关于挂篮连续梁设计与施工的探讨

关于挂篮连续梁设计与施工的探讨

中铁十二局集团第七工程有限公司湖南省长沙市410000

摘要:近年来,随着社会经济发展速度的不断加快,交通事业建设、交通技术发展等都取得了极大的进展。在施工中,挂篮连续梁具有节约材料、施工干扰小等优势,因而逐渐开始得到应用。在预应力混凝土挂篮连续梁的施工中,挂篮是最重要的施工设备之一,包含多种不同的形式。为了确保施工安全和施工质量,本文以南沙港铁路西江特大桥工程为案例,浅谈预应力连续梁挂篮设计与施工。

关键词:预应力混凝土;连续梁;挂篮;设计与施工

前言:在悬臂施工当中,挂篮是最主要的设备之一,主要包括混合式、型钢式、斜拉式、桁架式等类型。根据挂篮连续梁施工工艺的要求,结合设计图纸对挂篮的要求,对不同类型挂篮的施工工艺、钢材类型、重量、特点等加以比较。在挂篮的设计中,要遵循可重复利用性强、拆装前移方便、稳定坚固、结构简单、自重轻等原则。挂篮在受力后不能发生过大形变,挂篮下要预留足够的空间,提供较大的施工作业面,为钢筋模板施工操作提供便利。挂篮施工通常将连续梁划分为3—5米长的各个节段,以两个中墩为节点划分为两个T构,施工时以T构中心0号块为起点向两侧施工,以挂篮为载体配合钢绞线张拉的手段将下个节段悬臂浇筑混凝土。

图1工作中的挂篮

工程概况:

本文中所述挂篮连续梁孔跨40.6+72+40.6米,主跨度为72米,主跨下方规划建设一条市政道路,为保证市政道路规划用地范围、使用安全距离,该段桥梁采用挂篮法设计施工。对比传统支架法浇筑,挂篮施工具有占地面积小,节约支架、模板材料,作业面广的优势。

挂篮施工工法讲述:

预埋临时固结精轧螺纹钢,为保证连续梁节段挂篮悬浇施工时,整个T构不会因受力不均匀而倾覆,需在墩身顶部预埋螺纹钢与梁部固结。按设计要求预埋足够数量与长度的精轧螺纹钢,并浇筑混凝土,精轧螺纹钢外露部位锚入梁底板、与0号块同步浇筑。

采用传统支架法,搭设0号块支架,安装支座。对支架进行预压,通过定期观测统计出支架预压的弹性形变值,消除支架非弹性形变对施工的影响,以指导梁体施工时标高控制。预压结束后,绑扎0号块钢筋、安装波纹管钢绞线、安装模板浇筑混凝土。砼养护期结束后,0号块钢绞线张拉压浆。

安装挂篮,本工程所采用的挂篮为菱形挂篮,挂篮结构分为由主桁架、上桁梁、中间连接构架、模板系统、走行系统五部分组成。主桁架是挂篮的主要承重结构,主要承担悬挑部位的重量,是保障挂篮安全的最重要部位,两片主桁构架竖放于箱梁腹板位置,其间用槽钢及角钢组成的横联连接。上桁梁位于挂篮结构最上方,主要为挂篮提供横向刚度,保证挂篮稳定性。挂篮中间连接架构主要分为前后吊带杆:前吊带杆的作用是为底模平台提供前吊点;后吊带杆的作用是承受挂篮约一半的荷载并将其传给箱梁底板。模板系统分为外模、内模、底模三部分。挂篮走行系统分为桁架走行系统、底模、外模走行系统及内模走行系统。桁架走行系统布置为:桁架下的箱梁顶面铺设两根用型钢组焊的轨道,轨道固定在钢枕上,钢枕通过竖向预应力筋锚固在箱梁顶面上,轨道顶面放置前后支座,支座与桁架节点栓接,前支座沿轨道滑行,后支座以反扣轮的形式沿轨道顶板下缘滚动,不需加设平衡重。走行时用液压千斤项纵向牵引即可。轨道分节以便向前倒用。悬臂段混凝土浇筑前,需用冷拉精轧螺纹钢筋将轨道上钢枕与桁架后节点锚固,使后支座反扣轮不受力。底模及外模行走应与主桁同步。具体步骤为:脱模前用手动葫芦将底模架吊在后横梁或外滑梁上,解除后吊带,脱模后,底模随桁架一起向前走行。内模脱模后,内模架落在内滑梁上,人工用手动葫芦即可将其移至下一梁段。

挂篮安装完成后,对挂篮进行预压试验,消除非弹性形变对施工的影响。按设计要求绑扎钢筋,安装预应力钢绞线,浇筑混凝土。养护完成后,预应力束张拉压浆,挂篮滑移行进至下一节段开始进入下部施工。挂篮施工以节段为单位,分T构对称施工,保证整个T构的结构稳定性,两个T构施工至悬臂段浇筑完成后,施工边跨现浇段。搭设支架,做好支架预压试验,安装模板,绑扎钢筋,浇筑混凝土。

边跨合拢段施工时,考虑到挂篮施工的纵向及挂篮底部空间需要,边跨合拢段支架不能一次成型,须待相邻悬臂段施工完成,将挂篮前移,用挂篮底模兼做底模板。在T构两侧悬臂端、边跨现浇段放置三组水箱、在水箱中加水的方法设平衡重,T构两端所加平衡重吨位为边跨合拢段重量的一半。钢筋绑扎时,需预留劲性骨架安装位置,等劲性骨架锁定后补充绑扎。解除边跨支座锁,张拉边跨合拢临时预应力索。在一天中气温最低时浇筑合拢段混凝土,浇筑过程中,要边浇筑边跨合拢段混凝土,边卸载边跨合拢段两侧的水箱配重,卸载速度与混凝土浇筑速度一至。T构另一侧水箱配重不卸载,以保证平衡施工。浇筑完成后,养护混凝土,张拉压浆。

两侧边跨合拢段施工完成后,施工中跨合拢段。模板安装,钢筋绑扎,钢绞线安装完成后,张拉中跨合拢临时索,浇筑混凝土前,凿除中墩临时固结,完成一次体系转换。中跨合拢段混凝土浇注过程中,要按照混凝土的浇筑速度卸载先前放置于中跨悬臂端的水箱配重,一侧水箱重量为中跨合拢段重量的1/2。合拢段混凝土选择在一天中气温较低时进行浇筑,可保证合拢段新浇注混凝土处于气温上升的环境中,在受压的状态下达到终凝,以防混凝土开裂。合拢段混凝土强度达到100%后,切断中墩纵向活动支座临时约束,完成第二次体系转换。

结论:连续梁挂篮具有结构自重轻的优势,在施工中可避免对作业面的干扰,同时能够缩短工期,加快工件成型进度。目前,槽型连续梁的应用范围正在不断扩展,其功能也得到极大的扩充,其与挂篮设计的优化改进是密不可分的。因此,在预应力混凝土挂篮连续梁施工当中,应在具体工程情况的基础上,做好充分的施工准备。在实际施工当中,对挂篮进行妥善的设计与施工,确保挂篮的质量和性能符合要求。

参考文献:

[1]娄渊浩.预应力混凝土连续梁桥挂篮施工方法及控制技术[J].工程技术:全文版,2016(5):00097-00097.

[2]蔡杨.预应力混凝土连续梁桥挂篮施工方法及控制技术[J].城市道桥与防洪,2015(4):129-131.

[3]周志波.挂篮悬臂施工技术在大跨径预应力混凝土连续梁桥中的应用[J].科技与企业,2016(1):143-144.

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