活动铰座(公路桥梁施工中挂篮悬浇施工技术控制研究)

Posted 2023-05-31

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活动铰座(公路桥梁施工中挂篮悬浇施工技术控制研究)

董丽娜

云南省公路科学技术研究院

摘要：挂篮悬浇施工技术一直是桥梁施工的热点。本文以某高速公路大桥挂篮悬浇施工为例，从挂篮悬浇施工技术的工作程序和施工要点入手，详细的阐述了挂篮悬浇施工的应用，更好地服务于桥梁工程建设。

关键词：高速公路;桥梁工程;挂篮悬浇;

1 概述

近些年来，挂篮悬浇施工技术作为一种桥梁施工手段备受青睐。挂篮悬浇施工技术的原理:利用可移动的挂篮作为施工设备，以桥墩(台)为中心，向两侧对称逐段浇筑混凝土，待混凝土强度达到要求后施加预应力，再移动挂篮进行下节段施工。挂篮悬浇施工技术在我国公路、铁路工程中得到较广泛应用，但是在施工过程中也存在以下问题:(1)悬臂浇筑节段长度难以把控。若悬臂浇筑节段过长，为平衡混凝土自重和挂篮结构重力须大幅增加平衡重量和锚固措施，增加施工难度;悬臂浇筑节段过短，影响施工进度，增加工程成本。(2)挂篮的安装、悬浇施工工序较复杂、安全风险大、技术难度大、管理把控上存在一定难度;(3)一般上构钢绞线设置较多，张拉控制难度较为困难。(4)受气候温度影响，梁体的线型控制较难。

2 工程概况

某高速公路大桥设计桥长396.0m，桥宽25m，单幅桥宽布置为11.5m(行车道)+2×0.5m(防撞护栏)，左右线孔跨布置1×40+(80+150+80)+1×40，其中，主桥为变截面预应力混凝土连续刚构箱梁桥，设计长度(80+150+80) m;两岸引桥为预应力混凝土简支T梁桥，设计长度40m。左右线桥格分为3联。

桥梁上部结构为三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，设计长度为80+150+80m。其中，箱梁根部梁高9.2m，跨中梁高3.2m，顶板厚28cm(墩顶箱梁顶板加厚到48cm)，底板厚32～110cm(从跨中至根部依次变化)，腹板从跨中至根部三段分别采用50cm、65cm、80cm三种厚度。箱梁顶板横向宽12.5m，底宽7m，悬臂长2.75m。箱梁0号节段长14m(包括墩两侧各外伸1.5m)，每个悬浇“T”粱对称分为18个节段，数量及长度从根部至跨中分别为10×3.5m、8×4.0m，悬臂浇筑节段总长67m。悬浇节段最大控制重量2179k N，挂篮设计872k N。边中跨合拢段长均为2m，边跨现浇段长4m。箱梁根部设4道厚0.7m的横隔板，中跨跨中设一道厚0.4m的横隔板边跨梁段设一道厚2m的横隔板。

3 施工工艺

3.1 挂篮参数

挂篮采用菱形挂篮，由主承重系统、底模系统、内外模板系统、悬吊系统、锚固系统及行走系统组成。挂篮主框架、内外滑梁及模板等均采用Q235B组合型钢，吊杆、锚固构件均采用Φ32精轧螺纹粗钢筋，主框架销轴以及悬吊销轴采用40Cr钢。

3.2 挂篮安装

0#块混凝土施工完成后进行砼养护，混凝土强度达到设计强度90%进行预应力张拉，张拉完成后在其顶面形成的平台上进行挂篮拼装。在挂篮安装之前，当混凝土养护强度达到设计强度的50%，可以拆除0#块内外模板，增加模板的周转率;但只有混凝土强度达到设计强度的100%后，方可进行托架及底模即承重模板的拆除。

挂篮安装具体步骤如下:

(1)安装轨道

待0#块施工完毕后，用中粗砂找平轨道垫梁。并在上面铺设枕木，根据箱梁横坡坡度，在两边使用不同高度的枕木支垫，高侧采用60×25×10cm的枕木，低侧采用60×25×28cm的枕木调平。根据设计图纸进行挂篮行走轨道轴线测量放样，在轴线上依次安装用薄钢板找平的轨道垫梁和行走轨道。测量并控制轨道间的中心距，使其与图纸保持一致。轨道顺直，顶面高程差不大于5mm。

(2)安装挂篮主桁

首先，在轨道合适的位置处安装主桁的前支座，同时为了保持平衡，设置临时后支座和前钢支座。按设计图纸结合轨道基准线，对主桁安装轴线及平面位置进行测量放样，并调整挂篮前支座在轨道上的位置。

然后安装单片菱形架，为保证单片菱形桁架的稳定，需要安装反压装置。在一片主桁上使用2只葫芦(2吨)拉住收紧，然后调整主桁架垂直度，保证菱形桁架横向稳定;后锚及时压紧保证菱形桁架纵向稳定。注意各片主桁在纵向一定要平齐，前后误差不大于1cm。

(3)安装横向联结桁架

安装横联之前，需要在两片主桁上连接上一条横向联系工字钢，保持横向稳定性。然后吊装横联到设计位置，与两个立柱焊接。

(4)安装后下横梁

首先，在横梁的双拼型钢间，安装一个焊有两块连接钢板(设有穿销轴孔)横梁吊具。然后，将吊具伸进两钢板间，插上吊具销轴，设好保险插销。最后，在吊具的上端拧进吊杆，同时在吊具上口划线做好标记，便于每次检查吊杆拧进位置。(吊杆要拧满吊具螺纹，长度11cm)

挂篮底模平台(即后下横梁)吊点是锚固点设在箱内底板上的短吊杆和锚固点设在箱梁顶板上的长吊杆。安装时应注意先安装中间的短吊杆使底模贴紧后，再提升两侧的长吊杆，以保证底板底面水平(箱梁底板吊杆上、下面用铁件垫平)。

(5)安装前横梁

首先，安装前上横梁，前上横梁与后下横梁安装一致，注意安装要垫水平并焊接主桁上。然后，进行前下横梁安装，安装好吊具，用两只葫芦临时吊住前下横梁，调整到前上横梁安装标高位置，把安好的前上横梁吊杆拧进横梁吊具中，并利用吊杆调节前下横梁至合适高度。

(6)安装底纵梁

根据设计图纸中底纵梁按的位置，逐根安放。底纵梁与前后下横梁间采用活动铰连接，确保前后横梁的间距一致，保证吊杆的垂直受力。

(7)安装底模板

吊上底模板，逐块安装展平整。同时按设计图纸做好施工平台。

(8)安装模架纵梁(外导梁)

在翼板底部安装模架纵梁(外导梁)，模架纵梁的前端通过吊杆吊在前上横梁上，后端悬挂在箱梁上。模架纵梁前支点采用吊杆悬挂在前上横梁下，后支点采用滑梁转动的装置(1个滑轮+1个吊杆)进行支撑，滑轮只在挂篮前移时受力，箱梁施工时为前后吊杆受力，特别注意吊杆螺母下至少留有5cm以保安全。

(9)安装顶板底模

使用相同方法和步骤安装顶板导梁和模板，其中，顶板内侧与外侧导梁安装方法一致。在挂篮施工中，严禁在绑扎完底板及腹板钢筋、预应力筋之前进行顶模及内模的安装。

(10)调整底模及侧模的标高和轴线，完成挂篮拼装。

4 挂篮预压

对拼装好的挂篮上半结构移至0#块顶面中部按设计最大荷载加安全系数1.2倍进行施压，预压过程认真做好测量监控，收集完相关数据后提供至第三方监控单位，确定最终的立模标高。经过计算，挂篮最不利工况取箱梁砼重最重的梁段，即箱梁第1#梁段，此时前吊杆受力为最大，因此荷载试验仅根据1#梁段的荷载进行加载、观测。

挂篮前移的操作程序:松动前支点千斤顶→挂篮平稳座到轨道上→安装防挂篮倾覆扣挂件→拆除底板后锚杆→拆除挂篮后锚→挂篮与箱梁脱离→液压推动向前→挂篮到位后锚固→调整底模模板标高→拧紧吊杆螺母→调整顶板挂篮前移。挂篮迁移主要是通过在前支处用穿心式千斤顶张拉前进，因此在每个钢支点处设置一个100T千斤顶。

5 挂篮悬浇施工

挂篮悬浇施工前，必须经过预压测试，并取得相关控制参数后，方可开始进行箱梁的悬浇施工。为使悬臂浇筑梁段完整，减少施工接缝，保证施工质量，要求所有悬臂浇筑梁段一次浇筑成型。

浇筑时使用一对挂篮的左右两侧基本对称地进行。梁段混凝土浇筑从挂篮底板的前端开始，并且同一“T”结构上两个挂篮内的悬浇砼方量差不能大于一个底板的砼方量。腹板混凝土浇筑的分层厚度为40cm，厚度大于40cm分两层浇筑;厚度小于40cm一次性浇筑完成。若砼下落高度超过2.0m，则要安装串筒或导管，防止砼离析。

6 预应力施工

严格按照设计图纸中要求，进行预应力张拉的施工，可适当采取一定的措施或手段保证预应力张拉满足要求。在主桥箱梁块件悬臂施工时，必须混凝土强度达到设计强度95%后，开始在箱梁的两腹板，对称张拉块件中对应的纵向预应力并压浆，再张拉横向预应力并压浆，最后张拉竖向预应力并压浆。

挂篮施工预应力张拉顺序为:张拉纵向预应力钢筋→张拉横向预应力钢筋→张拉竖向预应力钢筋。

7 封锚及压浆

封锚及压浆是箱梁施工的重要一环，应在一批预应力筋张拉完毕后，立即进行孔道压浆。封锚及压浆能有效的制止预应力张拉后滑丝及长期放置预应力筋腐蚀，提高桥梁的使用寿命。压浆、封锚时应注意以下几点:

(1)曲线孔道及竖向孔道的压浆，应从最底点压浆孔压入，在最高点的排气孔排气和泌水。水平或曲线孔道压浆，一般孔道压浆压力宜保持在0.5MPa～0.7MPa范围内;超长孔道最大压浆压力不宜超过1.0MPa。竖向孔道压浆压力宜保持在0.3～0.4MPa范围内。

(2)压浆压浆结束的的标志:孔道另一端水泥浆充盈饱满且从排气孔排出，排出速度规定流动速度相同，关闭出浆口后，保持0.5MPa持续3～5 min。

(3)切除过长的钢绞线及精轧螺纹钢筋，减少直接暴露在空气中的长度。

(4)封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚后的梁体长度。长期外露的锚具，应采取防锈措施。

8 结语

论文基于某高速大桥的挂篮悬浇施工过程，详细介绍了挂篮悬浇施工技术，并对该项技术的应注意的事项进行了论述，为以后类似的桥梁挂篮悬浇施工提供参考，更好的服务于工程建设。

参考文献

[1] 何文浩．桂江特大桥预应力箱梁挂篮悬浇施工技术分析．西部交通科技2019(9):153-156.

[2] 腾炳杰．挂篮悬浇与大节段支架现浇方案对比分析．铁道工程学报2012(6):55-58.

[3] 王蕴洁．桥梁施工中的挂篮悬浇施工技术．交通世界2019(30):108-109.

[4] 白金超．反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术．桥梁建设，2018,48(3):116-120.

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