三角挂篮的使用
邱学良鲜大桥
摘要:炳金大桥斜拉桥部分的主梁梁型新颖,施工高度高,为确保斜拉桥主梁悬灌施
工安全、快速、优质,经过中铁二局集团有限公司科技部精心构思和多次施工
论证,设计出了新型的短平台下行式挂篮。本文主要就挂篮结构及操作方法作
了一定的介绍。
关键词:主梁三角挂篮使用
工程概况
炳金大桥全称为攀枝花市炳草岗金沙江大桥,紧邻攀枝花市中心,南接炳草岗立交桥,北接枣子坪引桥,主桥桥型为单塔双索面斜拉桥+T型刚构。斜拉桥的索塔中心位于金沙江V型河床的上缘,紧邻枣岸沿江公路,索塔高180m;主梁长2×146m,距地面施工场地(枣岸沿江公路)80余米;斜拉桥的塔墩梁固结。
斜拉桥主梁采用预应力钢筋砼双纵肋断面(梁全宽23.9m,
挂篮的主要结构特点为:
1、以三角架作为悬臂梁用以悬挑主桁平台前端,而主桁平台的后端则直接由吊杆悬吊于已浇梁段上。主桁平台悬吊结构简单,便于模型标高和沉降量的调整以及挂篮的操作。
2、主桁平台的横梁和纵梁全部为大型型钢,减少了构件种类和机械加工量,即利于确保机械加工精度又降低了挂篮安装的难度和工程量。
3、主桁平台的走行采用前、后导轨和设置有滚轮的小车,即缩短了主桁
主桁平台前锚杆
三角架锚固吊杆
三角架纵梁
主桁平台横梁
底滑轨
主桁平台后锚杆主桁平台横梁
平台的长度,又使主桁平台移动既方便又快速。
4、模板、模板支架和主桁平台固为一体,模板可随主桁平台的升降而进行整体装拆。
5、挂篮移动必先将主桁平台全部悬吊于已浇梁段上后移动三角架到位并锚固,而后方可进行主桁平台的移动。
挂篮的操作步骤
钢筋、预应力安装、砼浇注
挂篮制作及安装 拆倒角、挡头模板
接上一施工循环
预应力张拉(一)张拉斜拉索
下降主桁平台 主桁平台前端锚固到
挂斜拉索预应力张拉(二)
清除三角架,走行障碍
已浇主梁上 三角架走行并锚固主
铺设三角架走行导轨
桁平台走行系统安装 将主桁平台降到走行系统上并拆除升降及
锚固吊杆移动主桁平台安装主桁平台升降及锚固吊
杆,提升主桁平台,拆除走行系统模型标高调整
进入下一施工循环。
挂篮制作要点
1、详细阅读挂篮设计图纸,明确设计意图,了解所有构件的作用及承载性质,进而分明主次,制定相应的工艺以确保制作质量和挂篮的使用性能。
2、严把钢材质量关。所购买的钢材一定要手续齐全,并符合设计图纸要求,对于重要用途的钢材,必须经过模拟力学试验后方可使用。
3、钢结构焊接或火焰切割时,在保证加工质量的前提下尽量降低热能密度,并采用精度高、刚度大的夹具对构件进行装夹,选取合理的焊接和切割顺序,以尽量减少钢结构的热变形量。
4、加工尺寸偏差应遵循对称、统一和整体原则:有对称要求的尺寸则其加工偏差亦应对称;而尺寸相同的所有构件的尺寸偏差应一致;装配尺寸则从整体出发,进行尺寸链分析,并确定各装配构件加工尺寸的容许偏差。
5、模板制作时,注意钢板与木板的联接质量及板缝的布置。由于木板上覆的钢板较厚,且木板板面刨削平整度无法达到很高的质量,如采用铁钉联接则无法使钢板密贴木板且联接不牢固,为此可在铁板上钻削锥角为90度的沉孔,然后用沉头螺栓将钢板拉紧在木板上。板缝的布置即要根据模板板面尺寸和模型支架布置确定,还注意了板缝对模型整体拆装的影响。
挂蓝的安装
1、方案的选择在主梁悬灌的初期施工组织中,考虑到主梁施工高度超高,枣岸主梁施工范围内车辆及人群密度大,而且挂蓝安装用的主要起重设施FO/23B塔吊的吊重能力有限,因此将0#块、1#块及1`#块主梁施工用万能杆件托架接长以用作拼装平台,挂蓝所有杆件的安装均在拼装平台上完成。该方案虽然能有效地确保挂蓝安装方便和安全,但存在拼装平台搭设和拆除工程量大,难度高且耗时长、成本高的致命缺点。后根据挂篮的结构特点并详细分析各种因素后,决定充分利用挂蓝的结构特点,在不搭设拼装平台的情况下,悬空拼装挂篮的主要承力构件,然后在主承力构件上铺设脚手板并进行其它构件的安装。
2、安装步骤
(1)在已有的万能杆件托架上铺设脚手板,对接主桁平台的前、后横梁。
(2)三角架纵梁置于已浇注的0#块、1#块、1`#块主梁上,在纵梁尾端加设临时配重后将纵梁吊装或拖拉到指定位置,锚固三角架纵梁后端。此时纵梁的前半部分全部悬空。
(3)在三角架纵梁悬空部分上铺设脚手板,安装三角架其余构件和主桁平台前走行小车。
(4)、将主桁平台前走行小车推到导轨根部,利用主桁前走行吊杆将主桁平台前横梁悬吊到走行小车上,牵引前走行小车使前横梁移动到位。将主桁平台后横梁用吊杆分别悬吊在1#、1`#主梁上指定的位置。
(5)、调整主桁平台前后横梁的高度,安装主桁平台纵梁。
(6)、在已安装好的主桁平台的构件上铺设脚手板。安装主桁平台其它构件和模型体系。
(7)、安装主桁平台其余升降及锚固吊杆,提升主桁平台到位并调整模型标高。
3、施工要点
(1)、作好施工准备工作,制定完善的安全防护措施,确保施工安全。
(2)、三角架纵梁的位置一定要精确调整,以确保主桁平台位置准确。
(3)、移动主桁平台前横梁应缓慢,并设置适当的缆风以防前横梁摆动过大。
(4)、减小高空施工工作量,尽量避免用人力定位大型构件。在悬空拼装主桁平台纵梁时,按照先两边,后中间的顺序进行安装,并分别在主桁平台前、后横梁和纵梁上设置导向定位件,以使纵梁在横梁上自动就位。
(5)、确保模型体系的安装质量符合规范要求,并注意模板整体装拆是否顺利。
六、主桁平台的升降和锚固
主桁平台的升降和锚固主要依靠前、后各6根ф80的吊杆(其中包括前、后各2根升降吊杆)来完成。后端升降吊杆对称布置于已浇梁段的最外侧;前端升降吊杆设置在每组三角架的正中。螺母2
主桁平台的升降和锚固设施主要为QL32螺旋
千斤顶。如右图所示:分配梁2
提升主桁平台时,先将千斤顶下降到最低位置
并拧紧螺母2,然后顶升千斤顶,此时升降吊杆千斤顶
和螺母1将随千斤顶的顶升而被提起,主桁平台
亦随着上升,如千斤顶一次顶升无法提升主桁平螺母1
台到位,可用螺母1将主桁平台临时锚固后再次重复以上操作;主桁平台提升到位后用螺母1将其及时锚固。如将螺母2退到合适位置便于千斤顶在较高位置时解除螺母1的锚固作用,然后旋退螺母1并下降千斤顶,则可达到退锚和下降主桁平台的目的。
主桁平台的升降和锚固,第一要确保主桁平台的升降一致,避免造成主桁平台的四个升降点受力不均、主桁平台产生倾斜或扭曲以及模型整体装拆困难;第二要保证每组两个千斤顶的升降高度一致,否则将造成吊杆弯曲变形、千斤顶损坏甚至飞顶。
锚固主桁平台后端时,在每根吊杆上都施加了300KN的预应力,从而避免了挂篮尾端模型沉降,确保主梁接头平顺。主桁平台的前端锚固吊杆是依靠设置在三角架前端的横梁进行支撑且锚固吊杆布置在三角架外侧,如锚固吊杆有效锚固长度不一,将直接导致三角架主桁平台和锚固吊杆实际受力严重偏离理论模型,使各构件变形量无法预测,进一步将使整个体系遭到破坏,因此,在锚固主桁平台前端时其每根吊杆的松紧都调整到一致。
七、三角架的走行
在主桁平台下降2.0m后,紧随着进行其锚固支撑点的转换:依靠主桁平台后端升降吊杆、前端最外侧的锚固吊杆将主桁平台全部临时锚固在已浇梁段上,此后主桁平台与三角架之间的所有联接均可全部解除。确保三角架后端配重能使三角架重心位于前走船中心偏后,拆除三角架后锚,顶升三角架并进行三角架走行导轨的铺设。每组三角架对称布置两台5T手拉葫芦作为牵引设施,使三角架走船与导轨之间产生相对滑移,从而达到移动三角架的目的。
在实际施工中,三角架的移动存在走行阻力大、定位精度差两大问题。主要症结在于三角架走行船与导轨间滑动摩阻系数大、三角架导轨接头多且铺设质量差。原准备在三角架走船与导轨间加设滚筒,以使滑动变为滚动,从而在很大程度上减小走行阻力,但实际操作中又存在结构和操作复杂,三角架走行的位置精度不易控制及走行极不安全。后作出以下处理:
1、改善三角架走船与导轨间的接触和润滑。在三角架走船下加设表面光洁、硬度高且端头带大圆角的钢板;在走行导轨上涂抹添加了固体润滑剂。
2、采用通长导轨,避免导轨接头不一造成接头处的走行阻力加大甚至无法移动三角架,并便于导轨的铺设和易于保证铺设位置精度。铺设通长导轨时可先将三角架顶离导轨后将导轨向前拖拉到位,精确调整好导轨的位置后再将三角架下降到导轨上。
3、严格按照控制线铺设走行导轨,且必须保证每组三角架的所有导轨互相平行、轨面位于同一水平面内,调整好走行导轨位置后依靠主梁上的预埋件将导轨锁紧在主梁上。
三角架的移动一定要对称,避免不对称移动给桥梁结构带来的不利影响。三角架走行到位后需及时进行锚固。
八、主桁平台的走行
在三角架走行到位并锚固、走行系统安装完毕后,解除主桁平台的临时锚固并将其下降到走行系统上,拆除临时锚固吊杆,然后依靠手拉葫芦作为牵引设备移动主桁平台。
1、走行系统的装拆
因主桁平台前走行系统布置在三角架纵梁上,三角架在移动和锚固的同时,自动地进行了主桁平台前走行系统的装拆工作,因此,走行系统装拆的重点在于后走行系统,而底滑轨的装拆又是后走行系统的关键。
底滑轨依靠三排φ32的精轧螺纹钢锚固于已浇梁段纵肋底部正中。在底滑轨安装时,设置了4‰的上坡度,从而避免了导轨的变形、砼结构尺寸偏差以及测量误差产生的轨面局部甚至全部存在下坡度导致主桁平台走行阻力波动大,并可改善底滑轨与砼面的接触。底滑轨锚固时在每根锚杆上施加了一定的预应力,使主桁平台在走行过程中底滑轨能保持与砼面的可靠接触、底滑轨的位置不发生变化。
根据后走行系统的结构特点,除走行吊杆外,走行小车和底滑轨以及其他构件可整体吊装拆。将主桁平台后端专设的操作平台加垫到与纵肋底模面平齐,并在其上设置了轻型走行小车,从而使后走行系统的构件移动方便,装拆方便、快速。
2、主桁平台走行注意事项
(1)牵引点必须设置在走行小车上,移动前仔细清除走行导轨及走行轮的砼块及其他杂物,并准备好制动木楔。
(2)、保持主桁平台走行缓慢、匀速,并随时注意走行阻力的变化。如走行阻力过大,应仔细检查走行系统并排除故障,严禁野蛮牵引。
(3)、两挂篮的主桁平台必须对称移动,确保对称移动偏差不大于100MM,避免对桥梁结构产生不利影响。
九使用效果
从挂篮的安装及主梁标准梁段的施工情况来看,挂篮的操作既方便又安全,且各构件承载变形量小,挂篮的设计能较好地满足施工要求。但美中不足的是,主桁平台的升降劳动强度高,耗时长(共需用12小时左右),如将主桁平台的升降方法直接采用螺旋传动,而QL32螺旋千斤顶仅在锚固及解锚时使用,这样即可降低劳动强度,又加快了主桁平台的升降速度。
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