菱形桁架掛藍(lán)

1、菱形桁架式掛籃在南京長(zhǎng)江二橋北汊大橋上部結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用李華偉（中鐵第十九工程局） 【摘要】介紹菱形桁架式掛籃的主要構(gòu)造及在南京長(zhǎng)江二橋北汊主橋上部結(jié)構(gòu)中的施工應(yīng)用情況，并總結(jié)了該掛籃的優(yōu)缺點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】菱形 掛籃 南京長(zhǎng)江二橋 施工一、工程簡(jiǎn)介南京長(zhǎng)江第二大橋北汊大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為90+3*l65+90（m）的五跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。其主跨165m為目前國(guó)內(nèi)同類型橋梁中跨徑之首。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施工方法需采用懸臂灌筑施工工藝然后通過合龍及體系轉(zhuǎn)換成為連續(xù)梁。每個(gè)墩設(shè)23個(gè)懸澆段5*2.5m5*3.0m5*3.5m8*4.0m。梁段最長(zhǎng)4.0m，最大重量156噸。箱梁橫截面：頂板寬15.42m

2、，腹板寬7.5m，梁高由0號(hào)塊的8.8m按二次拋物線漸變至23號(hào)塊的3.0m。預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)為三向預(yù)應(yīng)力：縱向采用27束及25束j15.24鋼絞線；橫向采用四束jl5.24鋼絞線；豎向采用32精軋螺紋鋼筋。張拉控制應(yīng)為0.75Ryb。E2標(biāo)為北汊主橋的一半，由中鐵第十九工程局施工，根據(jù)該橋的特點(diǎn)并參照國(guó)內(nèi)外已有各種型式掛籃，選擇了菱形桁架式掛籃作為懸臂灌筑的主要設(shè)備。該掛盤為中鐵建集團(tuán)總公司附屬設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，已多次應(yīng)用于國(guó)內(nèi)連續(xù)梁懸準(zhǔn)施工中，但應(yīng)用在如此大跨的橋梁施工中尚屬首次。二、菱形桁架式掛籃的構(gòu)造菱形桁架式掛籃由主構(gòu)架、行走及錨固裝置、底模架、內(nèi)外側(cè)模板、前吊裝置、后吊裝置、前上橫梁等組成（圖

3、1）。1主構(gòu)架主構(gòu)架由兩片桁架連接系和門架組成。兩片桁架均使用240栓接成菱形，由連接系和門架將之聯(lián)成整體，組成該掛籃主要受力結(jié)構(gòu)。2底摸架及底模板 底摸架由六根縱梁和前后橫梁組成，縱梁為桁架式結(jié)構(gòu)，桁高12m，桁架長(zhǎng)5.43m；前后橫梁由240組焊而成。底模為竹膠板，下墊100mm*100mm的方木，竹膠模板和方木用 U形卡固定在縱梁上，以便脫模和固定。3.前上橫梁前上橫梁由240工字鋼組焊面成，連接于主構(gòu)架前端的節(jié)點(diǎn)處，將兩片主構(gòu)架流架連成整體。4.鋼吊帶前后吊帶均由150mm*32mm的16Mn鋼板用銷子連接而成，設(shè)置間距為100mm的調(diào)節(jié)孔，用LQ30千斤頂及扁擔(dān)和墊梁調(diào)節(jié)所需長(zhǎng)度。5

4、.內(nèi)外模板箱梁外側(cè)模采用5mm鋼板和鋼框組焊而成。兩外側(cè)模各支承在兩個(gè)走行梁上，走行梁通過吊桿懸吊在前上橫梁和已澆注好的箱梁翼板上。走行梁用230a組焊面成。內(nèi)模由內(nèi)模桁架、豎帶、縱帶及組合鋼模板組成，內(nèi)模桁架吊在兩根內(nèi)模走行梁上走行梁吊在前上橫梁和已澆梁段的頂板上，內(nèi)模脫模后可沿走行梁前行。走行梁采用230a組焊面成。6.掛籃走行及錨固系統(tǒng)走行裝置由軌道、鋼（木）枕、前后支座、手動(dòng)葫蘆等組成。軌道由16a及10鋼板組焊成型斷面，底板每隔500mm開橢圓形長(zhǎng)孔，以便與豎向預(yù)應(yīng)力筋錨定。豎向預(yù)應(yīng)力筋為QL32精軋螺紋筋，外露0.3m，軌道根據(jù)梁段長(zhǎng)度的不同分3.0m，1.0m兩種。掛籃設(shè)前后支座

5、各兩個(gè)，前支座支承在軌道頂面，下墊聚四氯乙烯滑板，可沿軌道滑行。后支座以反扣輪的形式沿軌道下緣滑動(dòng)，不需要加設(shè)平衡重。掛盤前移時(shí)，使用手動(dòng)葫蘆牽引前支座，帶動(dòng)整個(gè)掛籃向前移動(dòng)。掛籃在灌注混凝土?xí)r，后端利用12根32精軋螺紋鋼錨固在已成梁段上，軌道錨固在已成梁段的豎向預(yù)應(yīng)力筋上，在錨固時(shí)，利用千斤頂將后支座鉤板脫離軌道，然后錨固。三、掛籃強(qiáng)度及變形檢算計(jì)算荷載：按掛籃自重，梁段自重，施工機(jī)具、人員產(chǎn)生荷載，振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載組合來(lái)檢算，其中混凝土容重取2.6t立方米，施工機(jī)具、人員荷載取1.0KPa，混凝土振搗荷載取4.OKPa。進(jìn)行了主桁架、底模桁架及各部主要受力桿件的在最不利荷載位置的檢算

6、，并采用了同濟(jì)大學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)綜合計(jì)算程序進(jìn)行了相應(yīng)復(fù)核。檢算表明：?jiǎn)胃舷覘U最大受力為72kN，小于單根上弦桿允許受力252kN；單很斜桿最大受力為39kN，小于單根桿允許受力129kN；單根豎桿最大受力為27kN，小于單根上弦桿允許受力為170kN。還進(jìn)行了掛籃的變形檢算，計(jì)算結(jié)果顯示，針對(duì)北汊大橋的梁段，其最大變形發(fā)生在16號(hào)節(jié)段，此時(shí)掛籃彈性變形值為21mm。四、掛籃使用前的試驗(yàn)為了檢驗(yàn)掛籃的計(jì)算變形值并消除首次安裝后的非彈性變形，在工廠進(jìn)行了掛籃的地面加載試驗(yàn)。同時(shí)在掛籃安裝之后，為了檢驗(yàn)地面試驗(yàn)結(jié)果，又選取了一對(duì)掛籃進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)壓重試驗(yàn)。在工廠對(duì)主桁架、銷座、銷子、前后吊帶、前上橫梁等

7、構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)。主桁架：采用背對(duì)背方式，將后錨位置使用精軋螺紋鋼筋錨死，對(duì)前吊點(diǎn)使用YC60千斤頂按每10t一級(jí)加載，得出每對(duì)主析架的變形曲線。銷座、銷子、前后吊帶、前上橫梁也采用了類似方法進(jìn)行了地面模擬加載試驗(yàn)，配以主桁架試驗(yàn)得出的結(jié)果取得每套掛籃的變形曲線。首對(duì)掛籃拼裝完成后，使用砂袋按梁段實(shí)際荷載情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)模擬壓重試驗(yàn)，將其結(jié)果與計(jì)算變形值、工廠試驗(yàn)值對(duì)比，得出每套掛籃的在施工備節(jié)段時(shí)的變形值指導(dǎo)各梁段的立模施工。參照掛籃設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果，掛籃變形使用公式： Y=0.4X2（其中， X為各節(jié)段前吊帶處的受力值）。五、拼裝工藝1.拼裝準(zhǔn)備在工廠將主構(gòu)架的菱形桁架拼裝成形，拼裝后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)吊

8、裝，編寫拼裝工藝，準(zhǔn)備好拼裝工具及各種連接螺栓，培訓(xùn)拼裝工人。2鋪枕用1：2水泥砂漿找平梁頂面鋪枕部位，鋪設(shè)鋼枕。3安裝軌道從0號(hào)段中心向兩側(cè)安裝2.5m長(zhǎng)軌各兩極，軌道穿入豎向預(yù)應(yīng)力筋，抄平軌道頂面，量測(cè)軌道中心距無(wú)誤后，用螺母把軌道鎖定。4安裝前后支座先從軌道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支應(yīng)安放前，在相應(yīng)位置軌道頂面置放一塊四氟乙烯滑板（300mm*500mm），然后安放前支座。5.吊裝主構(gòu)架主構(gòu)架在工廠拼成菱形后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)分片吊裝，放至前后支座上，并旋緊連結(jié)螺栓，為防止傾倒，用腳手架臨時(shí)支撐。6.安裝主構(gòu)架之間的連結(jié)系、間架，旋緊連接螺栓。7.用長(zhǎng)螺桿（L32精軋螺紋鋼）和扁

9、擔(dān)架將主構(gòu)架后端錨固在已成梁段上，前支應(yīng)處用扁擔(dān)架將主構(gòu)架下弦桿與軌道固定。8.吊裝前上橫梁將前上橫梁上的4個(gè)千斤頂、上、下墊梁及2根鋼吊帶，一起組裝好后，整體起吊安裝。9.安裝后吊帶在1號(hào)梁段底板預(yù)留孔內(nèi)，安裝后吊帶，先安放墊塊，千斤頂和上墊梁，后吊帶從底板穿出，以便與底摸架連接。10吊裝底模架及底模板。11.吊裝內(nèi)模架走行梁，并安裝好后吊桿，前吊采用鋼絲繩和倒鏈。12安裝外側(cè)模板掛籃所用外側(cè)模首先用于1號(hào)梁段施工，在上述拼裝程序之前，應(yīng)將外模走行梁先放至外模豎框架上，后端插入后吊架上。兩走行梁前端用倒鏈和鋼絲繩吊在前上橫梁上。用倒鏈將外側(cè)模拖至2號(hào)梁段位置，在1號(hào)段中部?jī)蓚?cè)安裝外側(cè)模走行梁

10、后吊架，解除0號(hào)段上的后吊架。六、懸臂灌注施工工藝每個(gè)T構(gòu)從2號(hào)段開始，對(duì)稱拼裝好掛籃后即可進(jìn)行懸臂灌注施工。1.分片吊裝底板及腹板構(gòu)造鋼筋并安放預(yù)應(yīng)力管道。2.將1號(hào)梁段內(nèi)的內(nèi)模拖出。3.根據(jù)2號(hào)梁段的高度調(diào)整下部模板。4.在頂板和腹板安裝下料串筒位置留洞，在腹板的搗固位置，預(yù)留位置進(jìn)行搗固。5.安裝端模板，并與內(nèi)外模板連結(jié)。6.綁扎頂板鋼筋。7.安放預(yù)應(yīng)力管道、錨板等。8.對(duì)稱灌注2號(hào)梁段混凝土。9.混凝土養(yǎng)護(hù)。10.預(yù)應(yīng)力筋張拉。11.壓漿。12.掛籃行走找平梁頂面并鋪設(shè)鋼（木）枕及軌道。放松底摸架前后吊帶。底模架后橫梁兩側(cè)的吊耳與外側(cè)模走行梁之間安裝10t倒鏈，即底摸架懸掛在走行梁上。

11、拆除后吊帶與底模架的連結(jié)。解除掛籃后端錨固螺桿。軌道頂面安裝兩個(gè)5t倒鏈（每套掛籃）并標(biāo)計(jì)好前支座的位置（支座中心距梁端50cm）。倒鏈牽引前支座使掛籃、底摸架、外側(cè)模一起向前移動(dòng)。移動(dòng)時(shí)掛籃后部應(yīng)設(shè)10t保險(xiǎn)倒鏈。安裝后吊帶，將底摸架吊起。在2號(hào)梁段上安裝外側(cè)模走行梁后吊梁，先解除一個(gè)1號(hào)段上的后吊架，移至2號(hào)段，再解除另一個(gè)后吊桿移至2號(hào)段。拉出內(nèi)模，掛籃走行完畢。六、掛籃的拆除待合龍段施工前，便可拆除掛籃，拆除順序如下：1.在梁頂面安裝卷?yè)P(yáng)機(jī)，吊著外側(cè)模前后吊桿（底模架吊在走行梁上）徐徐下放，落至船上?；蛳确诺啄＜埽蠓磐鈧?cè)模。 2.合龍段不用的內(nèi)模、走行梁，在合龍段施工前拆除，余者可從

12、兩端梁的出口拆除。3.拆除前上橫梁。4.主構(gòu)架可移至塔吊可吊范圍內(nèi)，分片拆卸。5.拆除軌道及鋼（木）枕。八、在南京長(zhǎng)江二橋北汊大橋應(yīng)用的菱形橋架式掛籃的主要技求參數(shù)1.適用最大梁段重：160t2.最大梁段長(zhǎng)：40m3.梁高：8.83.0m4.適用梁寬：16m5.走行方式：無(wú)平衡重走行6.掛籃自重：49t7.掛籃的傾覆穩(wěn)定系數(shù)空載時(shí)：28灌注時(shí)：2.488.掛盤系數(shù)；3.0九、應(yīng)用菱形掛籃進(jìn)行懸澆施工的主要體會(huì)1.優(yōu)點(diǎn)菱形掛籃自重輕，在本橋施工中的利用系數(shù)達(dá)到了3.0，應(yīng)是國(guó)內(nèi)除滑動(dòng)斜拉式掛籃外最輕的一種，由此而帶來(lái)在加工、運(yùn)輸、拼裝、移動(dòng)、拆除等方面的省力，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省資金的目的。總之，應(yīng)用該掛籃施工可有較大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。菱形掛籃內(nèi)模、外模均采用縱向滑梁吊在橋面或掛籃上，縱向走行非常方便，且加固亦采用該滑梁，一梁兩用。菱形掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，受力明確，加載后的實(shí)際彈性變形與理論計(jì)算值相差不大，如曾使用過該掛籃，可省去試驗(yàn)加載的程序。掛籃由于設(shè)計(jì)成菱形，吊點(diǎn)均位于梁面以上空中，給