淺談鐵路連續(xù)梁貝雷桁架式掛籃設(shè)計(jì)和拼裝

邢健

(中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司,河南鄭州 450052)

淺談鐵路連續(xù)梁貝雷桁架式掛籃設(shè)計(jì)和拼裝

邢健

(中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司,河南鄭州 450052)

本文通過(guò)鄭機(jī)城際鐵路大跨度懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁施工，主要介紹以貝雷桁架在鐵路懸臂連續(xù)箱梁施工中作為掛籃的設(shè)計(jì)與拼裝。

貝雷桁架 連續(xù)箱梁 掛籃 施工

隨著我國(guó)高速鐵路、城際鐵路的飛速發(fā)展，各種大跨度連續(xù)箱梁在跨河、跨路時(shí)候廣泛被設(shè)計(jì)采用，隨之而來(lái)的連續(xù)箱梁懸臂現(xiàn)澆施工方法因各項(xiàng)目工程的特點(diǎn)而多樣化，貝雷桁架式掛籃作為懸臂現(xiàn)澆掛籃的一種常見(jiàn)形式，以其拼裝簡(jiǎn)便，移動(dòng)靈活，結(jié)構(gòu)輕巧等優(yōu)點(diǎn)而廣泛運(yùn)用。本文著重闡述貝雷桁架式掛籃的設(shè)計(jì)和拼裝。

1 工程概況

鄭機(jī)城際鐵路跨南水北調(diào)特大橋130#-133#墩為上跨南水北調(diào)總干渠連續(xù)箱梁。采用65.85+112+65.85m三跨變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，箱梁采用大懸臂變截面PC連續(xù)箱梁，中支點(diǎn)梁高8.59m，跨中梁高5.39m，梁高按二次拋物線變化。箱梁橫斷面采用單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁頂寬12.2m，箱底寬6.4m，翼板寬2.9m，頂板厚90.4～40.4cm，底板厚120～50cm，腹板厚110～60cm。箱梁劃分為67個(gè)梁段，其中0#梁段長(zhǎng)14m，邊跨支架現(xiàn)澆梁段長(zhǎng)8.85m，邊中跨合攏段長(zhǎng)均為2m，1～4#梁段長(zhǎng)2.5m，5～10#梁段長(zhǎng)3.0m，11～15#梁段長(zhǎng)4.0m，箱梁采用掛籃懸臂澆注法施工。

2 貝雷桁架式掛籃特點(diǎn)

目前，連續(xù)梁掛籃已向重量輕，受力好、變形小的方向發(fā)展。掛籃屬于高空作業(yè)，要求其必須有足夠的剛度、強(qiáng)度穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，再考慮其經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合本橋最大節(jié)塊重量為170t，經(jīng)過(guò)專家驗(yàn)算，平行桁架式掛籃能夠滿足剛度、強(qiáng)度要求，同時(shí)利用現(xiàn)有材料也更加有效的降低了施工成本。貝雷桁架式掛籃拼裝簡(jiǎn)單，安裝、拆卸及使用方便?？梢猿浞掷贸涫截惱准苤谱鲯旎@的受力主桁架，利用工字鋼做為上下橫梁，通過(guò)精軋螺紋鋼做為吊帶將模板固定在主桁架上，相比三角形、菱形掛籃，貝雷桁架式掛籃自重更小，可減少一次性投入，降低成本，并可以多次重復(fù)利用。缺點(diǎn)是撓度變形較大，對(duì)線性控制要求較高。

3 貝雷桁架式掛籃的設(shè)計(jì)

貝雷桁架式掛籃，主要由六大部分組成，分別為：(1)承重系統(tǒng)(貝雷片主桁梁)、(2)底模系統(tǒng)、(3)懸吊系統(tǒng)、(4)錨固系統(tǒng)、(5)行走系統(tǒng)、(6)模板系統(tǒng)。投入的每套掛籃重量不能超過(guò)95T(含內(nèi)外模板重量)。詳見(jiàn)表1。

3.1 承重系統(tǒng)(主桁)

承重系統(tǒng)為貝雷片組合桁片，由貝雷架、連接片、加強(qiáng)弦桿組成。安裝時(shí)注意檢查貝雷片銷(xiāo)軸打入深度及保險(xiǎn)裝置。

3.2 底模

底模由前橫梁、后橫梁、縱梁及鋼模板組成。前橫梁、后橫梁：采用2根I40a水平用鋼板焊接成一根主梁桁架，橫梁上設(shè)加勁板及連接板。前后橫梁各長(zhǎng)15m。縱梁：底?？v梁有I28工字鋼按箱梁受力情況布置點(diǎn)焊形成。

3.3 懸吊系統(tǒng)

前后吊帶及箱梁內(nèi)后錨帶采用精軋螺紋鋼，其長(zhǎng)度通過(guò)螺旋千斤頂調(diào)整。

3.4 后錨系統(tǒng)

由錨固梁、錨桿組成，上端通過(guò)錨固梁錨于主梁尾部，下端通過(guò)精軋螺紋鋼和連接器錨于箱梁上。經(jīng)計(jì)算一個(gè)掛籃主桁的后錨共需4根精軋螺紋鋼筋。

3.5 行走系統(tǒng)

表1 詳見(jiàn)單套掛籃材料數(shù)量

整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)支承在由56a工字鋼加工而成的前、后支腿上。在掛籃前移時(shí)候，將桁架下面工字鋼替換成重型平滾，利用手拉葫蘆牽引至指定位置。

(1)為了調(diào)整掛籃水平，兩片主桁下的支腿在加工時(shí)采用不等高設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)離橋梁中心線的支腿高度高于靠近側(cè)的支腿，掛籃的前支腿受力較大，前支腿采用雙拼56a工字鋼，以減少其壓縮變形量，后支腿采用單根56a工字鋼。(2)重型平滾由廠家制作，掛籃移動(dòng)時(shí)為保證安全采用人工用手拉葫蘆拉動(dòng)向前行走。(3)為了保證掛籃行走時(shí)的安全，必須在箱梁前端及平滾前端設(shè)置限位裝置，以防止掛籃滑出平滾或箱梁前端引起掛籃傾覆。(4)由于前支腿反力很大，因此，掛籃前移時(shí)必須按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置前支腿下加強(qiáng)型鋼。(5)行走平滾使用連接器直接錨固在梁體上。

3.6 模板系統(tǒng):模板由內(nèi)、外模板組成

(1)內(nèi)模；由竹膠板與桁架組成。頂板為竹膠板，直接覆在由槽鋼、木方形成桁架片上形成整體；側(cè)板也為竹膠板，木方作加勁肋，側(cè)模與頂模分別定位，接頭處有效處理。內(nèi)頂模直接擱置在內(nèi)滑梁上，內(nèi)滑梁采用2根32工字鋼拼焊組成，前端用精軋螺紋鋼錨固在前上橫梁上，后端直接錨固在已澆筑梁體上。掛籃主桁遷移到位并錨固后，芯模頂模整體遷移到位。(2)外模；由型鋼和大塊平面鋼模板組成桁架式模板，并設(shè)有模板移動(dòng)滑梁，翼緣懸臂模板和腹板之間采用螺栓連接。

4 貝雷桁架式掛籃拼裝

4.1 準(zhǔn)備工作

(1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工，螺栓孔眼內(nèi)銷(xiāo)孔相對(duì)位置應(yīng)按圖紙要求控制。(2)銷(xiāo)孔處的加勁板必須保證等強(qiáng)度焊接。(3)確保貝雷片質(zhì)量，有無(wú)損壞變形。(4)貝雷片所有銷(xiāo)子均為45號(hào)鋼，且均作熱處理，并作100%探傷檢查。(5)由于0#塊的長(zhǎng)度為14m，所以該貝雷片掛籃在澆注0#塊梁段后，在0#梁段上拼裝掛籃，其余梁段掛籃單獨(dú)在行走平滾上行走，進(jìn)行剩余標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段箱梁砼的澆注。

4.2 拼裝要求

掛籃加工完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，檢查掛籃結(jié)構(gòu)各構(gòu)件是否按照設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行選材、加工、制作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)糾正和整改。掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，安排在已澆好的0#塊上拼裝，掛籃構(gòu)件利用吊車(chē)吊至已澆0#塊頂面，再進(jìn)行組裝。

拼裝步驟為：

(1)主桁結(jié)構(gòu)拼裝；①在箱梁0#塊頂板面墊枕位置處進(jìn)行砂漿找平，測(cè)量放樣并墨線彈出箱梁中線、墊枕中線和墊枕端頭位置線。②利用吊裝設(shè)備起吊墊枕，對(duì)中安放，安裝墊枕錨固筋，將墊枕錨固在梁體上。③主桁構(gòu)架在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先拼成整體后分片吊裝至墊枕上，為防止傾倒，用腳手架臨時(shí)支撐。④安裝主桁后支點(diǎn)處的錨桿、(后)千斤頂、將桁架片通過(guò)精軋螺紋鋼與箱梁預(yù)埋預(yù)應(yīng)力筋連接、固定。五、起吊、就位主桁前橫梁于主桁主梁上并固定。

(2)底籃系統(tǒng)和模板結(jié)構(gòu)拼裝；①外側(cè)模拼裝，外側(cè)模在澆筑結(jié)束0#塊后不拆除，主桁拼裝好后在外側(cè)模中穿入外滑梁并前(前橫梁上)、后(梁體翼板上)固定，解除外側(cè)模拉桿，將外側(cè)模落在滑梁上，整體拉動(dòng)外側(cè)模就位。②底籃系統(tǒng)的拼裝，在0#塊下面的場(chǎng)地將底籃前、后橫梁、縱梁拼裝好，然后用4個(gè)手拉葫蘆整體起吊底籃系統(tǒng)，起吊到位以后安裝前、后橫梁吊桿與主桁連接。③內(nèi)模板拼裝，內(nèi)模頂模板的就位方法與外模相同，腹板內(nèi)模于現(xiàn)場(chǎng)拼裝。

5 預(yù)壓

掛籃在0#塊上拼裝完畢以后，必須在第一次使用前對(duì)掛籃進(jìn)行試壓。按照主梁節(jié)段最大荷載及施工荷載總和的1.2倍進(jìn)行預(yù)壓，梁段最大荷載是11#塊170.466t。加載最大重量為：170.466×1.2=204.56t。待整個(gè)預(yù)壓、卸載過(guò)程全部完成后，將觀測(cè)結(jié)果繪制成圖表，進(jìn)行成果分析，成果分析的主要目的是以便檢驗(yàn)掛籃的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性；消除非彈性變形，確定荷載與變形關(guān)系線；確定正式進(jìn)行掛籃澆筑時(shí)的立模標(biāo)高；將預(yù)壓結(jié)果呈報(bào)給設(shè)計(jì)、監(jiān)控、監(jiān)理單位，以便更有利的保證施工質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

掛籃是目前鐵路大跨度連續(xù)梁一種重要的施工形式，貝雷桁架組合式掛籃也再很多地方得到廣泛應(yīng)用，本文通過(guò)對(duì)掛籃的設(shè)計(jì)、材料、拼裝的闡述，對(duì)大跨度連續(xù)梁采用貝雷桁架式掛籃施工具有一定的施工指導(dǎo)意義。

[2]《鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))懸臂澆筑施工技術(shù)指南》.TZ324-2010.

作者簡(jiǎn)歷:邢健(1979.08-),男,本科學(xué)歷,畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué),土木工程專業(yè),現(xiàn)主要從事橋梁隧道工程施工及管理工作。