菱形挂篮施工工艺改进措施应用研究

菱形挂篮施工工艺改进措施应用研究

发表时间：2018-08-23T11:29:54.067Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第10期作者：朱枪国[导读] 深门特大桥长1150m，其中主桥上部结构采用（115＋200＋115）m矮塔斜拉桥。

广东省长大公路工程有限公司摘要：深门特大桥主桥矮塔斜拉桥箱梁，桥面宽度宽，单节段箱梁重，通过对常规挂篮施工进行结构改造及工艺改进，大大的提高了施工功效，取得了良好的社会及经济效益。关键词：挂篮施工；工艺介绍；工艺改进；应用研究1、工程概况

深门特大桥长1150m，其中主桥上部结构采用（115＋200＋115）m矮塔斜拉桥，箱梁采用C55混凝土，单箱三室变截面形式，箱梁根部梁体中心线梁高H根＝7.5m，跨中及端头梁体中心线梁高H中＝3.5m，根部横梁起92.5m范围内箱梁高采用1.8次抛物线变化。箱梁顶板宽25.5m，悬臂板长4.0m，底板宽13.81～15.962m。箱梁边室斜腹板与竖直面夹角为15°。

全桥箱梁共分26块梁段，0#梁段长19m为根部梁段，24#、25#梁段分别为2m合拢段和13.76m边跨现浇段；其余的1#～23#梁段为普通箱梁段，其中1#～5#梁段长度为3.5m，6#～23#梁段长度为4.0m，23块普通梁段均采用挂篮悬臂浇筑法施工。节段重量239.7t～428.5t，其中7#节段长4m、砼方量164.8m3、重量428.5t，为全桥最重节段。

图1 深门特大桥主桥总体布置图2、菱形挂篮简介

菱形吊架挂篮主要由以下构件组成：桥面菱形吊架、横梁系统、前支腿、反扣轮、纵移轨道、翼板及外侧模板系统、底篮、内模板系统、后锚系统、装修系统。菱形挂篮自重160t，可适应本桥梁最大梁重429t、最大梁长4m施工。本桥共投入4套挂篮施工。挂篮用既有菱形吊架挂篮改造，由于箱梁节段重量大，挂篮由四榀菱形主桁构成；连接系统采用吊杆加吊带的组合形式，以方便底篮调节；横梁（包括前上横梁、前下横梁及后横梁）采用双拼56#工字钢，确保主桁受力均衡及保证底篮刚度；后锚系统采用40cr螺杆锚固的形式，减少以往采用精轧螺纹钢锚固的安全隐患；同时为增加施工安全性及施工效率，在底篮后面增设装修挂篮。

图1 挂篮结构总图3、施工工艺流程

挂篮安装：0#块施工完毕→挂篮菱形桁架安装施工→前吊系统安装→底篮吊装→挂篮预压试验→外侧模架安装→测量调篮→进入箱梁施工。

箱梁施工：底腹板钢筋、预应力安装→内侧模、顶板模安装→顶板钢筋、预应力安装→浇筑混凝土→养生等强→张拉、压浆→挂篮前移→下一梁段施工。

4、挂篮施工工艺介绍4.1挂篮安装

（1）菱形吊架拼装1）轨道安装：标高误差控制在±5mm以内），轨距控制在±5mm以内。2）反口轮及前滑座安装：对前滑座进行桩号位置测量放样，然后安装前滑座和反扣轮组，使其分别座落在轨道合适的位置处。3）承重系统安装（含四榀承重架和八片联接桁架）：承重架与反扣轮联接，联接桁架安装前须量尺复核桁片间距控制在±5mm以内，安装就位后安装后锚及平联系统。

4）前上横梁安装：在前横梁上放置吊杆，以备安装底篮及滑梁之用。（2）底篮安装底篮部分包括前下横梁、后下横梁、底篮桁片及底模，拼装顺序自底向上，摆放前、后下横梁——安装桁片——安装底模。具体如下：

1）布设垫梁：先按间距要求布设好垫梁，再利用薄钢板将垫梁调整至同一平面。2）前后下横梁安装：前下横梁必须与后下横梁严格按图纸的安装位置摆放，可以采取量对角线等措施保证其位置准确。3）底篮纵向桁片及下弦横联：先严格安装摆放两端及中间的桁片，互相拉对角线进行距离复核，要求误差在±5mm之内，符合要求后再摆放其他桁片。

4）箱梁底模安装：底模安装严格控制位置及平面尺寸，要求底模的横桥向尺寸误差在－5mm之内。5）底篮吊装：挂篮前上横梁吊杆系统安装及底篮拼装完成后，即可在桥面布置2台8T卷扬机，通过滑轮组的形式进行底篮的起吊安装。

6）底篮锚固。底篮吊装至离箱梁底50cm左右时，停止起升，先利用手拉葫芦调整底篮的水平位置，然后再进行前后下横梁的吊杆锚固。

（3）侧模安装1）外侧模安装。由于大桥箱梁外侧角度参数保持不变，为节省施工成本并加快施工进度，挂篮外侧模及翼板模直接利用0#块模板，在施工前期对前移方案进行了充分的比选，最后选用了较为简便的拖拉方案，预先在外滑梁顶面焊接圆钢，以减少外侧模架拖拉阻力，另外在实施过程中需注意采取反拉措施防止滑轮悬吊杆发生弯曲破坏。

2）内侧模安装。考虑到空间问题，内模系统需要在箱梁腹板钢筋绑扎完成后安装。先安装两根内滑梁，滑梁前端通过吊杆挂在前横梁上，后端则穿过悬吊轮和悬吊架挂在箱梁顶板上，然后再安装内模顶板和行走梁，最后安装内模侧板。

4.2挂篮预压为保证箱梁砼结构的质量安全，底篮吊装完成后，采用砼预制块根据施工荷载的分布不同按1.1倍对应的进行分级加载预压，以消除挂篮、模板的非弹性变形影响，同时取得挂篮弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考，同时也通过试验验证了结构在设计上的可行性。

4.3挂篮移机每一标准节段施工完毕后，挂篮移机保持对称平衡施工，按如下操作：（1）移轨道1）张拉完纵向预应力钢绞线后，进入挂篮移机施工；2）放松底篮。先将锚于翼板的底篮后吊带放松30cm，然后再慢慢放松锚于箱梁底板的底篮后吊杆，此时底篮后端脱离砼30cm。3）放松轨道。先拆除轨道反压扁担，再放松菱形桁架后锚约3cm左右，使反扣轮提起轨道尾部，然后利用千斤顶将前支腿顶起至脱离轨道。

4）前移轨道。轨道处于自由状态后利用手拉葫芦对其进行拖拉前移。5）轨道锚固。四条轨道前移到位后，技术员认真检查轨道位置、高差及其支垫情况并纠正好，在滑行部位涂上黄油，然后通过千斤顶将前支腿卸落于轨道，利用反压扁担及时对轨道进行锚固固定。轨道前移是挂篮整体移机的先行动作，其施工质量直接影响整套挂篮的结构状态以及后续箱梁的工程质量安全，因此过程中需要严格控制其中关键技术要点，主要有三点：①轨道中心平面位置控制在5mm以内，轨道间距控制在±10mm，可在每次移机前进行点位标记并在过程中尺量复核；②前端支垫板凳与桥面砼以及轨道之间要求紧密贴合，确保无不利受力的间隙；③前端共12张支垫板凳要求保持水平一致，高差控制在±5mm，可在轨道前移前对预先布设好的板凳进行水平管复核调整；④菱形桁架前支点顶升时注意四片桁片共8个千斤顶同步进行，严禁出现顶升高低不一。（2）挂篮前移（1）安装滑梁前移的悬吊轮。（2）安装移篮后吊。安装好外滑梁与后下横梁间的吊带连接，适当的顶升外滑梁保证四条吊带板连接均匀受力，然后放松箱梁内的后横梁锚固吊杆并将其拆除；利用手拉葫芦把后下横梁外吊带拆除下放并挂于外滑梁上。（3）解除桁架后锚。放松菱形架后锚剩余的2条扁担梁，此时挂篮会前倾，致使反扣轮组的滚轮安全地反扣在轨道上。（4）安装外滑梁前移反拉系统。（5）清理前移障碍。技术员检查各部位，排除阻碍挂篮前移物件，特别是模板对拉杆。（6）前移挂篮。利用安装在前支腿的液压千斤顶牵引前支腿使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动，前移过程中安排专人观测外滑梁的滑行情况和底篮后锚吊带孔与预留孔的相对位置，确保前移安全。（7）锚固挂篮。挂篮前移到位后，马上安装挂篮后锚（菱形架后锚及轨道扁担梁），安装底篮后下横梁的钢棒吊杆，预紧挂篮后锚，将底篮后下横梁预顶到离底标高2cm的位置。

5、较常规挂篮施工工艺改进措施（1）菱形桁片的合理组合根据不同桥面宽度通过增加菱形桁片数量及对前上横梁长度、吊带数量、底篮系统宽度等技术措施，提高菱形挂篮的施工适应性及安全性。

（2）后锚系统