杭州上塘高架延伸线01标工程运河桥悬臂浇筑施工 (2).doc
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杭州上塘高架延伸线01标工程运河桥悬臂浇筑施工华国红（上海铁建集团浙江工程有限公司）摘要:介绍杭州市上塘高架延伸线01标运河桥工程的悬臂浇筑施工关键词：连续刚构桥 菱形挂篮 悬臂浇筑一、 工程概况上塘路延伸线是衔接上塘路与杭宁高速公路的接线工程，本工程跨越运河上部结构为72+120+72m的连续刚构桥，纵坡1%，横断面为单箱单室大挑臂结构，主墩处梁高6.8m，跨中与边墩处梁高2.5m，梁高与底板高度按二次抛物线变化箱梁顶宽18.62m、底宽10m、挑臂4.31m、顶板厚30cm、底板厚按30～100cm变化、腹板厚60cm主墩采用双薄壁墩，基础为φ180cm钻孔桩，承台尺寸17.3×8.6×3.5m在120m的1/2长度内共分14个节段，其中0号节段长8.5m，1~2号节段长3.0m，3~7号节段长3.5m，8~14号节段长4.5m，中、边跨合拢段长1.5m，边跨现浇节段长11.19m箱梁采用菱形挂篮悬臂浇筑施工二、施工方法（一）0#、1#节段施工运河桥0#、1#段共有箱梁混凝土535 m3，承台平面尺寸为17.3×8.6m，且襟边尺寸较大，具备钢管支撑条件，并且这样弹性及非弹性变形小，故采用大钢管上架贝雷纵挑方案（见图一）。
因墩身竖向预应力束的顶张拉端在0#段横梁的上部（不到箱梁顶面），因此0#段必须分两次浇筑；又因连续梁采用挂篮悬臂法浇筑施工，是从0#块起步的，而0#段的设计长度只有8.5m，不能同时满足两只挂篮的安装需要，必须将两个1#段施工后，才能满足两只挂篮安装需要考虑本桥工期较紧，且0#段纵向没有预应力张拉锚固，故安排0#、1#段混凝土一起分两次浇注，第一次0#、1#段浇至墩身竖向预应力束的张拉端，共348 m3混凝土，张拉、压浆后，第二次浇筑0#、1#段箱顶混凝土，共187 m3二）挂篮法分段悬臂浇筑全桥共配4套菱形挂篮，每套挂篮重85t（包括施工机具）， T构两边对应节段砼同时浇筑1、菱形挂篮设计要求适用最大梁段重2060kN，梁段长度3~4.5m，梁顶宽度19m，梁底宽度10m，梁高6.18~2.5m，走行方式为无平衡重自行在14.5m的起步长度内，同时安装2套挂篮1.1结构形式与工作原理1.1.1结构形式：菱形挂篮由菱形桁架，提吊系统、走行锚固系统及模板系统四部分组成（见附图二） （1）菱形桁架菱形桁架是挂篮的主要承重结构，桁架分两组立于箱梁腹板外侧竖向锚筋位置，间距9.6m，其间用槽钢组焊成平面联结系。
每片桁架除斜杆用2[32c A3槽钢组焊而成外，余均用32a A3槽钢组焊，节点板20mm厚，用M22高强度螺栓连接前上节点和前上横梁联接，前上横梁为55#工字钢双拼，上设13个吊点，其中4个吊外侧模，5个吊内模，4个吊底模架2）提吊系统前吊带由Φ32精轧螺纹钢和用A3钢板加工成的160x20mm钢吊带两种，钢吊带和Φ50mm贝雷销组合用于吊滑梁底模前下横梁处前吊带设枕梁，上端吊于前上横梁，每组吊带用2个320kN手动千斤顶及扁担梁调节底模标高后吊带用A3钢板加工成的160x20mm钢吊带，上部设置调节孔以适应梁底板厚度的变化，下端与底模架后横梁栓接，上端穿过箱梁（预留孔），每个吊带用2个320KN手动千斤顶及扁担梁支承在已成的箱梁上3）模板系统箱梁外侧框架由[12 槽钢和[6 槽钢组焊而成，面板用4mm钢板外侧模板支承在外模滑梁上，梁后端通过吊杆悬吊在已浇好的箱梁顶板，后吊杆与滑梁间设后吊架，挂篮行走时，外侧模滑梁沿后吊架滑行内模用竹胶板，顶模用5根25×25cm的方木吊挂，前端通过Φ32钢筋悬吊在前上横梁上，后端通过吊杆悬吊在已浇好的箱梁顶板上（在浇注顶板时设预留孔）底模下横梁为45a#工字钢，底模纵梁为48根22a＃槽钢，底模板做成弧形，用12#槽钢垫在底模架上，宽度比箱梁底小2mm，两外缘立模时粘双面胶，外模与底模夹紧，以防漏浆。
4）走行及锚固系统在箱梁顶面两组桁架下铺设15×15cm方木短枕，间距50cm，前支点密铺4根钢轨短枕；上铺2根P50钢轨做下滑道（轨道用钢板组焊，按梁段长度拼接）主桁前端用1000╳300╳20mm钢板焊在桁架底，做前支座，沿轨道滑行；主桁后端用1000╳300╳20mm钢板焊在底杆上下面，中间预留槽道长75cm（通竖向锚杆用）挂篮前移时桁架两侧各用1只23t千斤顶牵引 1.1.2工作原理内顶模方木和外侧模滑梁随菱形桁架向前移动就位后，固定在滑梁前端的千斤顶牵引侧模、底模就位，支立堵头模板，绑扎钢筋并安装预应力管道，进行梁段悬臂浇注施工，当所浇梁段张拉锚固及孔道压浆后，挂篮再前移动进行下一节段施工，如此循环推移，直至完成最后一节梁段施工1.2结构计算根据菱形挂篮的结构与受力特点，分成四个部分进行分析，即主桁架、前上横梁、底模前后横梁、底模架纵梁，并对挂篮行走和悬灌时的稳定进行检算已知参数:最大梁段重206t（混凝土79.63m3）,施工荷载2Kpa，A3钢[б]=170Mpa，[Υ]=100Mpa，Eg＝2.1×105 Mpa，ф32mmⅣ级冷拉钢[б]=595Mpa；M22螺栓预拉力为200kN，钢材表面摩擦系数fm=0.4（根据同等条件加工下试件试验结果确定），角焊缝fWf=160Mpa，最大挠度lmax≤1/450。
计算：a、 菱形桁架受力计算（以最大节段荷载计算）杆件L(mm)A(mm2)L/AiNp变形量Δ(mm)бMpa[б]MpaN1550097400.5641.44711684.5119.9170N26685123000.543-1.759-14206.5-115.4146N3380097400.390-1-8071.5-82.9164.9N46685123000.5431.75914206.5115.4170N5550097400.564-1.447-11684.5-119.9154.7说明:1、表中的允许应力值已计压杆稳定的折减系数2、从表中计算知菱形桁架包含施工荷载与 1.2倍荷载安全系数下ΣΔ＝23.5mm，实际变形23.5/1.2 ＝19.6 mm由此可知，桁架杆件强度、刚度满足要求 以N2压杆进行稳定分析与缀板连接设计:①长细比0.5λmax=28.15>λ1=24.3 (可)②缀板尺寸初步确定：宽200 mm×长170 mm×厚10 mm，缀板中心距a1=600+200=800mm③缀板内力及角焊缝连接计算,采用hf＝10mm，LW＝db＝200mm(不计回焊部分)缀板内力T=48.2KN，M＝6.22KN·M，бf=133.3 Mpa,Υf=34.4Mpa主拉力f＝114.5Mpa
AJ=9120 cm2, б=N/[N]=155.7Mpa<[б]=170Mpa (可)b、 前吊带、后吊带计算吊带承受拉力，按最大梁段进行计算，其拉力均小于Φ32精轧螺纹钢和160x20mm A3钢吊带的设计强度，也能满足销轴的抗剪和承压要求c、 前上横梁计算前上横梁承受前吊带传来的荷载，2根55＃工字钢满足各吊带受力要求d、 底模前后横梁、纵梁计算底模前后横梁承受底模纵梁传来的反力，45a#工字钢满足强度、刚度要求纵梁承受底板、腹板混凝土重量，22a＃槽钢22a＃槽钢满足强度、刚度要求e、挂篮稳定计算悬臂灌注时，挂篮后端的拉力全部由8根ф32mmⅣ级冷拉钢承受，其倾覆稳定系数为2.67>2（可）挂篮滑行即将到位时为最不稳定状态，在自重作用下产生倾覆力矩，拉力全部由2根ф32mmⅣ级冷拉钢承受，其倾覆稳定系数为6.3>2（可）桁架侧向稳定采用两片桁架间用水平连接系与封门斜撑连接1.3挂篮试验选择平整场地，将一套挂篮的2片主桁水平放置，垫离地面20cm，并用水平仪抄平，使得桁架在一个平面内，其后部用枕梁及6根ф32精轧螺纹钢锁定，2片主桁底杆前后端顶紧，桁架前吊点端用250t千斤顶张拉，见图三。
按10%、40%、30%、20%、20%、10%、20%逐节加载至1038kN（施工要求荷载的1.5倍，施工荷载为692KN），每节加载后持荷5分钟试验证明： 菱形桁架试验结果与理论计算结果相吻合，实验过程无杆件开裂情况，符合方案要求2、悬灌施工2.1挂篮拼装墩顶0#、1#节段施工完毕后，开始拼装加工好的挂篮，拼装程序：走行系统 菱形桁架 锚固系统 底模板 内模2.2挂篮行走每个T构从2#段开始，对称拼装好挂篮后即进行2#段的悬臂灌注施工，施工完2#段后，挂篮要前移至3#梁段，其行走程序如下：⑴由作业队填报挂篮移动报告，经项目部批准并报检；⑵在已找平2#梁段顶面放出走行轨道中心线，铺设枕木（15×15cm方木作枕木，在前支点下用4根P50短钢轨作枕木）及轨道（轨道采用两根P50轨并列摆放，间距用钢筋电焊固定），轨道顶面要铺平顺，接长钢轨头易稍低1~2mm，抄平左右两股轨顶，轨道顶标高要相同，轨底与枕木间要抄实；⑶前后底横梁工字钢四角用4只10t倒链悬挂在翼板架上；⑷拆除精轧螺纹钢前吊带上下节连接器与顶板纵梁后吊带，拆除翼板架外侧纵梁吊带，放松翼板架滑梁后吊带；⑸在滑行轨道上每10cm用石笔做一标记，并标出前支座就位位置（支座中心距梁端50cm）；在菱形桁架底杆分别安装一只23t牵引千斤顶；⑹安装滚轮架，拆除每片桁架后锚杆2根，1根稍放松作保险；⑺检查菱形桁架、滑梁、前吊带与其它部位连接情况，符合要求后，缓慢启动千斤顶，使左右菱形桁架滑移速度相当，滚轮架与后锚杆轮番倒换前移；移动时由专人指挥，滑梁后吊带与外模派专人看管，连接套筒必须安装准确，即上下杆各连接8cm；内顶模纵梁与桁架同步移动，顶模纵梁前吊点不拆，后面在钢管支架上人工滑移；⑻桁架就位，每片桁架安装3根后锚杆，位置与菱形桁架对拉试验时一致；⑼割（拆）掉腹板对拉螺栓，拆除后吊带与底模架的联结，让侧模与梁体分离并搁于滑梁上，下滑4只倒链葫芦，使底模与梁底分离；⑽在滑梁上安装YC-23型千斤顶，在滑梁上做好就位标记，移动底模、外模，不得超移，左右两侧对称前移就位，注意T构两边挂篮要对称同步前移，前移相差量不超过1m，以免对墩身产生较大的不平衡弯矩；⑾移动到位后，安装后吊带与前吊带（用连接器将精轧螺纹钢吊带上下连接），将底模架吊起，通过螺旋千斤顶调整底模标高，用经纬仪放出底模中心线，使其与桥梁中心线一致；⑿滑梁后吊点处用葫芦吊紧滑梁，解除外模滑梁上的后吊带，将吊架移至。
