变宽曲线连续箱梁悬灌施工工法.doc

宽幅三角挂篮悬灌箱型曲线连续梁工法

执笔人：戴维
赵云峰

中铁一局桥梁处
二二年二月四日

变宽曲线连续箱梁悬灌施工工法

目录
一、 前言
二、 工法特点
三、 适用范围
四、 挂篮设计及工艺原理
五、 施工工艺
（一）、施工工艺流程图
（二）、施工工序及要点
六、 机械设备
七、 劳动力组织
八、 质量控制
九、 安全措施
十、 效益分析
十一、 工程实例

一、前言
目前采用挂篮悬灌箱型连续梁已在桥梁施工中普遍采用，而且挂篮的结构型式也趋于多样化，常见的有斜拉式、轻型多弦式、桁架式及菱型式挂篮。最近几年又出现了结构简单、施工方便、轻巧安全的三角挂篮。
随着高速公路建设的不断发展，挂篮的适应能力也不断 增强。首先由直线到曲线；其次，梁体截面由单箱单室到单箱双室，梁体顶面最大宽度由到米，并且在主桥与匝道桥的过渡段，出现了腹板位置遂段变化的情况。
我处在甘肃省兰州市施工的天水路黄河大桥，正是在总结和吸收国内外各种挂篮优点的基础上，结合该桥设计结构，如∶单箱双室截面，梁体宽度较大（顶板宽米，底板宽米），匝道起点位于主桥悬灌段上，底板位置加宽量由米到米，桥面由米加宽到米。边跨端位于缓和曲线上，依靠梁体自身结构尺寸来调整横坡实现曲线外侧超高（调整范围—－）等特点，研制出一种结构简单，操作方便，移动灵活，并满足箱梁整体施工的宽幅三角挂篮,详见挂篮总体结构图。该挂篮在施工中取得了显著的效果，并通过了专家评审，由此形成本工法。

二、特点
、挂篮结构简单，不需要特殊材料和设备，易加工，无需平横重。
、挂篮通用性强，可随着箱梁的曲率变化或箱梁顶、底板宽度的变化，适当调整滑道，调整桁片数量或间距，即可满足施工要求。
3、 篮重量轻，仅为灌筑梁段重量的％％，不但降低了梁部的施工荷载，而且降低了运输安装费用和桥梁造价，缩短了施工工期。
、挂篮结构合理，受力明确，变形量小，桥面标高易控制。
、挂篮设有走行装置，移动方便，内、外侧模、底模可一次拆除，便于整体抽拉。
、主要作业施工限制在挂篮内进行，可设顶棚及养生设备，不受气候条件影响，确保施工质量。
三、适用范围
适用于铁路、公路单线、双线预应力砼连续箱梁及箱型结构的斜拉桥 的悬臂灌筑法施工，特别是宽幅曲线连续箱梁的悬臂灌筑施工。
四、 篮设计及工艺原理
、挂篮的组成
挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统、走行系统和锚固系统五大部分组成（见下表）。
（表 ）
项 目
内 容
承重系统
三角形结合梁、 前上横梁、 后上横梁
底模系统
下纵梁、 前下横梁、 后下横梁、 模板系统
侧模系统
内外侧模支架、 模板、 吊梁、 滑梁
走行系统
三角结合梁走行系统、 侧模走行系统、 内模走行系统
锚固系统
压紧器、 锚固筋等
、挂篮设计主要参数
梁段最大重量∶；梁段最大长度∶；梁高变化洗围∶；最大梁宽∶顶板，底板；曲线段翼缘板坡度变化∶－％％；梁段顶板单侧加宽量∶；梁段底板单侧加宽量∶；走行方式∶无平衡重走行；挂篮重量∶。
、刚度要求
主梁载模走行时挠度不大于(为主梁跨度；模板局部变形不一大于；前下横梁变形不大于。
、工艺原理
以三角结合梁为主要受力构件，前上、下横梁和后上、下横梁及锚筋为主要承重系统，前、后吊杆为主要传力构件。当一段砼及预应力施工完成后，先松吊杆，脱内模、底模及侧模，再用千斤顶顶起横梁使滑道与横梁脱离，用慢速卷扬机拖动滑道到位并锚固，松开千斤顶及主梁的后锚杆，用慢速卷扬机或倒链将主梁滑移到位，同时带动内、外侧模及底模系统一起向前滑移。全部系统就位后，安装吊杆及后锚杆，复测、检查合格后，进行钢筋及砼施工，进行预应力施工，依次完成各梁段的悬臂灌筑。
五、 工工艺
（一）施工工艺框图
、段托架上施工

安装挂篮
滑移挂篮

曲线及加宽段

段上安装滑道、滑块
松各吊杆

滑道位置调整

脱侧模、底模及内模
安装后上横梁

曲线外侧侧模调整：松开原侧模支架的刚性支撑，在上下短梁上安装可调丝杆。调整翼板角度改变横坡实现超高。
加宽段底模、内模及桁架平、斜联系统调整：按设计图纸的加宽要求，对底模及内模进行加宽铺设，并增加传力系统的底模纵梁及内模支架。
第一段：
安装三角组合桁架及斜、平联

滑道滑移就位

安装前上横梁

松开主梁后锚杆

地面上组拼底模系统

主梁带动模板
系统向前滑移

底模系统提升

安装吊杆、后锚杆
安装后、前吊杆
以后各段：

内外侧模、滑梁安装

测量调试

测量调试
以后各段
按设计要求：
利用可调丝杆逐段调整

砼施工

（二）施工工序及要点
1、 挂篮安装
（）、段（可采用托架法）施工完成后，在段上铺滑道、滑块。
（）安装后上横梁、三角结合梁（包括∶主梁、立柱、斜拉带及三角架平联和斜拉上横梁平联），锚固后锚系统。
（）安装前上横梁和斜撑杆及平联，然后在地面上拼装底模系统，在后上横梁、
前上横梁上挂滑车组，利用卷扬机将底模系统提升到位后，安装后吊杆及前吊杆。
（）内、外模滑梁系统安装。
（）挂篮安装完毕后做静载试验，然后复测、调试，检查合格后进行梁段砼施工。
、挂篮前移
（）松开承重的各吊杆，暂由各部位倒链承受其拉力。千斤顶顶起后上横梁，用卷扬机拖移滑道就位，然后松开千斤顶。
（）脱侧模，用不少于根的Ⅳ级钢锚固滑道。
（）松开主梁后锚杆，用卷扬机或倒链将主梁前移到位，同时悬吊在主梁系统的内、外侧模及底模系统一起前移到位。主梁前移过程中，有不少于根的后锚杆将主梁与砼梁段锚固，并随主梁前移锚杆也交替前移。
（）全部系统就位后，穿入吊杆，用千斤顶锚固后锚杆，中线、标高复测合格后，用千斤顶安装后吊杆、前下横梁、滑梁及前吊杆。用测力板手将Ⅳ级钢张拉到规定吨位，使各吊杆受力均匀。
（）复测检查合格后，进行梁段砼施工。
、曲线段挂篮施工要点
（）当进入笫一个曲线段前,先按曲率要求调整曲线段内侧滑道及外侧滑道，然后按上述程序前移挂篮。
（）按设计要求对曲线外侧侧模、支架解除刚性联结，安装可调结构，进行侧模调整。
（）根据下一个梁段的曲线偏角，调整挂篮各预埋孔的位置，使挂篮在下段施工时满足曲率要求。
、加宽段挂篮施工要点
（）砼及预应力施工完成后，将挂篮后上横梁外侧按两点支撑于箱梁冀缘板上，外侧三角架用倒链拉紧，防止三角架倾斜，然后解除外侧三角桁架的后锚及平斜联约束，利用倒链调整外侧三角桁架至设计位置。
（）进行三角桁架横梁间的可调平联及斜联的调整和固定，进入挂篮滑移工序。
（）挂篮滑移到位后，按该段设计文件的加宽要求，对底模及内模进行加宽铺设，并调整或增加底模纵梁。
（）模型调试，放线定位，调整后锚预埋孔位置，使后下横梁处于最佳受力状态。
六、机械设备
主要机械设备配备见表。
表 主要机械设备
序号
机具名称
规格
单位
数量
备注

汽车吊

台

载重汽车

台

自卸汽车

台

翻斗车

台

装载机

台

混凝土泵

台

混凝土搅拌机

台

卷扬机

台

卷扬机

台

卷扬机

台

对焊机

台

电焊机

台

拌浆机

台

压浆机

台

钢筋切断机

台

弯曲机

台

滚丝机

台

千斤顶

台

规格数量根据张拉束而定

油泵

台

与千斤顶配套

振捣器
插入式
台

压力试验机

台

压变仪

台

穿心式传感器

台

倒链
、、
台

个；个；个

七、劳动力组织
劳动力组织详见下表。
表 劳动力组织
工 种
人 数
工 种
人 数
施工负责人

电焊工

值班技术员

张拉

电工

搅拌机司机

起重工

混凝土泵司机

钢筋工

混凝土工

八、质量控制
、挂篮加工要求：
（）挂篮各部件多属焊件，应制定合理的加工工艺，减少其焊接变形和焊接应力，经 校正后各种变形公差不得超过《钢结构工程施工及验收规范》规定的允许值；
（）焊条选用：钢母材采用焊条，钢母材采用；
（）销座等重要受力部件，必须保证其焊接质量，焊后按技术要求探伤和张拉试验；
（）除图中所有要求外，各零部件的表面粗糙度均为；
（）各部件随时加工，随时组装，发现问题及时纠正；
（）构件表面涂一层防锈底漆，面层采用橘黄色漆；
（）挂篮出厂前要进行试拼验收；
、挂篮使用要求：
（）挂篮拼装后进行预压，以消除非弹性变形，测试弹性变形量；
（）挂篮作业时，所有后锚杆锚固力要调试均匀；
（）每次挂篮就位后，其前后吊带装置都要调试均匀，并派专人全面检查，发现问题 及时处理；
（）挂篮施工属高空作业，待挂篮安装完成后检查安全防护装置是否可靠；
（）为防止在灌注混凝土时的雨水侵袭，挂篮顶部应设防雨装置；
（）后锚位置根据梁段长度及坡度准确预留；
、Ⅳ级钢吊杆安装要求
（）Ⅳ级钢吊带应放置在平坦、干燥处，严禁在其上旋转重物及踩踏，下料或切割不 得使用氧焊、气割、电焊打火，均须用钢据或砂轮切割机；
（）不标准Ⅳ级钢两侧突出的棱应用手动砂轮打平，以利螺帽及连接器连接。
（）未经张拉的Ⅳ级钢不得安装在挂篮上。
（）在安装前应将防护塑胶管套于Ⅳ级钢上再安装；
（）安装时，严禁与顶板、模板相抵，在安装及施工中吊带严禁打火、受弯；Ⅳ级钢接长时，各吊杆伸入连接器长度应相同，并用红油漆标出，以便检查。
（）所有螺帽下垫片，螺帽及连接丝扣必须上满；
（）先将垫圈及螺帽放入连接座（前下横梁处）内，再将Ⅳ级钢带上波纹管，下端穿入并转动到丝扣满为止，另一端装上联接器。
（） 个吊杆同时张拉，受力均匀，将底板调到位后，上紧顶座螺帽，并防滑。
、质量标准
（）中线偏差不大于；
（）合龙段高程差不大于；
（）自振频率不大于设计值；
（）悬臂梁端高程与设计高程之差不大于、。
九、安全措施
、施工前必须进行安全交底，组织全体人员详细讨论，明确各施工阶段挂篮施工特点，安装方法与步骤和注意事项，以免因顺序错误发生事故。
、起吊挂篮部件及其他重物时，应先提升，检查确认良好后方可继续起吊，起吊杆件必须有固定的信号指挥，旗语准确，传闻迅速，吊件下严禁站人。
、挂篮须等、段张拉压浆，竖向防倾覆筋张拉后方可安装。
、灌筑砼时两端挂篮必须对称施工，混凝土重量差不得大于。灌注时宜由前向后进行浇筑。
、待新灌筑梁段纵向张拉、压浆等强后，方可移动挂篮，移动前应检查该拆换部分是否已妥善完成，是否增加临时联接。移动时须均匀平衡，左右同步，方向顺直；主梁前端要及时加垫，后端设锚压紧，以免倾覆。外侧模及底模的分离、调整，宜用倒链把下锚梁挂在外滑梁上。拉杆端头施顶，设保险垫，须使外侧和内侧Ⅳ级钢受力均匀。
、必须严格控制挂篮和箱梁施工荷载，及时清理物件。
、可按需要增设照明、梯子、步板、拉件、安全网、风雨篷、操作台，工作人员按规定戴安全帽、系安全带。
、根据进度需要，养护锅炉等设施也应尽可能以段为中心对称布置。
、施工前应检查清点新需工具、材料，对起重设施须试吊，或检查其摩损状态，不合格的须更换。使用倒链滑车时，应慢慢地拉紧，待链条受力后再检查各部分的变化，确认状态良好后方可继续工作。
、对予留孔，予埋件的定位要精心施工，认真检查；
、每个墩首次安装挂篮除分队自检外，安质、技术抽查，确认合格后方可灌注砼。其余梁段挂篮移动就位后，分队也应组织检查验收，并在工程日志上做好记录。
十、效益分析
宽幅挂篮的成功研制节约了大量的设备投入，极大地提高了施工效率，获得了良好的经济效益，以柳古黄河桥为例，仅宽幅挂篮一项就节约资金约两百万元，另外柳古黄河桥在施工过程中不仅承受了各种不利条件的考验，而且顺利通过咨询工程师的层层严格检查，其质量和进度多次收到业主的认可和表扬，甘肃日报为此做了大幅头版头条新闻报道，另有多家新闻媒体予以关注，兰州广播电视台及甘肃省电视台就《填水路黄河大桥的悬灌施工》在《今日聚焦》节目中作了专题报道，社会影响很大，社会效益显著。
十一、工程实例
天水路黄河大桥全长，主桥为（＋×＋）三向预应力连续刚构，主桥按一幅桥整体式断面设计,采用单箱双室断面,支点梁高，跨中梁高，腹板厚，顶板厚，底板宽，翼缘板宽，桥面宽，主桥号─号截面位于缓和曲线上，由于考虑超高设置，故翼缘板坡度是变化的，忠和岸—匝道起点位于主桥悬灌段上，因此从号─号截面，桥面宽由变至，顺桥向箱梁顶面为直线（按％纵坡设置），底面按次抛物线变化。主桥悬臂施工梁段长度为和两种。中最重段为段，即设计值为，段中最重为段，设计值为，如果考虑砼施工中的增重误差，施工段的最大重量分别为，。
号墩北端悬浇段从号段至号段，箱梁底板右侧逐渐加宽，腹板随着向右平移，加宽数值为号段厘米、号段厘米、号段厘米、号段厘米、号段厘米、号段厘米、号段厘米、号段厘米。该项目主桥工程将于年月底完工。

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