后支点挂篮悬臂现浇施工工艺工法

1、后支点挂篮悬臂现浇施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0504-2011）桥梁工程有限公司 曹义昌 王伟1 前言1.1 工艺工法概况1953年联邦德国在主跨114.2m的胡尔姆斯（Worm.s）桥施工中成功地采用悬臂浇注法，开创了挂篮悬臂施工的先河。之后，悬臂浇注法成为预应力混凝土连续梁（钢构）桥的主要施工方法。我国已经建成的预应力连续梁（钢构桥）很多都采用挂篮悬臂施工。为适应不同跨径、不同截面的桥梁，挂篮在不断的创新。挂篮越来越趋向轻型化，受力越来越合理，走行也越来越方便。挂篮设计要求使用方便、变形小、稳定性好、自重轻、装拆方便、移动灵活，并要有足够的平面尺寸，以满足梁段现场作业的需

2、要。1.2 工艺原理通过后锚固系统将挂篮主梁后端锚固于已浇筑混凝土箱梁梁体上，挂篮前端悬空部分作为下节段箱梁现浇施工的工作平台，利用挂篮自身的强度和稳定性使其成为箱梁节段悬臂浇筑施工的承重构件，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工好的梁段上。待梁段混凝土强度达到设计要求张拉完毕后，即可前移挂蓝，循环作业，直至梁体合龙。2 工艺工法特点2.1 易控制悬臂浇筑段标高偏差，能够随时纠正合拢段线性误差，保证弧状线形观感要求。2.2 可以减少劳动强度、节省经济成本，施工速度快，能保证安全质量。2.3 施工方法简单、易于施工人员掌握。2.4 需要较完整的配套机械设备，机械化程度高。2.5 跨江、跨河、跨既

3、有线的桥梁施工。3 适用范围适用于同类型墩高、大跨连续梁的悬浇施工。4 主要技术标准钢结构设计规范（GB50017）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205）铁路混凝土工程施工技术指南（TZ210）客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50）5 施工方法为保证施工阶段结构的安全性和稳定性，挂篮悬臂浇筑施工，一般为双侧同步对称浇筑施工。挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁体上移动，每段绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、纵向预应力张拉都在挂篮内进行，完成本段施工后，挂篮对称向前各移动，进行下节段现浇箱梁施工。一般节段长度26m。6 工艺流程及操作要点6.1

4、 施工工艺流程施工前必须进行安全交底，组织全体操作人员详细谋划讨论，明确各施工阶段挂篮施工特点，安装方法与步骤和注意事项，以免因顺序错误发生事故。悬臂挂篮施工工艺流程图见图1。施工准备挂篮安装底、外模板安装、调整顶板钢筋、预应力管道安装底、腹板钢筋及预应力管道安装挂篮压载试验内、端模板安装循环施工混凝土浇注、养护拆端模、穿预应力筋预应力筋张拉落底模、挂篮前移、孔道压浆梁体合龙挂篮拆除图1 悬臂灌篮现浇施工工艺流程图6.2 操作要点挂篮根据不同结构、不同受力特点，分为平行桁架式挂篮、弓弦式挂篮、三角挂篮和菱形挂篮，下面主要以三角挂篮为例说明。6.2.1 挂篮的组成挂篮承重系统、底模系统、侧模系统

5、（内、外）、走行系统，后锚固系统组成。一个挂篮由两片三角形组成，每片梁承受梁段砼重量。考虑施工现场的加工能力，主梁、滑梁、上横梁等未采用合理的桁架结构，而采用型钢结构。 1 承重系统每个挂篮有两片三角形组合梁，三角组合梁由主梁和立柱，斜拉带及联系角钢组成。三角形组合梁下设支座和滑道。后上横梁：两端拴接于主梁上部，外侧用级精轧粗螺纹钢筋与后下横梁联接。前上横梁：两端拴接于主梁前端上翼缘，外侧用级精轧粗螺纹钢筋与后下横梁联接。压紧器：级钢筋、扁担梁、支座，千斤顶。2 底模平台在砼悬臂施工中承担钢筋砼重量及施工机具重量，并兼做施工操作平台，底模支撑系统为型钢组成的纵梁，纵梁与前后下横梁栓接。3 侧模

6、系统（内、外）外模一般用10槽钢及80角钢做骨架，钢模面板用5mm冷轧板，骨架与模板连接均采用焊接，侧模用滑梁悬吊，骨架上设滑轮，以便安装滑梁、侧模于主梁，其它构件同时滑出，内模也采用其上设滑轮，脱模后滑梁与外侧模同时滑出。4 走行系统分为三角形组合梁走行系统，侧模走行系统及内模走行系统三部分。1）三角形合梁走行系统，在每片梁中部设滑动支点，后中设平衡导向滚轮，箱梁顶面上设滑道。向前滑移。2）侧模走行：外模走行，在侧模滑梁上装滚动轴，当松开后锚栓及支撑拆模时，在自重作用下，外模落在滑梁上，与主梁、侧模、内模滑梁前进。3）内模走行：放松内模后，内模板即落在滑道上，然后滑出。5 锚固系统后锚栓采用

7、一般采用32精轧螺纹钢筋。作用是将挂篮承受的荷载传至箱梁上，并防止挂篮倾覆。主梁移动的倾覆稳定由主梁后端压紧器来维持。6.2.2 结构检算要点1 结构检算依据1）挂篮总重控制在设计范围内，允许最大变形（包括吊带变形的综合）20mm。2）自锚系统的安全系数：2.0。3）现浇混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数：2.0。2 荷载组合1）荷载组合。混凝土自重+动力冲击荷载+挂篮自重+人群和施工机具荷载（计算强度）。2）荷载组合。混凝土自重+挂篮自重+人群和施工机具荷载（计算刚度）。3）荷载组合。挂篮自重+冲击附加荷载+风载（计算走行）。3 挂篮结构检算根据梁段细部情况，梁截面可以分为地板、腹板、顶板和

8、翼板进行荷载计算，地板和腹板荷载由底模系统承担，顶板荷载由内膜系统承担，翼板荷载由外模系统承担，通过前后吊杆吊带传递到前上横梁和已浇梁段上。各个部分传递到前上横梁的所有荷载都传递到主桁架上。主桁架再通过前支点和后锚点把力传递到已浇梁段顶板。悬吊系统部分在整个挂篮受力中起到力系转换的作用。在计算中主要验算底模系统、外模系统、内模系统、主桁系统、悬吊及走行系统、细部构件等的刚度、强度、稳定性满足承载力要求。6.2.3 挂篮的安装1 在0#块上先进行放样，定出滑道安放位置，铺设滑道底垫块，找平，安放滑道，然后通过扁担梁与锚杆将滑道锚固在箱梁上。2 将走行轮组装好后，穿入滑道后段，主桁就位后与主梁销接

9、。3 将三角主桁拼装好后，整体吊装至滑道上，前端伸出箱梁端头，后端与走行轮销接，然后通过扁担梁与锚杆将主桁锚固。4 四片主桁全部安装并锚固好后，安装主桁立柱竖联。5 安装前上横梁及主桁平联，将主桁与前上横梁形为整体。6 检查。要求各构件都配套联结，位置准确，所有联结螺栓型号不得混淆，平、斜垫圈应配齐，并注意其方向性，同型号螺栓松紧程度一致，各锚杆用测力板手每根初拉到15.0T。7 将滑梁穿入侧模桁架，并将滑轮穿入滑梁，通过卷扬机或导链提升，将侧模系统整体提升就位，然后前端通过级钢吊杆固定于前上横梁，后端经侧模滑轮固定于已成箱梁翼缘板上。8 在1#段底地面上将底模纵梁、前下横梁、后下横梁及底模板

10、形成的底模系统拼好，然后用卷扬机或导链一次提升吊装到位，再安装级钢后吊杆及前吊杆。底模系统拼时，还应作好前后工作平台。9 检查，调底模中线及标高。10 用千斤顶将底模与前段箱梁底板密合，并将后吊杆带上保险螺母。11 用千斤顶将侧模与翼缘板及腹板外侧密合，调侧模板标高。12 安装箱梁底板、腹板及顶板堵头模板。13 绑扎底板、腹板钢筋，预埋锚垫板、预应力管道及其它预埋件。14 安装内模系统。15 绑扎顶板钢筋、预埋锚垫板、预应力管道及其他预埋件。16 检查，复核中线、标高，合格后方可灌注砼。6.2.4 挂篮验收在使用挂篮之前，应进行对挂篮验收检查。从最初的原材料及成品进场、焊接工程、紧固件连接工程

11、、零件及部件加工工程、挂篮拼装工程到钢结构涂装工程，进行有计划的各个阶段性检查，记录各阶段检查结构，对挂篮进行综合拼接。挂篮设计中必须遵循现行钢结构设计、施工技术规范。采用的原材料及成品应进行进场验收。做好质量检查记录，质量证明文件等资料应完整。各工序按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查。6.2.5 挂篮静载试验挂篮静载试验采用底模逐级加载的方法。选择多个受力点，用钢丝绳滑轮机构进行受力分配，总荷载为节段最大重量的1.2倍。首次加载50%，第二次加载至75%，每一级加载后持荷20分钟，最后加载至120%；对挂篮全面检查，并对挂篮各项数据做好记录，待各项数据稳定后，即可卸除加载

12、。静载实验目的是检测挂篮的应力和变形。并清除挂篮非弹性变形，同时为1#段立模高程提供依据。实验时用应变仪测量应力，用水平仪观测变形，其结果符合挂篮设计要求者方可合格。 6.2.6 梁段灌筑1 挂篮调整好后，安装堵头模板，绑扎底板钢筋，安装预应力束管道。2 绑扎腹板钢筋和安装预应力束管道。3 立内模，调整位置并固定。4 绑扎顶板钢筋和安装预应力束管道。5按照设计要求，进行预埋件安装，预留后期施工所需的孔槽。6 灌注混凝土前检查挂篮后端锚固情况。7 经检查合格后方可灌注混凝土，桥面混凝土要力求平整。8 箱梁砼浇筑应先中部后两端，先底板后腹板、顶板。9同一桥墩两侧箱梁节段混凝土浇筑采用对称同步施工方

13、法，控制两侧不平衡荷载。6.2.7 挂篮的移动上一段箱段灌筑完毕，混凝土达到强度要求，完成预应力张拉后，方可移动挂篮，进行下一段箱梁的施工。1 挂篮移动前先脱除侧模系统，然后脱除底模系统，使侧模与底模系统松动的悬挂于前上横梁及侧模滑梁上。2 挂篮后端锚固放松一点，用千斤顶将挂篮主梁靠前端顶起一定高度，拆除部分垫块，铺设至前段箱梁，用卷扬机迁引滑道移动至前一段箱梁上，然后锚固滑道，并在滑道上涂上黄油。3 放下千斤顶，然后启动卷扬机，牵引着挂篮主桁系统随着走形轮及滑块的移动而前移，同时带动侧模系统与底模系统一起前移。4 挂篮移动到位后，将主桁后端进行锚固，锚固时用千斤顶将后锚杆预拉，上紧，同时将各

14、锚杆受力调节均匀。5 提升底模系统，调整挂篮底板中线及标高，锚固后吊杆，上紧前吊杆。6 提升侧模系统，调整侧模高度及垂直度，并进行固定。7 检查8 至此准备施工下一梁段。依次类推，挂篮前移按上述步骤进行。6.2.8 预应力施工混凝土浇筑完成达到强度后，进行预应力施工，预应力施工顺序为先纵向、后竖向、再横向，张拉结束后，尽快进行压浆，采用水灰比为0.40.5之间的水泥浆，用活塞式压浆泵压浆，压浆时用0.7MPa的恒压，连续注入浆液，压浆灌满管道时，塞住前排气孔，再进行一次补浆，使管道内浆液密实。7 劳动力组织由于悬臂挂篮施工技术难度大，需要一批经验丰富的连续梁施工队伍进行施工，确保施工安全、质量

15、、进度等。悬臂灌篮现浇施工劳动力组织见表1。表1 悬臂灌篮现浇施工劳动力组织序号人员数量（名）序号人员数量（名）1现场管理人员106张拉工152安全员27试验工33钢筋工308起重工124木工155混凝土工308 主要机具设备根据现场施工情况，积极组织新增设备进场，确保连续梁施工生产需要，主要机具设备见表2。表2 悬臂灌篮现浇施工主要机具设备序号机械设备名称规格型号数量1吊车25T2台2挂篮现场需要3钢筋对焊机8台4钢筋弯曲机2台5钢筋切割机2台6预应力张拉设备4套7真空泵1套8压浆泵1台9全站仪尼康1台10水准仪3台备注：当施工高度超过50m时，应配置混凝土泵、电梯。9 质量控制9.1 易出

16、现的质量问题悬臂挂篮现浇施工工艺，主要质量问题为混凝土浇注各节段之间的连接及整体线性问题，混凝土表面出现裂纹等。9.2 保证措施9.2.1 定期（每个节段混凝土灌注前）检查临时墩支撑及锚固情况，发现异情况应及时向公司及指挥部汇报。9.2.2 挂篮走行时必须两侧对称同步进行，混凝土悬浇时块段不同步重量严格控制不超过1/2块体自重。9.2.3 两侧梁面上临时荷载应对称堆放，临时荷载除挂篮自重、张拉设备、压浆设备、节段材料、混凝土灌注设备、风水管路之外，不允许再堆放多余的荷载。梁面上杂物每施工完一节段清理一次。9.2.4 各节段线型高程控制分为立模高程，混凝土灌注后高程，挂篮走行到位后高程。在高程控

17、制上应特别注意上、下游两箱之间的相对位置，保证以后两箱之间合拢带的顺利施工。各节段实际施工控制以设计院下达各节段线型高程控制值为准，并在混凝土灌注前复测线型高程值变化情况，若线型高程实际值与理论值相差过大，应立即请示设计院。各阶段主梁线型资料必须按要求及时上报指挥部和设计院。9.2.5 线型高程测量，对立模高程及混凝土灌注后高程均必须在日出之前测量。所有线型高程值均为梁底高程值，每个断面在直腹板处设高程点共计6个点。9.2.6 挂篮施工立模高程应考虑挂篮变形值、大气温度的影响。根据挂篮静载试验的结果分析得出挂篮弹性变形值，用预抬底模前端高程来消除挂篮弹性变形值的影响。10 安全措施10.1 主

18、要安全风险分析悬臂灌篮现浇施工中，基本处于高空作业，高空作业事故、挂蓝倾覆，雷击等位主要风险。10.2 保证措施10.2.1 主梁主跨侧施工过程中，挂篮上夜晚设置信号灯、白天设置信号旗。10.2.2 施工人员严禁向下抛掷物件，梁面上杂物集中清除。材料、工具放置平稳。10.2.3 挂篮结构是连续梁施工的重要设施，检查合格后应办理签证手续。施工过程中加强对挂篮结构连接部位的检查，特别是对精轧螺纹钢筋的吊杆及斜拉索要经常检查，不得电焊、打火、损伤。10.2.4 所有吊挂使用的导链应定期检修，发现有问题者应及时更换。10.2.5 挂篮平台及其吊挂工作平台上应设置安全人梯和通道。挂篮空挡处应铺设脚手架，设置栏杆、蹋脚，防止物体坠落。11 环保措施11.1 严格遵守国家和地方政府的环境保护法规。11.2 高空作业，不得随意乱扔垃圾。11.3 施工作业区的废弃物采用废物处理车或垃圾车，运到当地环保部门同意的指定地点进行弃置，污水要妥善处理，以免影响环境卫生和污染当地水源。12 应用实例12.1 工程简介中铁一局宁波绕城高速公路西段三合同段半浦余姚江特大桥主桥全长230m(65+100+65)，梁部为三孔变截面预应力混凝土箱梁连续梁。根据主桥连续梁设计分段长