公路桥梁主梁悬浇前支点牵索挂篮安装技术研究.pdf

交通世界TRANSPOWORLD0 引言主梁施工为桥梁项目的核心，前支点牵索挂篮施工工艺在斜拉桥主梁施工中应用广泛，该工艺以斜拉索将悬浇挂篮连接，使悬浇混凝土部分自重分摊至主塔，有效降低了桥梁主梁承重水平，使主梁设计荷载水平显著下降。前支点牵索挂篮施工中风险最大、难度最高的环节为挂篮安装，在项目工程实践中，需结合施工进度需求、现场施工条件、施工环境因素等合理选择悬浇挂篮安装方案，为主梁浇筑的顺利开展奠定基础。1 工程概况某桥梁项目工程全长1 568 m，桥梁为单塔双索斜拉结构，与双向八车道高速公路相连接，桥梁主梁宽50 m，桥面板厚约0.3 m，桥梁断面为双侧箱梁，梁重约482 t，中心梁高度约4.2 m。2 前支点牵索挂篮构造2.1 结构组成主梁悬浇施工多选用前支点牵索挂篮施工工艺，该主梁设计荷载水平为500 t；1）牵索挂篮为前支点牵索挂篮施工的关键设备，由作业平台、顶升结构、行走结构、张拉结构、模板、锚固结构等构成，自重约255 t。2）牵索挂篮作业平台包括主纵梁、次纵梁、小纵梁、拼接板、横梁、托架、后斜腹杆等，主要用于支撑悬浇挂篮施工模板及相关荷载，总重约185 t。2.2 工作原理主梁前支点牵索挂篮施工中，在斜拉索位置设置纵梁两根，利用弧形张拉方式为悬浇施工提供支撑点；主纵梁设置承力面便于对箱梁节段斜拉索角度的调整，通过锚固件将纵梁后端与已浇箱梁节段紧密连接，前支点挂篮结构如图1所示。单位：mm图1 前支点挂篮构造3 施工环境及条件3.1 桥位环境1）该桥梁为两岸河堤与河道的重要交通设施，主梁底与地面高度约13 m。2）施工场地面积狭小，河堤护坡边角距离短。3）施工材料运输里程短，材料堆放场地位于施工区域周边，小里程塔座基础承载力较高，符合施工升降设备布设需求。3.2 地质状况1）桥梁施工区域土体以杂填土为主，且遍布生活回填土，土层下有两处典型软土区域。2）淤泥层位于地下2 m处，层厚约8 m。3）现场勘测可知，区域土质以粉质黏土层、粉砂收稿日期：2023-06-11作者简介：张仁华，（1985），男，贵州凯里人，工程师，从事公路工程施工工作。公路桥梁主梁悬浇前支点牵索挂篮安装技术研究张仁华（贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550001）摘要：某桥梁主梁悬浇施工现场空间有限，拟选用前支点牵索挂篮工艺施工。悬浇挂篮自重大、工期紧，挂篮在地面拼装、横向滑移并对称提升的方案完成挂篮安装，有效提高了施工效率，项目如期完工。基于此，对该工程桥梁主梁悬浇前支点牵索挂篮安装技术进行研究。首先对前支点牵索挂篮结构状况、工作原理进行了分析。然后总结了安装方案、施工关键技术及流程，希望能为同类工程提供借鉴。关键词：桥梁工程；主梁悬浇；牵索挂篮中图分类号：U445.4文献标识码：B171总660期2023年第30期（10月 下）层、淤泥质土夹层为主，其中淤泥质黏土夹层层厚约12 m。3.3 其他限制因素1）该桥梁施工项目工期紧，作为项目建设的核心，主梁施工技术指标控制严格。2）需采取合理的施工方案，有效控制施工进度并保障工程质量。3）桥梁施工现场条件有限，施工区域狭窄，悬浇挂篮安装场地受到限制，需减少对河堤的影响。4 挂篮安装方案设计4.1 总体施工方法1）以60 t吊机完成作业平台构件拼装，将作业平台和滑动轨道设置于桥梁左侧，便于0号块支架浇筑。2）拆除0号块支架后方可进行作业平台和滑动轨道的铺设，利用钢绞线、千斤顶辅助牵拉挂篮，确保施工中挂篮可顺利平移至主梁底部。3）多点同步钢绞线提升，完成桥面机构吊装，随后进行挂钩、模板系统的设置，最后安装挂篮。4.2 技术要点分析1）施工中以钢管桩基础+加固地基的方案完成大里程挂篮平台拼装，避免施工误操作，引发空间冲突或影响平台运转。2）小里程挂篮拼装多以换填砖渣施工工艺进行，拼装时可加固地基降低不均匀沉降水平。3）桥梁施工受河堤限制，利用滑动轨道完成大里程挂篮提升，预留0号块提升孔道，并实现挂篮安装。4.3 关键技术设计4.3.1 拼装滑移及提升平台设计该桥梁施工场地空间有限，河堤侧与大里程侧空间条件较差，难以运用大型施工设备进场施工，基础扩展条件不利，拟定于 0号浇筑块支架外设置作业平台、滑移轨道完成施工。采用条形混凝土滑移基础+加固地基方案进行小里程挂篮滑动机构拼装，借助牵引机构将悬浇挂篮施工平台牵引至主梁施工区域，并通过计算机系统精确计算，明确平台构件承载力水平，判断挂篮拼装工况及挂篮施工平台是否满足工程建设需求。结合项目状况分析，挂篮拼装环节中，挂篮滑移为最关键环节。滑移轨道和主纵梁支撑位在挂篮滑移的过程中受力水平最大，结合相关公式计算后可知，对应的应力参数水平为117.5 MPa f=215 MPa，检测数据显示，0号支架的基础承载力水平为1 765 kN，满足施工需求。4.3.2 挂篮滑移系统设计悬浇挂篮滑移机构由钢绞线、挂篮结构、支座等组成，钢绞线主要用于横向牵引挂篮，挂篮滑移结构位于中前端横梁端头位置，支座为滑移提供支撑点。利用两台300 t千斤顶为滑移结构提供挂篮滑移牵引力，悬浇挂篮牵引结构位于轨道右侧，滑移支座和滑移牵引点构造如图2和图3所示。单位：mm图2 滑移支座构造单位：mm图3 滑移牵引点构造4.3.3 提升系统设计1）提升机要注意对称提升，避免挂篮施工平台侧翻，贝雷梁为前两组提升点桁架，后两组为挂篮后端锚固点，以 4 组 300t 穿心千斤顶将 7 根挂篮提升钢缆张拉。2）计算机建模并模拟提升结构单侧贝雷片受力状况，将提升结构弯曲应力最大点与贝雷片上弦杆提升点调节一致，最大轴应力需与贝雷片前支点竖杆保持一致。5 关键工艺施工流程5.1 大型结构配件拼装施工1）挂篮拼装前，使用钢刷将连接板和箱梁结构的浮锈彻底清除，沿着挂篮构件受力方向进行作业，确保挂篮连接板和箱梁表面光滑无毛刺，随后使用螺栓将各构件牢固连接。2）紧固构件之前需要进行校正，确保扳手扭矩误172交通世界TRANSPOWORLD差小于5%，校正后扳手扭矩相对误差需控制在3%以内，用扭矩扳手紧固构件。3）根据里程大小确定构件的拼装顺序，小里程构配件和大里程构配件分别采用从左到右和从右到左的顺序进行拼装。4）严格按照构件吊装工艺标准进行起吊，结合施工现场条件、挂篮构件摆放位置合理布设起吊设备，一般情况需将起吊设备置于中横梁滑移轨道处。5）利用起吊设备起吊挂篮构件，操作时需构件需贴近起吊设备，保障施工安全性，完成构件拼接后，使用连接螺栓将各构件牢固连接。5.2 远距离横向滑移施工1）设置专用滑移支座替换原有临时支座，并以100 t千斤顶横向牵引完成挂篮的远程横向滑移，确保其符合施工需求。2）牵引机构为挂篮横向滑移提供牵引力，核心设备为千斤顶，通过与设置于牵引台座的限位角钢协作构成牵引机构，完成对挂篮的定向牵引。3）用2台千斤顶同步牵引挂篮，挂篮滑移后卸载千斤顶并装锚，重复操作流程直至挂篮滑移至规定位置。5.3 提升施工5.3.1 提升装置工作原理提升装置的工作原理如下：首先，利用千斤顶将工具夹片压出15 cm并压紧，将千斤顶顶起15 c，夹紧上层锚具夹片；随后用锚具夹紧工具夹片下层，并利用千斤顶匀速回缩；最后，重复上述流程，将所有锚具夹片压紧。5.3.2 提升施工流程1）挂篮提升装置包括提升台座、贝雷片、提升工装，台座多用于大里程挂篮提升结构的安装，贝雷片则适用于小里程挂篮提升结构安装。2）主梁结构上部向下安装下料钢缆，利用工具夹片将下料钢缆紧固。对钢缆进行单独编号，使用钢绞线穿越挂篮的预留孔，将工具夹片夹紧。3）正式进行挂篮提升操作前，需完成提升试验，将挂篮提升至高出地面 10 cm 处，挂篮稳定后观测结构牢固与否，确认挂篮提升安全性，随后严格按照提升操作流程进行施工。挂篮提升施工需充分考虑各种影响挂篮提升安全的因素，确保挂篮同步提升。4）使用100 t汽车吊机和塔吊完成挂篮提升施工，挂篮提升至指定位置后进行锚固。桥梁主梁悬浇挂篮施工完毕后，利用挂钩反向下降挂篮，使其滑移至指定位置将挂篮设备拆除。6 施工重点注意事项1）同步提升大里程挂篮与小里程挂篮，有效控制挂篮施工和避免工程荷载失衡引发安全风险。2）确保提升装置下料长度一致，不可在钢缆下放时随意解束，认真检查钢缆质量是否达标，型号是否准确，有无过度磨损等情况，确保挂篮施工安全无误。3）做好钢缆锚板养护，用定位压板固定锚板，减少施工操作对锚板的磨损。施工中注意主梁悬浇挂篮施工位置准确无误，确保吊篮预留孔纵切面与地面始终处于垂直状态。4）由专业技术人员进行挂篮提升，严格控制施工参数和技术标准，确保各个提升点同步提升，避免受力不均导致的施工风险。7 结束语综上所述，本文结合某桥梁工程实例，对前支点牵索挂篮工艺特点及施工要素进行分析，探讨狭小施工空间条件限制下如何高效施工。通过对施工方案的优化，解决了挂篮安装过程中超宽前支点挂篮滑移和提升不稳的问题，施工效率明显提升并合理控制了施工成本。参考文献：1 许书萍.大吨位牵索挂篮主桁架纵向滑移竖向提升施工技术探讨J.安徽建筑，2022，29（1）：52-53.2 孙宁宁，唐文喜.斜拉桥双边混凝土主梁+钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术J.铁道建筑技术，2018（8）：49-52.3 王灿.钢筋混凝土斜拉桥主梁牵索挂篮施工及质量控制J.山东交通科技，2017（2）：47-50.4 刘芳，艾军，张建东，等.多工作面施工方案在某波形钢腹板箱梁桥中的应用J.施工技术，2011，40（23）：46-49.5 黄振东，黄裕.浅谈挂篮悬浇施工工艺及质量控制J.城市道桥与防洪，2017（7）：143-145.6 史秀珍.公路桥梁施工中挂篮悬浇施工应用技术分析J.住宅与房地产，2019（33）：168.7 卢玉荣，王胤彪，马存骥，等.海华大桥超宽前支点牵索挂篮安装关键技术J.施工技术，2018，47（19）：111-115.173