大吨位大截面桥梁轻型菱形挂篮的施工技术研究.doc

1、1大吨位大截面桥梁轻型菱形挂篮的施工技术研究【摘要】悬浇梁施工现在已经比较普遍，其以造价低、施工干扰小而被广泛采用，但大吨位大截面的挂篮施工还不是很多，如何在施工中充分利用挂篮的特性，保证挂篮快速安全施工，是建设者需要解决的问题。本文结合南宁市葫芦鼎大桥大吨位大截面轻型菱形挂篮施工，具体详尽阐述了施工中可能遇到的问题和应当注意的技术要求。并且创新的提出了在大截面挂篮施工中采用三角吊带新的吊带形式和阐述了一种新的挂篮移动模式。 【关键词】大吨位大截面 菱形挂篮施工技术 中图分类号：K928.78 文献标识码： A 文章编号： 1、工程概况 葫芦鼎大桥主桥全长 480m，分为对称两个 T 构，主跨

2、为 230m，两边跨各 125m。桥梁全宽 41m，分为左右两幅，单箱单室截面，设计高度由13.5m 渐变至 4.5m。单幅梁顶板宽 19.6m，底板宽 11m，翼板悬臂长4.3m。主梁砼为 C60 砼，除 0#块及两端现浇段采用支架浇注外，134号块共 34 对块件采用挂篮对称悬臂浇筑施工，悬臂浇筑最大块件重271t。 2、轻质菱形挂篮的研究内容 在 480mT 构施工前，挂篮的选择是非常重要的。在挂篮设计中，挂篮主桁架要求高强、轻质，便于加工，行走方便。根据施工经验分析，2菱形挂篮能满足以上设计要求。在设计挂篮时，根据箱梁两腹板间距达到 10.45m 的特点，我们创造性地提出了采用三角形吊

3、带的方案。在挂篮走行系统中，我们改变以往采用卷扬机或倒链作为走行动力的方案，首次采用液压千斤顶辅助挂篮移动的方案。 3、 轻型菱形挂篮设计方案 3.1 设计方案的比选 在悬浇梁施工中，常用的挂篮形式有菱形挂篮、贝雷梁挂篮和三角形挂篮。贝雷梁挂篮和三角形挂篮由于其桁下空间小，施工操作不方便，不太适合本工程特点。因此本工程直接选用了菱形挂篮作为施工的挂篮形式。 3.2 菱形挂篮设计方案 3.2.1 挂篮主要设计要求及指标 （1） 、适应最大梁段重：320t。 （2） 、适应最大梁段长：4.5m。 （3） 、适应梁高最大变化范围：13.84.5m。 （4） 、适应最大梁宽：顶板：19.6m，底板：1

4、1m。 （5） 、走行方式：无平衡重走行。 （6） 、挂篮（包括模板和支架）的最大重量不得超过设计规定的：130t。 （7） 、最不利下最大弹性变形 20mm。 （8） 、施工、行走时的抗倾覆系数大于 2.0。 （9） 、自锚固系统的安全系数大于 2.0。 3（10） 、设计荷载：悬臂浇筑混凝土的结构重量最大为 271t，每个挂篮的结构验算荷载为 320t。 3.2.2 挂篮构造 （1） 、主承重结构采用菱形拉杆式承重架，全部采用型钢加工。受力部位全部在节点位置，使受力明析，同时也可降低对刚度的要求。承重架间横向用型钢连接成一整体，以增加整个承重架的稳定性，利用箱梁竖向预应力筋，通过自锚的形式

5、，除去平衡重。 （2） 、内顶模、翼板模板及底模腹板承重处均采用桁架结构形式，既减轻了结构重量，又培加了其整体刚度，使其受力明确。 （3） 、走行系统我们经过分析研究，改变以往挂篮行走靠卷扬机、倒链附助行走的设计，首次提出采用液压千斤顶附助挂篮行走。以卷扬机和倒链作为行走动力时，挂篮受力不均且不连续，在行走中容易出现挂篮侧翻或挂篮脱离行走轨道的现象，且行走速度很慢。在挂篮设计时，我们采用 25t 穿心式千斤顶成功解决了这些施工过程中的隐患。经过 34次挂篮行走证明，挂篮在滑道上一次走行到位，采用穿心式 25 吨千斤顶作为走行动力，快捷、轻便、振动小，走行安全，该项技术已经申请发明专利。 （4）

6、 、根据箱梁特点，在中部增设一根三角吊杆，大大减小了前上下横梁的型钢重量，从而减轻了挂篮的重量。 （5） 、吊锚系统采用高强度的 42CrMo 材料与精轧螺纹钢结合使用，同时每根吊杆上又安装了一个特制的转向，这样既吸收了两种材料各自的优点，保证了强度刚度上的要求，又克服了精轧螺纹钢受剪易断的4缺点。 （6） 、模板设计注重混凝土的外观质量，以刚度控制设计。 3.2.3 挂蓝的结构特点及技术要求 挂篮的基本组成部分为：挂篮承重系统、吊锚杆系统、走行系统、底模系统及工作平台系统和内外模系统组成。 （1） 、承重系统 挂篮主桁系统为拉杆式承重架，每个挂篮横桥方向由 2 片承重架组成，相互之间用型钢联

7、结在一起，形成整体。设计时，尽量让荷载作用于节点处，从而减小主纵梁的弯曲，达到减小梁的截面面积，减轻挂篮的自重。对主承重架利用平面杆系的结构设计有限元法计算程序在计算机上进行计算其内力及变形（结果如表 2） 。杆件的计算分析采用容许应力法，杆件变形及承重架整体变形控制在 15mm 以内（总体变形见表 3） 。 承重菱形架截面强度验算表表 2 挂篮总体变形表（mm） 表 3 （2） 、吊锚杆系统 挂篮吊锚杆均采用高强度的 42CrMo 钢板及 32 的精轧螺纹钢组合设计加工而成。 5（3） 、行走系统 本工程我们使用液压千斤顶附助挂篮行走，挂篮行走采取整体一次到位，即承重架和内外模板整体一次性行

8、走到位。行走前安装挂篮行走所需轨锚梁及下锚横梁，调整挂篮行走锚杆，使吊杆均受力。卸拆底、内、外模板、与砼面间隔 25cm；浇筑所用后锚杆。整体移动挂篮至下一梁段浇筑位置就位。安装并调整挂篮悬浇所需锚杆，安装调整挂篮各杆并使之受力均匀，底、内、外模板安装调整就位，挂篮各部位就位。 （4） 、底模系统 底模主要由两片横向主桁片，2 片肋下桁架及底纵梁构成整个受力框架。计算时利用平面杆系有限元法计算程序进行内力及变形的计算，并根据实际使用过程中，各种不利的工作状态，进行桁片杆件的应力控制，使底篮桁片在施工过程中的任何状态下，均能安全的运行。底模板采用钢板，钢板下用带钢支撑形成网格状，以保证混凝土浇筑

9、的外观质量。 （5） 、挂篮重量 本挂篮主要构件除吊锚杆采用高强度的 42CrMo 及 32 的精轧螺纹钢外，其余大部分均为 Q235 钢材。本挂篮结构轻巧，挂篮总重为100.071t，最大悬臂浇筑重量为 320t，两者之比即挂篮工作利用系数0.313，这是此挂篮的重要特点。 4、 结束语 该挂篮安全使用了 34 次，根据施工过程中各项数据的观测，均在规定的范围之内，经实践检验，本挂篮的设计是成功的，具有先进性。采用无平衡重的菱形承重架，三角式吊挂、穿心式小千斤顶作为动力一次6性走移到位，结构新颖、节省了材料，受力明确，施工快捷方便。葫芦鼎大桥的最后合拢精度纵横向均达到了 1cm 以内，数据表明，挂篮的各项指标均达到了国内先进水平。