桥梁挂篮悬臂浇筑技术在徐宿连运河大桥施工中的运用

【摘要】本工程跨越运河上部结构横断面为单箱单室大挑臂结构，采用菱形挂篮悬臂浇筑施工施工工艺。通过对各种工况整体分析和全程的施工安全控制，确保了悬臂浇筑施工的安全。该挂篮法分段悬臂浇筑施工控制技术为以后同类桥梁施工提供了有益借鉴。

【关键词】挂篮悬臂浇筑技术，运河大桥施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一.前言

挂篮悬臂浇筑使用少量施工机具设备，避免大量支架，可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥，而且施工不受跨度限制，跨度越大，其经济效益越高。本文介绍了桥梁挂篮悬臂浇筑施工的基本特征，进行了桥梁挂篮悬臂浇筑施工技术实证分析。悬臂浇筑法是连续桥梁施工中常用的一种施工方法,在施工中使用挂篮作为移动模架,混凝土的灌注、钢筋的绑扎、预应力筋的张拉等工作全部在挂篮内实施。

二.徐宿连运河大桥施工准备和主要施工数量

1.施工准备工作主要包括以下内容：

(一)组织全体技术人员学习合同条款和技术规范，了解其主要内容和要求。

(二)对设计图纸进行审阅、研究和核对，邀请设计单位进行设计技术交底，并参加现场交桩，了解领会设计意图和设计要求。

(三)根据本工程的技术特点和设计要求，收集并整理好项目所涉及到的各种标准、规范、规程、技术资料、标准图纸及工具书等。

(四)选择施工方案，确定施工方法，进行施工设计，编制实施性施工组织设计和施工标后预算，作为项目实施过程中的指导文件。

（五）制定技术岗位责任制和技术、质量、安全管理网络；拟定技术创新和技术研究开发课题，以便在工程实施过程中对重大技术难点问题进行攻关。

（六）根据施工项目现场实际特点，对技术人员和施工队伍进行技术培训及技术交底工作，以避免施工的盲目性。

2.主要工程数量

主桥主要工程数量表 表3.1.6

三.施工方案设计

1.工程概况

徐宿连运河北岸大堤为二级公路宿沭路，路基宽12米，路面宽9米，沥青路面，与主线交角为64.3°，交叉处实测高程为22.91m，通行净空要求9×4.5 m。徐宿连运河主桥施工时挂蓝现浇上跨宿沭路，左幅为5#、6#、7#块，右幅为7#块、8#块和9#块。为保证挂蓝施工过程中的交通正常和施工安全，需在宿沭公路设置安全防护通道。

2.设计总体思路

（一）净空要求

按照图纸设计，边跨底板下边缘为y=2.1+2.3*(x/35.25)2曲线，原点坐标为9#块顶板的最外端（远离主墩），现场实测x=18.1,计算得y=2.71m,现浇梁底距路面净空最小处的净高为31.437-2.71-22.91=5.81，满足要求。

（二）通道构造

通道宽度9米，通道长度35米（大于 28/sin65°=32.8米）,通道净高4.5米。通道采用钢管立柱，顺路方向间距6米，纵梁选用20号工字钢，横梁选择16号槽钢，横梁间距0.4米，横梁上铺钢筋网，最上层铺设彩钢板。具体构造如图：

跨路平面

顺路平面

四.设计计算

1.立柱计算

通道顶板主要遮挡施工过程中杂物落下，故计算时只考虑构件自重。

彩钢板自重：G1=7800*0.3*10-3*6*9=126N

D60钢筋网片：G2=4.45*6*9*10=2403N

16号槽钢自重： G3=17.23*9*12*10=18608N

20号工字钢自重： G4=27.9*6*2*10=3348N

每根立柱承受的荷载为

P=(G1+G2+G3+G4)/4=24485N

钢管立柱的截面积

A=250*3.14*3=2355 mm2

i=87.3mm

强度演算

δ=P/A=10.4KPa≤1.2[δ]=258*103 KPa

稳定性演算

λ=l/i=4700/87.3=53.8

Ф=0.811

[N]=0.811*2355*215=410KN

由P≤[N]，满足要求。

2.纵梁验算

视纵梁为跨径为6米的简支梁，槽钢分部均匀，近似看作均布荷载

q1=27.9*10=279N/m

q2=(18608+2403+126)/(2*6)=1761 N/m

q=q1+q2=2040 N/m

M1/2=ql2/8=9.18KN•m

弯曲强度δ= M1/2 /W=9.18*1000/236.9=38.7mPa

δ≤1.2[δ]=258 mPa,满足要求。

挠度：fmax=5ql4/384EI=5*2040*1296*109/ (384*2.1*105*2369*104)=6.9≤L/400=15mm,符合要求。

3.横梁验算

槽钢上的荷载可视均布荷载，跨径为9米简支梁

q1=17.23*10=172.3 N/m

q2=(2403+126)/(6*9)*0.5=23.4 N/m

q=195.7 N/m

M1/2=ql2/8=1.98KN m

弯曲强度δ= M1/2 /W=1.98*1000/40.9=48.4mPa

δ≤1.2[δ]=258 mPa,满足要求。

挠度：fmax=5ql4/384EI=5*195*6561*109/ (384*2.1*105*866*104)=9.2≤L/400=22.5mm,符合要求。

4.临时支承支承力

临时支承设计承载力工况为悬浇9号块件时一端挂篮失锚，其承载力计算如下：

(一)浇筑9#块时一端挂篮自重的不平衡力矩

单头挂篮自重：主桁9吨，横梁8.8吨，纵梁4*0.296+4*0.192=2.0吨，导梁2*1.5=3吨，枕梁0.7吨，吊杆0.2吨，外侧模6吨，内模1吨，计30.7吨。一侧挂篮失锚时另一侧挂篮自重的不平衡力矩

(9*32.5+21.7*34.5)*1.1*9.8=11224 kN.m

（二）一侧9#块自重形成的不平衡力矩

35.5*34.5*26*1.1=35028 kN.m

（三）临时施工荷载形成的不平衡力矩

9号块施工时一侧临时施工荷载的不平衡力矩为

13.65*4*1*34.5=1884 kN.m

总不平衡力矩为 11224+35028+1884=48136 kN.m

设计临时支承偏距为2.75m，则总支承力R1=48136/2.75=17504kN

（四）9#块悬浇一侧挂篮失锚时梁体部分总重为

W1=((39.4+37.4+35.6+40.55+37.95+37.14+37.58+36.41)*2+35.5+182.18)*26+39.7*9.8=21754kN