海怡大桥菱形挂篮设计与施工
2017-11-13
海怡大桥跨越陈村水道、连接南海与番禺两区的一座特大桥，是佛山南海与广州新客站的重要通道。佛山海怡大桥主桥左幅为（108+166+95）m预应力砼连续箱梁，右幅为（95+166+108）m预应力砼连续箱梁；单幅桥面宽度15.5m。主桥箱梁采用单箱单室结构，C60混凝土，三向预应力体系，箱梁顶板宽15.5m，底板宽8m，桥墩处梁高9.5m，跨中梁高3.8m。
2 挂篮设计
2.1 主要技术参数
挂篮自重800KN。 4个“T构”的悬臂各分为19对梁段，其梁段数及梁段长度从根部至跨中各为：4×3.0米、4×3.5米、5×4米、6×5米，累计悬臂总长76米，悬臂浇筑梁段最大控制重量约为2100KN。
2.2 挂篮的组成
菱形桁架式挂篮由主桁承重系统、模板系统、行走系统、锚固、吊带系统、工作平台等组成。挂篮立面图及侧面图如下：
（1）主桁承重系统
主桁架：由两根36b槽钢并焊而成，两根槽钢焊接成槽钢盒，为增加Y方向的惯性矩，两根槽钢隔开15cm，桁架上中间每隔1m采用一块厚10mm的钢板进行焊接固定。
（2）模板系统
底模系统包括：前下横梁及吊杆，后下横梁及吊杆，中纵梁、边纵梁，底模板。
侧模系统包括：外模导梁及吊杆，外模模架及模板。
内模系统包括：内模内导梁及吊杆，内模骨架及模板。
（3）行走系统
滑道垫座：采用10mm厚钢板支座而成。
滑道：常规总长6m，分成3节段，每节段2m，采用16mm厚钢板拼焊成箱型，箱内设置加劲板。
前进时采用液压系统进行前移，两侧液压油缸系统为同一油泵。
（4）锚、吊系统
锚、吊系统是用以连接挂篮主桁架和底模平台，吊杆分为两种，一种是Φ32精轧螺纹钢筋，另一种是钢板吊带（16Mn），上端在悬吊于前横梁桁片上，下端与底平台或侧模分配粱连接，用千斤顶等装置来调节底模系统的标高。
挂篮后锚梁：采用2[40b加工，长为148cmm，宽30.4cm，上下满焊20mm厚钢板，与梁面预留孔采用钢带连接。
（5）工作平台
包括张拉工作平台，外模两侧工作平台，底模后锚工作平台，底篮前工作平台。
3 挂篮的拼装
当墩顶0号块混凝土浇筑、张拉、压浆完毕，清理箱梁内侧及桥面，在0号块上进行挂篮的拼装，悬臂浇筑1号梁段及其后各梁段的混凝土。
3.1 安装垫座及滑道
（1）梁面腹板对应的位置摆放钢垫座，为保证行走轨道保持平直、位置准确，在安装垫座前先行将0#段中线及线路中心线，并根据线路中心线将两侧垫座的安装位置进行弹墨线，垫座按墨线一端进行整齐摆放，并且保证内外侧的垫座在一个水平面上。
（2）滑道利用事先预留的孔洞采用Ф32精轧螺纹钢进行锚固，墩顶处部分滑道锚筋需采用预埋形式。在挂篮前移时，应保持滑道顶面平顺。
3.2 主桁系统的安装
在地面焊接好主桁架及下弦杆支座，用吊机分别将主桁安装在走行轨上，先安装的采用手拉葫芦固定好，然后安装后锚系统、主桁平联架、主桁前上横梁、吊带和分配梁。
3.3 侧模系统、工作平台安装
4 挂篮的预压
拼装完毕后，对挂篮进行预压，充分消除挂篮非弹性变形，对挂篮的强度、刚度和稳定性进行评价，验证挂篮的安全性，并获取挂篮在荷载作用下的变形数据和规律，以便准确设置预抛高量，保证梁体线形。挂篮预压试验在挂篮安装调试完毕，1#块施工之前进行。
4.1 预压荷载
预压重量最大梁重1#块的重量进行模拟加载，荷载的分部形式尽量与实际荷载分部吻合，以保证试验的可靠性和准确性。
预压加载力计算：
（1）混凝土自重：砼80.7m3，重2100kN。
（2）施工荷载：按1.5kN/m2计算，69.75KN。
以上合计2170KN，支架加载采用110%加载，加载力为2387kN。
4.2 预压方法
采用液压千斤顶在箱梁底板范围内对挂篮进行预压加载。即在0#块腹板端面设置反力架，通过千斤顶向反力架施压，利用其反作用力向挂篮施加所需的预压荷载。
采用精密水准仪或全站仪进行观测，记录挠度数据，试验结束后，对原始数据进行分析，结合外观检查情况，验证确定挂篮的安全性及可靠度，得到挠度与吨位的对应关系。
5 挂篮施工
挂篮施工工艺流程：底板钢筋（锯齿块钢筋及其模板、底板预应力孔道等）→腹板钢筋安装→腹板纵向波纹管、竖向预应力筋安装→内模安装→顶板钢筋、纵向、横向波纹管安装→检查验收→砼浇筑→砼养生→端头模板拆除、端头砼表面凿毛→内模拆除→纵向、横向、竖向预应力筋张拉→压浆→挂篮各吊带及后锚固放松→挂篮及模板前移→挂篮就位→继续下一块段施工。
钢筋、模板、混凝土及张拉按常规方法进行施工，但同时要注意：
（1）注意预埋各种预埋件及挂篮预留孔的埋设。
（2）应注意竖向预应力筋的压浆管道及通气管道，横向预应力筋的压浆及通气管道，纵向预应力管道位置定位；接头包扎情况是否漏浆，并保持预应力管道的顺畅。对所有外露孔用木塞或防水胶布包住，严防压浆前雨水进入。
（3）对称进行混凝土浇筑，及时测量挂篮主桁、前后横梁、底板、腹板、顶板挠度变化，检测结果报监理工程师和监控单位。
6 挂篮前移
6.1 前移条件
对已浇筑的梁段混凝土浇筑完毕后，等混凝土强度达到90%及龄期不小于7天时，及时对纵向预应力束进行张拉，压浆并脱模后方可移动挂篮。
