大跨度桥梁挂篮施工技术

大跨度桥梁挂篮施工技术

摘要:本文主要利用实际案例讲述大跨度桥梁利用挂篮悬浇施工中挂篮的构成及设计、预压试验、悬浇施工挠度的标高控制等。

关键词:悬臂浇筑挂篮施工预压试验标高控制预应力

1 工程概况

该大跨度桥梁位于广西,桥梁全长650ｍ。桥型布置为5×40m+(75+125+75)m+4×40m。主桥上构为三跨预应力砼T型连续刚构桥。单幅箱梁顶面宽度为14.43m,箱体宽度为7m,箱梁高度从0#的6.8m变到合拢段的2.5m。每T梁分成16个块段浇注,最后再浇合拢段。

2 上部构造施工总体方案

采用挂篮悬臂浇注方法施工,主桥上构箱梁悬浇投入4套挂蓝,分左、右幅每个T构1套。

0#块、1#块及其他梁段施工。对于0#、1#块挂篮没有支撑点或支撑长度不够,为了便于挂蓝的拼装,0#块与1#块在墩上搭设托架浇筑,托架应经过设计,计算弹性及非弹性变形,托架除须满足承重强度要求外,还须具有一定的刚度。

每个墩上构箱梁分16个箱段。2#～16#块(悬浇块段长2#～5#块

段为3m、6#～9#块段长3.5m,10#～16#块段长4.0m,采用挂蓝对称悬臂浇筑施工,最后再浇合拢段。

3 挂蓝的组成及设计

除了必须满足强度、刚度、稳定性要求外,还要使、其行走、锚固方便可靠,重量不得大于设计规定。挂篮设计分主桁架、锚固系统、平衡系统及吊杆、纵横梁等部分组成。挂篮安装时应保证安全、稳定及可靠。

3.1 挂蓝的组成

3.1.1 主桁架

(1)主桁架:主要是起到承重底篮的作用。

(2)前、后上横梁:后上横梁用工字钢,可在两悬臂端焊钢板加强;前上横梁中间部份用工字钢重叠加焊组合受力。

(3)立柱:用工字钢,放在后横梁与主桁支点交接位置上,每个挂篮共两根,横桥向设横联,纵桥向与斜拉带连接形成一个三角形的受力结构。

(4)斜拉带:用钢板焊成,通过立柱连接形成一个三角形传力到主

桁上,改善主桁的受力结构。

3.1.2 吊挂系统

直接承受悬浇段施工荷载。吊挂系统由前后下横梁、活动铰、底模纵梁组成。

3.1.3 模板系统

由底模、侧模、顶板及翼板模、端头模组成。

3.1.4 锚固系统

后锚是主桁梁自锚平衡装置,由锚杆、扁担梁及滑槽、滚棒组成。主桁顶面上焊有滑槽,后锚上扁担梁底放置滑块,滑槽内有滚棒,挂篮前移时,通过后锚扁担梁滑块与滚棒移动,后锚保持在原位不动。

3.1.5 行走系统

由包括支点、平滚、后锚上滑移装置及拖移收紧设备组成;行走系统通过平滚,手拉葫芦拖动往前推移。步骤是松动挂篮使底板、顶板与箱梁离开20cm,用千斤顶将主桁顶起,安装平滚、上好后锚,同时拖动两个葫芦,挂篮即可向前推进。

3.2 内力计算

挂篮设计首先要考滤挂篮的自重、模板支架自重、振动力和冲击力、施工人群荷载、箱梁最大节段砼重量;挂篮主要验算主桁、前上

横梁、前后下横梁受力情况:

(1)前下横梁荷载计算:Q1为前下横梁悬臂端的自重;Q2为前下横梁自重+纵梁、底模平均荷载+箱段腹板砼平均荷载;Q3为前下横梁自重+纵梁、底模平均荷载+箱段砼底板平均荷载;P1为外侧模及模架重;P2—内侧模及模架重;R1、R2、R3为为吊杆所承受的支反力。

前下横梁,按简支梁中间最大跨度计算其挠度。

(2)后下横梁荷载计算:Q1为后下横梁悬臂端的自重;Q2为后下横梁自重+纵梁、底模平均荷载+箱段腹板砼平均荷载;Q3为后下横梁自重+纵梁、底模平均荷载+箱段砼底板平均荷载;P1为外侧模及模架重;P2—内侧模及模架重;R1、R2、R3为吊杆所承受的支反力。

后下横梁为工字钢叠加,按简支梁中间最大跨度计算。

(3)前上横梁荷载计算：Q1为前上横梁悬臂端的自重;Q2为前上横梁中间段自重;P1为顶板模架及模板+顶板砼重;P2为翼板模架及模板重+翼板砼重;R1、R2、R3为吊杆所承受的力。

前上横梁中间部分为工字钢叠加。

3.3 挂蓝的预压试验

3.3.1 试验目的

挂蓝加载试验,主要是通过测量挂蓝在各级静力试验荷载作用下

的变形,了解挂蓝结构在工作状态时与设计期望是否相符。

(1)消除挂蓝主桁、吊带及底蓝的非弹性变形。

(2)测出挂蓝前端在各个块段荷载作用下的竖向位移。

3.3.2 试验方案

挂篮的预压通常采用水箱加压法、试验台加压法及砂袋法,本桥用水箱加压法,水箱悬挂于底蓝前横梁上以水箱和水自重作为试验荷载,采取逐级递增加载逐级测量的试验方法。加载总重量为最不利块段荷载的1.25倍。水箱加载布置示意见图1所示。

利用底蓝拼装平台作为挂蓝加载试验的操作平台。在平台上放置水箱,一只挂蓝设置2个水箱,一个水箱上设置2个吊点。然后将水箱与底蓝之间用2根精轧螺纹钢筋连接,在未加水前用千斤顶提升水箱脱离平台30cm左右。然后采用水泵逐级加水, 加水时两边平衡进行,直至试验完毕。并用精密水平仪观测挂篮各个部位的变形值,并观测主桁前端的挠度。两斜拉钢带的受力变形情况及吊杆的受力。

4 悬浇施工影响挠度的因素及标高控制

施工过程中,影响挠度的主要因素包括:施工阶段的一期恒载,临时荷载、挂篮、模板、机具设备、人群荷载、温湿度变化、风荷载、桥墩变位、基础沉降、施工误差等,这些因素还包括了许多模糊不定及随机变化的情况,如砼材料本身的弹性性能,收缩徐变、温湿度使得

结构内外温差的不均衡,以及施工荷载及预应力筋张拉锚固的增多而随机变化等。

连续箱梁悬臂浇注时的产让的挠度包括:(1)各墩上分段悬臂浇注时形成的T构静定体系的挠度。(2)体系转换后各阶段连续梁体系的挠度和全联连续体系形成后由于静活载及后期收缩徐变引起的挠度。

(3)挂篮承载后的弹性变形。

悬浇施工箱梁由于受到上述因素的影响,使箱梁产生标高变化,这种变化随着跨度的增大而增加。必须在悬臂浇注时进行标高控制,随时调整悬浇段的立模高度。

立模标高控制值=箱梁顶面设计标高+设计施工预拱度+挂蓝自重及浇注砼后的变形值±日照温差修正值。

5 结语

通过对大跨度桥梁悬臂施工所采取的挂篮技术的介绍,可以更好的了解挂篮的结构、挂篮的设计及挂篮技术在施工的具体应用,为该技术的更大推广发挥积极的作用。