云阳长江大桥菱形挂篮悬浇施工技术

2012.No13
摘 要 本文着重介绍了云阳长江公路大桥主梁菱形挂篮悬浇技术的运用，挂篮设计、制作、安装以及挂篮的荷载试验等。

关键词 菱形挂篮 模板系统 预应力工程 相关系数
1 工程概况
云阳长江公路大桥结构型式为子母塔斜拉桥，主桥跨径组合为132+318+187m，主桥长637m。

双江岸引桥为9×30m简支T 梁，盘石岸引桥为7×50m简支T梁，引桥长641.6m，全桥长为1278.6m。

主梁肋高230cm，肋宽160cm，顶板厚25cm，桥面设1.5%的双向横坡和1.0%的单向纵坡，其标准块件每节段长6m，0号块长为10m。

本桥有两个主墩，每个主墩上有30对悬浇梁段。

本桥双江岸主梁施工采用的为“200型菱形轻型挂篮”、挂篮的尾部平衡采用自锚式。

从2#块件开始采用挂篮悬浇施工。

2 挂篮主要技术指标
（1）2#块梁段长6米，重200吨，为全桥最重梁段，挂篮安全承载能力：除挂篮自重及施工荷载外，大于200吨。

（2）杆件的最小安全系数为2.0
（3）挂篮质量与最重梁段自重的比值为0.412。

（4）挂篮最大变形（包括吊带变形的总和）：17mm。

（5）施工及行走时的抗倾覆安全系数：3.1。

云阳长江大桥菱形挂篮悬浇施工技术
杨 梅
（重庆建工桥梁工程有限责任公司）
（6）自锚固系统安全系数5.5。

以上指标均满足《公路桥涵施工技术规范》（交通部发布）要求。

3 挂篮结构组成
一个T构采用两台挂篮同步对称施工，每台挂篮包括主桁、吊带、底篮、外侧模、内模、行走系统、锚固系统等。

（1）主桁：挂篮主桁由两个菱形桁片组成，前端悬出，用于起吊模板及悬浇块段等。

中下端通过走船支撑在行走轨道
上，后端通过Φ32精扎螺纹钢，锚固在箱梁竖向预应力钢筋基于OOCPN的工作流网中包含两种层次的工作流网。

一种属于底层工作流网，属于不可在分割的独立单元工作流网，比如上图中P1到P2的过程。

一种属于高层工作流网，它将对象子网看成库所，子网间关系看成变迁，简而言之，高层工作流网就是将单元工作流网封装后进行的符合工作流网定义的连接。

由于MP1和MP2的工作流程是相似或相近的，我们用颜色集来区分两个活动，使库所，变迁的数量减少，增加图形的可读性。

在CPN中定义库所(place)表示活动，变迁(transition)表示活动间的转移[5]，颜色托肯(token)表示活动的不同属性，将MP1和MP2的状态用不同的颜色代表，将这两个颜色都可以封装在同一个库所内，表示不同属性的相近功能，如图5-2所示。

我们在MP中标注一个二维向量[1,0]，第一个分量表示红色，第二个分量表示黄色。

该图中如果MP中向量为[1,0]时认为其接收到来自P2的消息则向商城发出确认订单的请求，如果为[0,1]时则认为其接收到P7的消息则向用户返回订单是否有效信息。

利用OOCPN对系统过程建模可以有效的降低模型的复杂性，可操作性强，是面向对象技术在Petri网建模的深层级的发展，在对复杂业务建模方面具有很大的优越性。

6 结语
利用Petri网对工作流建模首先要解决的问题是如何使用Petri网知识完成对抽象工作流模型的描述，本文引入面向对象着色Petri网（OOCPN）主要是为了研究复杂工作流的建模问题。

这种方法解决了普通PN建模时系统模型过于复杂的问题，模型的简化有效的降低了算法的复杂度，提高了系统的复用性和灵活性。

面向对象的技术直观易懂，符合人们的思维惯性，是当今研究Petri网对工作流建模的热点技术之一，这种具有面向对象活动特性的开发技术一定会使得即时处理复杂多变的业务流程从可能走向现实。

参考文献
[1]David Hollingsworth. Workflow Management Coalition the Workflow Reference Mode[S]. Document
number TC00-10031. Document Status-Issue 1.1,1995:20～44.
[2]吴哲辉.Petri网导论.机械工业出版社,2006:182～188[3]蒋卫祥.基于J2EE的工作流系统设计与实现.南京大学硕士学位论文.2004
[4] 王中华.基于面向对象着色Petri网的工作流建模方法
的研究.长沙理工大学硕士学位论文.2008年3月
（俗称蹬筋）上。

菱形桁片由1#～5#杆件组成，杆件交接处通过箱形结点、轴销等连接（见图1）。

1#～5#杆件为主要受力杆件，1#杆件为2[28b组合箱形钢，2#～5#杆件为2[25b组合箱形钢，1#杆件为受压力最大的杆件。

两菱形桁片之间设有横向联系，横联杆件有10#、11#、13#、15#、16#等杆件。

10#杆件为2[14b型钢组合，连接于两前上接点内侧，11#杆件为2[20，连接于两3#杆件下部内侧。

10#和11#杆件平行，位于箱梁顶面的同一铅垂面上。

13#、15#、16#杆件为∠140×140×12mm角钢，2根13#交叉连接在10#和11#杆件之间。

2根15#交叉连接在两2#杆件之间。

2根16#交叉连接在两1#杆件之间。

在垂直于菱形主桁片的外侧，由6#、7#、3#杆件组成一个垂直三角形，悬在主桁两侧。

7#杆件保持水平，其外端通过6#杆件斜拉在后上结点上。

两侧7#杆件的悬臂上各挂有1根后吊带，吊带的下端锚固在底篮的后下横梁上。

前上结点连接1、2号杆件，前上结点上安装前上横梁，前吊带均锚固在前上横梁上，前上结点是主要的受力点。

箱梁悬浇过程中，有48%的力作用在前上结点，本桥悬浇最重块段时，两个前上结点的最大压力为1315KN。

后上结点除连接2#、3#、5#号杆件外，其两侧横向还焊有结点板，外侧连接6#、内侧连接10#杆件。

前下结点连接1#、3#、4#杆件，在交汇点正下方有一Φ111mm销孔，通过轴销与走船相连，前下结点为支承结点。

后锚结点连接4#、5#杆件，其下端连接自锚式后锚小车，上端横放3根2[20扁担梁，挂篮就位后，在后锚结点上锚固了12根锚杆。

（2）吊带：每台挂篮有8根前吊带，7根后吊带。

均为Φ32精扎螺纹钢。

前吊带上端锚固在主桁的前上横梁的上缘，下端锚固在底篮前下横梁的下缘。

后吊带有两根位于箱梁两侧，上端锚固在7号杆件外节点上缘，有5根锚固在箱梁底板上。

后吊带下端锚固在底篮后下横梁的下缘。

为防止滑丝，吊带锚固端均戴有2个以上的螺帽。

吊带接长除安装一个标准连接器外，还安装一个组合钢连接器，以防止吊带因反复工作而松脱。

（3）底篮：底篮是悬浇箱梁的承重平台，底篮必须要有足够的刚度，以保证箱梁底面的平整度。

底篮前下部正对前吊带的下端有1根前下横梁上，为2[40a，前下横梁的上下缘及腹部贴焊加强钢板。

前下横梁有8个锚点，正对着前上横梁。

底篮后下部正对后吊带的下端有1根后下横梁，为2工45a，后下横梁的上下缘及腹部贴焊加强钢板。

后下横梁有7个锚点，2个正对着7号杆剪件，5个正对着底板锚孔。

吊带在横梁上的锚点间距在不影响张拉和施工的情况下，尽量趋小，特别是在靠近腹板的两侧，要适当加密或加强。

横梁在相同荷载下，如果受力跨径越小，产生的弯矩也越小，结构也越安全。

（4）外侧模：外侧模面板线形与箱梁的几何尺寸相吻合，其骨架为角钢桁架，角钢之间用螺栓连接，便于安装和拆卸。

外侧模支承在底篮两侧纵梁上，可随底篮行走和上下升降。

外侧模前上端有两个吊杆用于调整外侧模的标高，外侧模的后上端，有两个锚杆，锚在已浇箱梁的翼缘板上。

外侧模标高及轴线调整到位后，要将外侧模底部用木楔塞紧。

（5）内模：内模面板线形与箱梁的几何尺寸相吻合，由于每个梁段箱内尺寸横、纵向有一定的变化，施工时在有变化处留一条拼接缝，将模板适当分块，有共用模块和非共用模块。

通过抽取或加拼模块来调节其高度或宽度。

（6）行走系统：主桁的行走装置有走船、滚筒、轨道梁、后锚小车等。

内模的行走装置有内滑梁和内滑车，外侧模和底篮随主桁一起行走。

箱梁张拉压浆完成后，开始行走挂篮。

注意：主桁行走不得超越设定的终点线，轨道前端要有牢靠的制动挡块，行走过程中要密切检查轨道锚梁，防止挂篮倾覆。

4 挂篮结构分析
我国拥有丰富的挂篮施工技术，但是，每项技术的应用必须结合具体的实际情况，并且不断创新。

在设计思路上，我们本着安全、稳定、轻便、快捷的原则，选用了菱形自锚式轻型挂篮。

首先拟好设计模型，计算每根杆件的受力，根据其受力情况，选用合适的规格，确定合适的材料和材质。

（1）主桁荷载
主桁荷载除悬浇梁段自重外，还包括主桁前端部分、底篮、提升系统、外侧模、内模、施工人员、施工机具等。

荷载计算要全面准确。

5 挂篮预压
挂篮安装完成后，要进行模拟预压。

预压荷载为为最重梁段自重的120%（本桥为每台挂篮预压220吨）。

重物为砂袋。

预压时，两台挂篮同时对称进行。

挂篮预压的目的：验证挂篮的稳定性，得出挂篮的弹性变形和非弹性变形。

弹性变形包括：吊带垂直弹性拉伸，主桁的挠度，底篮的挠度。

非弹性变形包括：各销子、连接器等存在间隙，拉到紧密时的变形。

预压之前，在每台挂篮的前上横梁上、底模板各建2个观测点，并涂上油漆。

预压过程中要作好观测。

6 施工过程测量控制：
测量控制要点包括：（1）浇注混凝土前挂篮各控制点、线观测；（2）浇注混凝土过程中的箱梁标高和轴线观测；（3）浇注混凝土后箱梁标高观测；（4）预应力张拉后箱梁标高和轴线观测；（5）合拢前，对全桥箱梁节段进行联测，以保证合拢精度；（6）最后箱梁节段立模标高考虑施工荷载的变化、临时束和合拢束张拉、体系转换等影响。

7 结论与体会：
（1）在挂篮选型上宜选择受力明确,现场操作方便可行，整体结构安全可靠，行走稳定性好的大刚度挂篮。

菱形挂篮就兼具这几方面的优点, 用在本工程中,是最好的选择；
（2）为了尽量减小温度对箱梁测量控制点的影响，不直接测立模标高绝对值，而是测出本节段与前一节段底板底面标高的相对值进行立模。

两个节段测点标高的测试时间不得超过30分钟。

混凝土浇注后和预应力束张拉完毕后，对箱梁测量控制点进行标高和轴线观测，时间必须安排在早晨太阳出来之前进行。

目前，菱形挂篮在桥梁悬浇施工技术中得到了越来越广泛的运用，使悬浇施工技术迈上了一个新台阶。

参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2002)
[2] GBJ17-88《钢结构设计规范》
[3]《云阳长江公路大桥施工设计图》
[4] 《路桥施工计算手册》，人民交通出版社。

[5] 《道路建筑工程材料手册》 人民交通出版社
[6]《材料力学》、《结构力学》 高等教育出版社
2012.No13。