挂篮法在施工中的应用.docx
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挂篮法在施工中的应用
挂篮法在施工中的应用
一、前言
随社会经济的发展,在市政工程中,城市快速化道路建设正在飞速发展,尤其市高架道路的建设。
在高架道路建设过程中,往往会遇到既有高速公路、铁路、河道等,横穿的跨线桥成为了施工过程中的一个技术难点。
挂篮法也随之被广泛应用到相关桥梁建设中。
本文结合昆山中环娄江大桥探讨挂篮法在施工中的应用。
二、工程概况
娄江大桥位于昆山中环W-Ⅱ标,标段里程桩号范围为AK12+016.870~BK14+255.556、AK12+016.870~CK14+250.756。
桥梁跨越五级航道,通航净空45×5m。
设计水位为1.8m。
主桥为(48+78+48)m变截面连续梁,悬臂浇筑施工,中跨跨越娄江航道,桥梁角度90°。
主线箱梁采用(48+78+48)m变截面连续梁。
箱梁宽22m,采用单箱双室断面,直腹板,桥面横坡通过腹板变高形成。
边墩处梁高2m,主墩处梁高4.6m,梁高根据二次抛物线变化,翼缘板悬臂4m。
底板宽度根据边腹板高度变化而变化。
顶板厚度28cm,跨中腹板厚度50cm,主墩两侧各26m范围内腹板厚70cm,过渡段长4m,线性过渡。
主墩顿顶附近底板厚60cm,跨中底板厚30cm,按二次抛物线变化。
中横梁宽3.0m,端横梁宽1.5m。
箱梁设置三向预应力,腹板束、顶板束和底板束均采用两端张拉。
箱梁的顶板设置横向预应力,单端张拉。
中横梁及端横梁设置横梁预应力,两端张拉。
箱梁腹板设置竖向预应力粗钢筋,单端张拉。
桥梁中墩采用双柱式桥墩,单个墩柱尺寸为2.5m(纵桥向)×4.0m(横桥向);
B29、C32号边墩采用双柱式桥墩,单个墩柱尺寸为1.6m(纵桥向)×2.0m(横桥向),纵桥向尺寸在距墩顶3~0.5m范围内由1.6m过渡到2.4m,承台尺寸8.6m×5.4m×2.5m,下设6根直径1.2m钻孔桩。
B32、C29号边墩采用双花瓶式桥墩,外侧花瓶墩单个墩柱尺寸为1.6m(纵桥向)×1.0m(横桥向),墩柱间设厚度为1.4m胸墙,内侧花瓶墩单个墩柱尺寸为1.6m(纵桥向)×1.2m(横桥向),墩柱间设厚度为1.4m胸墙;纵桥向尺寸在距墩顶3~0.5m范围内有1.6m过渡到2.4m,内外侧墩承台尺寸均为5.4m×5.4m×2.5m,下设4根直径1.2m钻孔桩。
柱式中墩及边墩横桥向面上均刻槽3道处理,柱式边墩墩身之间设B=1.6m横系梁,系梁顶面为直线、底面为圆弧形,墩中心线处H=0.9m,柱边处H=1.2m。
娄江大乔平面位置图
娄江大桥立面图
三、挂篮法上部结构施工方案
主桥箱梁0#、1#节段在围堰内硬化地坪上搭设支架浇筑,一次浇筑成形;2#~11#节段采用挂篮对称悬臂浇筑法施工,每个节段一次浇筑成形;边跨现浇段搭设满堂支架浇筑,一次浇筑成形;合拢段利用挂篮底模、侧模,采用吊架法施工,一次浇筑成形,先边跨合拢再中跨合拢。
每个桥墩上的2#至11#节段对称悬臂浇筑。
边跨现浇段在同侧11#节段完工之前施工结束。
悬浇段和边跨现浇段施工完成后,先组织边跨合拢段的施工,再解除临时固结体系的约束,使上部构造箱梁形成单悬臂结构,最后施工中跨合拢段以形成三跨连续箱梁,完成全桥体系转换。
主墩墩身施工过程中安装Φ120cm*2cm钢管立柱,墩身施工结束后进行0#、1#块Φ48mmWDJ碗扣式钢管支架。
支架底托铺设20#槽钢,基础采用C20砼厚20cm+50cm建筑垃圾,以满足支架承重荷载要求。
碗扣承重支架的布设主要考虑0#、1#块的截面尺寸以及支架的整体稳定性,在0#、1#块箱室部位适当加大立杆间距,在横梁以及腹板区域则要加密立杆。
横杆的设置应重点考虑支架的稳定性以及施工的便利性。
斜撑按照规范要求设置。
本工程支架设置见下表:
位置
方案
步距
箱室及翼板
纵向@600mm×横向@900mm
1200mm
横梁
纵向@300mm×横向@600mm
1200mm
渐变段
纵向@600mm×横向@600mm
1200mm
腹板
纵向@600mm×横向@600mm
1200mm
2#~11#节段采用三角挂篮对称悬浇。
0#、1#节段完工后在之上进行挂篮拼装,进而向两端连续悬浇施工,模板采用定制钢模。
边跨现浇段采用满堂钢管支架施工。
在原地面处理后浇筑混凝土支架基础,再搭设Φ48mmWDJ碗扣式钢管支架,10cm*10cm方木分配梁,15mm厚竹胶板模板。
挂篮悬浇及边跨现浇完工后进行边跨合拢段施工,施工前先拆除挂篮,并连接好劲性骨架,在中跨端利用水箱或砂箱压重,利用挂篮模板进行吊模施工。
边浇筑边卸载配重。
边跨合拢后进行中跨合拢段施工。
施工前解除临时固结的约束,调整两端高差,连接好劲性骨架,利用挂篮模板吊架施工。
四、施工工艺流程
(1)主桥上部结构
(2)0#、1#节段
(3)挂篮悬浇段
(4)边跨现浇段
(5)边跨合拢段
(6)中跨合拢段
(7)预应力张拉
(8)孔道压浆
五、挂篮结构设计
三角形挂篮主要有桁架片、主横梁、后锚、底平台、侧模、导梁以及行走系统组成。
1.桁架结构
桁架结构有32#槽钢和40#槽钢组焊形成三角形结构,总长11.6m,高4m,两个桁架片由连接件连接,增强其结构的稳定性,主要作用是承受砼的重量和自重。
2.后锚系统
后锚系统主要由路轨、压梁和Ф32#精轧螺纹钢组成,主要作用是产生后倾覆弯距,保证挂篮的平稳。
3.横梁系统
横梁系统主要为三根横梁(前上横梁、前下横梁和后下横梁)组成,均采用2根45#H型钢制作,主要作用是将砼的重量传递到桁架片结构和已浇注好的箱梁上。
4.底平台
底平台由24根双拼22#槽钢自制的纵梁及铰支座组成,主要作用是提供箱梁的底模平台。
在纵梁上铺设15cm×15cm木方@300,木方顶部铺设1.5cm竹胶板做为箱梁底模。
5.侧模导梁
侧模导梁由32#b型槽钢自制拼接而成,主要承载悬挑模板和砼的重量以及在行走过程中做为滑移导梁,在侧模外侧设一根22#双拼槽钢吊梁做为辅助支撑。
6、挂蓝自重
编号
部件
数量
单件重(Kg)
总重(Kg)
部件重量总计(Kg)
1
桁架梁
3
5253.5
15760.5
15760.5
2
滑移路轨
6
615.5
3693
3693
3
上后锚压梁
12
85
1020
1020
4
下后锚压梁
12
85
1020
1020
5
上横梁
2
3883.6
7767.2
7767.2
6
下横梁
2
3883.6
7767.2
7767.2
7
底长纵梁
2
1834.6
3669.2
3669.2
8
底纵梁
14
260
3640
3640
9
桁架梁连接件
4
950
3800
3800
10
10T葫芦
12
130
1560
1560
11
32T千斤顶
40
30
1200
1200
12
Ф32精轧螺纹钢
216
6.8
604.8
604.8
13
前后支点
6
850
5100
5100
14
木方、模板
10000
10000
14
合计
66601.9
单幅挂蓝重量为66t,符合设计图纸单幅挂蓝不超过80t的要求。
六、总结
挂篮悬臂浇筑施工方法的运用基于桥型结构的特点,在连续体系桥梁结构中,由于该施工方法能较好地利用体系结构能承受较大负弯矩的特点,同时施工中不影响桥下通行或通航,无需占用桥下空间来进行支架基础的搭建工作,在工期合适的条件下,该方法能得到较好地运用,同时也能省工省事,较为经济。
随着以后经济及交通领域的发展,路网结构会越来越发达,道路纵横交错程度会越来越复杂,各种新设计桥梁均需上跨河流、既有公路和铁路,为不影响既有线路的运营,同时方便自身桥梁施工,挂篮施工法未尝不失为一种好的选择,同时对于一些安全要求高的线路,还需多种施工方法的结合,比如挂篮悬臂浇筑与转体施工法的结合,在以后的发展中,更多操作简便且结构新颖,材质轻,结构更安全可靠的挂篮会得到更广泛的运用。