合拢段吊架法施工设计

董继涛

摘要：本通过对梧州西江三桥合拢段吊架施工法应用，取得了很好的经济效益与社会效益。经过设计吊架结构，增强了现场技术人理论联系实际的能力

关键词：吊架绕度 验算

Abstract: this paper through west three bridge construction method for closed pylon application, has obtained the good economic benefit and social benefit. Through the design frame structure, strengthened the field technical person ability of integrating theory with practice

Keywords: hanger around degrees are checked

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

三、吊架设计验算

（一）吊架方案

1、本桥合拢段共10个，其中边跨合拢段4个、次中跨合拢段4个、中跨合拢段2个，每个合拢段长度均为2m，砼圬工量为24.5m3，自重为63.7t。横截面箱梁底板厚度为32cm，腹板厚度为50cm，顶板厚度为28cm，梁高为4.2m。

2、中跨合拢侧模采用挂篮侧模系；

3、底横梁采用双25a槽钢，底板纵梁采用双16#槽钢，底分配梁采用双16#槽钢，临时纵梁采用双16#槽钢，底模板为厚15mm的钢模板。

4、吊杆为Φ32mm(PSB830)精轧螺纹钢筋，吊点为：底模两端各3个点，共计6个；内顶膜两端各2个点，共计4个；翼板模两端各2个点，左右共计8个点，一个合拢段共计吊点为18个。

（二）计算主要技术参数

1、砼自重

梁段长度2m，砼圬工量为24.5m3，自重为63.7t；砼超灌系数为1.03，动载系数为1.2，砼容重按2.6t/m3计算。

梁段的各部位重量见下表：

（三）底模系检验

1、纵梁：

1.1中纵梁（按均布荷载计算）

1.1.1荷载计算：按均布荷载，考虑底板和顶板均作用在中纵梁上。Q1=(3.92+6.41)×1.2×1.03×26/6×2=27.66KN/m2

由于纵梁间距为1.12m，则作用在纵梁上的均布荷载为：

q1=27.66×1.12=31KN/m

1.1.2强度验算

受力图如下：

弯矩计算（ ）：

剪力计算：

内纵梁顺桥向均匀布置5根双16#槽钢，则每根双16#槽钢受力为：

材料特性：双16#槽钢材质Q235，， ， ， ，

则弯应力为：

σ=

剪应力：

τ ,合格

1.2边纵梁（按均布荷载计算）

边侧梁布置形式为：箱梁腹板两侧各布置2根双16#槽钢，其中心间距为25cm。

1.2.1荷载计算

Q=8.53×1.2×1.03×26/2×1=137.06KN/m2

由于纵梁间距为25cm，则作用在纵梁（双16#槽钢）上的均布荷载为：q= 137.06×0.25=34.265KN/m

1.2.2强度检算：

受力图如下：

弯矩计算（ ）

剪力计算（ ）

材料特性：双16#槽钢材质Q235，， ， ， ，

则弯应力为：

σ==,合格。

剪应力：

τ ,合格.

2、横梁

横梁采用双25a槽钢，设置2根，布置距两悬臂端50cm处。其主要承受箱梁底板、腹板及顶板荷载。

2.1.荷载计算：

腹板处按腹板对称受力计算，底板处按连续梁受力计算。

底板处受力为：

q1=(3.92+6.41)×1.2×1.03×26/6=55.33

腹板处受力为：

q2=8.53/2×1.2×1.03×26/0.5=274

横梁受力分析如下：

弯矩计算（ ）：

腹板处，按腹板对称受力，则

底板处，按连续梁受力计算，则

剪力计算（ ）：

腹板处：R2=(0.5×274+2.6×55.33)/2=140.5KN

底板處：R1=2.6×55.33=144KN

2.2.应力计算

材料特性：双25a槽钢， ， ，b=7mm材质Q235；

弯应力：σ= 。

剪应力：τ ，合格。

3、精轧螺纹钢筋检算：

吊杆采用6根32mm（PSB830）精轧螺纹钢筋，安全系数为1.85，则每根32mm精轧螺纹钢许用拉力为：

,满足要求。

四、吊架施工的工艺原理

合拢段施工的一般要求：1、合拢段施工先进行边跨合拢，后进行中跨合拢；2、使用劲性钢骨架将两悬臂端固结，确保在混凝土浇筑期间不变形、不移位；3、混凝土浇筑前配重，保证混凝土浇筑期间悬臂端平衡；4、根据合拢期间的温度及后期梁的收缩徐变，对合拢间隙进行预顶开作业；5、合拢期间尽量减小附加荷载影响，如吊架重量、临时机具材料重量等；6、合拢段固结（劲性骨架焊接）、混凝土浇筑应在低温时进行，并宜快速、连续完成。

结合上述要求，设计吊架、控制吊架重量是合拢段施工的内容之一。设计原理是在悬臂端的节段上预留竖向孔洞，将两横梁分别吊在前后悬臂端之下，然后在横梁上搭设纵梁形成吊架，再在其上铺装钢模板，形成底模平台。以底模平台为基础，安装侧模和内模，直至完成整个合拢段。整个合拢段施工以吊架为支撑，故吊架必须有足够的强度和刚度。吊架安装结构简单、构件重量轻。

五、施工工艺操作要点

（一）操作要点

1、施工准备

（1）吊架设计与加工

吊架的结构见图1-1所示。吊杆的数量和位置根据吊杆强度、横梁的刚度确定，并避免与混凝土内预应力管道位置冲突。吊架应按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）进行设计验算。

（2）预留孔与预埋件

○1吊杆孔。距悬臂端不小于30cm。吊杆孔宜设成沿桥梁方向的长方形，以便留出合拢段顶开时吊杆的活动余量。预留孔应竖直，误差小于1%。

○2劲性骨架预埋件。设计有要求时按照设计要求设置。对于体内劲性骨架，一般有两种预埋连接形式，图1-2。设置成预埋钢板（b）形式，可避免顺直度和扭转偏差引起的焊接困难，比预埋型钢（a）形式便于保证连接质量。

对于体外劲性骨架，除了设置水平预埋钢板之外，还应在后端设置型钢挡块，以更好的传递劲性骨架的压力。

（3）配重

采用水箱配重时，应预先将水箱设置好，并做好计量标记。水箱底部设可以控制流量的出水口。采用砂袋时，应预先装好砂袋待用。

（4）现场准备

清理合拢段作业场地，清除杂物，测量放样。自悬浇开始，连续测量24h气温和日照对合拢段长度、悬臂挠度的影响。建立作业现场管理制度，进行现场技术交底。

2、吊架安装

（1）吊架安装分预拼整体吊装和现场单件拼装两种方法，现以现场单件拼装为例说明。现场单件拼装顺序为：

（2）操作要点

○1临时纵梁及支腿应焊接牢固，并固定于箱梁顶板上。

○2安装横梁的吊绳应根据横梁重量选用。其两侧长度应能使横梁距箱梁底面50cm左右，并能使横梁水平，否则在安装吊杆时比较困难。吊绳与横梁连接牢固，并在自然下垂时不致使横梁偏斜、扭转，以利于吊杆安装。吊杆上螺母的钢垫板应保持水平。

○3考虑合拢顶推时的位移，吊杆安装后，应移靠到吊杆孔距合拢段远的一侧。横梁下的分配梁、吊杆螺母应在横梁移到箱梁下之前安装在横梁下相应的准确位置。

○4纵梁平面位置应保持准确。

○5底模板准确定位后临时与纵梁连接。底模板安装完毕，调整吊架高度，使底模板与箱梁底面间有5cm左右间隙。在箱梁底面边缘贴止浆胶条。

○6按照设计安装安全护栏、通道、爬梯等安全设施，焊接点应牢固。

○7安全设施和警示牌应有醒目的颜色。

3、外模安装

（1）外模吊装就位的方法同吊架安装。如果采用较轻的构件，也可用人工就位。

（2）注意吊杆安装时也靠吊杆孔距合拢段远的一侧。

（3）外模和翼缘板模板就位后，调整使之与箱梁间留5cm间隙。在箱梁边缘贴止浆胶条。

4、底、腹板钢筋、预应力管道安装

（1）底、腹板纵向钢筋安装时只焊接一端，另一端待顶推完成后焊接或帮扎连接，但须调整到位。设置竖向预应力钢筋。

（2）底板的预应力管道安装后亦留伸长间隙，待事后连接；在合拢段中部位置安装排气孔。

（3）仅安装底板竖向钩筋，腹板水平钩筋待劲性骨架就位后安裝。

5、劲性骨架安装、合拢束临时张拉

○1劲性骨架就位后，先焊接一端，待顶推完成后焊接另一端。首端焊接时应根据预测的梁端变形对劲性骨架位置予以调整，防止顶推时劲性骨架随之变形使得另一端的连接超出预留的富余范围，造成连接失败。

○2顶推作业时，应按照设计要求的位置设置千斤顶，按照设计要求的力或顶开量施顶。顶开作业时，选择箱梁温度较恒定的时间进行，一般选择晚上十时之后进行。

○3顶推应分级完成。发现异常应立即停止分析原因，问题解决后方可继续进行。

○4顶推达到设计要求后立即进行劲性骨架的焊接，并以最快的时间完成。焊缝长度和厚度应符合设计要求。

○5顶推完成后即可连接底、腹板纵向钢筋和预应力管道；调整吊架的吊杆，使垂直受力。

○6劲性骨架焊接完成后，立即进行合拢临时束的张拉。预先可将千斤顶安装好，以节约时间。

6、内模安装

○1先安装箱内侧模，再安装内顶模。内顶模安装时需留人孔。

○2设置竖向预应力钢筋。

7、顶板钢筋安装

○1预先将普通钢筋、预应力钢筋下料加工。

○2按照要求安装顶板普通钢筋和预应力钢筋。调整固定竖向预应力钢筋。

○3按照规范要求进行普通钢筋连接、预应力钢筋定位。

8、加配重

○1将两水箱内加水，各个水箱与水的重量等于合拢段混凝土重量的一半。

○2配重重量误差控制在5%以内。

9、浇筑混凝土

○1合拢段混凝土应设计成低收缩混凝土。

○2浇筑混凝土之前，对合拢段两端的混凝土面凿毛处理；紧固吊架和模板的拉杆，使模板贴紧老混凝土表面。

○3混凝土浇筑应选择在温度变化小、气温较低时进行。应一次性完成整体浇注。浇筑混凝土的同时，等重量地排出水箱内的水，减少配重。

○4先浇筑底板，然后浇筑腹板和顶板。

○5当有体内劲性骨架时，腹板内空隙小，应特别注意振捣工作，使混凝土充满、密实。

○6留试件并做同条件养生，以作张拉依据。

10、混凝土养生、纵向预应力筋安装

○1混凝土浇注完成后，及时收面，并覆盖养生，直到达到设计强度。

○2在混凝土等强期间，即可开始进行纵向预应力筋安装工作。合拢段的预应力钢筋较多，穿束作业耗时较多，故应按照张拉的顺序分批穿束，以形成流水作业。

○3短束可单根穿束，长束宜整体穿束。应防止钢绞线在管道内的交叉、扭曲。

11、预应力施加

○1根据设计的张拉顺序进行预应力施加作业。设计未规定时，按照先长束后短束的顺序，分批对称张拉。对理论伸长量进行复核计算。

○2所用千斤顶应事前进行标定。

○3待砼强度达到张拉强度，并满足张拉龄期后立即张拉底板束、横向束。

○4按照设计要求进行预应力施加作业。采用拉力控制方法张拉，以伸长量值校核。当有异常时，应立即停止，分析原因，解决问题后方可继续进行。

12、预应力管道注浆、封锚

○1纵向预应力张拉完毕后，立即进行管道注浆工作。

○2注浆材料、配合比应符合设计或规范要求。

○3立模板浇筑封锚混凝土。封锚混凝土须振捣密实。

13、吊架拆除

○1待混凝土强度达到设计要求后，方可落架。

○2采用人工拆除内模，将构件从人孔运到箱梁顶面。

○3吊架和外模采用整体降落的方法。

先松落底横梁吊杆，使底模板离开混凝土面10～15cm，然后松落翼缘板吊杆，设置临时支撑，使翼缘板和腹板模板支撑在底横梁上；拆除翼缘板吊杆，将卷扬机的钢丝绳通过吊杆孔连接在底横梁上；启动卷扬机，将底横梁提升3～8cm，拆除底横梁吊杆，再次启动卷扬机，将吊架整体缓慢降落到地面。

○4提升底横梁时，卷扬机可依次启动作业；降落时，须保证基本同步，避免吊架倾斜。

○5卷扬机钢丝绳与底横梁连接时，应捆绑牢固，防止滑动和松脱。

○6在地面上将吊架分解拆除。

○7整体落架前，应将地面平整，并清理杂物；落架过程中，下方禁止有人作业、禁制通行。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。