掛籃施工操作技術規程詳解

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掛籃施工操作技術規程詳解

一、概述

1.1、掛籃簡介

掛籃是一個能夠沿軌道行走的活動腳手架,懸掛在已施工箱梁節段上。在掛籃上可進行下一節段的模板、鋼筋、管道的架設,澆築砼和預應力張拉、管道壓漿等作業。掛籃施工完成一個循環後,新節段已和墩頂0#塊連成整體,成為懸澆梁的一部分,掛籃即可前移一個節段,固定在新的節段上。如此循環,直到合攏。為平衡施工每墩半幅需兩隻掛籃。左、右幅同時施工,每墩需要兩對掛籃。


東海大橋IV標共計投入18對掛籃同時施工,其中K6橋擬定採用3對菱形改制掛籃、2對三角形改制掛籃、1對新加工的斜拉式三角掛籃進行箱梁懸臂澆築施工;K12及K24橋均採用6對新加工的斜拉式三角掛籃進行箱梁懸臂澆築施工。

掛籃重量約為:

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1.2、掛籃主要構件

K6、K12、K24橋掛籃的組成部分基本上一樣,掛籃主要由主桁承重系統、底籃及懸吊系統、後錨及行走系統、模板系統等四部分組成。

1.2.1、主桁承重系統

菱形改制掛籃主桁承重系統主要由兩片主桁、前橫樑、中橫樑組成。主桁為菱形桁片,都是採用2根[32a型鋼加工組拼而成。前橫樑、中橫樑均為桁架結構。

三角形改制掛籃主桁承重系統主要由兩片主桁、前橫樑、中橫樑組成。主桁為三角形桁片,由立柱、斜拉帶、主樑組成。主樑為2根H596×199型鋼;立柱為2根H600×200型鋼;斜拉帶為30mm厚的16Mn鋼板。前橫樑、中橫樑均為桁架結構。

K6及K12橋新研製斜拉式三角掛籃主桁承重系統主要由兩片主桁、前橫樑、中橫樑組成。主桁為三角形桁片,由立柱、斜拉帶、主樑組成。主樑為2根H500×200型鋼;立柱為2根H500×200型鋼;斜拉帶為20mm厚的16Mn鋼板。前橫樑、中橫樑均為桁架結構。

K24橋新研製斜拉式三角掛籃主桁承重系統主要由兩片主桁、前橫樑、中橫樑組成。主桁為三角形桁片,由立柱、斜拉帶、主樑組成。主樑為2根I50a型鋼;立柱為2根I45a型鋼;前斜拉帶為40mm厚的16Mn鋼板,後斜拉帶為20mm厚的16Mn鋼板。前橫樑、中橫樑均為桁架結構。

1.2.2、行走及後錨系統

⑴行走系統:行走系統由行走滑道,行走小車,前、後支腿等組成。

⑵後錨系統:後錨系統由錨固扁擔梁、豎向預應力筋和連接錨筋組成。當掛籃行走到位後,掛籃尾部通過連接錨筋與箱梁腹板中的豎向預應力筋結合錨固。單根主樑設置4~6個錨固點,一隻掛籃共設置8~12個錨固點。

1.2.3、底籃及懸吊系統

⑴底籃:菱形改制掛籃底籃主要由底籃前、後橫樑和底籃縱梁和底模組成。底籃前橫樑為2根I45a型鋼,後橫樑為剛性桁架。底籃縱梁為桁架縱梁。底模採用大塊鋼模。

三角形改制掛籃底籃主要由底籃前、後橫樑和底籃縱梁和底模組成。底籃前橫樑及後橫樑均採用2根H596×199型鋼。底籃縱梁有型鋼縱梁和桁架縱梁兩種,其中腹板位置為桁架縱梁,其餘均為型鋼縱梁。底模採用大塊鋼模。

K6及K12橋新研製斜拉式三角掛籃底籃主要由底籃前、後橫樑和底籃縱梁和底模組成。底籃前橫樑及後橫樑均採用2根H500×200型鋼。底籃縱梁有型鋼縱梁和桁架縱梁兩種,其中腹板位置為桁架縱梁,其餘均為型鋼縱梁。底模採用大塊鋼模。

K24橋新研製斜拉式三角掛籃底籃主要由底籃前、後橫樑和底籃縱梁和底模組成。底籃前橫樑為2根I45a型鋼,後橫樑為2根H600×200型鋼。底籃縱梁為桁架縱梁。底模採用大塊鋼模。

⑵懸吊系統:主要由底籃前懸吊、後懸吊、模板懸吊三部分組成。

菱形改制掛籃底籃前懸吊4根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於上前橫樑上;後懸吊5根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於已澆塊段和中橫樑上。

三角形改制掛籃底籃前懸吊4根吊帶為φ50mm絲槓與16Mn鋼板吊帶組合結構,錨固於上前橫樑上;後懸吊6根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於已澆塊段和中橫樑上。

K6、K12橋新研製斜拉式三角掛籃底籃前懸吊4根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於上前橫樑上;後懸吊5根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於已澆塊段和中橫樑上。

K24橋新研製斜拉式三角掛籃底籃前懸吊4根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於上前橫樑上;後懸吊6根吊帶均為16Mn鋼板帶,錨固於已澆塊段和中橫樑上。

兩側外模和內模系統均採用φ32mm的精軋螺紋鋼錨固於已澆箱梁頂板和上前橫樑上。

三角形改制掛籃底籃前懸吊的升降及標高調整採用穿心式千斤頂進行,後懸吊及模板系統的升降及標高調整則採用螺旋式千斤頂進行。其餘掛籃前後懸吊及模板系統均採用螺旋式千斤頂進行調整。

1.2.4、模板系統

掛籃模板系統均採用滑梁吊掛模板於掛籃上前橫樑和已澆塊段上。內、外模均採用鋼木組合大塊模板,面板為竹膠板,龍骨為型鋼。內、外模板間設拉桿。

二、掛籃拼裝

2.1、掛籃拼裝流程(見圖1)

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圖1

2.2、準備工作

⑴待0#塊施工完畢並張拉且滿足要求後,在箱梁兩側腹板頂面位置測量放樣出行走軌道中心線;

⑵用M20級砂漿調平行走軌道中心線,兩側行走軌道中心線調平層面高差不得超過5mm;

⑶待砂漿達到強度要求後鋪設行走軌道。

2.3、掛籃拼裝順序

2.3.1、拼裝掛籃主桁

⑴.在行走軌道上前後支腿位置鋪滾筒走輥或四氟滑板,然後在其上安裝前後支腿。

⑵.在前後支腿上安裝主樑,主樑與前後支腿間用螺栓栓接。在主樑後錨位置用扁擔梁及L32精軋螺紋粗鋼筋把主樑錨固,然後安裝主樑平聯及行走小車。

⑶.菱形改制掛籃、三角形改制掛籃及K24橋新加工斜拉式三角掛籃:在主樑上安裝立柱座板以及上中橫樑,主樑與立柱座板間用螺栓栓接,然後安裝立柱,接著安裝後斜拉帶及前斜拉帶,最後安裝上前後橫樑。

⑷.K6及K12橋新加工斜拉式三角掛籃:在主樑上安裝立柱,立柱座板與主樑間用螺栓栓接,然後安裝上中橫樑,接著安裝後斜拉帶及前斜拉帶,最後安裝上前後橫樑。

⑸.主桁系統拼裝完成後,用千斤頂把立柱頂起,使主樑、立柱和斜拉帶頂緊,消除非彈性變形。

2.3.2、安裝掛籃前後懸吊

在上前橫樑吊帶位置安裝扁擔梁及前吊帶,在上中橫樑、0#塊翼緣板上及箱內吊帶位置安裝扁擔梁及後吊帶。

2.3.3、安裝掛籃底籃

在承臺上通過螺栓把底籃前、後橫樑以及底籃縱梁拼裝成整體,然後通過0#塊上的捲揚機起吊底籃就位,分別將前吊帶、後吊帶及行走吊帶與底籃通過底籃上扁擔梁及銷子銷接起來。

2.3.4、安裝掛籃模板

底模為大塊鋼模,直接鋪於掛籃底籃上,然後安裝內外模滑梁,內外模均利用已澆0#塊的內外模,通過內外模滑梁前移就位。內外模均採用鋼木組合模板,面板為竹膠板,龍骨為型鋼,內外模板及骨架靠內外模滑梁支撐,安裝外模滑梁時,外模滑梁前端懸吊於掛籃主桁前橫樑上,後端的內側利用滑輪小車懸吊於已澆箱梁翼緣板上,後端外側懸吊於掛籃主桁中橫樑上。安裝內模滑梁時,內模滑梁前端懸吊於掛籃主桁前橫樑上,後端懸吊於已澆箱梁頂板上。

2.4、掛籃拼裝技術要求

⑴在已澆0#塊箱梁兩側腹板頂面位置測量放樣行走軌道中心線及安裝行走軌道時,行走軌道允許偏差為:+2mm~-2mm;

⑵用M20級砂漿調平行走軌道中心線時,兩側行走軌道中心線位置調平層面高差不得超過5mm;

⑶在用千斤頂頂立柱之前,先測出掛籃主樑前端頂面的高程,千斤頂頂立柱時,掛籃主樑前端頂面高程增量控制在+20mm範圍內。隨時檢查斜拉帶的鬆緊程度,若同一側相鄰兩根斜拉帶出現一根緊另一根松的情況,則在相鄰兩根斜拉帶間採取打入鋼楔,使得相鄰兩根斜拉帶同時繃緊;

⑷安裝前後吊帶時,前後吊帶的線形一定要順直。

2.5掛籃拼裝檢查

在拼裝掛籃時,K6、K12及K24橋每個墩安排一個固定現場技術員,負責掛籃拼裝全過程的技術指導,各個橋的技術主管要隨時到現場檢查掛籃拼裝質量。掛籃拼裝完畢後,由IV標技術部組織有關人員對掛籃拼裝質量進行一次全面檢查。

三、加載試驗

3.1試驗目的

掛籃加載試驗,主要是通過測量掛籃在各級靜力試驗荷載作用下的變形,瞭解掛籃結構在工作狀態時與設計期望值是否相符。

⑴消除掛籃主桁、吊帶及底籃的非彈性變形。

⑵測出掛籃前端在各個塊段荷載作用下的豎向位移。

3.2試驗方案

3.2.1試驗方法概述

掛籃加載試驗擬採取“水箱加載法”進行,採用護筒內加水作為試驗荷載,按等代荷載的分級逐級遞增加載的試驗方法,荷載總重量為最重塊段荷載的1.25倍。

3.2.2試驗荷載

為了能繪製出掛籃總撓度曲線,瞭解箱梁各個塊段施工時掛籃前端最大撓度。應多分幾級進行加載。按等代荷載的方法對水箱加載荷載進行分級,各級加載數值如下表:

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3.2.3觀測項目

變形觀測:

⑴.後錨上撓值

⑵.前支點沉降值

⑶.主桁前端銷結點處變形

⑷.主桁上前橫樑吊帶處和主桁上前橫樑跨中變形

⑸.底籃前橫樑吊帶處撓度

3.2.4測點佈置

變形觀測點:

⑴、主樑頂面的觀測點

①.每根主樑的後錨處設置一個觀測點,即測點1-1和1-2。

②.每根主樑的前支腿處設置一個觀測點,即測點2-1和2-2。

③.每根主樑的前端銷結點處設置一個觀測點,即測點3-1和3-2。

⑵、上前橫樑頂面的觀測點

①.上前橫樑的四根吊帶處各設置一個觀測點,即測點4-1、 4-2、4-3和4-4。

②.上前橫樑的跨中設置一個觀測點,即測點4-5。

主樑及上前橫樑觀測點如圖2所示。

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圖2

⑶底籃前橫樑頂面的觀測點

底籃前橫樑的四根吊帶處各設置一個觀測點,即測點5-1、 5-2、5-3和5-4,如圖3所示。

3.2.5觀測方法

⑴變形觀測採用國家二等水準測量或工程測量變形三等水準測量的精度等級要求和觀測方法進行施測。按此要求進行能測量到變形量±1mm級的撓度值;

⑵由於掛籃變形受日照溫差的影響,根據公式L1=L0(1+α△t0)計算,掛籃構件中吊帶變形受溫差影響最大。在溫差達10℃時,變形之差為△L=L0×11.4×10-6×△t0=1.1mm。為了準確測得掛籃變形值,在試驗前一天選擇早上7:00~10:30和晚上3:00~7:30的時間段每半小時進行一次變形觀測,以此來修正受日照溫差的影響。

3.3試驗加載程序

⑴在進行正式加載試驗前,用第一級荷載進行預加載,預加載試驗每一加載載位的持荷時間為20分鐘。預加載的目的在於,一方面是使結構進入正常工作狀態,另一方面是檢查測試系統和試驗組織是否工作正常。在確認測試系統和試驗組織工作正常後,預加載試驗反覆進行兩次。預加載2小時後進行正式加載;

⑵在已施工的0號塊段上安裝掛籃,並做好加載試驗前的準備工作;

⑶按照第一級荷載模擬箱梁荷載進行加載;

⑷在第一級荷載的基礎上,按照第二級與第一級荷載差值進行加載;

⑸按照上述方法,依次進行第三級至第九級荷載的加載試驗;

⑹每次加載完畢後,均進行變形觀測監測並記錄;

⑺試驗荷載採用分級單循環加載的方法施加,按等代荷載的分級逐級遞增加載,試驗荷載持續時間,一般為20分鐘,且取決於結構變位達到相對穩定所需要的時間,只有結構變位達到相對穩定後,才能進入下一荷載階段。同一級荷載內,若結構變位最大的測點在最後5分鐘內的變位增量小於第一個5分鐘變位增量的l5%,或小於所用量測儀器的最小分辨值,即認為結構變位達到相對穩定;

⑻若加載達到設計試驗荷載,且變形在設計允許範圍內可立即終止加載試驗。

3.4卸載程序

⑴按照荷載等級9→8→7→6→5→4→3→2→1→0進行卸載。兩隻掛籃卸載同步進行,每卸載一級均需進行變形觀測;

⑵掛籃卸載完畢後,對主桁銷結處的銷子和主桁架焊縫進行檢驗,發現問題及時處理,確保掛籃施工安全可靠。

3.5加載試驗注意事項

如果加載的墩位沒有達到設計加載荷載,且變形大於設計允許值,應停止加載試驗,對其原因進行分析及其採取相應的措施。

3.6試驗成果

掛籃加載試驗完畢後,將得到試驗成果如下:

按照試驗方案加載後,可等代測量出相對應塊段的主桁、吊帶、後錨、前支點等變形值以及掛籃總變形值。其餘塊段可採用“內插法”求出。

根據在各個塊段荷載作用下的掛籃豎向位移,繪製荷載與變形的相關曲線圖。

四、掛籃及模板前移

4.1工作流程(見圖4)

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4.2掛籃前移必備條件

掛籃前移必備條件:

⑴已澆塊段鋼束張拉及壓漿完畢;

⑵行走軌道下的反壓梁、螺栓及豎向預應力筋無漏錨或錨固不緊情況;

⑶掛籃後錨行走小車及外側模滑輪小車工作狀態正常;

⑷經過技術主管的確認及認可,方能進行掛籃前移。

4.3連體掛籃解體

三角形改制掛籃澆築箱梁1#塊時採用連體掛籃對稱平衡施工,即對稱兩隻掛籃的主樑通過連接板連成一體。澆築2#塊及以後塊段時,三角形改制掛籃由連體掛籃形式進行解體,形成分離式掛籃對稱平衡施工。即完成1#塊段施工後,將掛籃主樑一分為二,其中一側掛籃形成一個獨立的掛籃,將另一側掛籃主樑接長後構成兩側獨立對稱平衡的工作系統。

具體步驟為:錨固好其中一側的後錨行走小車,且在另一側主樑上用扁擔梁及L32精軋螺紋粗鋼筋施加錨固以及對掛籃進行加固,拆除主樑連接板,使得掛籃主樑一分為二,有行走小車的這一側掛籃形成一個獨立的掛籃,可先前移就位,然後將另一側掛籃主樑接長,錨固好後錨行走小車,前移就位。

4.4連體掛籃及分離式掛籃前移

掛籃行走分為以下幾個步驟:

⑴掛籃行走前,在已澆好箱梁塊段箱梁兩側腹板頂面位置測量放樣出行走軌道中心線,用M20級砂漿調平行走軌道中心線,兩側行走軌道中心線調平層面高差不得超過5mm,待砂漿達到強度要求後鋪設行走軌道。

⑵放鬆底籃及模板系統錨固鋼筋,使底籃及模板下降。

⑶拆除掛籃後錨系統,後錨小車將掛籃錨於行走軌道上。

⑷採用葫蘆掛在主樑上,利用葫蘆使掛籃及外側模板行走至下一定位處。

⑸掛籃行走時,每片主桁用一個5t葫蘆掛住作為保險裝置,邊前移邊松葫蘆。

⑹外側模板在掛籃的牽引下,依靠滑梁向前移動。同時採用葫蘆協助進行。

⑺掛籃前移即將到位時,調整掛籃的軸線位置,掛籃到位後,調整掛籃的標高。

⑻裝設掛籃後錨、底籃及模板系統錨固鋼筋,並將掛籃錨固。

⑼調整外模板的軸線位置及標高,調整好後可立鋼筋及相關預埋件。

⑽掛籃行走時的注意事項:

①.當掛蘭行走前的準備工作完善後,再次檢查行走軌道下的反壓梁、螺栓及豎向預應力筋的錨固情況,確定無漏錨或錨固不緊;

②.掛籃行走時,兩隻掛籃儘量做到同步進行,兩隻掛籃允許不對稱距離之差為50cm;

③.掛蘭行走時必須有一人負責觀察行走的同步情況,兩人負責察看後錨小車運行情況,兩人負責觀察外側模滑輪小車運行狀況;

④.在掛蘭行過程中若發現後錨小車行走受礙,應立刻停止行走,先通過千斤頂和後錨杆將後錨力進行轉換後再將小車位置調正繼續行走,嚴禁在未轉換後錨力的情況下硬性敲打小車以調整位置;

4.5掛籃錨固

掛籃行走就位且調整好掛籃軸線後,在主樑後錨位置用扁擔梁及L32精軋螺紋粗鋼筋把主樑錨固,裝設箱內及翼緣板吊帶。

4.6模板前移

4.6.1外側模板前移

在掛籃行走前,對外側模滑輪小車進行錨固且對錨筋進行張拉,使滑輪小車頂緊箱梁翼緣板,掛籃前移時,外側模滑梁及模板隨同前移,前移就位後,設置錨杆替代滑輪小車錨於已澆箱梁翼板。

4.6.2內模前移

掛籃前移時,內模滑梁隨同掛籃一起前移,掛籃就位後,且底板及腹板鋼筋綁紮完畢,再用葫蘆將內模牽引前移就位。

五、砼澆注掛籃檢查

5.1砼澆注前檢查

在砼澆注前,必須對掛籃進行檢查,檢查內容如下:

⑴檢查掛籃主桁銷子銷接是否銷接好;

⑵檢查掛籃後錨是否錨固好及檢查後錨錨固筋L32精軋螺紋粗鋼筋是否每根都進行張拉;

⑶檢查後錨行走小車,確保後錨行走小車不受力及處於鬆弛狀態;

⑷檢查每根吊帶銷子是否處於受力狀態,確保不讓頂升吊帶的千斤頂受力;

⑸檢查內外模間的每根拉桿是否兩側都使用雙螺帽及螺帽是否緊固。

5.2砼澆注過程檢查

在砼澆注過程中,要安排專人對掛籃進行檢查,檢查內容如下:

⑴檢查模板拼縫間隙有否漏漿,如發現有漏漿情況應採取措施進行堵漏;

⑵檢查模板脹模情況,如發現有脹模情況應及時採取措施對模板進行加固;

⑶K6、K12及K24橋在澆注2#塊段時,要安排測量人員對掛籃的主樑、上前橫樑及底籃前橫樑進行觀測,觀測其變形情況,用此測量結果與加載試驗結果進行比較,以便分析加載試驗是否接近實際。

六、掛籃拆除

所有塊段澆注完畢,可進行掛籃拆除,拆除順序為:

⑴利用塊段上的捲揚機吊起掛籃底籃,拆除前後吊帶,然後使底籃往下降致浮箱上;

⑵用以上的方法對外側模進行拆除;

⑶利用浮吊對前後斜拉帶、立柱及其平聯、前橫樑、中後橫樑、主樑及其平聯、前後支腿及行走軌道依次進行拆除。



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