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1、挂篮悬臂浇筑施工,(技术讲座),简 介,一、概述,挂篮悬臂平衡浇筑法施工连续梁、T型刚构、连续刚构及斜拉桥混凝土梁段施工已经得到广泛使用。 它具有施工场地小、投入少,桥梁线形易于控制等特点。,挂篮的应用(巴东大桥-斜拉桥),挂篮的应用(黄石大桥-连续刚构),苏州北互通立交刚构,苏州北互通立交-刚构,兰州银滩黄河大桥(斜拉桥),兰州三滩黄河大桥(连续刚构),湖北枝城清江大桥-连续梁,广东河源大桥,挂篮的应用(新八一大桥-斜拉桥),挂篮的应用(八一大桥-斜拉桥),二、挂篮的形式,三角斜拉式(沙洋、宜城、钟祥大桥等),钱塘江五桥三角斜拉式,滑动斜拉式 如:湖南株洲湘江大桥 襄樊汉江长虹大桥,滑梁式(
2、枝城大桥),无配重 行走时,上横梁及底篮位置不动,主桁牵引滑出,后锚固安装完成后,再将上横梁及底篮滑移到悬臂位置,调整模板进行下一梁段施工。 如:枝城清江大桥、苏州北互通立交、孝襄路14标等。,枝城清江大桥,桁架式(黄石大桥等),桁架式,菱形 平行桁架式(万能杆件、贝雷桁片组拼) 组拼 弓弦式 等等,弓弦式虎门大桥,前支点牵索式,多用于斜拉桥施工 因为节段长度较大,一般挂篮难以达到悬臂刚度。 有现成的斜拉索可以利用,作为挂篮的前支点。,三、挂篮的种类,自平衡式 有配重,在空载行走时自身稳定状态。浇筑混凝土时依靠后锚固平衡。多在早期使用。 轻型挂篮 无配重,空载行走、浇筑混凝土时均依靠后锚固平衡
3、。近期多为本类。优点是可减少施工荷载。,四、轻型挂篮的技术指标,负载系数 指挂篮自重与混凝土浇筑重量的比值,比值越小,说明挂篮越轻,设计难度越大。 轻型挂篮: 负载系数0.5以下的,大多被称为轻型挂篮。黄石大桥为0.37,在当时居国内先进水平。,五、挂篮的组成,主结构系统 底篮系统 模板系统 锚固系统 悬吊系统 行走系统 控制系统,1、主结构系统,为挂篮悬浇的主要承重结构 承担由底篮、后锚固传来的所有荷载;结构形式多种多样。 包括前、后上横梁、横向联结等。,2、底篮系统,直接承受悬浇梁段的重力荷载; 承受模板等其他附加荷载; 由前后横梁、底模纵梁、前后下工作平台组成。 前后横梁、底模纵梁可根据
4、具体情况为型钢式或桁架式。,3、模板系统,悬浇梁段的底模板、内外模板及端模。,4、锚固系统,挂篮平衡稳定的关键之处; 后锚固:保证行走、混凝土浇筑各工况下挂篮的倾覆稳定。 后下锚固:混凝土浇筑时,后下横梁传给已浇梁段底板的承力锚固。 包括锚杆、压轮、连接件、升降千斤顶等。,5、悬吊系统,挂篮行走时悬挂底篮的承重构件; 混凝土浇筑时传递底篮的荷载; 通常有吊杆、吊带两种形式,以销接或连接器调整高度以适应不同的梁高。,6、行走系统,挂篮行走时的走道(滑道、轨道); 挂篮行走的动力装置,有液压、机械两种; 滑道与主梁之间的支腿、滑板、滚轮等。,7、控制系统,所有动作由电器、液压装置完成的中央控制系统
5、; 提高机械化、自动化水平,减少劳动强度,提高效率,根除误操作保证设备运行安全; 简易挂篮没有本系统。,施 工,一、零号块,指箱梁墩顶段; 临时支座与锚固(连续梁); 永久支座安装(连续梁); 模板; 钢筋: 混凝土施工;,1、临时支座与锚固(连续梁),使墩身与主梁临时固结为“T”型刚构。 临时支座: 通常采用与箱梁同标号的混凝土浇筑,中间夹5cm同标号硫磺砂浆。按承担的最大压力设置承压面积。 锚固: 通常采用预埋于墩身锚固于0号块的钢筋或者预应力锚束。按承担的最大拉力设置锚筋数量及锚固深度。,2、永久支座安装(连续梁),连续梁的支座分固定式、单向活动式、多向活动式,多为盆式橡胶支座。 先安装
6、下支座,调整位置,锚栓孔灌混凝土。 安装上支座,调整位置(活动支座不一定正中),临时锁定上、下支座。,3、模板,底模板: 墩顶位置宽度可以满足0号块浇筑的,直接在墩顶布置模板; 墩顶宽度不足时,应搭设支架(墩旁托架或落地支架),以满足底模板的布置。 底模的脱模装置,通常采用对口楔的形式。,墩顶托架,外侧模: 外侧模通常与挂篮外侧模共用; 安装在墩帽两侧的托架上; 端模: 端模通常与挂篮端模共用,也可单独制作; 注意预应力孔道的位置。 内模: 因内模形状特殊,为专门加工; 若箱内空间较高,尚需顶模支架。,4、钢筋,普通钢筋: 常规施工。 预应力钢筋: 竖向预应力钢筋应采用定位架保证位置,锚固端的
7、处理应按图纸要求进行; 横向预应力筋,多采用扁锚钢绞线,其锚固端的处理及张拉端的位置应按图纸施工; 挂篮的临时锚固钢筋,应按照施工组织设计的规格、数量、位置要求进行。并100%预拉。 纵向预应力管道: 管道应穿出端模板10cm左右,以利下次接长。,5、混凝土施工,浇筑次数: 通常采用两次浇筑,第一次浇筑底板及墙身混凝土,第二次浇筑顶板混凝土; 裂缝控制: 缩短两次浇筑的间隔时间; 优化配合比设计,降低混凝土的水化热; 降低混凝土的入模温度; 加强养护,混凝土的保温。,二、一号块,挂篮浇筑 支架对称浇筑 模板 浇筑混凝土 预应力施工,1、挂篮浇筑,在0号块顶上直接拼装挂篮主梁、安装模板系统,浇筑
8、混凝土,进行预应力张拉。 调整挂篮支点位置,接长挂篮主梁,移出底篮及模板系统,进行下一块段的施工。,2、支架,孝襄14标支架,孝襄14标支架,支架通常还兼有0号块外模支架的功能。 支架的上部通常采用对拉克服倾覆力矩。 墩旁托架: 应用于墩身较高,且可承受悬臂施工时各种工况下产生的弯距荷载。 搭设在墩身上的牛腿等预埋件上,承担一号块的重量、底篮、底模板、施工机具、人员等荷载。,落地支架: 墩身高度不大时; 墩身截面较小,不能承受悬臂施工时各种工况下产生的弯距荷载时采用。 支架的支点布置在承台上。,3、模板,通常采用挂篮的模板系统。 当箱梁较高时,内模常采用滑动模板或提升模板。 内模是依靠内模滑梁
9、移出到下一梁段的。,4、浇筑混凝土,早先的浇筑通常分为两次进行,第一次底板和肋板,第二次为顶板。 近代多为一次浇筑。,5、预应力施工,待混凝土强度达到张拉强度时进行预应力张拉。 纵向预应力张拉、锚固。 竖向预应力张拉。 横向预应力张拉通常滞后进行。,三、2号块及以后块段,挂篮的拼装 挂篮的加载试验 正常施工阶段,1、挂篮拼装,在挂篮安装之前,必须在陆地上进行预拼装,以验证挂篮部件的完整性、可操作性,同时熟悉挂篮安装程序及各部件之间相互关系。 箱梁0、1号块段所组成的施工区中测放出挂篮行走走道的位置。 依次安装行走轨道、支撑点、后锚固系统、主梁,并及时锚固主梁。 安装横向联结部件、悬挂吊带等。,
10、挂篮的拼装,将吊带与位于1号块位置的底篮联结,底篮尾部用链条葫芦与墩身连接稳定,收紧挂篮吊带使底篮脱离支架,缓慢放松链条葫芦荡移底篮,使底篮处于自然悬吊状态时拆除链条葫芦。 至此,挂篮拼装过程结束。,2、挂篮的加载试验,为了检验挂篮的性能和安全,必须对已经安装的挂篮进行加载试验。 通过加载试验,可以消除结构的非弹性变形,测出结构的弹性变形,反算出主桁的弹性模量。 加载的方式,可根据现场具体情况选择沙袋加载或悬挂水箱。 加载采用逐级加载,记录加载过程求得结构参数供线形控制时参考。,悬吊水箱加载,3、挂篮正常施工阶段,加载试验结束后,即可进行梁段混凝土施工。 调整底篮、模板,收紧吊带,检查后锚固。
11、 安装钢筋,浇筑混凝土,养护等强,施加预应力。 接长行走轨道,挂篮行走到下一块段的位置。,4、挂篮施工须注意的事项,保持平衡对称施工: 施工过程中的不均衡荷载严格控制在设计允许范围内; 暂时不用的施工机具及时清理,各工作平台,吊脚手架保持清爽,混凝土散落物及时清理。 混凝土浇筑时,箱梁两端进度保持基本平衡。,克服混凝土竖向接缝裂缝: 尽量采取一次浇筑法。在底板混凝土初凝前完成整个块段的浇筑。 混凝土浇筑过程中及时调整前后吊带的紧度。 模拟混凝土重量,前后下横梁悬挂等载水箱,随着混凝土逐渐浇筑,水箱中的水逐渐放掉。(荷载替换法),挂篮的行走: 锚固体系的转换,这一步为挂篮行走安全关键环节。容易产
12、生误操作而发生挂篮倾覆事故,教训已经不少。,挂篮行走时应尽量保持两端行走同步。 行走速度不能太快,及时调整方向。 切记:不能用卷扬机作行走牵引。,四、边跨现浇段,边跨通常有一段现浇梁段,采用支架施工,长度依设计而定。待悬臂梁段施工完成后,与此梁段之间浇筑边跨合拢段,完成边跨的合拢、体系转换。 本梁段通常采用满堂支架进行施工,支架的要求与其他的支架施工基本相同,边跨现浇支架孝襄14标,五、合拢段,合拢段分边跨合拢段和跨中合拢段两种。 连续梁按“T”构施工完成后,再将各“T”构拼接而形成整体连续梁(或连续刚构),这种拼接称合拢。 合拢段的施工是合拢中的非常重要的工序。,黄石大桥跨中合拢段,孝襄14
13、标跨中合拢段,合拢段的施工,安装合拢吊架 采用专门设计加工的吊架,调整位置及标高。 或者利用挂篮作为吊架,箱梁的另一端应加配重予以平衡。 调整底模板和外侧模。 安装临时锚固系统,配合临时拉索来克服合拢过程中温度产生的应力。临时锚固系统包括支撑杆和临时拉索。 支撑杆及箱梁底部拉杆的数量及大小应计算获得。 临时拉索的数量及张拉吨位由计算确定。,安装钢筋。 浇筑合拢段混凝土: 合拢段混凝土浇筑应注意以下事项: 精心作好准备,在最短的时间完成混凝土浇筑; 调整混凝土配合比,尽早达到张拉强度; 在一天中温度最低时浇筑混凝土; 加强养护,保温保湿。,混凝土达到张拉强度时,及时进行预应力钢索的张拉。实现合拢
14、段的合拢。 拆除合拢吊架。,六、体系转换,悬臂施工时梁体呈负弯距受力状态,随着各T构的依次合拢,梁体也依次转化为成桥状态的正负弯距交替分布形式,这一转化就是连续梁的体系转换。 合拢顺序一般都是设计规定的,通常情况下施工单位不能擅自变更。 合拢是体系转换的重要环节,合拢施工必须满足受力状态的设计要求,和保持梁体线形,控制合拢段的施工误差。,体系转换中需注意: 连续预应力筋的张拉顺序应按照设计规定,一般先顶板后底板再肋板,先短后长,对称张拉。 正弯距束张拉过程应观察锚垫板后的混凝土有无裂纹出现。 解除临时支座时,观察永久支座的下沉量并记录,以校核转换效果。 对称合拢的两个“T”的施工进度应保持基本
15、一致。,七、线形控制,箱梁扰度控制和应力监控是箱梁施工控制的主要内容。 以上监控工作,通常是由有资质和经验的监控单位和施工单位联合,根据现场实际情况进行本项工作的。,扰度控制,箱梁分段悬浇时,其挠度包括: 各梁段自重的挠度; 挂篮前移及施工荷载变化引起的挠度; 温度变化引起的挠度; 各梁段施加预应力后产生的挠度; 砼徐变引起的挠度;,箱梁的设计标高、预拱度值均在理想状态下计算所得,施工中的挂篮变形值可从静载试验中获取可靠数据。温差所引起的变形可先用已浇筑的梁段实测(即挠度观测)标高数据进行“追踪法”计算下一梁段的施工标高,然后采用“倒拆法”所算之0块处的标高来校正下一梁段的施工标高。,应力监控,应力监控内容有: 对全桥合理变更某些设计后的结构安全性进行监控。 纵向预应力钢束对混凝土的张拉效应; 挂篮移位对结构内力的影响; 竖向预应力筋对腹板混凝土竖向正应力的张拉效应; 对挂篮平衡施工的安全可靠性监控; 边跨、中跨合拢块段施工配重的调整; 合拢时临时锚固力的确定;,设 计,一、设计原则,挂篮的合理设计是保障质量、施工进度的及安全的重要因素。设计中要考虑重量轻、结构简单、受力明确、运行方便、变形小、安装拆除方便、便于运输,并尽可能利用已有的材料。 通常桥梁设