悬臂灌筑施工技术

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1、悬臂施工法是上世纪 50 年代发展起来的一项建桥技术。特点是：将梁部结构分为若干阶段，由墩顶向两侧逐段拼装或灌筑，最后合龙整孔桥跨结构。悬 臂 灌 筑 施 工 技 术桥梁悬臂灌筑及钢管拱安装施工技术1悬 臂 灌 筑 施 工 技 术桥梁悬臂灌筑及钢管拱安装施工技术 悬臂施工法一般分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法 。悬臂施工法是在桥墩两侧对称逐段就地（原位）浇筑混凝土，待混凝土强度达到一定强度后，张拉预应力筋，移动机具、模板继续施工，使悬臂不断接长，直至合龙（拢）。悬臂拼装法则是将梁体按节段预制，从桥墩两侧依次对称安装节段块件，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合龙（拢）。 今天主要介绍悬臂浇筑法施工。

2、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）。串糖葫芦堆码积木一、悬臂施工法的概念及特点悬臂灌筑法图示 2一、悬臂施工法的概念及特点特点： （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，能

3、较快熟练掌握施工技术，提高工效。 体系转换 变截面梁 临时固结 逐段张拉预应力挂篮前移外模就位，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。 以京九线泰和大桥为工程背景形成的菱形挂篮施工工艺流程。 铜九吴家湾桥连续梁施工组织设计制订的挂篮施工工艺流程。京津城际跨北京三环路连续梁施工工艺流程图。3 .1 挂篮悬臂灌注 31）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

4、顶推方式 3 .1 挂篮悬臂灌注 2）挂篮模板就位 挂篮后锚：利用竖向预应力筋 挂篮后锚必须连接可靠，需要专人负责检查 早期挂篮采取过在桁架后端施加配重的方式 453 .1 挂篮悬臂灌注 3）钢筋绑扎，预应力管道安装 与前段钢筋的连接符合技术要求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 3 .1 挂篮悬臂灌注 4）混凝土浇注 对称浇筑不平衡重由设计提出浇注时间与运送方式和时间相适应混凝土的捣固63 .1 挂篮悬臂灌注 5）养生及穿索、接长走形轨道 养生很重要高性能混凝土对养护的要求提高了高速铁路（客运专线）要求 5 天龄期73 .1 挂篮悬臂灌注 6）张拉预应力预应力是生

5、命线 按设计要求的位置和顺序张拉防止管道堵塞 穿索方式 83 .1 挂篮悬臂灌注 7）孔道压浆 注意预留排气孔 按设计要求及时压浆 采用真空压浆新技术提高压浆质量 93 .1 挂篮悬臂灌注 8）挂篮主构架卸载（或者脱底模），准备前行进入下一循环3 .1 挂篮悬臂灌注 用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括：在墩顶浇筑起步梁段(0#块)，在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段；边跨及中跨合拢。 (一 )施工挂篮的构造 挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设，混凝土灌注和预应力张拉，灌浆等作业。完成一个阶段的循环后，挂篮

6、即可前移并固定，进行下一阶段的悬灌，如此循环直至悬臂灌注完成。10 1.挂篮分类 挂篮按构造形式可分为桁架式(包括平弦无平衡重式、菱形、弓弦式)、斜拉式、型钢式及混合式四种； 挂篮按抗倾覆平衡式可分为压重式、锚固式和半压重锚固式三种； 按挂篮走行方法可分为一次走行到位和两次走行到位两种； 按其移动方式可分为滚动式、滑动式和组合式三种。几种主要的挂篮结构如图 5-15-6 所示。平行桁架式挂篮111213上3047501上上上 上上上40上14用挂篮主段悬浇施工的主要工艺程序为： 灌注 0 号段及墩梁临时锚固； 拼装挂篮； 灌注 1 号段； 张拉预应力钢索 挂篮前移、调整、锚固；灌注下一梁段；

7、包括： 1)挂篮前移，按立模标高设顶底模标高； 2)浇筑混凝土，养护； 3)张拉预应力钢索。依次类推完成悬臂灌注；挂篮拆除；边跨合拢； 中跨合拢。15 0 号段位于桥墩上方，灌注 0 号段相当于给挂篮提供一个安装场地。 0 号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇，如图所示。 立 0 号段底模时，同时安装支座及防倾覆锚固装置。如图 5-12 所示。3.墩 身1底 模 架 2支 架号 块 10号 块 1233.节 点 板1底 模 架 2三 角 撑 架 44墩 身16171323.临 时 支 撑 4预 应 力 钢 绞 线1临 时 支 座 2永 久 支 座0号 块 0号 块13.永 久 支 座1锚 固

8、钢 筋 2临 时 支 座18挂篮运至工地后，应在试拼台上试拼，以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。 在 0 号段上安装梁顶滑道，然后安装支座及三角形组合梁，并将其梁尾部相连并锚固，配置压重。吊挂相应调带(杆)。 将底模平台及侧模支架作为整体起吊，与相应吊点相连结，后下横梁则用吊杆支撑在箱梁底板上。19 从 2 号段开始，两挂篮分开作业，其尾部各安装接长梁,并将主梁后端锚固在箱梁顶面上. 挂篮锚固应有专人负责，以保证挂篮在每次变形时规律一致 。 在 0 号块上安装完成挂篮以后，应首先进行挂篮加载试验，以获取加载与挂篮变形的关系曲线。 试验方案应经指挥部、监

9、理和监控小组批准后实施。 加载时应注意分级加载，且分级应均匀。 条件允许时应逐个进行挂篮加载试验，以便于检测全部挂篮的性能。菱形挂篮悬灌施工要点菱形挂篮主要由主桁架、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板系统（底、侧、内模）几大系统组成 2021菱形架（由立杆、上平杆、下平杆、前斜杆、后斜杆组成）前上横梁（I50 双拼工字钢组成）22横连系统后三角吊点 挂篮后锚一般由精轧钢筋作为后锚，可由预埋精轧钢筋、利用竖向预应力筋 预留孔洞穿精轧钢筋等措施实现滑轨锚固一般为预埋或利用竖向精轧钢筋走行系统组成 滑轨后勾板、反扣轮内滑梁及滑梁挂架外滑梁及滑梁挂架倒链或穿心式千斤顶牵引系统悬吊系统组成 一般用钢板吊

10、带或精轧钢吊带（分为前托梁吊带，后托梁吊带，滑梁吊带）螺旋千斤顶倒链模板系统组成 底模系统由前下横梁（前托梁）、后下横梁（后托梁）、纵梁、工作梁组成，底模直接安装固定在底模系统上侧模为整体定型模板，悬挂在外滑梁上内模悬挂在内滑梁上 9）悬灌循环时间解除后锚、松前吊带，挂篮前移就位，底模、侧模同时前移。约 6h后锚底模，修整、校正侧模，调整底模标高，侧模就位。约 12h绑扎底板、腹板钢筋，安装预埋件、波纹管道和竖向预应力筋。约 20h前移内模，修整就位。约 10h绑扎顶板钢筋，安装顶板波纹管及预埋件。约 18h23灌筑混凝土。约 10h混凝土养生，穿钢绞线，拆内外模板。约 72h张拉纵向预应力筋

11、。约 10h纵向预应力管道压浆。约 8h合计：166h（7 天）正常情况下，一个循环 710 天。 3 .2 挂篮安装 连接牢固，不得随意焊接、切割吊装作业安全在挂篮设计和加工阶段就要考虑：挂篮的安装和拆除挂篮形式起重设备的能力运输条件和方式能否租用3 .3 0 号段施工 1）0 号段施工托架 243 .3 0 号段施工 2）临时支座一般用混凝土结构拆除相对设置比较复杂预埋电阻丝融化硫磺砂浆混凝土硬凿水钻钢支座253 .3 0 号段施工 3）0 号段模板 可借用挂篮模板永久支座处理 4）0 号段钢筋绑扎和预应力管道安装数量比较大 施工人员还不熟悉宜出错 预应力管道密集 3 .3 0 号段施工

12、5 ）混凝土浇注钢筋、管道密集 永久结构构造复杂施工人员还太熟悉易出现质量事故0 号段施工时间一般 4060 天263 .4 合龙段施工 是悬臂施工的关键工序，关系到成桥线型 为缩短合龙时间，合龙梁段较短，一般 2m 为宜 合龙依据设计计算确定，没有固定顺序临时锁定 合龙段温度控制 3 .5 体系转换 与合龙段施工密切相关 从临时锁定开始，由静定结构变为超静定结构 连续刚构在合龙段施工同时完成体系转换连续梁主要在临时支座拆除时完成体系转换多跨梁多次体系转换273 .6 挂篮拆除 不是重要工序注意安全和构件的保护 在有些情况下存在困难3 .7 挂篮试压（预压）目的：检查挂篮加工及安装质量，消除非

13、弹性变形；测定弹性变形及非弹性变形，为各段箱梁立模的抬高量提供依据。 方法：原位堆载预压和模拟等效预压。 分级加载3 .8 施工控制 悬浇梁的施工控制包括线型控制和应力监控 施工控制是悬浇梁施工技术的重要组成部分，并始终贯穿于桥梁施工中常用跨度的悬浇梁一般情况下不进行应力监控 线型控制是必须要做的 线型控制是悬灌桥施工的重要工作之一悬浇梁在现场简单到只是调整底模的立模标高28而这个标高的确定非常复杂；必须由专业人员进行结合现场施工实际计算确定，并在过程中逐步调整 4.1 挂篮形式 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

14、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29三角形挂篮较早出现的挂篮，至今仍然大量使用。30弓弦式挂篮受力经典市场不佳31斜拉式挂篮菱形挂篮经典挂篮形式32牵索式挂篮用于斜拉桥3334菱形挂篮改进型4.2 挂篮可利用系数 挂篮的可利用系数，也称为重量系数（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 左右弓弦挂篮是一种结构合理的轻型挂篮，其重

15、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 以下牵索式挂篮可利用系数约为 0.3 左右4.3 挂篮构造应重视挂篮的选型、设计和加工必须制订施工操作规程或作业指导书35技术难点 1）钢管拱圆管在各部位的弧率不同，多处存在相贯线，下料精度要求高；焊缝要求严格，、级焊缝均要求 100%探伤检测；各部位加工精度要求高，特别是吊杆上锚箱焊接位置如果不正确，将造成吊杆无法安装。362）钢管拱安装虽然有支架法、斜拉扣挂法、转体法、整体提升法等方法，但针对本工程特点，选择合适的安装方案，采用有效的临时固定和调整拱肋技术措施，达到既安全经济、又快速的目的，是钢管拱施工面临的技术难题。 1）采用数控切割机床下料，纵向焊缝采用埋弧自动焊等先进设备 ，横向焊接采用坡口焊缝，所有焊缝通过超声波探伤检测，并抽检 20%进行 X 射线探伤。 2）加工前，对已施工完的梁部拱脚、下锚箱位置进行精确测量，将误差输入到钢管拱第一节拱肋及吊杆上锚箱加工设计图上，先从理论上消除偏差。焊接完成后，除按常规进行横向预拼外，还在工厂内完全模拟现场搭设支架进行竖向预拼装，将问题解决在吊装前，确保一次吊装成功373）结合拱肋高度在桥面上方不超过