老庄河特大桥挂篮设计与施工

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1、老庄河特大桥挂篮设计与施工周伟刘皖怀（中铁四局黄延高速公路老庄河大桥项目经理部）摘要：老庄河特大桥为集团公司重点桥梁工程项目之一，其5×170m跨度列居全线跨度之最，105m高墩梁部悬臂灌注施工技术难度较大，本文重点介绍高墩大吨位挂篮设计及施工的程序和体会。关键词：挂篮、设计、施工1、前言连续刚构桥采用的主要施工方法为悬臂施工法，特别是其中的悬臂浇筑法在特大桥梁中应用尤为普遍，已成为修建大中跨径桥梁的一种有效的施工手段。悬臂灌筑法又称无支架平衡伸臂法或挂(吊)篮法。它是以已经完成的墩顶节段(0#)为起点，通

2、过挂篮的前移对称地向两侧跨逐段灌注混凝土，并施加预应力的悬出循环作业方法。悬臂灌注施工法的特点是：逐段施工不需要大型起吊设备，仅用挂篮循环推进即可完成梁段施工；每墩有两个工作面平行作业，几个墩可同时施工，有利于缩短工期；梁段施工都在挂篮上完成，能保证施工的连续性和施工质量；节段施工都是循环重复作业，所需人员相对集中，能较快熟练掌握施工技术、提高工效。悬臂施工工艺设计的关键在于挂篮的设计，挂篮设计的好坏直接影响到施工进度，它是特大桥梁施工的一项关键技术问题。我国从80年代开始使用这种技术以来，也已取得了巨大的

3、成就。因此，结合老庄河特大桥挂篮使用的情况对各种类型挂篮的设计与施工进行总结、比较，将对今后该类型项目的施工应用及其发展有着重要的意义。2、挂篮设计与施工目标高墩大跨度挂篮设计应该满足：结构安全可靠、通用性强、拼装简易、移动走行快捷安全、模板调整迅速、模板固定牢固等技术指标，同时还要考虑到高空安全作业及文明施工等要求。在挂篮施工过程中一套设计成熟的挂篮应可以安全快速的完成各个节段的施工，据此要求在这种类型的悬臂灌注施工挂篮设计中应该满足的目标可以简单的概括为三点：安全可靠、人性化设计、成本较低。3、老庄河特

4、大桥挂篮设计老庄河特大桥为95+4×170+95m六跨预应力砼连续刚构，全桥桥长878.848m。本桥梁部截面为单箱单室、左右线分离双幅并置结构，共22个悬灌段加１个合拢段，节段长度从3.0m～4.0m逐渐调整，梁段高度从9m～3.2m逐渐变化(墩顶箱梁高9m，跨中箱梁高3.2m)，腹板厚0.65m～0.4m，底板厚为1.0～0.3m，箱梁底板宽6.5m，顶板宽12m，翼缘板悬臂长2.75m。梁底曲线按二次抛物线变化，箱梁内除0号块和箱梁端部设横隔板外，其余部位均不设横隔板。该桥梁部设有三向预应力束，箱梁设

5、腹板预应力下弯束。纵向、横向和下弯束预应力筋采用φj15.24钢绞线，竖向预应力采用Φ32精轧螺纹钢筋。纵向预应力束和箱梁腹板下弯束采用两端张拉，横向预应力和竖向预应力采用一端张拉。采用张拉力和伸长量双控。桥面横坡设于箱梁顶面，箱梁底面平置，部分梁段在缓和曲线上梁顶横坡存在变坡问题。老庄河特大桥挂篮设计采取系统论的原理，对不同挂篮结构形式进行分析比较，从中确定初步方案；在初步方案确定后根据挂篮结构检算理论确定各个构件的规格形式、各构件间的联结方式；最后根据这些已确定的构件规格及尺寸绘制详细的挂篮设计图纸，在

6、这个过程中需要充分考虑一些辅助机构、控制机构、安全通道等设施的设计。流程如下：第一步：挂篮结构形式选择挂篮的构造一般有以下几种形式：⑴平行桁架式挂篮平行桁架式挂篮的上部结构一般为等高桁梁，其受力特点是：底模平台及侧模支架所承受的荷重均由前后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上，又称吊篮。桁架在其后端用压重或锚固来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。⑵弓弦式挂篮弓弦桁架式挂篮的主桁外形似弓形，可认为是从平行桁架式挂篮演变而来，其特点在于：桁高随弯矩大小变化，受力合理。同时，安装时可在结构内部预施应力以消除非弹性

7、变形，也可取消平衡重，故一般重量较轻。⑶平弦无平衡重挂篮平弦无平衡重挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上，取消压重，在主桁架上部增设前后上横桁，根据需要可沿主桁纵向滑移，并在主桁横移时吊住底模平台及侧模架。由于挂篮底部荷重作用在主桁架上的力臂减小，大大减小了倾覆力矩，故不需平衡压重，其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋锚固在主梁顶板上。⑷菱形挂篮菱形挂篮可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，其上部结构为菱形，前部伸出两伸臂小梁，作为挂篮底模平台和侧模前移的滑道，菱形结构后端锚固于箱梁顶板上，无平衡压重，而且结构简

8、单，故大大减轻了自身静荷。⑸三角型组合梁挂篮三角型组合梁挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上，将受弯桁架改为三角形组合梁结构。由于其斜拉杆的拉力作用，大大降低了主梁的弯矩，从而使主梁能采用单构件实体型钢，由于挂篮上部结构轻盈，除尾部锚固外，还需较大压重。其底模平台及侧模支架等的承重传力与平行桁架式挂篮基本相同。⑹滑动斜拉式挂篮滑动斜拉式挂篮在力学体系方面有较大的突破，其上部采用斜拉式体系代替梁或桁架式结构的受力，而由此