T构转体梁菱形挂篮施工关键技术及受力分析.pdf

41T构转体梁菱形挂篮施工关键技术及受力分析张宝华1，李 辉2（1.济青高速铁路有限公司，济南 250000；2.山东大学，济南 250100）摘要 悬臂浇筑法是连续梁桥常用的施工方法之一，其主要施工设备为一对可移动的挂篮，通过在梁段上移动进行绑扎钢筋、浇筑混凝土等施工。基于潍烟左线T构转体梁菱形挂篮施工，阐述了悬臂浇筑法施工的工艺流程，对本工程中的挂篮设计以及施工流程中的关键技术进行了介绍，并通过数值模拟分析了施工过程的荷载与其对应的强度，结果表明本工程中挂篮施工安全性满足要求，其工艺合理。关键词 T构转体梁；挂篮施工；荷载组合 中图分类号TU 362 文献标志码A 文章编号1001-523X（2023）08-0041-03KEY TECHNOLOGY AND FORCE ANALYSIS OF DIAMOND HANGING BASKET CONSTRUCTION OF T-SHAPED ROTATING BEAMZhang Bao-hua，Li Hui AbstractCantilever casting method is one of the common construction methods of continuous beam bridge.Its main construction equipment is a pair of movable hanging basket,which binds the steel bar and pours the concrete by moving on the beam section.Based on the construction,this paper expounds the construction process of cantilever casting method,introduces the key technologies in the design and the construction process of this project,and analyzes the construction load and its corresponding strength through numerical simulation.The results show that the hanging basket construction safety meets the requirements and has a reasonable process.KeywordsT structure rotating beam;hanging basket construction;load combination近年来，随着我国基础设施的快速发展，各种结构的桥梁等应运而生。其中，混凝土连续梁桥已成为我国桥梁工程的主要应用结构之一12，与此同时，悬臂浇筑法是混凝土连续梁桥最常用的施工方 法3。因其施工成本低、移位方便，故其在施工过程中的优势显著。悬臂浇筑相对于脚手架施工来说，优势明显的。因此众多学者进行了相关研究，黄佩4计收稿日期：20230316作者简介：张宝华（1980），男，山东淄博人，高级工程师，主要研究方向为高速铁路建设管理。孔后应徐徐下放，不得左右旋转，严禁高提猛落和强制下入，尽可能缩短钢筋笼下放时间。（2）桩底沉渣过多。造成原因：1）清孔不干净，没有二次清孔。2）泥浆比重过小或性能差导致悬浮物沉淀快。3）钢筋笼在吊放过程中未对准孔位或放入过猛导致碰撞孔壁，使孔壁土体坍塌，落入孔底。4）二次或多次清孔后，待灌时间过长，导致泥浆发生沉淀，沉积 过多。防治措施：1）成孔后，采用筒钻进行第一次清孔，若不达标则再使用捞渣桶进行清孔。2）配备性能较好的泥浆，并及时检测、调整泥浆比重和粘度，一般比重为1.21.3。3）钢筋笼吊放时，应对准孔位，垂直慢放轻放，避免碰撞孔壁。4）下放钢筋笼后，再次检查沉渣量，如沉渣量超过200 mm，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆及沉渣厚度均符合规范要求。（3）钢筋笼上浮下沉。造成原因：钢筋笼下放至孔底时，混凝土灌注速度过快导致钢筋笼上浮。接触地面面积小，钢筋笼、导管重量大，压在平台上，导致钢筋笼下沉。防治措施：灌注桩到笼底时放慢灌注速度。增大与地面接触面积。5 结束语旋挖钻孔灌注桩工艺在微风化花岗岩地质条件下，可通过更换不同类型钻头、调配合适比重泥浆护壁，提高施工速度，在本项目在实施过程中取得较好效益，但在施工过程中需要做好质量通病的防治，从而达到进度和质量双赢的目的。参考文献1 基坑支护技术规程:JGJ 1202012S.2 建筑工程施工质量验收统一标准:GB 503002013S.施工技术建 筑 技 术 开 发42 Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月算挂篮在大跨度桥梁施工中应用，在介绍对应挂篮施工工艺的同时，结合实际工程详细分析施工过程中施工质量控制措施；张金阳5基于沈阳地铁高架，对该工程的混凝土连续梁桥施工进行数值模拟分析，分析施工过程中应力体系转换对桥梁结构的影响；李茂旺6对复合式挂篮施工进行了简单说明，并详细分析了其在施工过程中安全性及经济社会效益。为保障施工安全，在施工前应对挂篮在各施工阶段的结构受力与强度进行分析验证78，以潍烟左线单线T构转体梁为工程依托，对挂篮设计与施工流程进行阐述，对工程中采用的菱形挂篮施工阶段进行计算分析。1 工程概况本转体连续梁在潍烟左线DK235+552.31处采用1（100+100）m单线T构转体梁，跨越青烟直通线，上跨位置位于青烟直通线芝罘站烟台站区间内。本桥为单线T构连续梁，采用悬浇法施工，墩顶0号段在托架上现浇，其余126号梁段全部利用挂篮移位悬浇。挂篮为菱形挂篮，主桁架上下横杆、立杆、前后斜杆采用Q235b双I36号b普通热轧槽钢组焊，横梁采用Q235b双I45号b工字钢组焊，底纵梁采用Q235bI40号b工字钢，内外滑梁均采用Q235b双I36号b槽钢组焊，横梁吊杆均采用厚度25 mm宽度180 mm板带，材质为Q355b，采用直径55 mm销轴连接，导梁及后锚吊杆采用PSB830直径32 mm精轧螺纹钢。2 挂篮设计挂篮采用菱形设计，挂篮行走为整体移动，一次性到位，外模和底模采用钢模板，内模面板采用竹胶板。滑梁、导梁、行走吊杆采用锰钢吊带，底模采用32 mm150 mm吊带，模板调整采用千斤顶调整。3 挂篮施工3.1 挂篮拼装技术由于起重机的起重能力有限，在进行挂篮拼装时，并不能将其拼装完成后直接进行吊装，需要进行构件分开吊装然后再进行拼装，挂篮拼装流程如图1所示。悬臂梁在施工时采用挂篮四周进行全面封闭。3.2 挂篮预压（1）主桁架预压。在吊篮施工前，对主桁架进行加载试验。该试验的主要目的是为检查主桁架受力安全性，也可以通过分析其变形，为吊篮施工后期的标高调整提供依据。（2）整体预压。为了保证挂篮系统的强度及稳定性，挂篮拼装完成后，进行预压工?图1 挂篮拼装流程作，尽量消除其非弹性变形，并分析挂篮前端挠度及主桁架变形影响因素，明确力与位移的关系。本工程的挂篮整体预压采用重力法加载，加载重量采用1.2倍最重梁段最大施工荷载，该区域为最长节段占用范围，横桥向为底顶板、腹板等全断面施压，并立面观察。挂篮预压时内模暂时不安装，顶板预压块直接转移到底板上。预压荷载按设计50%、75%、100%及120%，共计4级加载，模拟施工各阶段受力情况。3.3 节段施工挂篮前移并加固完成，模板中线及高程调整完毕后，进行标准节段钢筋安装、预应力管道安装施工，标准节段采用一次浇筑成型的工艺。126号节段均为对称进行施工。3.4 挂篮走行采用千斤顶使挂篮桁架及模板均匀对称前移。挂篮移动前应在接长行走梁上精准划设行走刻度线，准确掌握挂篮行走速度及同步性，挂篮移动速度不大于0.1 m/min。为加大挂篮抗倾覆安全系数，桁架后端设10 t倒链作为溜绳，后端松溜绳前端拉倒链，粗调侧模及底模前吊杆至设计标高。4 施工荷载验算4.1 荷载组合（1）荷载分类。Q1为混凝土荷载：取混凝土最重块，即以1号块的荷载计算；Q2为混凝土偏载：箱梁两侧腹板浇筑最大偏差取10 t；Q3为挂篮自重：由 43数值模拟软件根据实际输入进行取值。Q4为模板自重：取值为1.3 kN/m2。Q5为施工机具及人群荷载：取值为2.5 kN/m2。Q6为倾倒和振捣混凝土荷载：取值为4 kN/m2。Q7为挂篮冲击荷载：0.3挂篮自重。Q8为风荷载：折算为线荷载按2 kN/m施加在主构架一侧计算。Q9为护栏荷载：按1 kN/m计算。Q10为兜底防护荷载：按100 kN施加在前后下横梁计算。（2）荷载组合。荷载组合1：1.3（Q1+Q3+Q4）+1.5（Q5+Q6）+Q9+Q10）。荷载组合2：1.3（Q2+Q3+Q4）+1.5（Q5+Q6）+Q9+Q10。荷载组合3：1.3（Q1+Q3+Q4）+Q8+Q9+Q10；荷载组合4：挂篮前移，1.5（Q3+Q4）+Q7+Q8+Q9+Q10。荷载组合5：挂篮退回，1.5（Q3+Q4）+Q7+Q8+Q9+Q10。4.2 挂篮结构的强度计算数值模拟计算采用midas Civil进行整体模型。4.2.1 荷载组合1荷载组合1工况用来计算挂篮的主桁承重系统强度和稳定性。该工况对应挂篮混凝土浇筑在即将结束前的施工阶段，此时所有浇筑作业基本完毕，振动系统仍然工作，在计算自重的基础上还需要考虑施工时产生的动力附加荷载，以及人员机具荷载，荷载组合1如图2所示。荷载组合1中挂篮构件中的底托系统最大应力为176.8 MPa，最大变形处位于腹板下纵梁位置，导梁系统最大应力为115.2 MPa，前横梁最大应力为123.9 MPa，主构架最大应力为77.5 MPa。（a）（b）（c）（d）图2 荷载组合1（a）底托系统应力；（b）导梁系统应力；（c）主构架应力；（d）主构架应力4.2.2 荷载组合2荷载组合2用于计算混凝土浇筑过程中的荷载工况，此时挂篮一侧混凝土浇筑完毕，另一侧仍在实施浇筑作业，假定此时未浇筑侧比浇筑侧少10 t混凝土。与荷载组合1相较，即本工况除混凝土处于偏载状态中，其余荷载均相同。本工况一侧荷载总量减少100 kN，此时底板混凝土已浇筑完成，腹板及顶板、翼板未完成，均布到外导梁、内导梁每根荷载减少8.3 N/m，腹板下底纵梁减少2.1 N/m。由图3可知，荷载组合2底托系统最大应力为176.9 MPa，前横梁最大应力为123.2 MPa，主构架最大应力为76.9 MPa，因导梁在荷载组合1与荷载组合2中受力形式及荷载值未发生变化或受力减小。（a）（b）（c）图3 荷载组合2计算结果（a）底托系统应力；（b）前上横梁应力；（c）主构架应力图4 荷载组合3计算结果4.2.3 荷载组合3该荷载组合用于计算存在风载的挂篮混凝土浇筑施工，主要计算风载对于施工的影响，风载与混凝土偏载叠加为最不利工况，荷载组合2计算结果如图4所示。本次计算主要分析风载对于主构架的影响，此时主构架最大应力为104 MPa。5 结论以潍烟左线T构转体梁为工程背景，详细阐述该项目中采用挂篮施工工艺流程，对挂篮施工中的各施工阶段进行数值模拟计算分析，验证其在施工各工况的安全性与稳定性，该施工工艺满足安全性要求，工艺成熟合理，可为同类工程提供借鉴和经验总结。参考文献1 单志雄,符文健,匡渝阳.连续钢构箱梁菱形挂篮与钢管支架施工及结构受力分析J.湖南交通科技,2022,48(3):119124.2 陈国权.斜拉桥复合式牵索挂篮设计及施工技术研究D.济南:山东大学,2022.3 李建凯.菱形挂篮在箱梁悬臂现浇施工中的应用J.交通世界,2022(19):6567.4 黄佩.大跨度桥梁施工中菱形挂篮悬臂浇筑施工技术分析J.运输经理世界,2022(12):113115.5 张金阳.预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工控制研究D.辽宁:辽宁