海怡大橋菱形掛籃設(shè)計與施工
2017-11-13
海怡大橋跨越陳村水道、連接南海與番禺兩區(qū)的一座特大橋，是佛山南海與廣州新客站的重要通道。佛山海怡大橋主橋左幅為（108+166+95）m預應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，右幅為（95+166+108）m預應(yīng)力砼連續(xù)箱梁；單幅橋面寬度15.5m。主橋箱梁采用單箱單室結(jié)構(gòu)，C60混凝土，三向預應(yīng)力體系，箱梁頂板寬15.5m，底板寬8m，橋墩處梁高9.5m，跨中梁高3.8m。
2 掛籃設(shè)計
2.1 主要技術(shù)參數(shù)
掛籃自重800KN。 4個“T構(gòu)”的懸臂各分為19對梁段，其梁段數(shù)及梁段長度從根部至跨中各為：4×3.0米、4×3.5米、5×4米、6×5米，累計懸臂總長76米，懸臂澆筑梁段最大控制重量約為2100KN。
2.2 掛籃的組成
菱形桁架式掛籃由主桁承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、錨固、吊帶系統(tǒng)、工作平臺等組成。掛籃立面圖及側(cè)面圖如下：
?。?）主桁承重系統(tǒng)
主桁架：由兩根36b槽鋼并焊而成，兩根槽鋼焊接成槽鋼盒，為增加Y方向的慣性矩，兩根槽鋼隔開15cm，桁架上中間每隔1m采用一塊厚10mm的鋼板進行焊接固定。
?。?）模板系統(tǒng)
底模系統(tǒng)包括：前下橫梁及吊桿，后下橫梁及吊桿，中縱梁、邊縱梁，底模板。
側(cè)模系統(tǒng)包括：外模導梁及吊桿，外模模架及模板。
內(nèi)模系統(tǒng)包括：內(nèi)模內(nèi)導梁及吊桿，內(nèi)模骨架及模板。
?。?）行走系統(tǒng)
滑道墊座：采用10mm厚鋼板支座而成。
滑道：常規(guī)總長6m，分成3節(jié)段，每節(jié)段2m，采用16mm厚鋼板拼焊成箱型，箱內(nèi)設(shè)置加勁板。
前進時采用液壓系統(tǒng)進行前移，兩側(cè)液壓油缸系統(tǒng)為同一油泵。
（4）錨、吊系統(tǒng)
錨、吊系統(tǒng)是用以連接掛籃主桁架和底模平臺，吊桿分為兩種，一種是Φ32精軋螺紋鋼筋，另一種是鋼板吊帶（16Mn），上端在懸吊于前橫梁桁片上，下端與底平臺或側(cè)模分配粱連接，用千斤頂?shù)妊b置來調(diào)節(jié)底模系統(tǒng)的標高。
掛籃后錨梁：采用2[40b加工，長為148cmm，寬30.4cm，上下滿焊20mm厚鋼板，與梁面預留孔采用鋼帶連接。
?。?）工作平臺
包括張拉工作平臺，外模兩側(cè)工作平臺，底模后錨工作平臺，底籃前工作平臺。
3 掛籃的拼裝
當墩頂0號塊混凝土澆筑、張拉、壓漿完畢，清理箱梁內(nèi)側(cè)及橋面，在0號塊上進行掛籃的拼裝，懸臂澆筑1號梁段及其后各梁段的混凝土。
3.1 安裝墊座及滑道
?。?）梁面腹板對應(yīng)的位置擺放鋼墊座，為保證行走軌道保持平直、位置準確，在安裝墊座前先行將0#段中線及線路中心線，并根據(jù)線路中心線將兩側(cè)墊座的安裝位置進行彈墨線，墊座按墨線一端進行整齊擺放，并且保證內(nèi)外側(cè)的墊座在一個水平面上。
（2）滑道利用事先預留的孔洞采用Ф32精軋螺紋鋼進行錨固，墩頂處部分滑道錨筋需采用預埋形式。在掛籃前移時，應(yīng)保持滑道頂面平順。
3.2 主桁系統(tǒng)的安裝
在地面焊接好主桁架及下弦桿支座，用吊機分別將主桁安裝在走行軌上，先安裝的采用手拉葫蘆固定好，然后安裝后錨系統(tǒng)、主桁平聯(lián)架、主桁前上橫梁、吊帶和分配梁。
3.3 側(cè)模系統(tǒng)、工作平臺安裝
4 掛籃的預壓
拼裝完畢后，對掛籃進行預壓，充分消除掛籃非彈性變形，對掛籃的強度、剛度和穩(wěn)定性進行評價，驗證掛籃的安全性，并獲取掛籃在荷載作用下的變形數(shù)據(jù)和規(guī)律，以便準確設(shè)置預拋高量，保證梁體線形。掛籃預壓試驗在掛籃安裝調(diào)試完畢，1#塊施工之前進行。
4.1 預壓荷載
預壓重量最大梁重1#塊的重量進行模擬加載，荷載的分部形式盡量與實際荷載分部吻合，以保證試驗的可靠性和準確性。
預壓加載力計算：
?。?）混凝土自重：砼80.7m3，重2100kN。
?。?）施工荷載：按1.5kN/m2計算，69.75KN。
以上合計2170KN，支架加載采用110%加載，加載力為2387kN。
4.2 預壓方法
采用液壓千斤頂在箱梁底板范圍內(nèi)對掛籃進行預壓加載。即在0#塊腹板端面設(shè)置反力架，通過千斤頂向反力架施壓，利用其反作用力向掛籃施加所需的預壓荷載。
采用精密水準儀或全站儀進行觀測，記錄撓度數(shù)據(jù)，試驗結(jié)束后，對原始數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)合外觀檢查情況，驗證確定掛籃的安全性及可靠度，得到撓度與噸位的對應(yīng)關(guān)系。
5 掛籃施工
掛籃施工工藝流程：底板鋼筋（鋸齒塊鋼筋及其模板、底板預應(yīng)力孔道等）→腹板鋼筋安裝→腹板縱向波紋管、豎向預應(yīng)力筋安裝→內(nèi)模安裝→頂板鋼筋、縱向、橫向波紋管安裝→檢查驗收→砼澆筑→砼養(yǎng)生→端頭模板拆除、端頭砼表面鑿毛→內(nèi)模拆除→縱向、橫向、豎向預應(yīng)力筋張拉→壓漿→掛籃各吊帶及后錨固放松→掛籃及模板前移→掛籃就位→繼續(xù)下一塊段施工。
鋼筋、模板、混凝土及張拉按常規(guī)方法進行施工，但同時要注意：
?。?）注意預埋各種預埋件及掛籃預留孔的埋設(shè)。
?。?）應(yīng)注意豎向預應(yīng)力筋的壓漿管道及通氣管道，橫向預應(yīng)力筋的壓漿及通氣管道，縱向預應(yīng)力管道位置定位；接頭包扎情況是否漏漿，并保持預應(yīng)力管道的順暢。對所有外露孔用木塞或防水膠布包住，嚴防壓漿前雨水進入。
（3）對稱進行混凝土澆筑，及時測量掛籃主桁、前后橫梁、底板、腹板、頂板撓度變化，檢測結(jié)果報監(jiān)理工程師和監(jiān)控單位。
6 掛籃前移
6.1 前移條件
對已澆筑的梁段混凝土澆筑完畢后，等混凝土強度達到90%及齡期不小于7天時，及時對縱向預應(yīng)力束進行張拉，壓漿并脫模后方可移動掛籃。
