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1、1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 30100cm 变化、腹板厚 60cm。主墩采用双薄壁墩，基础为 180cm
2、 钻孔桩，承台尺寸17.38.63.5m。在 120m 的 1/2 长度内共分 14 个节段，其中 0 号节段长 8.5m，12 号节段长 3.0m，37 号节段长 3.5m，814 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17.38.6m，且襟边尺寸较大，具备钢管支撑条件，并且这样弹性及非弹2性变形小，故采用大钢管上架贝雷纵挑方案（见图一） 。、80x.cm、74532x10、1/2I-、/I-、 、4530II因墩身竖向预应
3、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
4、砼同时浇筑。1、菱形挂篮设计3要求适用最大梁段重 2060kN，梁段长度 34.5m，梁顶宽度 19m，梁底宽度 10m，梁高 6.182.5m，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#2、10T、0、2#、轨 道钢 枕5188761596714392101243（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4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232c A3 槽钢组
5、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 32 精轧螺纹钢和用 A3 钢板加工成的 160x20mm 钢吊带两种，钢吊带和 50mm 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
6、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 2525cm 的方木吊挂，前端通过 32 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5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
7、，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 1515cm 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 100030020mm 钢板焊在桁架底，做前支座，沿轨道滑行；主桁后端用 100030020mm 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
8、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=170Mpa， =100Mpa，Eg 2.110 5 Mpa，32mm级冷拉钢6=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lma
9、x 1/450。计算：a、 菱形桁架受力计算（以最大节段荷载计算）DBCAN4352F807K1、cm杆件 L(mm)A(mm2)L/A i Np 变形量(mm)MpaMpaN1 5500 9740 0.564 1.447 1168 4.5 119.9 170N2 6685 12300 0.543 -1.759 -1420 6.5 -115.4146N3 3800 9740 0.390 -1 -807 1.5 -82.9 164.9N4 6685 12300 0.543 1.759 1420 6.5 115.4 170N5 5500 9740 0.564 -1.447 -1168 4.5 -1
10、19.9154.7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 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:长细比 0.5 max=28.15 1=24.3 (可)7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=800mm缀板内力及角焊缝连接计算,采用 hf10mm，L Wd b200mm(不计回焊部分)缀板内力 T=48.2KN，M6.22KNM， f=133.3 Mpa, f=
11、34.4Mpa主拉力 f114.5Mpa 6 （可）节点板设计：安全系数采用 1.7 单个高强度螺栓允许承载力N=Pf M/K=94.12KN 节点板连接螺栓个数确定：N= Np/N=15.1 个，取 16 个（4 排，每排 4 个） 槽钢强度：N1 杆 AJ=8268 cm2, =N/N=141Mpa2（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 32mm级冷拉钢承受，其倾覆稳定系数为 6.32（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
12、仪抄平，使得桁架在一个平面内，其后部用枕梁及 6 根 32 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。9、232cm、50t3x4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
13、#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：由作业队填报挂篮移动报告，经项目部批准并报检；在已找平 2#梁段顶面放出走行轨道中心线，铺设枕木（1515cm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10轨头易稍低 12mm，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；前后底横梁工字钢四角用 4 只 10t 倒链悬挂在翼板架上；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
14、后吊带；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；安装滚轮架，拆除每片桁架后锚杆 2 根，1 根稍放松作保险；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；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；割（拆）掉腹板对拉螺栓，拆除
15、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；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；11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；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 2#梁段顶板预留孔处，然后再与吊带联结，用同样的办法将另一吊架移至 2#梁段处；安装滑梁后吊带，调整外侧模，使模板与混凝土搭接密贴，前端端面尺寸满足设计要求；调整立模标高后，重复上述施工步骤进行 3#梁段的施工，直至 14#梁段。2.3 钢筋安装桥面钢筋等材料必须在 T 构两侧对称堆放。钢筋安装前梁端混凝土接缝必须凿毛；钢筋伸出节段端头的搭接长度应满足规范与设计要求，接头均采用焊接；竖向预应力筋在墙身内层钢筋帮扎前安装完；上层钢筋绑扎完后，对波纹管道进行一次检查与调整。2.4 预应力管道横梁的墩身横向钢绞线束（9 j15.24）的波纹管内径 80mm；箱梁纵向钢绞线束的波纹管内径：21 j15.24 为 120mm，15 和 12 j15.24为 90mm，9 j
