CN115928611A - 一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拱桥施工技术领域，具体涉及一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法。解决挂篮施工减少自重、保证施工安全等问题是存在于施工中待解决的现实问题。包括以下步骤：挂篮设计制作，挂篮安装，轨道铺设安装，主桁架安装，中门架及横梁安装，吊杆安装，安装底托系统，需注意安装先后顺序。该技术结构简单、自重较轻、安全可靠，模板移动灵活，速度快，质量好，简化工序的同时提高了桥梁外观质量；为今后同类工程施工提供了技术支撑。

Description

一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法

技术领域

本发明涉及斜拉桥施工技术领域，具体涉及一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法。

背景技术

随着桥梁设计施工技术的发展，现代桥梁结构与受力越来越复杂，大跨、特大跨桥梁越来越多的建设起来，在这些桥梁施工中有时会存在一些有限空间作业或者交叉打架的现象，因操作空间限制，传统施工工艺并不能很好的解决施工中各类问题。诸如挂篮施工减少自重、保证施工安全等问题是存在于施工中待解决的现实问题，研究一种在悬臂浇筑中挂篮轻型化的技术，通过结构验算分析、BIM建模模拟，将挂篮设计成菱形结构，做到结构简单、自重较轻、计算简便、安全可靠；采用无平衡重走行，刚度大，变形小，施工作业空间大，模板移动灵活，速度快，保证施工质量的目的。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，该方法操作简单，同时提高了安全性和稳定性。

本发明的目的在于提供一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，所述的挂篮由菱形架及联结系统、提吊系统、行走系统、模板系统及操作平台五部分组成，其特征在于，包括以下步骤：

S1，挂篮设计制作，采用midas受力计算，提前计算挂篮的荷载和内力的值小于设计规定值，

S2，挂篮安装，根据挂篮安装要求先选择一片空地，将菱形架组拼，将组拼好的上、下弦杆调整位置，

S3，轨道铺设安装，利用箱梁预埋螺纹钢，通过双螺母和双垫片将轨道压紧，

S4，主桁架安装，以轨道为基准放出主桁架安装轴线及平面位置，

S5，中门架及横梁安装，现场满焊，焊缝高度≥10mm，

S6，吊杆安装，经过受力计算，减少吊杆使用量，利用胶带或PVC管进行保护，起到减重的作用，

S7，安装底托系统，需注意安装先后顺序。

进一步地，所述S1中，设计的工艺原理及计算方式：

(1)挂篮出厂前采用midas受力计算，按计算的部件和施工阶段不同，包括有下列几种：①挂篮、模板自重；②人群、振捣设备、千斤顶施工荷载；③最大节段混凝土重量，荷载的组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)进行计算，总荷载Pj＝1.2永久荷载+1.4可变荷载，

(2)菱形架内力计算：菱形挂篮单福析架受力分析原理，在荷载P作用下，前支座受压，后锚固受拉，挂篮设计计算应重点考虑挂篮在混凝土浇筑状况及行走状态的受力状况，

(3)通过对挂篮菱形架结构进行内力分析，计算得出各杆件内力。其中上弦杆、后斜杆受拉，下弦杆、前斜杆、竖杆受压。通过计算本挂篮架各杆件最大拉应力和最大压应力均小于所用型钢或钢材的容许应力，稳定验算也符合要求。其它主要受力部位，如底模架前吊杆(吊带)、后吊杆、外侧模滑移梁前后吊杆的拉力均小于所用吊杆(吊带)的容许拉力。

进一步地，所述S2中，菱形架组拼时，需在旁选择一片空地，根据施工情况及工具设备按照顺序组拼，

(1)每片菱形架有5个杆件，4个节点箱，14个销轴组成；

(2)组拼菱形架时，需安装12个销轴，下方两处节点箱各预留一个销轴连接反口轮固定座与滑移支座；

(3)组拼时所有销轴均需安装开口销；

(4)将前、后斜杆通过A100销轴(配开口销)进行连接，完成菱形架安装；

(5)将组拼好的上、下弦杆调整位置，通过竖杆连接；

进一步地，所述S3中，轨道铺设安装包括以下步骤：

(1)0#块施工阶段检查竖向预应力筋(无竖向预应力筋需预埋φ32的精轧螺纹钢用于轨道锚固，有效预埋深度应不小于1.2m，下端需连接垫片和螺母，露出体高度至少0.1m)，确保精轧螺纹钢无损伤、预埋间距和顺桥向直线度，0#块浇筑过程随时检查，避免出现移位、倾斜，

(2)测量放出轨道轴线，铺设钢枕，根据不同坡比铺设不同钢枕，钢枕下用钢板抄平垫实，前滑移支座处钢枕加密，

(3)铺设轨道，轨道间采用M20*70螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接,严格控制轨道间的中心距,轨道安装应顺直，轨道顶面要保持水平，轨道的高差不大于5mm，

(4)利用箱梁竖向预应力筋或预埋的精轧螺纹钢，采用合格的连接器接长到能锚固到轨道的长度，通过双螺母和双垫片把轨道压紧，每节轨道锚固点不少于2处；螺母拧紧的力矩要求100KN.m。

进一步地，所述S4中，以轨道为基准放出主桁架安装轴线及平面位置，采用吊车或塔吊吊装组拼完成菱形架，调整位置将反扣轮固定座和滑移支座通过40Cr销轴(配开口销)与主桁架连接。

进一步地，所述S5中，采用改性聚硫密封剂进行护栏的断缝处理，颜色与护栏颜色一致，

S5，中门架及横梁安装包括以下步骤：

(1)吊装中门架至安装位置，中门架间采用M24*100高强螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接，与竖杆进行现场满焊，焊缝高度≥10mm(施工方可自行增加角钢补强)，

(2)吊装后斜杆连接槽钢至安装位置，交叉安装，现场满焊，焊缝高度≥10mm，

(3)拆除用于临时支撑的倒链，

(4)将护栏立柱、斜撑采用M20螺栓连接至横梁连接板上，

(5)吊装前上横梁至安装位置，与节点箱进行现场满焊，焊缝高度≥10mm。

进一步地，所述S6中，吊杆安装包括以下步骤：

(1)根据要求上前吊点位置在上横梁进行标记，吊杆(吊带)安装前仔细检查，不得有外伤，吊杆可利用胶带或PVC管进行保护，避免其在安装、施工过程中受到损伤，吊带间采用φ55销轴(配开口销)组合连接，

(2)后吊杆通过梁体上的预留孔依次放置。

进一步地，所述S7中，底托系统安装包括以下步骤：

(1)首先安装后托梁。通过后吊杆预留孔悬吊后托梁，连接后吊杆悬吊后托梁，注意行走平台安装位置，

(2)安装前托梁。通过前上横梁及吊杆连接前托梁，行走平台放于挂篮前方，

(3)根据要求尺寸安装底托梁前后托梁安装完毕后将底纵梁按要求尺寸焊接(焊缝高度≥10mm)与前后托梁上。

本发明的技术效果如下：悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化在悬臂浇筑中荷载承受力中起到减轻重量，保证安全、结构稳定的作用。

在经济效益方面，悬臂浇筑中挂篮轻型化体系的应用，不仅解决了施工作业空间小、操作难度大的技术问题，而且便于调整桥面线性结构，同时减轻自重，安全可靠，大大提高了工程质量。

悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法的应用,为公司积累施工经验，使公司可以将该项技术应用于公司承建的其他类似项目，有利于控制施工成本、施工工期等，给公司创造长久的经济效益。

在社会效益方面，该技术结构简单、自重较轻、安全可靠，模板移动灵活，速度快，质量好，简化工序的同时提高了桥梁外观质量；为今后同类工程施工提供了技术支撑。

附图说明

图1为菱形架挂篮整体结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为主桁架结构图；

图4为后锚系统结构；

图5为底托系统结构图；

图6为行走系统结构图；

图7为挂篮主构架变形等值线图；

图8为本发明变形等值线图。

图中：1-主桁架、2-行走系统、3吊杆、4后托梁、5前托梁、6底纵梁、7节点箱一、8上弦杆、9节点箱二、10前斜杠、11竖杆、12节点箱三、13下弦杆、14节点箱四、15后锚梁、16后锚杆、17上吊架、18下吊架、19反扣轮支座、20反扣轮组、21前滑移支座、22-钢枕。

具体实施方式

S1，挂篮设计制作

(1)挂篮出厂前采用midas受力计算，按计算的部件和施工阶段不同，一般有下列几种：①挂篮、模板自重；②人群、振捣设备、千斤顶等施工荷载；③最大节段混凝土重量。荷载的组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)进行计算，总荷载Pj＝1.2永久荷载+1.4可变荷载。

(2)菱形架内力计算：菱形挂篮单福析架受力分析原理，在荷载P作用下，前支座受压，后锚固受拉。挂篮设计计算应重点考虑挂篮在混凝土浇筑状况及行走状态的受力状况。

(3)通过对挂篮菱形架结构进行内力分析，计算得出各杆件内力。其中上弦杆、后斜杆受拉，下弦杆、前斜杆、竖杆受压。通过计算本挂篮架各杆件最大拉应力和最大压应力均小于所用型钢或钢材的容许应力，稳定验算也符合要求。其它主要受力部位，如底模架前吊杆(吊带)、后吊杆、外侧模滑移梁前后吊杆的拉力均小于所用吊杆(吊带)的容许拉力。

S2，挂篮安装

(1)每片菱形架有5个杆件，4个节点箱，14个销轴组成；

(2)组拼菱形架时，需安装12个销轴，下方两处节点箱各预留一个销轴连接反口轮固定座与滑移支座；

(3)组拼时所有销轴均需安装开口销；

(4)将前、后斜杆通过A100销轴(配开口销)进行连接，完成菱形架安装；(5)将组拼好的上、下弦杆调整位置，通过竖杆连接；

S3，轨道铺设安装

(1)0#块施工阶段检查竖向预应力筋(无竖向预应力筋需预埋φ32的精轧螺纹钢用于轨道锚固，有效预埋深度应不小于1.2m，下端需连接垫片和螺母，露出体高度至少0.1m)，确保精轧螺纹钢无损伤、预埋间距和顺桥向直线度，0#块浇筑过程随时检查，避免出现移位、倾斜。

(2)测量放出轨道轴线，铺设钢枕，根据不同坡比铺设不同钢枕，钢枕下用钢板抄平垫实，前滑移支座处钢枕加密。

(3)铺设轨道，轨道间采用M20*70螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接,严格控制轨道间的中心距,轨道安装应顺直，轨道顶面要保持水平，轨道的高差不大于5mm。

(4)利用箱梁竖向预应力筋或预埋的精轧螺纹钢，采用合格的连接器接长到能锚固到轨道的长度，通过双螺母和双垫片把轨道压紧，每节轨道锚固点不少于2处；螺母拧紧的力矩要求100KN.m。

S4，主桁架安装

以轨道为基准放出主桁架安装轴线及平面位置，采用吊车或塔吊吊装组拼完成菱形架，调整位置将反扣轮固定座和滑移支座通过40Cr销轴(配开口销)与主桁架连接。

S5，中门架及横梁安装

(1)吊装中门架至安装位置，中门架间采用M24*100高强螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接，与竖杆进行现场满焊，焊缝高度≥10mm(施工方可自行增加角钢补强)。

(2)吊装后斜杆连接槽钢至安装位置，交叉安装，现场满焊，焊缝高度≥10mm。

(3)拆除用于临时支撑的倒链，

(4)将护栏立柱、斜撑采用M20螺栓连接至横梁连接板上，

(5)吊装前上横梁至安装位置，与节点箱进行现场满焊，焊缝高度≥10mm。

S6，吊杆安装

(1)根据要求上前吊点位置在上横梁进行标记，吊杆(吊带)安装前仔细检查，不得有外伤，吊杆可利用胶带或PVC管进行保护，避免其在安装、施工过程中受到损伤，吊带间采用φ55销轴(配开口销)组合连接。

(2)后吊杆通过梁体上的预留孔依次放置。

S7，安装底托系统

(1)首先安装后托梁。通过后吊杆预留孔悬吊后托梁，连接后吊杆悬吊后托梁，注意行走平台安装位置。

(2)安装前托梁。通过前上横梁及吊杆连接前托梁，行走平台放于挂篮前方。

(3)根据要求尺寸安装底托梁前后托梁安装完毕后将底纵梁按要求尺寸焊接(焊缝高度≥10mm)与前后托梁上。

Claims (8)

1.一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，所述的挂篮由菱形架及联结系统、提吊系统、行走系统、模板系统及操作平台五部分组成，其特征在于，包括以下步骤：

S1，挂篮设计制作，采用midas受力计算，提前计算挂篮的荷载和内力的值小于设计规定值，

S2，挂篮安装，根据挂篮安装要求先选择一片空地，将菱形架组拼，将组拼好的上、下弦杆调整位置，

S3，轨道铺设安装，利用箱梁预埋螺纹钢，通过双螺母和双垫片将轨道压紧，

S4，主桁架安装，以轨道为基准放出主桁架安装轴线及平面位置，

S5，中门架及横梁安装，现场满焊，焊缝高度≥10mm，

S6，吊杆安装，经过受力计算，减少吊杆使用量，利用胶带或PVC管进行保护，起到减重的作用，

S7，安装底托系统，需注意安装先后顺序。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S1中，设计的工艺原理及计算方式：

(1)挂篮出厂前采用midas受力计算，按计算的部件和施工阶段不同，包括有下列几种：①挂篮、模板自重；②人群、振捣设备、千斤顶施工荷载；③最大节段混凝土重量，荷载的组合根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)进行计算，总荷载Pj＝1.2永久荷载+1.4可变荷载，

(2)菱形架内力计算：菱形挂篮单福析架受力分析原理，在荷载P作用下，前支座受压，后锚固受拉，挂篮设计计算应重点考虑挂篮在混凝土浇筑状况及行走状态的受力状况，

(3)通过对挂篮菱形架结构进行内力分析，计算得出各杆件内力。其中上弦杆、后斜杆受拉，下弦杆、前斜杆、竖杆受压。通过计算本挂篮架各杆件最大拉应力和最大压应力均小于所用型钢或钢材的容许应力，稳定验算也符合要求。其它主要受力部位，如底模架前吊杆(吊带)、后吊杆、外侧模滑移梁前后吊杆的拉力均小于所用吊杆(吊带)的容许拉力。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S2中，菱形架组拼时，需在旁选择一片空地，根据施工情况及工具设备按照顺序组拼，

(1)每片菱形架有5个杆件，4个节点箱，14个销轴组成；

(2)组拼菱形架时，需安装12个销轴，下方两处节点箱各预留一个销轴连接反口轮固定座与滑移支座；

(3)组拼时所有销轴均需安装开口销；

(4)将前、后斜杆通过A100销轴(配开口销)进行连接，完成菱形架安装；

(5)将组拼好的上、下弦杆调整位置，通过竖杆连接。

4.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S3中，轨道铺设安装包括以下步骤：

(1)0#块施工阶段检查竖向预应力筋(无竖向预应力筋需预埋φ32的精轧螺纹钢用于轨道锚固，有效预埋深度应不小于1.2m，下端需连接垫片和螺母，露出体高度至少0.1m)，确保精轧螺纹钢无损伤、预埋间距和顺桥向直线度，0#块浇筑过程随时检查，避免出现移位、倾斜，

(2)测量放出轨道轴线，铺设钢枕，根据不同坡比铺设不同钢枕，钢枕下用钢板抄平垫实，前滑移支座处钢枕加密，

(3)铺设轨道，轨道间采用M20*70螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接,严格控制轨道间的中心距,轨道安装应顺直，轨道顶面要保持水平，轨道的高差不大于5mm，

(4)利用箱梁竖向预应力筋或预埋的精轧螺纹钢，采用合格的连接器接长到能锚固到轨道的长度，通过双螺母和双垫片把轨道压紧，每节轨道锚固点不少于2处；螺母拧紧的力矩要求100KN.m。

5.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S4中，以轨道为基准放出主桁架安装轴线及平面位置，采用吊车或塔吊吊装组拼完成菱形架，调整位置将反扣轮固定座和滑移支座通过40Cr销轴(配开口销)与主桁架连接。

6.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S5中，采用改性聚硫密封剂进行护栏的断缝处理，颜色与护栏颜色一致，

S5，中门架及横梁安装包括以下步骤：

(1)吊装中门架至安装位置，中门架间采用M24*100高强螺栓(8.8级，配双螺母双垫片)连接，与竖杆进行现场满焊，焊缝高度≥10mm(施工方可自行增加角钢补强)，

(2)吊装后斜杆连接槽钢至安装位置，交叉安装，现场满焊，焊缝高度≥10mm，

(3)拆除用于临时支撑的倒链，

(4)将护栏立柱、斜撑采用M20螺栓连接至横梁连接板上，

(5)吊装前上横梁至安装位置，与节点箱进行现场满焊，焊缝高度≥10mm。

7.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S6中，吊杆安装包括以下步骤：

(1)根据要求上前吊点位置在上横梁进行标记，吊杆(吊带)安装前仔细检查，不得有外伤，吊杆可利用胶带或PVC管进行保护，避免其在安装、施工过程中受到损伤，吊带间采用φ55销轴(配开口销)组合连接，

(2)后吊杆通过梁体上的预留孔依次放置。

8.根据权利要求1所述的一种悬臂梁浇筑法中挂篮轻型化的施工方法，其特征在于：所述S7中，底托系统安装包括以下步骤：

(1)首先安装后托梁。通过后吊杆预留孔悬吊后托梁，连接后吊杆悬吊后托梁，注意行走平台安装位置，

(2)安装前托梁。通过前上横梁及吊杆连接前托梁，行走平台放于挂篮前方，

(3)根据要求尺寸安装底托梁前后托梁安装完毕后将底纵梁按要求尺寸焊接(焊缝高度≥10mm)与前后托梁上。

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