挂蓝指导书1DOCWord格式.docx
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120mm,两端孔眼理论距离为7778.2mm。
2.5立柱的底端与Ⅰ、Ⅱ型主梁为Φ27螺栓的栓接,立柱顶端与斜拉钢带为20CrMnTi合金钢Φ70销接,斜拉钢带底端与Ⅰ、Ⅱ型主梁的连接采用与其顶端相同材质和相同断面的钢销销接,所不同的只是钢销的长度。
2.6主梁在前端前上横梁部位之下和在后上横梁部位尚有形式不同的横连结构;
立柱顶部也有横连结构,以保证总体的稳定。
三、悬吊结构
3.1构造及作用简述
斜拉挂篮的悬吊系统是直接承受施工荷载、并需满足施工要求的部分。
它由底模平台、垂直悬吊钢带、上下横梁以及张拉平台、后吊平台组成。
悬吊系统的简图如下图3.1示:
图3.1挂篮悬吊系统简图
3.2斜拉挂篮的底模平台
底模平台中间设有七组2[36c长697cm的纵梁,上铺2[14a槽钢,底横梁上固定5cm厚、600cm长的组合钢模,其组合后的总宽度恰与箱梁梁底宽度(500cm)相等。
底模板用于直接承受所浇筑的箱梁砼等施工荷载。
为了防止浇筑时的漏浆,底模板两侧要粘贴塑料泡沫并被外侧模夹住,且用对拉螺栓拉紧。
底模板两侧各设两组2[32c长697cm的纵梁,作为承受外模板和其外模板上所传递过来的顶板砼及其它施工荷载等。
其上铺5cm的木板,作为支承外模人行通道之用,外模脱模后,可以在两组边纵梁及其木板之上外移、倾斜等,以满足张拉钢束所用空间的需要。
纵梁前端用∠75×
75×
8、长110cm的角钢接长作挑平台,用于安装堵头模板和人行通道。
所有纵梁与前后下横梁的联结均设活动铰,铰为焊制。
设这些铰的作用是为了满足砼箱梁底面成抛物线的各种不同坡度的需要。
为了固定纵梁之间的位置,底板纵梁之间以及底板两侧纵梁之间还分别设有两组2∠75×
8cm的角钢横联。
每对底模板下纵梁之间还设300×
100mm、长500cm的夹木;
每对两侧纵梁之间设220×
100mm、长500cm的夹木。
3.3挂篮的前、后下横梁
纵梁两端的支座分别将力传到前、后下横梁之上。
前、后下横梁均由2[45c长1100cm的普通槽钢组成。
前下横梁通过4根同样的钢带将力传到前上横梁上。
后下横梁共有4根吊带,其中最外两根悬吊在后上横梁上,中间两根吊在箱梁底板上。
后上横梁在空篮行走时,要卸去吊在箱梁底板上的吊带,由两根后上横梁的吊带吊着。
3.4挂篮的前、后上横梁
前上横梁承受部分梁段砼、部分底模平台、前面吊带及模板等施工荷载。
后上横梁承受部分底模平台、后面两侧吊带及模板等施工荷载。
前后上横梁均由一组2[45c长1100cm的普通槽钢组成。
3.5吊带、联结构件及紧固设备
3.5.1吊带
每个挂篮共有40×
150×
4000mm的吊带6根;
40×
3000mm的吊带2根;
1700mm的吊带12根;
1380mm的吊带6根;
20×
1700mm的接长吊带24根;
550mm的接长吊带12根。
以上吊带均用16Mn低合金钢带制成。
3.5.2联结构件
联结构件包括提升扁担梁销(Φ60)8个、限位支座销(Φ60)8个、吊带连接销(Φ60)48个。
以上销子均用20CrMnTi制成。
3.5.3紧固设备
紧固设备是指将悬吊钢带拉紧、旋升、降落所用的扁担梁、支座梁、限位支座和千斤顶等一类设备。
支座梁通常置于前后上横梁或箱梁底板之上。
扁担梁由2[24a的槽钢制成,其腹板中心设有Φ60.5的销孔,将Φ60的钢销插入扁担梁和吊带的销孔,然后旋升扁担梁,吊带便同步上升,直到设计高程,此时用限位销子插入相应的吊带孔洞并与支承于支座梁上的限位支座卡住限位销子,于是便完成了吊带的收紧;
旋升千斤顶便完成了吊带的降落。
吊(钢)带的升降如下图3.5.3所示:
图3.5.3钢带升降构造图
3.6张拉平台与后吊平台
张拉平台是专供张拉纵向预应力钢束使用的悬吊平台;
后吊平台是专供安装或拆卸后下横梁悬吊在箱梁底板的吊带与联结构件之用的。
四、锚固系统
为了尽量减轻挂篮整个系统的施工荷载,满足设计要求,挂篮的尾部必须进行竖向平衡锚固。
锚固时埋于梁体内的竖向钢筋借用箱梁结构用的竖向Φ25精轧螺纹预应力粗钢筋,该钢筋用连接器接长,用2[24、长66cm的短下横梁同接长后的精轧螺纹粗钢筋联结,其联结的方式是靠螺母型的YGM锚具将二者连接起来。
为了确保施工的安全,锚固数量,每根主梁不少于4处,每个挂篮不少于8处。
短下横梁与短上横梁也用相同规格的粗钢筋和锚具联结紧固。
短上横梁的结构尺寸以短下横梁完全一致。
靠处于主梁之上的短上横梁的锚具的旋紧,使主梁被牢牢地锚固于箱梁梁体之上。
上述锚固构造详见下图4所示。
图4挂篮锚固示意图
五、挂篮的行走系统
行走系统包括滚动、施压、配重、牵引以及制动限位等部分。
5.1滚动与施压设备
滚动与施压设备包括前支腿行走翘板共2个,后支腿行走翘板共2个,钢滚柱、垫板、垫木以及主梁尾部的施压摇滚等部分组成。
5.1.1前后支腿行走翘板用钢板焊制而成翘板的首尾两端向上翘起,形状如同滑雪板,以利于钢滚柱能顺利的进出前支腿行走翘板长1000mm,宽200mm,后支腿翘板直线段长500mm,宽200mm。
5.1.2钢滚柱是用45号碳素钢制成的,其直径为50mm,长度为400mm。
通过钢滚柱的旋转滚动而使挂篮实现向前平移。
在垫板上沿桥长方向每100mm布设钢滚柱一根。
5.1.3垫板和垫木。
垫板是用A3号钢板制成的,其厚度为20mm,宽度为400mm,长度为1500mm。
其作用为承受钢滚柱的滚压并将压力分布传递给垫木。
垫木(木枕)为硬木枋制作而成,其结构尺寸为200mm×
200mm×
800mm。
其作用是将挂篮的总重量分布传递给T构箱梁的顶板。
上述5.1.1至5.1.3部分的挂篮滚移设备参见下图5.1.1~3所示。
图5.1.1~3挂篮底部滚移设备示意图
5.1.4挂篮主梁尾部施压滚移设备,是由两组摇滚(原系架设贝雷钢桁架的设备),压在摇滚上的上短横梁,联结箱梁竖向预应力粗钢筋的下短横梁,联结上、下短横梁的精轧螺纹粗钢筋及其锚具和联结下横梁与箱梁竖向预应力钢筋所用的连接器、锚具等组成。
除摇滚而外,其它设备的结构尺寸与前述锚固设备完全相同。
摇滚的全长1020mm,高214mm(不含突起块在内)。
使用时滚子与主梁顶面接触。
设计载重量为250KN。
参见下图5.1.4a。
图5.1.4a摇滚
摇滚在挂篮主梁尾部的施压滚移作用如下图5.1.4b所示。
图5.1.4b摇滚在主梁尾部施压滚移示意图
5.2配重的设置
在许可的情况下,在挂篮尾部直接放置一些配重物,可以认为是最简便最经济和最可靠的施工方式。
但这要取得监理工程师和设计代表的认可。
5.3牵引设施
挂篮的牵引设施均采用牵引力为100KN的捣链。
对于桥面最大纵坡为4%升坡的一端,每个挂篮配2个牵引力为100KN的捣链;
对于桥面最大纵坡为-4%降坡的一端,虽然每个挂篮可以配2个50KN的捣链,但是考虑设备的安全可靠性和减少设备品种规格,每个挂篮仍选配2个牵引力为100KN的捣链。
挂篮行走时为了尽量使其牵引夹角小一点,又要留出捣链的位置,可将挂篮的上牵引点设在后支腿行走船上方;
下牵引点即反向点设在箱梁底板的吊带孔部位(用短粗钢棒横别住)。
为了防止钢丝绳与箱梁顶板砼的摩擦,凡接触处都必须用木材或橡皮隔开,参见下图5.3。
图5.3挂篮行走的牵引与制动限位示意图
5.4挂篮的制动与限位
挂篮从行走到终止的全过程,都存在着制动与限位,否则将造成重大事故。
因此在挂篮的后方箱梁顶面需要预埋一定数量的锚固件或利用箱梁顶板预留孔,通过后方的锚固构造和由此引出的2个500KN牵引力的捣链,拉住需要暂停或需要终止的正在运动中的挂篮,以免因操作失误或失控而导致行走超越应有位置或发生坠篮事故。
挂篮的制动与限位设施参见上图5.3。
六、挂篮的组装与加载试验
6.1挂篮的组装
6.1.1在斜撑托架上完成1号节段后,张拉压浆完毕,即在0号和1号节段上铺设垫木(木枕)、安装滑道(必须在设计位置上)、安装挂篮的前后支腿行走船、主梁、前后上横梁和钢吊带等,最后安装立柱与斜拉钢带。
安装主梁时,要注意先后顺序是Ⅰ型主梁在下、Ⅱ型主梁在上,其后用螺栓将两者结合成一体。
主梁按设计位置就位后,要及时把尾部压重设备安装好,使其与箱梁预应力粗钢筋保持可靠的连接,以保证施工安全。
6.1.2将钢吊带的上端分别与前后上横梁的节点销接上,在上横梁上起顶钢吊带,使之收紧。
再在底模平台的四角,即前后下横梁的两端分别装上垂直钢丝绳,中间各带一台100KN拉力的捣链,固定在上横梁上,底模平台的两侧还装上水平钢丝绳作稳绳。
然后割去后下横梁在托架上的支点,前下横梁处用千斤顶顶起分配梁,卸去该分配梁的两个支座。
这时边收紧四个吊点的捣链,边徐徐放松水平稳绳,就这样将带有外模的底模平台慢慢地荡出,直到把钢吊带下吊点安装上且拉直。
挂篮也就到了施工2号节段的位置。
最后,按设计需要的外力,起顶立柱并在立柱底端与主梁顶面之间的缝隙里加垫相应厚度的钢板且用螺栓将柱底与主梁顶面联结起来;
再把后下横梁与箱梁底板的吊带系统安装好,即完成了挂篮安装的全部工序。
详见图6.1.2。
挂篮安装完毕后,还需要进行加载试验和全面的空间位置的测定与调整,使其达到设计要求,然后进行下道工序。
图6.1.2施工2号节段时挂篮的安装
6.2挂篮的加载试验
挂篮安装完毕后,必须进行加载试验。
试验的原则是模拟其受力的形式和受力的大小,挂篮的下方施加一个作用力系。
最简捷的方法是悬吊水箱,按照设计最大荷载的110%,分级加载,同时观测挂篮主要部件如主梁、上下横梁、立柱等的变形。
只有受力和变形都处在一个正常的关系情况下,挂篮才可以投入正常使用,否则要查明原因,进行有效的处理与加固,或合理改变其结构。
挂篮的加载试验需要作专题研究报告。
七、挂篮的分体(离)行走作业
2号段箱梁完成后,照例铺设滑道等一应设施。
在Ⅰ、Ⅱ号主梁对应的箱梁梁端部位设立临时支点(可用螺旋千斤顶或木楔),将Ⅰ、Ⅱ号主梁支撑牢靠,其后将该两种主梁尾端的锚固设施和企口连接螺栓及连接板拆除,再在Ⅱ号主梁的尾端(长2.2m)顶面安装上连接板后放置40T重物作为配重,最后在Ⅰ、Ⅱ号主梁的后支腿行走船上方每侧各安装一个500KN的捣链,作为行走的制动装置。
启动行走系统,就可以一段一段地缓慢地将Ⅱ号主梁滑移到浇筑3号箱梁节段的设计位置(前支点中心距梁端70cm)。
要注意:
先走Ⅱ号主梁段挂篮,是因为其尾端企口向下。
挂篮在行走过程中,一定要使行走和制动捣链相互协调配合,先放松制动捣链一段行程,然后收紧行走捣链一段近似相等的行程(距离),当Ⅱ号主梁段挂篮到位后,不要首先安装其尾部的Ⅲ号段,这是因为Ⅰ号主梁的企口朝上,只有安装上接长段才能实施压重的缘故。
Ⅱ号主梁到位,尾部空出了390cm的位置。
此时将挂篮Ⅰ号主梁的尾部接长段用螺栓和连接板连接好,则扣除企口搭接长度200cm,其尾部净增加了190cm。
于是Ⅰ号主梁的挂篮尾部总长达400cm(增长180cm),这便给Ⅰ号主梁的挂篮采取压重设备,而不需要配重创造了有利的条件。
在该挂篮的尾部每隔140cm安装1个摇滚反压设备,每侧主梁最多可安装3个,并且至少有2个摇滚处于工作状态。
在这种条件下,Ⅰ号主梁挂篮可按Ⅱ号主梁的行走方式,顺利到达设计位置(前支点离箱梁端头70cm)。
Ⅰ号主梁的挂篮到位后,Ⅱ号主梁的挂篮尾部空出了400cm(净200cm),这时候才给Ⅱ号主梁的尾部接长提供了足够的距离。
于是将Ⅱ号主梁的尾部接长Ⅲ号主梁180cm(扣除搭接长200cm之后)。
最后,将Ⅰ、Ⅱ号主梁挂篮的尾端各自用4组压梁短梁锚固系统与箱梁的竖向预应力精轧螺纹粗钢筋相联结,然后拆除上述的配重及摇滚设备。
与此同时还要进行滑移限位锚固。
配重设备只在Ⅱ号主梁挂篮的分离过程中使用一次便拆除,Ⅱ号主梁挂篮其后的行走,便与Ⅰ号主梁挂篮完全相同了。
3号箱梁完成后的以下其它悬浇段的两种挂篮行走,也都只是Ⅰ号类型主梁挂篮行走方式的重复。
以上挂篮的分体(离)和行走的各道工序参见下图7所示。
图7挂篮的分体(离)和行走作业示意图
八、模板(内、外)跟随挂篮的行走就位
8.1内模板是靠内滑梁分别悬吊在箱梁顶板(后吊点)和挂篮的前上横梁之上的。
内滑梁为2I32、长度为11000mm的工字钢焊制而成的。
悬吊内滑梁的吊杆使用Φ25精轧螺纹粗钢筋,螺母采用YGM锚具。
内滑梁的长度取决于内模随挂篮同步行走的需要。
内模行走时,只要在内滑梁中间的箱梁顶板预留孔(该孔距后吊点为1个悬浇段长)再增加一个吊杆,就可以畅通地跟随内滑梁向前行走到预定的位置,但同时必须把后吊杆拆除。
8.2外模板是靠外模托架分别悬吊在箱梁顶板(后吊点)和挂篮前上横梁之上的。
托梁为2I32、长度为7000mm的工字钢焊制而成的。
悬吊外托梁的吊杆及锚固件与内滑梁完全相同。
外模板脱模后着落在底平台上,只是跟随挂篮同步行走的。
为了保证安全,外模上部应与挂篮主梁进行拉结。
外托梁只作为外模的竖向受力结构,因此在挂篮向前行走时,首先拆除其后吊杆,外托梁便跟随外模同步运动。
九、箱梁合拢段挂篮的行走就位
箱梁合拢段挂篮的行走就位与一般的悬浇段不尽相同,而处于主孔和边孔范围的合拢段的挂篮行走就位时间前后又有严格的限制。
9.1边孔合拢段的挂篮行走就位
按施工图设计的要求,箱梁边孔合拢段要先行完成,故该箱梁节段的挂篮必须先行走就位。
就位之前要首先拆除不平衡段与合拢段相衔接的长300mm一部分底模及其全部的内外模板,随后将悬浇12号节段的挂篮行走到悬浇段的设计位置。
然后在合拢段的相应位置施加与合拢重量相等的配重每端加240KN,并观测记录变位情况。
此后进行合拢段的钢筋、管道、预埋件、水平刚性支承、张拉合拢束和底板B3束,支模板和浇筑砼等一系列工作。
在浇筑砼时,随浇随减配重,每级减30KN,做到增减相等。
当砼的强度达到设计强度的85%时,即可张拉其余的底板束,放松合拢束,对孔道压浆。
最后将合拢段的挂篮拆除运走。
该合拢段的挂篮行走就位情况参见下图9.1。
图9.1合拢段挂篮的行走就位示意图
9.2主孔合拢段的挂篮行走就位
当边孔合拢段完成后,即可马上进行主孔合拢段的挂篮行走就位。
为此要先将另一个12号节段的挂篮全部退出该合拢段的工作范围。
随后让该挂篮向前行走就位,当达到设计位置后,即可按照上述边孔合拢段的施工方法完成本合拢段的全部工作内容(包括拆除挂篮运走其部件等)。
十、挂篮加工的要求
挂篮加工的质量关系到整个工程的全局,因此,在挂篮的制作、改制、加固等加工过程中,要严格控制其加工质量,必须按设计文件及相关规范、规程进行加工。
10.1所有用于加工的材料,必须符合设计要求的品种、规格及国家规定的技术性能,当某种材料规格缺货时,则必须重新设计代换。
10.2斜拉钢带、垂直吊带和斜拉挂篮主梁的上翼缘板,加工时可以不刨边,但必须用自动或半自动气割,且每边留有3-4mm加工余量,下料后用砂轮打掉毛刺。
如遇“打炮”必须将该处打磨成圆弧形。
10.3挂篮采用的钢销,有45号钢和20CrMnTi两种材料,加工时必须作出明显标记,以示区别。
钢销表面加工光洁度要求均为Δ4。
45号钢销要求调质处理,如无调质设备,只要材料是“正火状态”交货,加工时未经任何热处理也可使用。
20CrMnTi钢销必须进行热处理,要求其表面硬度为HRC38-42。
10.4钢销与销孔直径的配合必须满足设计图纸的规定,不得随意更改。
10.5螺栓孔的孔径公差必须满足设计要求,设计无规定时,相邻孔距公差为±
0.5mm。
螺栓孔可以用钻孔或镗孔,但不得冲孔。
10.6接头与焊接处理。
斜拉挂篮的主梁翼缘板应采用450斜线接头,焊缝为X型剖口焊,割口为α=600±
50,并且要求将上翼缘板和下翼缘板内侧的焊缝表面打磨平整,翼缘焊缝设在弯距较小处。
主梁腹板接长也采用X型剖口焊缝,但采用直线型接头,腹板焊缝设在主梁剪力较小处。
主梁腹板与腹板、腹板与翼缘板的接头要错开。
主梁翼缘板与腹板的焊缝采用α=550±
30的剖口焊。
加劲肋对上翼缘板磨平顶紧,对腹板与下翼缘板采用双面贴角焊。
上下横梁的翼缘板需要加强时,也采用贴角焊,只设纵向焊缝,不设横向焊缝。
由于上下横梁是双悬臂梁或连续梁,弯矩正负交错,受拉受压翼缘不明确,因此对其加劲肋与横梁连续采取满焊,但不得在翼缘板处出现咬口。
由于加劲肋多数为了传递集中力,要求上下磨平顶紧,加工厂一般不易做到,因此采取全焊的办法。
钢带销孔处,孔壁承压不够时,采用加强板,其板只允许与钢带两侧边和端头施贴角焊,不得在受拉区施加横向焊缝。
10.7对于多孔拼接件要求以样板加工;
对所有的焊接件,特别是挂篮的主梁、行走支座的翘板底板和底模平台的支座等,要求有合理的施焊工艺和有效措施,以减少焊接变形。
十一、挂篮需要的配套设备
一个T构(两个挂篮)所需要的配套设备数量如下表11。
一个T构(两个挂篮)所需要的配套设备表11
序号
名称
型号
数量
用途
1
带油压千斤顶
≥600KN
2
起顶立柱
螺旋千斤顶
≥500KN
8×
起顶前吊带
3
起顶后吊带及底板吊带
4
捣链
20KN
16
调整张拉操作平台
5
100KN
12
挂篮牵引行走和荡移底模平台
十二、挂篮施工的安全作业规程
挂篮施工是在高出地面20米左右的上空作业的,纯系高空作业,同时施工中还要使用千斤顶、捣链等大吨位的起重机具,更加大了施工的不安全因素,特此制定以下安全操作规程:
12.1设置护栏及安全网。
在挂篮的四周侧面及底面都要设置坚固的护栏和安全网,确保施工人员的安全。
12.2配戴安全备品。
从事挂篮施工的各类人员,都要戴安全帽和手套,必要时系安全带或安全绳,穿防滑鞋或绝缘鞋。
12.3学习安全操作技术。
使用捣链时,严禁将捣链条缠绕在手上、脚上和身体上,以防止捣链失灵链条伤害身体。
使用千斤顶时,防止其倾倒,造成重大机械和人身伤亡事故。
防止错误操作,酿成各种工程质量事故。
12.4注意天气变化,在六级以上的大风、暴雨、浓雾、光线不足的夜晚等不利的天气情况下,均不允许从事挂篮施工作业。
12.5施工作业时要精力集中。
每做一件工作都要全神贯注,保持自身重心的稳定,防止出现意外事故。
12.6对于特殊危险的作业,一定要设专人进行安全监护。
一切参加高空作业的人员都要经过适当的培训后方可上岗,工作时都要服从统一信号的指挥。