挂篮施工方案
菱形桁架式挂篮施工方案
一、工程简介
南京长江第二大桥北汊大桥主桥上部结构为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。
二、菱形桁架式挂篮的构造
菱形桁架式挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、内外侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成（图1）。
1．主构架 主构架由两片桁架连接系和门架组成。两片桁架均使用2［40栓接成菱形，由连接系和门架将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。
2．底摸架及底模板 底摸架由六根纵梁和前后横梁组成，纵梁为桁架式结构，桁高12m，桁架长5.43m；前后横梁由2[40组焊而成。底模为竹胶板，下垫100mm*100mm的方木，竹胶模板和方木用 U形卡固定在纵梁上，以便脱模和固定。
3.前上横梁 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。
4.钢吊带前后吊带均由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。
5.内外模板箱梁外侧模采用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。
6.挂篮走行及锚固系统走行装置由轨道、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。六、悬臂灌注施工工艺
每个T构从2号段开始，对称拼装好挂篮后即可进行悬臂灌注施工。
1.分片吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。
2.将1号梁段内的内模拖出。
3.根据2号梁段的高度调整下部模板。
4.在顶板和腹板安装下料串筒位置留洞，在腹板的捣固位置，预留位置进行捣固。
5.安装端模板，并与内外模板连结。
6.绑扎顶板钢筋。
7.安放预应力管道、锚板等。
8.对称灌注2号梁段混凝土。
9.混凝土养护。
10.预应力筋张拉。
11.压浆。
12.挂篮行走
找平梁顶面并铺设钢（木）枕及轨道。
放松底摸架前后吊带。
底模架后横梁两侧的吊耳与外侧模走行梁之间安装10t倒链，即底摸架悬挂在走行梁上。
拆除后吊带与底模架的连结。
解除挂篮后端锚固螺杆。
轨道顶面安装两个5t倒链（每套挂篮）并标计好前支座的位置（支座中心距梁端50cm）。
倒链牵引前支座使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动。移动时挂篮后部应设10t保险倒链。
安装后吊带，将底摸架吊起。
在2号梁段上安装外侧模走行梁后吊梁，先解除一个1号段上的后吊架，移至2号段，再解除另一个后吊杆移至2号段。
拉出内模，挂篮走行完毕。
六、挂篮的拆除
待合龙段施工前，便可拆除挂篮，拆除顺序如下：
1.在梁顶面安装卷扬机，吊着外侧模前后吊杆（底模架吊在走行梁上）徐徐下放，落至船
上。或先放底模架，后放外侧模。
2.合龙段不用的内模、走行梁，在合龙段施工前拆除，余者可从两端梁的出口拆除。
3.拆除前上横梁。
4.主构架可移至塔吊可吊范围内，分片拆卸。
5.拆除轨道及钢（木）枕。
八、在南京长江二桥北汊大桥应用的菱形桥架式挂篮的主要技求参数
1.适用最大梁段重：160t
2.最大梁段长：40m
3.梁高：8.8～3.0m
4.适用梁宽：16m
5.走行方式：无平衡重走行
6.挂篮自重：49t
7.挂篮的倾覆稳定系数
空载时：28
灌注时：2.48
8.挂盘系数；3.0
九、应用菱形挂篮进行悬浇施工的主要体会
1.优点
菱形挂篮自重轻，在本桥施工中的利用系数达到了3.0，应是国内除滑动斜拉式挂篮外最轻的一种，由此而带来在加工、运输、拼装、移动、拆除等方面的省力，进而达到节省资金的目的。总之，应用该挂篮施工可有较大的经济回报。
菱形挂篮内模、外模均采用纵向滑梁吊在桥面或挂篮上，纵向走行非常方便，且加固亦采用该滑梁，一梁两用。
菱形挂篮结构简洁，受力明确，加载后的实际弹性变形与理论计算值相差不大，如曾使用过该挂篮，可省去试验加载的程序。
挂篮由于设计成菱形，吊点均位于梁面以上空中，给施工人员提供的操作空间大，利于施工。
2．缺点及建议修改措施
外侧模设计略显单薄，加固时内外模间拉杆数量偏多，不利提高箱梁外观质量。可在下一次设计时增加外侧模桁架刚度，减少拉杆数量。
挂篮横向纠偏无有力措施，如能在前吊带处加设液压式横移设备则会更好。
挂篮施工，这是一种在大跨径桥梁主梁悬臂施工手段。
我们看到的桥梁跨径，有超过几倍米的，还有一千多米的，你很想知道，这么大的桥梁跨径，在大江大河里是怎么施工的。平常我们想到的是首先在河里搭设支架，在支架上安装模板，然后在模板里现浇混凝土，但在大江大河里，不可能搭设支架，一是要通航，二是搭设支架的成本相当高。于是人们想到了在河里不搭设的前提下进行桥梁梁板施工，于是挂篮施工方法就出现了。就是利用施工支架锚固在已经成型的前一段梁板混凝土上面来进行梁板的下一段段梁板混凝土现浇施工。因为这个支架是挂在前一成型混凝土上的，二这个支架还承担后一段混凝土施工的模板功能，像个篮子，所以我们把这个挂在已浇成型的混凝土模板叫做“挂篮”
2、挂篮应进行使用前的调试组拼，调试组拼后，要进行仔细地检查各部件联接牢固情况，各接头焊缝有没有开裂，杆件是否会变形等现象，各联接配件是否齐全，尺寸是否按设计要求，发现问题及时整改。
3、千斤顶：在使用前应对各部位所使用的千斤顶大小，按技术要求准备好，并进行调试检查，不合格的千斤顶不能使用。
4、倒链：使用前要进行仔细地检查倒链的每一个链环接头是否会脱焊，各齿倒顺要灵活，吊重的吨位要符合设计要求，禁止使用小吨位的倒链代替大吨位使用，确保施工过程中的安全。钢丝绳的使用安全：在挂篮上各部位所使用的钢丝绳粗细要严格按照设计要求进行准备，不得任意使用不合格的钢丝绳。钢丝绳两头的吊环要用穿绳法，重要部位禁止使用U型卡做绳头吊环，防止使用过程中绳头滑脱，发生安全事故。
钢丝绳的编法有拉丝、捻股及合绳三个。方形绳扣编发：
1、将两条线对接成一条线。再将红线放在橘线与棕线对接处，呈十字交叉叠放。
2、将四个方向的线按顺时针方向挑、压。
3、拉紧四个方向的线。
4、重复以上步骤的做法，自然形成方形结。
扩展资料：
起重设备常用钢丝绳主要品种如下：
1、磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝表面耐磨性、耐蚀性全面跃升，磷化膜与润滑脂的复合作用，有效抑制微动磨损的发生，彻底解决钢丝绳的磨损问题，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍，通过疲劳试验可以验证疲劳寿命。
2、镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般而言，热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄。
3、不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵。
4、涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
5、海洋工程系泊用钢丝绳7.缆索钢丝绳大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。
参考资料来源：百度百科_钢丝绳
钢丝绳插编教程如下：
工具／原料：钢丝、手套、钩子。
1、首先穿插钢丝应采取一股上、一股下的交叉方式进行，钢丝绳有纤维主芯，绳芯应随第一组穿插的第一个尾端完全穿过去，将外露的绳芯剪掉。
2、如果钢丝绳具有独立的金属丝股芯，应该在第一组穿插的时候向里折，在向上，完全放进去，五次完整穿插的插编头中心。
3、接下来所有的穿，都应该牢牢拉紧到与穿钢丝绳的中心线相一致。为了使插接的部位平滑和圆整，应使用适当的工具进行整形。
4、我们使用的套环应与钢丝绳径相配套，这样套环卡夹要牢靠，这就是简单的一个小方法。
一 挂篮设计除应符合强度、刚度和稳定性要求外，尚应符合以下规定：
1 挂篮总重量的变化不应超过设计重量的10%。
2 梁段混凝土浇筑及走行时的抗倾覆安全系数、自锚固系统的安全系数，均不应小于2.0。
3 挂篮底模悬吊系统使用精轧螺纹钢筋作吊杆时应采取防护措施。
二墩顶0号块托架施工时，应对各部件的焊接质量进行重点检查。
三挂篮拼装和拆除应符合下列规定：
1 挂篮杆件及使用的机具设备（如千斤顶、滑道、手拉葫芦、钢丝绳等），应进行检查，不合格的严禁使用。
2 挂篮拼装应对称进行，构件及时稳固，联为一体，防止倾倒伤人。
3 挂篮作业平台应挂安全网，四周设围栏，上下应有专用扶梯。
4 如需在挂篮上增加设施（如防雨棚、防寒棚、立井架等）时，必须对挂篮的整体稳定性进行检算，不得损害挂篮结构及改变其受力形式。
5 挂篮拼装过程中，严禁随意对螺栓孔进行切割扩孔，确需扩孔时，必须征得挂篮设计单位同意。严禁在精轧螺纹钢筋吊杆上进行电焊、搭火，所有精轧螺纹钢筋吊杆必须使用双螺母锁紧。
6 挂篮现场组拼后，应全面检查安装质量，并进行载荷试验，以测定挂篮变形量，消除非弹性变形。预压过程中如发现局部位置变形过大，应立即停止加载，及时查找原因，采取补救措施。
7 挂篮拆除应按要求顺序对称拆除。
四悬臂浇筑应符合下列规定：
1 混凝土浇筑前，应对挂篮的锚固系统、吊挂系统和限位装置等进行全面检查。
2 梁段应对称浇筑，不平衡重不得大于设计容许值。
3 合龙段、体系转换施工应按设计等有关规定的要求执行。
五横向预应力张拉应设吊篮工作平台。
六挂篮移位应符合下列规定：
1 滑道应铺设平顺，并按要求做好锚固。
2 挂篮行走前检查走行系统、吊挂系统、模板系统。
3 墩两侧挂篮应对称移位，尾部设制动装置，移动速度应控制在0.1m/min以内。挂篮移动到位后应及时锚固，前吊杆、后锚杆的锚固力应调试均匀，前端限位装置应设置牢固。
4 遇有雷雨、大风、大雾等恶劣天气时，严禁移动挂篮。
七拆除临时支座时，除符合高处作业的安全要求外，还应符合下列规定：
1 设置环墩工作平台及安全爬梯。
2 作业人员应站在上风处操作，并应佩戴护目镜、口罩等安全防护用品。
3 桥下应有人员警戒，严禁人、车、船等通过警戒区。
八跨越电气化营业线铁路施工时，必须制定挂篮防电安全方案并由专业防电公司实施。
九挂篮悬臂施工过程中，应加强对滑道、主桁节点、锚固和吊挂和模板等系统的日常检查，并注意不平衡力矩的控制，确保施工安全。
十挂篮悬臂浇筑施工作业应认真检查，并认真填写检查记录表。对检查中发现的不符合规定的情况，应签发安全检查整改通知单，限期整改，并跟踪验证。
