轨道交通工程特大桥托架施工和菱形挂篮设计施工交底书.docx
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轨道交通工程特大桥托架施工和菱形挂篮设计施工交底书
新建京津城际轨道交通工程
跨北京四环特大桥托架施工和菱形挂篮设计、施工
交底书
编制：
汪芳进
复核：
室主任：
总工程师：
中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部
2006．07
新建京津城际轨道交通工程
跨北京四环特大桥托架施工和菱形挂篮设计、施工交底书
一、工程概况
新建京津城际轨道交通工程跨北京四环特大桥，桥跨布置为：
60+128+60m。
主跨部分为加劲拱连续梁的型式，系杆锚固块位于翼缘板下方，间距为6m，箱梁结构形式采用单箱双室结构，主跨箱梁在系杆位置均设有一道横隔墙。
墩柱为板式实心墩。
整个箱梁采用三向预应力混凝土连续梁结构，两边跨分别设有长度为6.75m的支架现浇段，两中主墩墩顶块段长度为18m，其余各梁段有2.5m、3.0m、4.0m、4.5m四种不同长度，这其中的0#、1#块采用墩旁托架现浇施工，其余的悬臂节段采用菱形挂篮悬浇施工（具体步骤参照设计院提供的“建议施工顺序示意图”），中跨2.0m的合龙段考虑利用挂篮的侧、底模进行合龙施工。
二、墩旁托架施工
墩旁托架由钢管柱及型钢组焊而成。
中间四片托架与墩身和系梁上预埋件顶紧并通过预应力筋对拉形成整体，外侧两片桁架通过自身顶部型钢连接形成整体。
托架顶对应位置放置钢锲块抄垫，然后再依次从下至上安装横桥向2I36a的分配梁、底模排架和底模，横桥向分配梁两侧在外模桁架底端对应位置再安装纵桥向支撑梁，以承托外模桁架传递的荷载。
0#、1#和1’#块砼在托架上浇筑完成。
1、桁架安装时柱底部与承台上预埋件焊牢，顶部与墩身接触处须抄垫顶紧，然后通过精轧螺纹钢筋对拉250KN。
每片桁架间设有横向连接型钢联结系。
2、托架安装前应检查墩身、承台上预埋件是否牢固，位置是否正确，预留孔道是否平直。
3、桁架安装并检查可靠后，再行安装顶部钢锲块、分配梁、底模桁架和底模。
4、托架安装完毕，应对照图纸进行检查，以防少装、错装，各连接部位应牢固、稳妥，焊接应按设计要求进行。
三、菱形挂篮的构造
本菱形挂篮的主要组成：
①主桁架：
由三片主桁组成，通过联结系联结成整体；每片主桁由上下弦杆、斜撑杆、斜拉杆组成；挂篮主桁各杆件之间以及主桁与联结系之间均为销接；②底模平台：
由前下横梁、后下横梁、底模纵梁及底模、前后吊挂系统（含垫梁、扁担梁、吊带、千斤顶）、防护围栏系统组成；③内外模吊挂系统：
包括吊环、吊带、销座等组成；④挂篮走行系统：
包括走道梁、后勾板、内外导梁及走行吊环；⑤锚固系统：
其作用是在挂篮悬浇混凝土施工过程中，在主桁尾部提供一向下的压力，以平衡挂篮前方的倾覆力矩，包括锚固梁及竖向锚固预应力筋；⑥挂篮模板及限位系统。
参见《边（中）跨挂篮总体布置图》。
具体如下：
1、主桁架
每只挂篮有三片主桁架，每片桁架都由2[32b的型钢组焊而成，用6φ100mm45号钢销轴拼接而成,其系统线高5.5m，长11.5m,三片桁架之间横向间距5.2m。
在三片主桁架前悬臂端中部设有前横联，桁架前支点断面设有中横联，上下弦杆间还设有平联。
2、前上横梁
挂篮前上横梁设置于主桁架之上，采用2I45a型钢加焊加劲板构成。
全长15.2m，放置在主桁架上弦前节点并与之栓接。
支点横桥向间距为5.2m，中（边）跨前上横梁顶面共设8（12）个吊带孔位置，其中底模平台吊带孔6（6）个，外导梁吊带孔2个，边跨内导梁前吊带孔4个。
所有吊带孔均对称于前上横梁中心设置。
3、底模平台
挂篮底模平台由前、后下横梁，4片平台纵梁a，15片平台纵梁b，前、后操作平台和安全防护栏杆等构成。
前后下横梁均采用2I36a×17.0m型钢焊加劲而成。
其中前下横梁设吊带位置10个，后下横梁设吊带位置8个。
前、后下横梁上支撑15片平台纵梁b，用于在其上铺设底模。
底模平台纵梁a采用2[20a组焊结构，底模平台纵梁b采用2[40a组焊结构。
为保持各片桁架间的横向稳定，底模的[10的型钢要与纵梁b进行焊接连接。
在平台两侧与端头，设置1200mm高的栏杆立柱，现场焊栏杆与扶手并挂安全网，通道上满铺3mm的花纹板作脚手板，形成工作走道与平台。
4、外模支架与外模
菱形挂篮的外模桁架采用［10型钢和φ48×3.5钢管组焊而成，顺桥向骨架共设5片，边（中）跨片与片之间间距（顺桥向）1.0m（0.95m,1.25m），采用[10型钢焊接成为整体，支撑于外导梁（俗称外滑梁）上。
外导梁采用Q345B钢板组焊而成，全长10.7m，由于受0#、1#块腹板加厚块的限制，挂篮在施工前几个节段时，外导梁前端需要悬臂。
外侧模采用6mm钢面板，[8和8mm的钢板条作加劲板焊接成型。
侧模底面伸至挂篮底模平台以下，整个模板系统采用侧夹底型式，外侧模底部现场需要在2[20纵梁上设置支撑，以顶紧外侧模，防止打灰时侧模移位。
菱形挂篮的整个外模支撑于外模支架上，外模支架又支撑于外导梁上，外导梁在施工的不同阶段分别由前后吊带或前吊带与后吊架共同吊挂。
5、内模及支架
中跨菱形挂篮的整个内模系统采用现场散拼的形式。
边跨菱形挂篮的整个内模系统采用木模与型钢骨架，在施工中则由内导梁与内模吊挂承重。
内模骨架采用［14b与[10型钢焊接成5×4片骨架，每片骨架间顺桥向间距1.0m，各片之间用[8焊成整体。
内模顶面模板骨架为空间桁架式，侧模及底模倒角为平面骨架。
顶面模板骨架下弦支撑于内导梁上，并用前后吊挂吊挂于箱梁和前上横梁上。
内导梁采用Q345B钢板组焊而成，共设前后两个吊挂。
内模面板为竹胶板。
6、吊挂起顶系统
吊挂系统分以下几个部分：
底模平台、内导梁及外导梁的前后吊挂系统及其临时吊挂系统。
6.1、底模平台吊挂系统
浇注梁段时底模平台共有6根前吊带、6根后吊带。
前边（中）吊带采用δ=20（30）mm的Q345B钢板制成。
吊带下端与挂篮前下横梁的吊耳铰接，上端设垫梁、垫座与起顶分配梁锚固于前上横梁上，每个吊带采用2台20T螺旋千斤顶调节高度。
底模平台的后吊带与前吊带设置是相同的，只是在后中吊带采用2台20T液压千斤顶调节高度（为了后底模的预收紧）。
6.2、底模平台临时吊挂布置
为在主桁架走行时将底模平台荷载转换到已浇梁段，采用了临时吊挂结构。
由于挂篮底模平台后吊挂直接作用于上一节段梁体上，故不须另设临时吊挂。
所以底模平台、内外导梁均只有前临时吊挂。
底模平台共设两个临时吊挂点，横桥向对称于箱梁中心，距箱梁中心3525mm，设置方法是在箱梁顶板顺桥向埋设两处预留孔，通过预留孔设置20T倒链与平台前端吊点连接。
底模平台前下横梁的临时吊耳采用δ=16mm钢板制成，前下横梁的临时吊点通过销轴与钢丝绳连接，再与倒链相连，顶端用卡环与倒链连接锚固于已浇梁段上。
6.3、外模吊挂系统
菱形挂篮外模系统全部支撑于外导梁上，每侧采用一根导梁，每根导梁采用前后两个吊带。
吊带采用δ=20mm的Q345B钢板制成。
为了保证外导梁随主桁架一起走行，导梁后端能吊挂于已浇梁段上，每根导梁设上吊挂走行吊环一个（又称上滑锚）。
为了保证底模平台及侧模在外导梁上滑行，每根导梁设下吊挂走行吊环一个（又称下滑锚）。
吊环采用囗字形结构，外导梁从囗字形吊环内穿过。
6.4、内导梁及其吊挂系统---此部分仅存在于边跨挂篮
内导梁同样设前后两个吊挂，前吊挂采用δ=20mm的Q345B钢板制成，后吊挂采用Φ32mm精轧螺纹钢筋，前后吊挂间距5.3m。
内导梁前吊挂方式为导梁下设吊挂分配梁，分配梁与内导梁间栓接，吊带直接穿过吊挂分配梁并与销座连接；内导梁后吊挂方式为导梁穿过囗字形吊环，吊环上部与Φ32mm精轧螺纹钢筋连接，穿出梁顶板，通过垫梁用双螺母锚固，同样采用2台20T螺旋千斤顶与起顶分配梁构造进行底模平台标高调整。
。
6.5、外导梁临时吊挂系统
外导梁在施工前几个块段时，前端需设临时吊挂，其方式与底模平台临时吊挂设置方式相同，吊挂的倒链吨位可以变为10T倒链。
7、走行系统
每只挂篮采用三条滑道，对称于箱梁中心布置，三滑道中心距5200mm。
滑道梁采用1/2［40b型钢切肢再加焊下盖板和加劲板焊接而成。
采用U型预埋螺栓固定于箱梁顶面，螺栓基本间距为500mm。
挂篮滑道分节制造，节与节间采用螺栓连接。
设计图给定长度为2990mm与990mm。
8、锚固系统
挂篮在走行过程中，通过走道及后钩板锚固于滑道上。
挂篮主桁架走行到位后则锚固上后锚。
后锚设在每片主桁架尾端，每片桁架尾端设平衡扁担梁，在平衡扁担梁与每片桁架相交交点两侧分别设精轧螺纹钢筋后锚。
平衡扁担梁采用2[28b（2[14b]型钢组焊而成，与主桁架尾端栓接。
每片主桁架中间或两侧设后锚固精轧螺纹钢筋，具体见《挂篮主桁后锚固结构图
（一）、
（二）、（三）、（四）、（五）》和《箱梁预埋件和预留孔布置图
（一）、
（二）、（三）、（四）》，精轧螺纹钢筋锚固时必须保证轴向受力。
9、限位系统
挂篮在走行到位之后，要精定位后才能浇注砼。
在砼浇注过程中，必须保持其位置准确，不移位。
因本挂篮未设专门的定位系统，故在施工时必须确保挂篮走道平面位置准确，并在走道两端设限位器，当挂篮走行到位后即将挂篮前支点锁定。
此外，为避免砼浇注过程中底模平台发生位移，在砼浇注前应将后吊带预施足够的拉力，使挂篮底模与已浇注的梁体之间贴紧，并用于限位。
四、挂篮构件的加工制造
1、挂篮各零部件的加工应遵守《钢结构工程质量验收规范》（GB50205-2001）；对于重要的受力部件，如前后下横梁、前上横梁及主桁下弦杆、斜撑杆、斜拉杆、吊带、吊耳、销轴等均需进行超声波探伤检查，探伤检验等级为B级，符合规范方可使用。
如有对接焊缝，应进行全截面探伤检查，确保结构受力安全。
2、各加工件所有孔眼均采用钻（镗）孔，不得现场冲孔，孔壁及销轴光洁度应严格按设计要求执行，各销轴及孔径允许加工误差±0.25mm，端孔边距的允许误差±0.5mm。
3、所有焊接构件必须尽量减少其焊接变形，因此施焊前需先制定出合理的焊接工艺，使变形控制在规范允许范围之内。
4、钢板及钢吊带的加工要确保设计尺寸，严禁采用手工切割，其切割边距要满足设计要求，并要消除热影响区对钢材力学性能的不良影响（考虑热影响，下料时应放大5mm，然后再加工到设计尺寸）。
5、各构件加工完毕后，主桁及联结系和底模平台部分在厂内试拼。
试拼合格后，涂红丹一度，金黄漆二度，并预编号。
构件在运输、堆放时应谨防损坏和变形。
6、锚固筋除图中注明要接长外，均应尽量采用整根精轧螺纹钢筋，两端均设配套螺母及锚垫板。
精轧螺纹钢筋不得受任何损伤。
7、挂篮主构件中（包括主桁、前后下横梁，前上横梁及内外导梁），除缀板及加劲板可采用手工焊以外，其余焊缝能采用埋弧自动焊的均采用埋弧自动焊，并进行超声波探伤检查。
8、吊带分段由现场根据所进钢板长度确定，但要保证等强接长（以销轴孔截面控制强度）。
9、各构件加工完成后，底模平台及主桁部分（含联结系）应进行试拼，试拼合格后进行编号运至现场。
五、挂篮构件的进场验收
1、材料检查：
对进场挂篮使用的钢材材质、规格与型号进行检查，对材料出厂合格证及材质证明等材料进行验收交接。
2、单件验收：
挂篮拼装前，先要对所有构件进行单件检查验收，重点在于结构尺寸，焊缝质量；重要构件的材质等级；对挂篮的销轴、吊带要进行探伤和调质处理资料检查，对重要的构件的焊缝，进行无破损检测试验报告检查。
3、试拼验收：
所有构件进场前必须进行组装试拼、验收和检查签证。
因试拼时是分主桁架、底模平台、侧模及其支架、内模及其支架等几大部分试拼，进场后除检查其签证资料外，还应对吊带外观、孔位、孔径等进行认真检查，确保在现场拼装一次到位。
六、挂篮拼装
0#、1#块施工完成后，进行挂篮组拼，其总体拼装顺序是：
走道→主桁架与后锚固→主桁联结系→前上横梁→吊挂系统→底模平台与底模→侧模与支架→吊挂平台（为检查吊点销轴现场设置）及安全防护设施，具体施工过程如下：
1、走道梁安装
0#、1#块砼浇注前，在其顶面测放走道中心线，沿挂篮走道中心线埋设固定滑道用的U型螺栓。
（0#、1#块施工时需埋设的挂篮预埋件详见《箱梁预埋件和预留孔布置图》）。
在0#、1#块养生达到设计强度并进行预应力张拉后，测量0#、1#块梁面标高，放走道中线，将走道下面的梁面用C30砂浆找平，将挂篮走道用U型螺栓固定于梁面上。
在前支点及后锚固处，走道梁下应设钢垫板，防止局部砼压坏。
2、主桁架与后锚固安装
挂篮正式拼装前，先在工厂或合适的场地进行预拼，将过小的构件组拼成组合件，再用吊机配合在0#、1#块上进行成型拼装，主桁及后锚固和走行系统安装完毕后，将主桁走行至2#（2’#）号块浇注位置锚固。
其具体拼装方法可根据现场实际情况制定详细的作业指导书。
3、底模平台安装
底模平台由于位于主桁架底面，建议在即将施工块段的正下方平整一块场地，然后在其上放出前后下横梁的间距，并采用道木抄垫，测量道木顶标高，要求道木顶面距地面高度以便于底模平台纵梁、底模的安装为准则，同时，必须确保各根道木顶面处于同一水平面上，以确保拼装时底模平台不产生扭转。
底模平台拼装成为整体并经过检查符合设计要求后，再在前上横梁和箱梁顶板上设20T倒链将平台整体提升就位。
4、内模支架及其吊挂起顶系统安装
挂篮底模平台的吊挂起顶系统与底模平台拼装是穿插进行，而内外模吊挂起顶系统则要在内外模拼装之前安装。
吊杆（带）安装时先将起顶分配梁用螺母（销轴）与吊杆（带）固定，再用塔吊将吊杆（带）竖直提起，从前上横梁（或砼梁面上）的吊带孔内插入，再在杆（带）上端起顶分配梁与横梁（梁面分配梁）顶座之间设千斤顶。
安装时应保持所有吊带底端在同一个平面上，以便于导梁的安装。
挂篮内模支架及其吊挂系统在底模平台拼装完成后再进行拼装，以便充分利用底模平台进行作业。
具体方法与步骤如下：
第一步：
先拼装内模支架的前后吊杆（带）。
第二步：
将预拼好的内侧模整块吊装好反扣在底模平台上。
第三步：
将内导梁吊放在底模平台上，抄平垫好，再用吊机配合，将预先组拼好的内模顶板钢桁架整体吊装至底模平台的导梁上。
并与之临时固定。
第四步：
将在底模平台上拼装成整体的内模顶板桁架（含倒角模板及其支架），用倒链提起就位。
逐根安装前后吊杆（带）。
第五步：
帮扎完底板及腹板钢筋后，用导链将内侧模提起就位，与内模顶板支架的倒角支架拼接成整体。
第六步：
检查模板及骨架，调整并精定位。
至此内模及其支架拼装完。
5、外模支架、模板及其吊挂系统安装
边跨外模支架与外模是整体加工，每个外侧模支架顺桥向长度为4.3m；中跨外模支架与外模是整体分段加工，每个外侧模支架顺桥向长度为4.8m，实际加工时加工成两段，长度为2.7m和2.1m。
中跨在2’#块施工时仅安装2.7m的模板（并要注意方向），2’#块施工完毕后，再在2.7m模板后接上2.1m模板
其具体安装方法现场视情况自行安排，并指定作业指导书。
6、挂篮拼装的质量要求和检查签证
挂篮在现场拼装时，首先要做好构件的进场清点和验收，对挂篮的构件都要有详细的清单，并点收签字。
挂篮拼装时应严格按相关规范和工艺操作，并按有关标准进行检查验收，在拼装完成后对主桁架、底模平台、外侧模及其支架、内侧模及其支架进行验收检查，其桁架并要达到以下标准：
挂篮拼装后验收质量标准
序号
检查项目
标准（mm）
检查方法
序号
检查项目
标准（mm）
检查方法
1
滑道中心距
±3
尺量
8
挂篮中心偏差
±3
尺量
2
滑道接头错台
＋0；-0.5
尺量
9
螺栓型号及紧固
正确、紧固
观察
3
弦杆前后左右高差
±2
尺量
10
吊挂系统安装
正确、紧固
观察
4
杆件节点中心距
±0.5
尺量
11
电气系统
安全、正确
观察
5
后锚固安装
正确牢固
观察锤击
12
油管路
正确、无渗漏
观察
6
后钩板
正确牢固
观察
13
导梁、滑锚
正确
观察
7
挂篮纵向里程
±5
尺量
14
注：
以检查签证表内容为准。
由安质部门组织各部门对挂篮进行全面的检查验收签证。
七、静载试验
每只挂篮都要进行静载试验，为简化挂篮试验时间，同时又能确实获取挂篮变形等第一手资料，挂篮静载试验采用模拟压重试验进行。
挂篮静载试验的目的在于模拟挂篮真实受力状况进行荷载试验，获取挂篮在模拟最不利工况下主桁的联结强度和变形参数，以便消除非弹性变形和设置准确的预抬值，用于指导施工。
静载试验按照最重梁段（4'＃）的1.2倍进行模拟压重，分三级进行：
0→50％→100％→120％→卸载，每级荷载加上后都要进行测量并记录原始数据，为预抬提供依据。
具体方法与步骤可结合现场实际自行制定可行的作业指导书。
八、挂篮的走行、作业
1、前移步骤：
具体参见“中（边）跨挂篮施工步骤图”。
2、挂兰前移要求：
①.挂兰主梁走行时，采用在走道梁上涂抹润滑黄油，并保持走道平整、顺直。
②.挂兰分两次走行时，速度不宜过快，且应保持一同滑行的各部件尽量同步，以免结构受扭变形。
③.挂兰分次前移时，应有统一指挥，必须按规定操作步骤进行。
④.孔道压浆后，待其试块强度达到15Mpa时，才能移动挂兰。
九、安全注意事项
1、挂篮拼装时应注意箱梁两端的受力，要保持平衡，避免偏载，同时要避免增加不必要的施工荷载。
2、挂篮拼装过程中，应注意用电安全和增设消防设施。
3、挂篮拼装过程中，要注意工序的检查验收，确保结构安全。
4、在走道和主桁架拼装完成后要组织对后锚及走道、前支点的检查验收再进行底模平台的拼装。
5、底模平台拼装完要对其吊挂系统进行检查验收。
6、外模及外模支架拼装完成之后要对吊挂系统和吊环进行验收。
7、挂篮拼装全部是高空作业，应加强安全防护措施，特别是安全网、脚手板、安全带的使用要规范。
施工人员必须戴安全帽、安全带和反光衣。
8、风力超过5级时应做好防风措施并停止作业。
9、施工过程中，千斤顶要用倒链拴挂，且在张拉施工时，施工人员不允许站在千斤顶尾部作业，以防钢铰线拉断伤人。
挂篮试压时，挂篮平台上严禁有施工人员，测量和观察人员也必须在停止加载并稳定后方允许进入挂篮平台。
10挂篮拼装施工时，平台四周应挂设安全网，底面应用脚手板封闭，且脚手板应用铁线捆绑固定牢固。
11、挂篮拼装过程中，构件加上吊具的实际重量，现场要与塔吊的吊重曲线重新核对，确保吊机安全。
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