全桥4排主墩的箱梁分8 个“T”同时对称悬臂浇注，共设8 对(16支)挂篮全幅同时对称进行浇注。

【2】小组概况

四川川交路桥有限责任公司青义涪江大桥新型无轨道三角挂篮QC小组成立于2013年10月5日，小组成员10人，由施工管理人员和技术人员组成。小组基本情况见下表：

QC小组概况

【3】选择课题

随着桥梁施工技术的不断发展，越来越多的大跨径桥梁设计采用现浇连续梁或连续刚构进行施工，目前国内的现浇箱梁挂篮悬臂浇筑施工，一般采用三角挂篮和菱形挂篮两种形式。

常规挂篮行走系统需在主桁片下方设置行走轨道和轨道压梁，行走时提前将行走轨道拖动至下一节段，并在行走过程中用轨道压梁循环对行走轨道进行锚固，行走过程复杂、缓慢。

针对青义涪江大桥设计为78+3×138+78m五跨一联的预应力砼连续梁桥，由于本项目工期紧、任务重等实际情况，对目前国内常规的三角挂篮的结构形式进行优化设计和创新，采用新型无轨道三角挂篮进行施工，行走系统采用无轨道的支点步履式移动行走模式。采用此施工工法技术，经济和社会价值显著，取得了非常良好的效果，达到了安全、经济和快速的目的。此工法具有较强的推广价值。

无轨道挂篮施工和有轨道挂篮施工连续梁桥比对表

制表人：黄惠勇审核人：马江制表时间：2013年10月6日

无轨道挂篮在国内外应用很多，一般适用于工期紧、成本控制要求高、工程质量要求高的连续梁桥上部结构主梁悬臂施工。由于本项目共设8 对(16支)挂篮全幅同时对称进行浇注施工，因同时施工挂篮数量大，无成功经验可借鉴。我部采用新型无轨道三角挂篮施工不仅保证了施工质量，而且节省成本、保证了主梁成品质量。因青义涪江大桥孔数多、单墩T构多、挂篮数量多、下游电站蓄水时间紧迫、工期紧等因素影响施工，故采取经济安全快捷且能保障青义涪江大桥在全幅16支挂篮同时施工的条件下能满足施工质量要求的挂篮形式就成为了迫切之需。

根据上述分析，小组确定“青义涪江大桥新型无轨道三角挂篮设计与施工的技术研发”为研究课题。

【4】设定目标

4.1课题目标

①每一对挂篮减少构件重量在10T以上；

②挂篮行走时间＜5小时；

③节省成本约52万元。

4.2目标可行性分析

①小组成员构成合理，均有多年的施工、设计及实践经验。

②广泛咨询专家及挂篮生产厂家意见，并组织多次专家论证，一致认为采取安全、经济、快速、有效的新型无轨道三角挂篮进行施工，能够保证青义涪江大桥全幅挂篮同时施工的工程质量，并达到经济安全高效的目的。

③新型无轨道三角挂篮进行施工，行走系统采用的无轨道支点步履式移动行走模式是一种便捷、快速、安全的挂篮行走形式，具有良好的经济、社会效益。

因此，此活动可行并且成功率很高。

【5】提出各种方案并确定最佳方案

5.1方案的提出

经过广泛调研和论证，QC小组成员对现在常用的无轨道三角挂篮进行了深入的可行性分析及评估，以确定最佳方案。

方案一：无轨道菱形挂篮

常规挂篮行走系统需在主桁片下方设置行走轨道和轨道压梁，行走时提前将行走轨道移至下一节段，并在行走过程中用轨道压梁循环对行走轨道进行锚固，行走过程复杂、缓慢。而无轨道菱形挂篮解决了传统行走挂篮形式带来的不便，但其自身较高的重心加上前后步履支点进一步重心提高，且青义涪江大桥主梁分为18 个节段，块件最大重量为215 t，块件最长为4.0 m，致使菱形挂篮单体大、自重大、重心高，行走时稳定性差，不经济，不安全。

结论：不选。

方案二：无轨道三角挂篮

根据本桥施工的实际情况，结合从有利施工、缩短悬臂浇注周期、降低挂篮钢材加工数量的原则考虑，对常规的三角挂篮的结构形式进行优化设计，采用无轨道三角斜拉式挂篮，该挂篮行走系统利用三角桁片的主纵梁作为行走轨道，通过前支点的移动和后反挂轮锚固主纵梁的滚动来完成挂篮行走，去掉了传统轨行式挂篮的工字型行走轨道及轨道锚固，这样就减少了构件重量以及轨道锚固操作时间，节省了大量轨道钢材，施工方便快捷，采用滚动形式减小了行走阻力，大大缩短了节段施工周期，并降低了制造成本、设备摊销成本及使用人工费用，挂篮结构重心低且靠近箱梁梁面，受力简单、明确、安全可靠，使用过程中保证挂篮的整体受力稳定，行走中重心低，自重轻，行走时结构稳定性高，经济，安全。

结论：选用。

5.2方案可行性分析及评估

方案可行性分析及评估表

制表人：黄惠勇审核人：马江制表时间：2013年10月15日通过对方案的可行性分析评估，可见新型无轨道三角挂篮悬臂施工的方案具有安全性能高、施工操作简易、成本低的优势，为此我们确定此方案为实施方案。

【6】制定对策表

6.1新型无轨道三角挂篮悬臂施工方案具体分析设计

三角形桁架承重系统主要包括三角斜拉钢带、钢箱主纵梁、前上横梁、梁间联系梁和三角主桁立柱等主要构件组成。锚固系统设置于主桁片的主纵梁尾部，通过在3组I32b工字钢组焊的箱型压梁中，穿入6根Φ320mm精扎螺纹钢形成的后锚扁担结构，将每根主纵梁锚固于已浇注的混凝土主梁上。前下横梁、后下横梁采用2I40b型工字钢组焊形成箱型断面。在前、后下横梁的腹板对应位置各布设6根I40工字钢、底板对应位置布设8根I32工字钢，作为浇注混凝土的底篮平台。模板系统由内、外模板、滑梁及模板固定装置组成，挂篮移动时，通过内、外滑梁带动模板行走到位。

新型无轨道三角挂篮主要对行走系统进行优化设计，其它构件系统与普通三角挂篮类似，为了节约材料，减少挂篮重量，设计时利用两片三角桁片的底部主纵梁作为行走轨道，在主纵梁的底部前端分别对应设有一个前支座，且在主纵梁底部后端分别对应设有一个后支座反挂轮。行走时先用压梁将后支座反挂轮组锚固于箱梁顶面，再将前支座移动至悬臂端，拆除后锚系统，安装挂篮行走牵引所需的精扎螺纹钢，一端连接于三角主桁片主纵梁中间下弦底部，另一端连接于前支座，利用液压千斤顶循环连续牵引2根Φ32mm精扎螺纹钢作为顶推动力，带动挂篮三角主桁片、前上横梁及内、外滑梁移至下一节梁段位置。

根据上述分析，无轨道三角挂篮设计与施工的技术研发方案如下：

①对无轨道三角挂篮重新设计；

②对无轨道三角挂篮行走方案的优化。

6.2 方案对策表

针对以上方案，小组成员进行认真、细致地讨论分析，研究出解决问题的方案措施，并分工落实各自的任务，制定了如下对策表：