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1、悬臂浇注法和悬臂拼装法施工技术,纲要,悬臂施工法的概念及历史背景 悬臂浇筑法 悬臂拼装法 发展趋势,1.1 悬臂施工法的概念及历史背景,悬臂施工法也称分段施工法。它是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。 悬臂施工法是上世纪50年代发展起来的一项建桥技术。随着桥梁事业的发展，尤其是近年来采用悬臂施工法在国内外大跨径预应力混凝土桥梁中得到广泛采用。据统计，国内外1952年以来100m以上大跨径混凝土桥梁中，采用悬臂浇筑法施工者占80%左右，采用悬臂拼装法施工者占7%左右。 悬臂施工法可分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法。,1.2 悬臂施工法的特点,1.在跨间不需要搭设支架。在施工过程中，施工
2、机具和人员的重量，全部由墩台和已建的梁段承受。随着施工的进展，悬臂逐渐延伸，机具也逐步移置于梁的伸臂端，始终勿需用支架自下对梁作支撑。 2.施工期间可不影响桥下通航或行车。所以悬臂施工法可用于通航河流及跨线立交大跨径桥梁。 3.能减少施工设备，简化施工工序。应用悬臂施工法易于做到施工时的内力状态与桥梁建成后较为一致。,1.2 悬臂施工法的特点,4.对每个桥墩有两个工作面平行作业。对几个桥墩可同时施工，有利于加快施工速度，缩短工期。 5.悬臂施工法充分利用预应力混凝土悬臂结构承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，使桥梁的跨越能力提高。 6.悬臂施工用的悬拼吊机或挂篮设备可重复使用
3、，施工费用较省，可降低工程造价。,2.1 悬臂浇筑法的概念,悬臂灌筑法又称无支架平衡伸臂法或挂（吊）篮法。它是以已经完成的墩顶节段（0号块）为起点，通过挂篮的前移对称地向两侧跨中逐段灌筑混凝土，并施加预应力悬出循环作业方法。悬臂灌筑法每节段长一般为2m5m（在斜拉桥施工中现已达到8m10m）。,2.2 悬臂浇筑法的特点,特点： （1）施工期间可不影响桥梁通航； （2）逐段施工不需要大型起吊设备，仅用几个挂篮即可完成梁部施工； （3）每墩有两个工作面平行作业，几个墩可同时施工，有利于缩短工期； （4）梁段施工都在挂篮上完成，能保证施工的连续性和施工质量； （5）节段施工都是重复作业，所需人员少，
4、能较快熟练掌握施工技术，提高工效。,2.3 悬臂灌筑工艺流程,挂篮前移外模就位，并调整底模标高绑扎底、腹板钢筋，安装相应位置的预应力管道（或者抽拔管）拼装内模（或内模就位）和端模绑扎顶板钢筋，安装相应位置的预应力管道（或者抽拔管）浇注梁段混凝土养护，梁端面混凝土凿毛张拉预应力孔道压浆接长轨道，解除相关约束，做好挂篮前移准备进入下一个梁段循环。,2.4 技术需要点,2.4.1 挂篮 挂篮是悬臂灌筑混凝土施工的主要施工设备，它是一个能沿轨道走行的活动脚手架。 挂篮的结构形式很多，变化发展也很快。 按结构形式分挂篮有：型钢式、桁架式、斜拉式等 按抗倾覆平衡方式的不同挂篮有：压重式、锚固式和半压重半锚
5、固式等 按其走行方式的不同则又可分为滚动式、滑动式和组合式等。 不同的桥跨、桥型可选用不同形式的挂篮。,万能杆件桁架式挂篮,由万能杆件拼装组成的挂篮，结构复杂，笨重，用钢量大，安装费时。,斜拉式挂篮,也叫三角形挂篮，承重结构 由型钢主梁、立柱和斜拉杆组 成，出现较早，至今仍然大量 使用。,弓弦式挂篮,挂篮桁架设计成弓 弦式，弧杆受拉腹 杆受压，受力经典 但市场应用不佳。,菱形挂篮,实际工程中应用普遍,挂篮重量系数,挂篮的重量系数，也称为可利用系数（挂篮自重承重量）是衡量挂篮技术的主要指标之一。 早期桁架式挂篮的重量系数往往达到甚至超过1.0 斜拉式挂篮的重量系数为0.30.5左右 弓弦挂篮是一
6、种结构合理的轻型挂篮，其重量系数在0.4以下 菱形挂篮也是一种结构合理的挂篮，其重量系数也在0.4以下,挂篮行走 ：,多采用导链在前端拖拉的方式 也有采用液压千 斤顶顶推方式,挂篮施工技术要点,挂篮模板就位,挂篮后锚：利用竖向预应力筋,挂篮施工技术要点,钢筋绑扎，预应力管道安装,预应力管道位置正确 预应力管道连接可靠 锚垫板与预应力管道垂直,挂篮施工技术要点,混凝土浇注,对称浇筑,挂篮施工技术要点,养生及穿索、接长轨道,养生很重要,挂篮施工技术要点,张拉预应力,预应力是生命线 按设计要求的位置和顺序张拉 防止管道堵塞,挂篮施工技术要点,孔道压浆,注意预留排气孔 按设计要求及时压浆 采用真空压浆
7、新技术提高压浆质量,挂篮施工技术要点,挂篮主构架卸载,脱底模，准备前行进入下一循环,挂篮施工技术要点,2.5 0号段施工,0号块是桥墩顶部的梁体块件，因混凝土体积较大，一般就地浇筑。为承受施工过程中可能出现的不平衡力矩，需要采取措施保证梁体稳定，可以设置临时托架和将桥墩临时固结。,2.5 0号段施工,当桥墩较低时， 支架可支承在 桥墩承台或地 基上；桥墩较 高时，可利用桥 墩锚设托架。,托架的作用： 保证桥墩上两侧悬臂的平衡。 作为灌注墩顶梁段的支承平台，托架顶面应与箱梁底面。,扇形,门形,2.5 0号段施工,临时固结 天津狮子林桥在施工中采用临时固结措施构造，在墩顶靠两侧先浇筑50号混凝土楔
8、形垫块。浇筑0号块，待其达到设计强度70%以上时，在桥墩两侧各用10根32预应力筋，从块件顶部张拉固定。这样，使拼装过程中出现的不平衡力矩，完全由临时混凝土块和预应力筋共同承担。,2.6 合拢段施工,合拢段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过度，所以先拆除一个挂篮，用另一个挂篮走行跨过合拢段至另一端悬臂施工梁段上，形成合拢段施工支架。,2.6 合拢段施工,在施工合拢段，由于昼夜温差影响，现浇混凝土早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土收缩、徐变影响，结构体系的转换影响，需采取必要措施保证施工质量。 （1）合拢长度尽量缩短，一般采用1.52.0m。 （2）合拢温度应与设计考虑温度一致，宜在低温合拢，
9、使混凝土在硬化过程中处于升温受压状态。 （3）合拢段混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早到达设计强度要求。 （4）合拢段采用临时锁定措施，采用型钢安装在合拢段上下部，浇筑合拢段混凝土，最后拆除临时锁定装置。 （5）多跨连续梁桥，在浇筑混凝土前，应在各悬臂端配置与混凝土重量相当的压重，浇筑混凝土时分级卸载。,2.7 存在问题,节段施工中容易出现偏载以及因风力而产生不平衡弯矩.因此，对刚构以外的桥型，施工中除将墩、梁临时固结外，往往还要在桥墩或墩旁加设临时撑柱，以承受不平衡弯矩;开始节段（0、1号等节段）要采用钢托架施工，合拢时需进行体系转换，施工周期受混凝土养生、脱模的限制，节段循环作业中遗留
10、有内部接缝等。这些缺点有的可采取适应措施加以克服，有的则需要施工时注意。,工程实例,广东虎门大桥,大连立交桥,3.1 悬臂拼装法的概念,悬臂拼装法是将预制好的节段，用支承在已建成悬臂上的专门悬拼吊机，悬吊于梁位上逐段拼装。 悬臂拼装的预制长度，主要取决于悬拼吊机的起重能力，一般以25m为宜。过长则需要大型起吊设备，过短则拼装接缝过多，使工期延长。一般在悬臂根部，截面积较大，阶段长度较短，以后向端部逐段加长。,3.2 悬臂拼装法的工序,悬拼施工工序主要包括：,梁段运输,起吊拼装,体系转换,合拢施工,梁体节段的预制、位移、存放,（基础）,（核心）,3.2.1 梁段预制,基本要求： 悬拼施工法，要求
11、构件各节段尺寸准确，外表光洁、钢束管道或主筋位置正确，接缝处理方便，钢束管道压浆及非粘结钢筋的防锈可靠。 节段预制的质量，关系着梁段悬拼施工的质量和速度，因此预制时应严格控制梁段断面和形体的精确度。,3.2.1 梁段预制,基本方法： （1）长线预制：在预制场或施工现场，按桥梁底缘曲线制作固定台座，在台座上安装底模进行节段混凝土浇筑工作。 为加快施工进度，常采用先灌注奇数节段，再利用其端面密合再浇筑偶数节段。注意，为防止粘合，梁段断面涂隔离剂。,3.2.1 梁段预制,（2）短线预制：是在固定台位且能纵移的模板内浇筑，由可调整内、外部模板的台车与端梁完成的。当第一节段混凝土灌注完成后，在其相对位置
12、上安装下一节段模板，并利用第一节段混凝土的端面，作为第二节段的端模完成第二节段混凝土的灌注工作。,3.2.1 梁段预制,方法对比： 采用长线台做法预制，成桥后梁体线形好，但占地较大，地基要求坚实，混凝土的灌注和养护移动分散。 短线预制场地相对较小，灌筑模板及基本设备不需要移动，但要求精度高，施工严，周转不便，工期相对较长。,3.2.2 梁段运输,梁体节段自预制底座出坑后，一般先存放于存梁场，拼装时节段由存梁场移至桥位处。 形式：水、陆、栈桥及缆吊等。 阶段：场内运输、装船、浮运。,3.2.3 梁段拼装及接缝处理,自行式起重机、门式起重机,浮吊拼装,高空悬拼,3.2.3 梁段拼装及接缝处理,悬臂
13、吊机拼装法,3.2.3 梁段拼装及接缝处理,连续桁梁（也叫闸式吊机）拼装法，可分为移动式和固定式两类。移动式桁架长度大于桥的最大跨径，桁架支承在已拼装完成的梁段和待拼装的墩顶上，由吊车移动拼装。（湘江,3.2.3 梁段拼装及接缝处理,此外，还有 浮吊拼装法 缆索起重机（缆吊）拼装法 起重机拼装法,3.2.3 梁段拼装及接缝处理,缝宽0.10.2m；快凝水泥砂浆（或小石子混凝土）,缝厚1mm左右环氧树脂水泥，0.20.25MPa拼压,应用很少,3.3 梁段拼装及接缝处理,1号块的拼接 1号块是两侧悬臂箱梁的基准节段，是全跨安装质量的关键，要防止其上翘和下挠。因此，必须采用各种定位方法，确保1号块
14、定位精度。 保障措施： （1）定位后的1号块，可用吊机悬吊支承，也可用下面的临时托架支承。 （2）一般与墩柱上的0号块以湿接缝相接（宽0.10.2m），便于进行接缝处管道接头拼接、接头钢筋的焊接和混凝土振捣作业。,关键技术环节,3.4 工程实例,钢箱梁的制作,3.4 工程实例,3.4 工程实例,3.4 工程实例,箱梁拼装,3.4 工程实例,3.4 工程实例,3.4 工程实例,3.5 悬臂浇筑、拼装两种方法的对比,1、施工进度 2、施工质量 3、施工变形控制 4、地质水文适应性 5、施工起重能力,4 发展趋势,拱桥均可以采用无支架施工,如缆索吊装、转体施工、劲性骨架法、悬臂浇筑及悬臂安装等方法。
15、其中缆索吊装、转体施工、劲性骨架施工法在我国大跨度拱桥施工中都已有较为成熟的应用,而悬臂浇筑法在国外拱桥施工中应用较多。 悬臂浇筑法：常采用的有2种方式即塔架斜拉索法和斜吊式悬浇法,4 发展趋势,塔架斜拉索法是国外采用最早、最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的方法。施工要点是:在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架,用斜拉索一端拉住拱圈节段,另一端绕向台后并锚固在岩盘上,这样逐节向河中悬臂架设,直至拱顶合龙。 斜吊式悬浇法,也称悬臂桁架法,此法的施工要点是:拱圈、拱上立柱和桥面板等齐头并进,边浇筑边构成变高度的悬臂桁架。,蒂洛斯(Tilos)桥,悬臂桁架法施工 作为下弦杆的主拱和竖向腹杆的拱上立柱均受压,故采用高强混凝土有利于受力;而作为上弦杆的桥面板和斜向腹杆均受拉,故分别采用抗拉强度高的钢梁和钢绞线。,建成后的蒂洛斯桥,斯克拉丁河桥,塔架斜拉索悬臂浇筑施工 1.施工下部结构 2.拱脚悬臂施工 3.拱座墩上架设临 时辅助钢塔架 4.合拢,施工方法的交替,建成后的斯克拉丁河桥,谢 谢,
