南京长江第二大桥菱形桁架式挂篮施工方案

南京长江第二大桥北汊大桥盖挖法施工主桥上部结构为90+3*l65+90（m）的五跨预应力混凝土连续箱梁。其主跨165m为目前国内同类型桥梁中跨径之首。根据设计要求，施工方法需采用悬臂灌筑施工工艺然后通过合龙及体系转换成为连续梁。每个墩设23个悬浇段——5*2.5m＋5*3.0m＋5*3.5m＋8*4.0m。梁段最长4.0m，最大重量156吨。箱梁横截面：顶板宽15.42m，腹板宽7.5m，梁高由0号块的8.8m按二次抛物线渐变至23号块的3.0m。预应力设计为三向预应力：纵向采用27束及25束φj15.24钢绞线；横向采用四束φjl5.24钢绞线；竖向采用φ32精轧螺纹钢筋。张拉控制应为0.75Ryb。E2标为北汊主桥的一半，由中铁第十九工程局盖挖法施工，根据该桥的特点并参照国内外已有各种型式挂篮，选择了菱形桁架式挂篮作为悬臂灌筑的主要设备。该挂盘为中铁建集团总公司附属设计院设计，已多次应用于国内连续梁悬准施工中，但应用在如此大跨的桥梁施工中尚属首次。

前上横梁由2［40工字钢组焊面成，连接于主构架前端的节点处，将两片主构架流架连成整体。

前后吊带均由150mm*32mm的16Mn钢板用销子连接而成，设置间距为100mm的调节孔，用LQ30千斤顶及扁担和垫梁调节所需长度。

箱梁外侧模采用5mm钢板和钢框组焊而成。两外侧模各支承在两个走行梁上，走行梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。走行梁用2[30a组焊面成。内模由内模桁架、竖带、纵带及组合钢模板组成，内模桁架吊在两根内模走行梁上．走行梁吊在前上横梁和已浇梁段的顶板上，内模脱模后可沿走行梁前行。走行梁采用2[30a组焊面成。

走行装置由轨道、钢（木）枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由［16a及δ10钢板组焊成Ⅱ型断面，底板每隔500mm开椭圆形长孔，以便与竖向预应力筋锚定。竖向预应力筋为QL32精轧螺纹筋，外露0.3m，轨道根据梁段长度的不同分3.0m，1.0m两种。挂篮设前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫聚四氯乙烯滑板，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滑动，不需要加设平衡重。挂盘前移时，使用手动葫芦牵引前支座，带动整个挂篮向前移动。挂篮在灌注混凝土时，后端利用12根φ32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力筋上，在锚固时，利用千斤顶将后支座钩板脱离轨道，然后锚固。

三、挂篮强度及变形检算计算荷载：按挂篮自重，梁段自重，施工机具、人员产生荷载，振捣混凝土时产生荷载组合来检算，其中混凝土容重取2.6t／立方米，施工机具、人员荷载取1.0KPa，混凝土振捣荷载取4.OKPa。进行了主桁架、底模桁架及各部主要受力杆件的在最不利荷载位置的检算，并采用了同济大学的《桥梁结构综合计算程序》进行了相应复核。检算表明：单根上弦杆最大受力为72kN，小于单根上弦杆允许受力252kN；单很斜杆最大受力为39kN，小于单根杆允许受力129kN；单根竖杆最大受力为27kN，小于单根上弦杆允许受力为170kN。还进行了挂篮的变形检算，计算结果显示，针对北汊大桥的梁段，其最大变形发生在16号节段，此时挂篮弹性变形值为21mm。

四、挂篮使用前的试验为了检验挂篮的计算变形值并消除首次安装后的非弹性变形，在工厂进行了挂篮的地面加载试验。同时在挂篮安装之后，为了检验地面试验结果，又选取了一对挂篮进行了现场压重试验。在工厂对主桁架、销座、销子、前后吊带、前上横梁等构件进行了试验。主桁架：采用背对背方式，将后锚位置使用精轧螺纹钢筋锚死，对前吊点使用YC60千斤顶按每10t一级加载，得出每对主析架的变形曲线。销座、销子、前后吊带、前上横梁也采用了类似方法进行了地面模拟加载试验，配以主桁架试验得出的结果取得每套挂篮的变形曲线。首对挂篮拼装完成后，使用砂袋按梁段实际荷载情况进行了现场模拟压重试验，将其结果与计算变形值、工厂试验值对比，得出每套挂篮的在施工备节段时的变形值指导各梁段的立模施工。参照挂篮设计及试验结果，挂篮变形使用公式： Y=0.4X＋2（其中， X为各节段前吊带处的受力值）。

五、拼装工艺1.拼装准备在工厂将主构架的菱形桁架拼装成形，拼装后运至现场吊装，编写拼装工艺，准备好拼装工具及各种连接螺栓，培训拼装工人。2．铺枕用1：2水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位，铺设钢枕。3．安装轨道从0号段中心向两侧安装2.5m长轨各两极，轨道穿入竖向预应力筋，抄平轨道顶面，量测轨道中心距无误后，用螺母把轨道锁定。4．安装前后支座先从轨道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支应安放前，在相应位置轨道顶面置放一块四氟乙烯滑板（300mm*500mm），然后安放前支座。5.吊装主构架主构架在工厂拼成菱形后运至现场分片吊装，放至前后支座上，并旋紧连结螺栓，为防止倾倒，用脚手架临时支撑。6.安装主构架之间的连结系、间架，旋紧连接螺栓。7.用长螺杆（φL32精轧螺纹钢）和扁担架将主构架后端锚固在已成梁段上，前支应处用扁担架将主构架下弦杆与轨道固定。8.吊装前上横梁将前上横梁上的4个千斤顶、上、下垫梁及2根钢吊带，一起组装好后，整体起吊安装。9.安装后吊带在1号梁段底板预留孔内，安装后吊带，先安放垫块，千斤顶和上垫梁，后吊带从底板穿出，以便与底摸架连接。10．吊装底模架及底模板。11.吊装内模架走行梁，并安装好后吊杆，前吊采用钢丝绳和倒链。12．安装外侧模板挂篮所用外侧模首先用于1号梁段施工，在上述拼装程序之前，应将外模走行梁先放至外模竖框架上，后端插入后吊架上。两走行梁前端用倒链和钢丝绳吊在前上横梁上。用倒链将外侧模拖至2号梁段位置，在1号段中部两侧安装外侧模走行梁后吊架，解除0号段上的后吊架。