桥梁悬臂浇筑挂篮施工实施研究

       本桥悬臂浇筑所用前支点挂篮总长 19.534m。宽 25.65m,桥面行走系统 C 钩位置加宽1.95m。挂篮锚固系统采用挂篮中部前吊杆和尾部吊杆,吊杆按只受拉考虑。止推系统位于挂篮中部,需在主梁施工时预埋钢板,并在斜拉索安装前,安装止推键抵抗斜拉索水平方向分力,防止挂篮后退。

  摘 要:通过实例,从挂蓝设计、施工前安全准备、挂蓝加工与拼装施工等环节,详细地探讨各个环节施工过程及其相应的实施要点,并分析了挂篮在施工阶段对结构的影响,有效降低了安全风险。

  关键词:桥梁悬臂浇筑挂篮,施工实施,施工安全

  一、工程概况

  某桥主梁采用悬臂浇筑工艺,梁宽 24.1m,梁高 2.7m。悬臂浇筑节段长度分别为为 8.2m、7.8m、6.5m、5.5m。主梁按照从塔柱中心向两边推进的施工顺序施工,施工方法总体采用前支点挂篮悬臂浇筑工艺,主梁先合拢边跨再合拢中跨,具体合拢方案需有监控单位数据最终确定。根据主梁的节段划分和现场实际情况,我部除 0#、0’#、1#、1’#、28’#和 29’#节段施工未采用正常的挂篮施工工艺外,其余均采用挂篮悬臂浇筑施工工艺。

  二、挂篮设计

  每套挂篮有 2 个主梁,主梁分为 3 段组装而成,前段弧首长 4.014m,用于斜拉索张拉千斤顶的反力座。中段主梁长 8.08m,末端接挂篮行走系统 C 钩,与前段弧首组成挂篮主梁前半部分,梁高 2m,梁宽 1.8m,作为主梁肋边的底模。后段主梁长 7.44m,梁高 1.5m,梁宽 1.8m,尾部设有反力轮和定位轮,保证挂篮空载行走时不偏离方向。悬臂浇筑主梁时,反力轮需拆除,换上机械千斤顶为挂篮提供反力。主梁各段之间均采用高强度螺栓连接。挂篮主梁之间有 3 道横梁,前横梁作主梁横梁底模支架,采用钢箱截面,高 1.5m,宽1.35m。中横梁同样采用钢箱截面,位于 C 钩位置,梁高 1.2m,宽 0.8m,在距挂篮中心线10.1m 处设有挂篮前吊杆孔,中横梁主要承受前吊杆传递的拉力。后横梁位于主梁尾部,主要承受后吊杆的拉力,7×3 片贝雷片拼装组成。前横梁和中横梁之间设升降平台,作为主梁顶板模板的支架。

  三、挂篮拼装及吊装方案

  1.前半部挂篮拼装

  挂篮前半部分主要包括:前段弧首、中段主梁、前横梁、中横梁、升降平台和 C 钩,其中前面 5 个部分将在拼装场地上拼装,C 钩将于前面部分吊装就位后再进行安装。挂篮拼装前需在主塔顺桥向场地上用脚手架搭设挂篮拼装平台,平台顶面与主塔底面高程齐平,宽35m,长 10m,脚手架平面间距 1.2×1.2m,步距 1.2m,每个台座位置脚手架升高 1m,以主塔中心线对称位置布置,每套挂篮拼装台座共计 6 个。台座横向间距 22m,纵向间距 3.5m。每个台座平面尺寸 1.5×3m,该位置脚手架间距加密成 0.6×0.6m。挂篮地面拼装顺序为:主梁→前横梁→中横梁→次纵梁→次横梁→升降平台。

  2.前半部挂篮吊装

  挂篮前半部分拼装完成后,吊装重量总计约 80t。在 0#段施工完成之后,在桥面上安装吊装支架,支架由主梁和横梁组成。主梁由两组 6×10 片贝雷片组成,以主塔中心线和主梁中心线对称布置,悬臂挑出 0#和 0’#段前端,悬臂端支点位于 0#段外侧横梁处,用型钢和枕木垫平主梁,并在 0#段中间位置用 JL32 精扎螺纹钢筋将主梁锚固在横梁上。横梁由 4×7片贝雷片组成,横梁上安装有 2 个 60t 滑轮,用于起吊挂篮。横梁均安装在主梁悬臂段,吊装挂篮时需要安装 2 组横梁。所有贝雷片上均设上下弦杆。主梁在安装时,需保证纵向有1%上坡。

  挂篮吊点位置将根据挂篮重心位置来进行选择,前半部分挂篮的吊点位于挂篮的次纵梁上,采用 4 点吊装挂篮,每个吊点通过挂千斤绳与 60t 滑轮连接,并用Φ 24 吊装钢丝绳走 6 线与支架上 60t 滑轮形成滑轮组,钢丝绳尾线通过桥面上的 10t 导向滑轮引入到主塔桥面处的 8t 卷扬机处,每个吊点对应一个卷扬机,形成挂篮起吊系统。

  起吊前在挂篮左、右两侧安装缆风绳,避免挂篮在起吊过程中摆动。吊装时,应保持 4台卷扬机卷绳速度一致,经常检查滑轮组,对滑轮柄上油,避免钢丝绳跳绳。在起吊过程中,时刻关注挂篮各个吊点的高程,应保证起吊过程中挂篮各吊点尽量在同一水平面上,前后吊点之间高差不得超过 2m。挂篮吊装到位后,立即安装 C 钩和前吊杆。由于斜拉索需要对称同时挂索,同时初张。因此,在一跨挂篮的挂篮就位后,将前端吊点固定,再吊装另一跨的挂篮就位。然后,安装挂篮止推系统、索导管,挂 1 号斜拉索和张拉千斤顶,至此 1#和 1’#段挂篮安装到位,斜拉索初张到位后,即可拆除吊装支架,进行 1#段和 1’#段施工。

  3.前半部分挂篮 2#段就位

  为将挂篮拼装完整,前半部分挂篮在 1#段施工完成后,需前移到 2#段上才有空间组装挂篮后段。由于此时挂篮后端未能提供反力,支撑挂篮前移,将在 1#段上安装悬臂轨道支架,为前半部分挂篮提供前支点向前滑移。悬臂轨道支架由 2 组 4×6 片贝雷片组成,贝雷片上、下均设加强弦杆。支架悬臂长度 9.8m,悬臂端支点位于 1#段横梁处。每组支架后端用 JL32 精扎螺纹钢筋锚固在 0#段前端横梁处。为保证挂篮运行安全,轨道支架纵向设 1%上坡。每组支架顶面铺设两条滑槽,供挂篮滑块滑行。

  4.后段挂篮吊装

  后段挂篮主要包括:后段主梁、后横梁、反力轮和定位轮。安装顺序为:后段主梁→反力轮→定位轮→后横梁。其中后段主梁重约 7t,需要在悬臂上安装吊装支架进行吊装。后横梁由于吊装位置被主梁挡住,也需要该支架进行吊装。需注意在 0#和 1#阶段施工前预埋吊装孔。反力轮和定位轮则可以利用塔吊进行吊装。

  后段挂篮与前段挂篮对接完成后,立即安装后吊杆和索导管。当中跨和边跨的挂篮都拼装完成后,安装 2 号斜拉索和张拉千斤顶。初张到位后,即可拆除支架,进行 2#段主梁施工。

  四、挂篮在施工阶段对结构的影响

  其一,挂篮拼装完成后,预压不仔细,无法准确找出挂篮各部位变形曲线,无法准确为后续施工提供立模标高。很多挂篮的预压采用模拟预压,只对主桁架预压,对模板系统、悬挂系统、锚固系统不进行预压;部分挂篮虽然采用堆重的方法进行预压,但是预压重量达不到规范要求的1.2倍,并只对底板预压,不对翼板和顶板进行堆重预压。由此可见,预压结果不能指导施工,在后续节段施工过程中再来摸索挂篮变形,影响梁体结构线形,也可能导致腹板裂缝的发生。

  其二,以下几种情况,会引起挂篮两侧变形不一致,从而造成梁体结构尺寸偏差,达不到设计要求:主桁架两侧滑道没有垫平,存在较大高差,导致挂篮两侧主桁高差较大;主桁架在挂篮前移时偏位较大,导致模板移动偏位较大,调整到准确位置难度较大;吊杆、吊带及后锚的松紧程度没有用千斤顶校准力值,松紧程度不一致,且在混凝土浇筑过程中不及时进行松紧程度的检查和调整;后锚位置预埋不规范,两侧位置长度不一致,挂篮前支点到后锚点力臂长度不一致,导致两侧主桁变形不一致;行走挂篮时保险用葫芦和钢丝绳在浇筑混凝土前没有放松,改变了吊杆吊带受力模式。

  参考文献:

  [1]彭元诚.连续刚构箱梁底板崩裂原因分析与对策[J].桥梁建设,2008(3).