一.概述
1.1.吊篮介绍
挂篮是一种可沿轨道行走的活动脚手架,悬挂在已施工的箱梁节段上。在挂篮上,可进行模板、钢筋、管道的搭设、混凝土浇筑、预应力张拉、管道灌浆等作业。挂篮施工完成一个循环后,新段已与墩顶0#块整体连接,成为悬臂梁的一部分,挂篮可前移一段并固定在新段上。以此类推,直到它关闭。为了平衡施工,每个桥墩需要两个吊篮。左右框架同时施工,每个桥墩需要两对吊篮。
东海大桥四标段共18对挂篮同时投入施工,其中箱梁悬臂浇筑拟采用菱形修改挂篮3对、三角形修改挂篮2对、新加工斜拉三角形挂篮1对。K12、K24桥箱梁悬臂浇筑施工采用6对新加工的斜拉三角挂篮。
吊篮的重量约为:
1.2、吊篮主要部件
K6、K12、K24桥挂篮构件基本相同。挂篮主要由主桁架承重系统、底篮及悬挂系统、后锚及行走系统、模板系统四部分组成。
1.2.1、主桁架承重体系
菱形改造挂篮主桁架承重体系主要由两个主桁架组成,前横梁和中横梁。主桁架为菱形桁架,由两根【32a型钢加工组装而成。前梁和中梁为桁架结构。
三角形改良挂篮主桁架承重体系主要由两个主桁架、一个前梁和一个中梁组成。主桁架为三角形桁架,由立柱、斜拉带和主梁组成。主梁为2根H596×199型钢;立柱为2根H600×200型钢;斜拉带为30毫米厚的16Mn钢板。前梁和中梁为桁架结构。
K6、K12大桥新开发的斜拉三角形挂篮主桁架承重体系主要由两个主桁架、一个前横梁和一个中横梁组成。主桁架为三角形桁架,由立柱、斜拉带和主梁组成。主梁为2根H500×200型钢;立柱为2根H500×200型钢;斜拉带为20毫米厚的16Mn钢板。前梁和中梁为桁架结构。
K24大桥新开发的斜拉三角形挂篮主桁架承重体系主要由两个主桁架、一个前横梁和一个中横梁组成。主桁架为三角形桁架,由立柱、斜拉带和主梁组成。主梁为2根I50a型钢;立柱为2根I45a型钢;前斜带为40毫米厚的16Mn钢板,后斜带为20毫米厚的16Mn钢板。前梁和中梁为桁架结构。
1.2.2、行走和后锚系统
行走系统:行走系统由行走滑道、行走小车、前后腿等组成。
后锚固系统:后锚固系统由锚杆梁、竖向预应力钢筋和连接锚固钢筋组成。挂篮行走到位时,挂篮尾部由箱梁腹板内的锚杆和竖向预应力筋连接锚固。单根主梁设置4 ~ 6个锚固点,挂篮设置8 ~ 12个锚固点。
1.2.3、底篮和悬挂系统
底篮:菱形改造挂篮底篮主要由底篮前后横梁、底篮纵梁和底模组成。底篮前梁采用两段I45a,后梁采用刚性桁架。底篮纵梁为桁架纵梁。底模采用大型钢模。
三角形改造挂篮底篮主要由前后梁、纵梁和底模组成。底篮的前梁和后梁采用两种H596×199型钢。底篮纵梁有钢纵梁和桁架纵梁两种,其中腹杆位置为桁架纵梁,其余为钢纵梁。底模采用大型钢模。
新开发的K6、K12大桥斜拉三角形挂篮底篮主要由底篮前后横梁、底篮纵梁和底模组成。底篮前后梁采用两种H500×200型钢。底篮纵梁有钢纵梁和桁架纵梁两种,其中腹杆位置为桁架纵梁,其余为钢纵梁。底模采用大型钢模。
K24大桥新开发的斜拉三角形挂篮底篮主要由底篮前后横梁、底篮纵梁和底模组成。底篮前梁采用两根I45a钢梁,后梁采用两根H600×200钢梁。底篮纵梁为桁架纵梁。底模采用大型钢模。
悬挂系统:主要由底篮前悬挂、后悬挂和模板悬挂组成。
菱形改造挂篮底篮前悬挂的四根吊杆均为16Mn钢带,锚固在前横梁上;后悬架的五根吊杆均为16Mn钢板,锚固在浇筑块段和中间横梁上。
三角形改良挂篮底篮前悬挂4根吊索,为φ50mm丝杠与16Mn钢带组合结构,锚定在上横梁上;后悬架的6根吊索均为16Mn钢板,锚固在浇筑块段和中间横梁上。
K6、K12桥新开发的斜拉三角形挂篮底篮前悬挂的4根吊索均为16Mn钢带,锚定在前横梁上。后悬架的五根吊杆均为16Mn钢板,锚固在浇筑块段和中间横梁上。
K24大桥新开发的斜拉三角形挂篮底篮前悬挂的4根吊杆均为16Mn钢吊带,锚固在前横梁上。后悬架的6根吊索均为16Mn钢板,锚固在浇筑块段和中间横梁上。
两侧外模和内模系统用φ32mm精轧钢筋锚固在浇筑箱梁顶板和前横梁上。
三角改性挂篮底篮前悬挂的升降和标高调整采用冲孔千斤顶,后悬挂和模板系统的升降和标高调整采用螺旋千斤顶。其他吊篮悬挂和模板系统由螺旋千斤顶调节。
1.2.4、模板系统
挂篮模板系统采用滑梁将模板挂在挂篮的前梁和浇筑块上。内外模均采用钢木复合大模板,竹胶板为面板,型钢为龙骨。内外模板之间设有拉杆。
二、吊篮组装
2.1、吊篮组装工艺
图1
2.2、准备工作
0 #块完成张拉并符合要求后,在箱梁两侧腹板顶面测量放线行走轨道中心线;
用M20砂浆调整平行行走轨道中心线,两侧行走轨道中心线找平层高差不超过5毫米;
砂浆达到强度要求后,铺设行走轨道。
2.3、吊篮组装顺序
2.3.1、组装挂篮主桁架
。在行走轨道上前后腿的位置铺上滚轮行走滚轮或四氟乙烯滑板,然后在上面安装前后腿。
。将主梁安装在前、后腿上,并用螺栓将主梁固定在前、后腿上。在主梁的锚固位置,用杆梁和L32成品滚丝厚钢筋锚固主梁,然后安装主梁平行接头和行走小车。
K24大桥新加工的菱形改性挂篮、三角形改性挂篮、斜拉三角形挂篮:在主梁上安装柱底板和上中横梁,将主梁和柱底板用螺栓固定,然后安装立柱,再安装后斜拉带和前斜拉带,最后安装前后横梁。
K6、K12桥新制造斜拉三角挂篮:在主梁上安装立柱,立柱座板与主梁栓接,然后安装上中横梁,再安装后斜拉带和前斜拉带,最后安装前后横梁。
主桁架体系组装完成后,顶起立柱,使主梁、立柱、斜拉带能紧密顶起,消除非弹性变形。
2.3.2、吊篮安装前后
将电杆梁和前吊具安装在上梁吊具位置,将电杆梁和后吊具安装在上中梁、0 #法兰盘和柜内吊具位置。
2.3.3、安装吊篮底篮
在承重平台上用螺栓将底篮前后横梁和底篮纵梁组装成一个整体,然后用0号块上的绞车将底篮吊到位,通过底篮上的杆梁和销钉将前吊索、后吊索和行走吊索与底篮连接起来。
2.3.4、吊篮模板的安装
底模为大型钢模,直接铺设在挂篮底篮上,然后安装内外模的滑梁。内、外模均使用浇注了0 #块的内、外模,通过内、外模的滑梁向前移动到该位置。内外模均采用钢木组合模板,面板为竹胶板,龙骨为型钢,内外模及骨架由内外模滑梁支撑。安装外模滑梁时,外模滑梁的前端悬挂在挂篮主梁的前梁上,后端内侧通过滑轮小车悬挂在浇筑箱梁的翼缘板上,后端外侧悬挂在挂篮主梁的中梁上。安装内模滑梁时,内模滑梁的前端悬挂在挂篮主桁架的前梁上,后端悬挂在浇筑好的箱梁顶板上。
2.4、吊篮组装技术要求
测量放线行走轨道中心线,在浇筑的0 #箱梁两侧腹板顶面安装行走轨道时,行走轨道的允许偏差为:+2mm ~-2mm;
用M20砂浆调整平行行走轨道中心线时,两侧行走轨道中心线找平层高差不得超过5mm;
顶升立柱前,测量挂篮梁前端顶面标高。顶升立柱时,挂篮梁前端顶面标高增量控制在20mm以内。随时检查斜拉带的松紧度。如果同侧相邻的两条斜拉带一条紧,另一条松,则在相邻的两条斜拉带之间打入钢楔,使相邻的两条斜拉带同时拉紧;
安装前后线束时,前后线束必须对齐。
2.5吊篮装配检查
挂篮拼装时,K6、K12、K24桥各墩设固定现场技术员,负责挂篮拼装全过程的技术指导,各桥技术负责人随时检查挂篮拼装质量。挂篮拼装完成后,ⅳ标技术部组织相关人员对挂篮拼装质量进行全面检查。
三.载重试验
3.1测试目的
挂篮加载试验,主要是通过测量挂篮在各级静载试验荷载下的变形,了解挂篮结构在工作状态下是否符合设计预期。
消除挂篮主桁架、吊索、底篮的非弹性变形。
测量挂篮前端在各块荷载下的垂直位移。
3.2测试方案
3.2.1试验方法概述
挂篮加载试验拟采用“水箱加载法”进行,采用套管加水作为试验荷载,按等效荷载等级逐级增加荷载的试验方法,总荷载重量为最重块荷载的1.25倍。
3.2.2测试负载
为了绘制挂篮总挠度曲线,了解箱梁各标段施工时挂篮前端的最大挠度。它应该分几个阶段加载。根据等效荷载法,对水箱的荷载进行分级,各等级的荷载值如下表所示:
3.2.3观察项目
变形观测:
。后锚的上挠度值
前支点沉降值
主桁架前端销连接处的变形
。主梁前梁吊索和主梁前梁跨中变形
底篮前梁吊索处的挠度
测量点的布置
变形观测点:
主梁顶面观测点
在每根主梁的后锚处设置一个观测点,即测量点1-1和1-2。
在每根主梁的前腿设置一个观测点,即测量点2-1和2-2。
在每根主梁的前端销接头处设置一个观测点,即测量点3-1和3-2。
前横梁顶面上的观察点
。前梁四根吊索各设一个观测点,即4-1、4-2、4-3、4-4。
在前光束中间设置一个观测点,即测量点4-5。
主梁和前横梁观测点见图2。
图2 图2
底篮前梁顶面观测点
底篮前梁四根吊杆各设一个观测点,即测点5-1、5-2、5-3、5-4,如图3所示。
3.2.5观察方法
变形观测采用国家二等水准测量或工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法。根据此要求,可测量1 mm的挠度值;
由于挂篮变形受日照温差的影响,根据公式L1=L0,挂篮变形受温差影响最大。当温差达到10℃时,变形差为△ L = L0× 11.4× 10-6× △ T0 = 1.1 mm,为了准确测量挂篮的变形值,在试验前一天的早上7:00-10:30和晚上3:00-7:30每半小时进行一次变形观测,以校正日照温差的影响。
3.3试验加载程序
正式加载试验前,采用第一阶段荷载进行预压,预压试验中各加载位置的荷载保持时间为20分钟。预压的目的一方面是使结构正常工作,另一方面是检查试验系统和试验组织是否正常工作。在确认测试系统和测试组织工作正常后,重复预载测试两次。预压2小时后正式加载;
在已施工的0 #块上安装吊篮,并做好加载试验前的准备工作;
先根据荷载模拟箱梁荷载加载;
在第一级负荷的基础上,根据第二级负荷与第一级负荷的差值进行负荷;
根据上述方法,依次进行第三至第九载荷的载荷试验;
每次加载后,观察并监控变形并记录。
试验荷载采用分级单循环加载的方法施加,荷载按等效荷载等级逐步增加。试验荷载的持续时间一般为20分钟,这取决于结构位移达到相对稳定所需的时间。只有结构位移达到相对稳定后,才能进入下一个荷载阶段。在相同荷载下,如果最后5分钟结构位移最大的测点位移增量小于前5分钟位移增量的L5%,或小于所用测量仪器的最小分辨率值,则认为结构位移相对稳定;
如果荷载达到设计试验荷载,且变形在设计允许范围内,可立即终止荷载试验。
3.4卸载程序
根据装载等级9876543210卸载。两个吊篮同步卸载,每卸载一级都要进行变形观测;
挂篮卸载后,应检查主桁架销接处的销和主桁架的焊缝,发现问题及时处理,确保挂篮施工安全可靠。
3.5载荷试验的注意事项
如果加载墩位不满足设计加载荷载,变形大于设计允许值,应停止加载试验,分析原因并采取相应措施。
3.6测试结果
挂篮加载试验完成后,试验结果如下:
按照试验方案加载后,可以等代测量主桁架、吊索、后锚、前支点的变形值和相应块体挂篮的总变形值。其他块可以用“插值法”求解。
根据挂篮在各块荷载作用下的竖向位移,绘制荷载与变形的相关曲线。
四、吊篮和模板前移
4.1工作流程
4.2吊篮前移的必要条件
吊篮前进的必要条件:
浇筑块段钢梁张拉、灌浆完成;
行走轨道下的回压梁、螺栓、竖向预应力筋无漏锚或松锚;
挂篮后,锚游车和外模滑轮车处于正常工作状态;
经技术负责人确认批准后,吊篮方可前进。
4.3连体吊篮解体
三角形改良挂篮浇筑箱梁1 #块时,采用对称平衡施工,即两个对称挂篮的主梁通过连接板连接在一起。在浇筑2 #块及以后各块时,采用连体挂篮的形式将三角形改造后的挂篮解体,形成对称均衡的分离式挂篮施工。也就是说,1 #块施工完成后,挂篮主梁分为两部分,一侧形成独立挂篮,另一侧加长,形成两侧独立对称平衡的工作体系。
具体步骤如下:锚定后锚游车一侧,用肩梁和L32成品滚丝粗钢筋锚定主梁另一侧,并加固挂篮,拆除主梁连接板使挂篮主梁一分为二,在游车这一侧形成独立的挂篮,可先前移到位,再加长另一侧挂篮主梁,锚定后锚游车,前移到位。
4.4连体吊篮和分离式吊篮前移
吊篮行走分为以下步骤:
挂篮行走前,在浇筑好的箱梁块两侧腹板顶面测量并放出行走轨道的中心线。用M20砂浆平行调整行走轨道的中心线。两侧行走轨道中心线的找平水平差不得超过5 mm,待砂浆达到强度要求后,再铺设行走轨道。
松开底篮和模板系统的锚固钢筋,下放底篮和模板。
拆除挂篮后锚固系统,用后锚固小车将挂篮锚固在行走轨道上。
用卷扬机吊在主梁上,用卷扬机使挂篮和外模走到下一个位置。
吊篮行走时,每个主桁架都挂有一台5t卷扬机作为安全装置,向前移动时卷扬机松开。
在挂篮的牵引下,外模通过滑梁向前移动。同时,葫芦是用来辅助的。
挂篮前移时调整挂篮轴线位置,挂篮就位时调整挂篮标高。
安装挂篮后锚、底篮和模板系统锚固钢筋,锚固挂篮。
调整外模的轴线位置和标高,调整后即可架设钢筋及相关预埋件。
用吊篮行走时的注意事项:
挂兰行走前的准备工作完善后,再次检查行走轨道下的背压梁、螺栓和竖向预应力筋的锚固情况,确保无漏锚或锚固不紧;
吊篮行走时,两个吊篮应尽量同步,两个吊篮相差50厘米;;
行走时,必须一人负责观察行走的同步性,两人负责观察后锚小车的运行状态,两人负责观察外模滑轮小车的运行状态;
挂蓝线过程中发现后锚小车行走受阻,立即停止行走。用千斤顶和后锚杆转换后锚固力后,调整小车位置,继续行走。严禁在不转换后锚力的情况下用力敲打小车调整位置;
4.5挂篮锚固
待挂篮就位并调整好挂篮轴线后,用肩梁和L32成品滚丝厚钢筋将主梁锚固在主梁后方的锚固位置,并将吊索安装在柜体和翼缘板内。
4.6模板向前移动
4.6.1横向模板向前移动
挂篮行走前,锚定外模滑轮小车,拉紧锚杆,使滑轮小顶紧贴箱梁翼缘板。当挂篮前移时,外模滑梁和模板将随之前移。前移到位后,用锚杆代替滑轮小车锚固在现浇箱梁的翼缘板上。
4.6.2内模向前移动
当挂篮前移时,内模的滑梁随挂篮前移。挂篮就位,底板和腹板钢筋绑扎完成后,用卷扬机将内模向前拉。
五、混凝土浇筑挂篮检查
5.1混凝土浇筑前的检查
混凝土浇筑前,必须对吊篮进行如下检查:
检查吊篮主桁架销销连接是否良好;
检查挂篮后锚是否锚固好,后锚L32精轧螺纹粗钢筋是否张紧;
检查后锚行走小车,确保后锚行走小车不受力,处于放松状态;
检查每个吊索销是否受力,以确保起吊吊索的千斤顶不受力;
检查内外模之间各拉杆两侧是否使用双螺母,螺母是否紧固。
5.2混凝土浇筑过程检查
混凝土浇筑过程中,应派专人对吊篮进行检查,检查内容如下:
检查模板拼缝间隙是否漏浆,发现漏浆应采取措施堵漏;
检查模板膨胀情况,发现膨胀及时采取措施加固模板;
在浇筑K6、K12、K24桥梁2#段时,应安排测量人员对底篮主梁、前梁、前梁进行观测,观察其变形情况,并将实测结果与荷载试验结果进行对比,分析荷载试验是否接近实际。
不及物动词吊篮的拆除
浇筑完所有节段后,即可拆除挂篮,拆除顺序如下:
用滑车上的卷扬机吊起吊篮底篮,取下前后背带,然后将底篮降到浮箱;
用上述方法拆除外模;
用浮吊依次拆除前后拉索、立柱及其平行接头、前梁、中后梁、主梁及其平行接头、前后支腿和行走轨道。
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