桥梁施工中悬臂挂篮技术分析

2018年12月19日 04:21来源于:科技创新与应用

潘胜林

摘 要:现代交通建设中桥梁建设数量与规模逐渐扩大,其中大跨度桥梁频繁出现,对施工技术与质量控制提出更高的要求。大跨度桥梁多用于跨河、山谷等地形中,具有结构简易、跨越能力强及操作便捷等优势。悬臂挂篮技术在其中有着广泛应用,挂篮主要起到移动作业平台与承重结构的目的。文章中以悬臂挂篮技术为切入点,结合具体案例,分析悬臂挂篮技术的具体应用。

关键词:桥梁施工;悬臂挂篮;技术要点

引言

我国现代化建设中桥梁施工建设是主要构成部分,控制桥梁施工质量有助于发挥桥梁作用,实现区域交流,带动经济发展与壮大。本文中结合某大跨度桥梁建设工程,详细分析悬臂挂篮技术在其中的应用。

1 悬臂挂篮技术概述

1.1 制作与安装

悬臂挂篮技术应用过程中的作业平台与承重结构就是挂篮,其制作与安装质量直接对工程质量与施工安全產生影响。

安装挂篮应该等到主梁块混凝土强度、弹性模量值及龄期等满足具体要求,严格遵循设计流程与安装顺序。此外,安装时格外重视安全问题,要求施工人员强化挂篮安全监测工作、设置安全可靠的防护措施,避免发生高空坠物引发人员伤亡。安装完成后,检验其质量、合格后才可投入使用。

1.2 浇筑准备与方案

桥梁支撑受力的重点就是钢筋混凝土,其施工质量直接影响到桥梁质量。悬臂挂篮施工中检查钢筋与锚头数量。浇筑过程中按照混凝土浇筑方案进行,满足规定要求即可。浇筑时确保连续性,最长时间小于0.5h,根据浇筑要求施工。考虑外部环境可能对施工质量的影响,施工结束后检查浇筑质量,寻找其中存在风险并财务有效措施,提高施工质量。

1.3 挂篮预压施工

挂篮预压施工前固定后锚系统,采取常规锚固方法固定前梁与后压系统,确保前横梁与后压系统受力均匀,后期施工顺利进行。如果受力不均匀施工中会出现挂篮倾斜、不稳定等故障,影响施工进度,还潜在安全隐患。此外挂篮安装心梗检测的主要环节就是预压,通过划分多个环节保证预压质量。一般每个10吨挂篮的承载力越高等级划分越细致,预压时两边挂篮的预压重量相等。

保证预压质量的另一个方式就是预压实验,新挂篮正式使用前都需要开展预压实验,发现其中存在安全隐患,有效控制弹性变形。主桁架等构件预压结束完成后,同样进行承载实验,选取最大节段重量为1.6倍最大荷载。技术人员详细记录实验过程中挂篮变形情况,区里模标高,确保施工质量。

2 桥梁施工中悬臂挂篮技术应用分析

2.1 工程案例

该大桥为某高速主线桥梁,设计时速为120km/h,设计汽车荷载等级为公路I级,桥跨布置为(62+119+62)m,全场为234m。主桥上部结构采用预应力混凝土连续箱梁,使用单箱单室截面,箱梁顶宽13.15m,底宽7.5m,采用C50混凝土进行浇筑,设计锚下张拉控制力为0.75fpk。

2.2 悬臂挂篮设计要点

挂篮按照最大梁段重量进行设计以满足混凝土悬臂浇筑工艺要求。综合考虑各类因素后,决定选择轻型菱形挂篮。挂篮主要由以下部分构成:菱形桁架、吊挂系统及锚固系统等,其设计荷载为165t,如图2所示为挂篮结构示意图。

(1)主要设计参数与荷载。其主要设计参数为:混凝土自重G=26.5kN/m3;箱梁施工采用分段凡方式,其中最大梁段自重156.8kN;混凝土倾倒产生荷载与振捣混凝土荷载均为2MPa,施工人员与机械总荷载2.5MPa。依据大桥实际情况,主梁分段情况,浇筑时选择混凝土自重+挂篮自重+施工人员与机械自重+超载荷载组合,如图3所示为受力简图。

(2)其中底篮前横梁外侧吊杆作用于前上横梁的载荷P1与P12为25.6kN;P2、P11为挂篮外侧承托梁前端吊杆作用于前上横梁的载(50.97kN);P3、P10为挂篮外导梁前段吊杆作用于前上横梁的载荷(85.07kN);P4、P9为底篮前横梁腹板外侧吊杆作用于前上横梁的载荷(174kN);P5、P8为底篮前横梁腹板内侧吊杆作用于前上横梁的载荷(328kN);P6、P7为挂篮内导梁前端吊杆作用于前上横梁的载荷(120kN)。由材料力学计算软件求得前上横梁剪力图如图4所示:

支座反力Ra=701.18kN。

材料学计算软件计算出横梁弯矩图如图5所示:

计算得出最大弯矩Mmax=358.1kN·m

Wx=Mmax/σw=358.1×103/215=1665.6cm3

经过计算得知,具备足够的抗压能力,提高施工质量。

(3)设计主桁架。两片菱形桁架共同构成主桁架,并将上横梁、吊带与前下横梁设置在主桁架前段,构建悬臂吊架并安装模板形成完整的操作平台与承重结构。钢筋安装及混凝土浇筑等作业均在上进行,为主要受力系统。

经过计算得出单片主桁前节点最大荷载P=701.18kN

经过计算挂篮工作要求可以满足工作要求与安全,具有经济性。

3 桥梁施工悬臂挂篮技术质量控制

3.1 混凝土施工技术要点

桥梁工程的种类繁多,同一种原材料,经过不一样的配比方式,也会得到大不相同的初始材料。不同的工程施工对混凝土性能也会提出不一样的要求。因此合理设定混凝土的配合比也是桥梁工程施工中的一项重要内容。在实际配比过程中,根据不同的要求,应该按照严格的配比标准进行执行,严禁随意更改配比参数。

3.1.1 混凝土的输送

将需要应用到桥梁工程中的混凝土进行安全输送是桥梁工程中的一个重要环节。一般桥梁工程中使用的混凝土可以分为两类,一种是直接可以投入使用的商品混凝土,还有另外一种就是现场搅拌制作出的混凝土,商品混凝土成本较高,但是由于在运输过程中会有相关设备的保护,可以有效防止混凝土的离析现象;现场搅拌制作出的混凝土运输时需要注意的问题比较多,若发生离析,就需要通过添加外加剂进行缓解。同时对混凝土的坍落值也要做到及时检测,如果不符合使用要求,就需要进行二次搅拌。

 
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