挂蓝施工技术

1、挂篮悬臂浇筑箱梁施工技术饶 中1 岳国柱2（1.广东清连公路发展有限公司 清远 5115152.中交第二公路工程局有限公司 西安 710068）【摘 要】 挂篮悬臂平衡浇筑法施工在连续梁、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。此种施工工艺主要适用于桥梁上部变截面箱梁的施工。作者结合清连路杜步大桥的施工情况对挂蓝施工进行简要的介绍，并对本项目的一些有效方法进行简绍。【关键词】 挂篮悬臂；浇筑；施工技术；箱梁1 挂篮施工概要 悬臂浇筑法是指在桥梁上部结构施工中，在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。挂篮是指用悬臂浇筑法浇筑斜

2、拉、T构、连续梁等水泥混凝土梁时，用于承受施工荷载及梁体自重，能逐段向前移动经特殊设计的主要工艺设备。主要组成部分有承重系统、提升系统、锚固系统、行走系统、模板与支架系统。它具有占用施工场较小，可以多个工作面同时施工，工期相对较短，桥梁线形易于在施工程中进行动态控制等特点。1、1挂篮的形式目前施工中，按照挂篮的结构型式常采用的主要有以下三种：1 三角挂篮，2 平行挂篮，3 贝雷挂篮；图1 三角挂蓝图2 平行挂蓝图3贝雷桁架1.2不同挂篮结构的优缺点不同挂篮形式的对比见下表：2 挂篮设计2.1 挂篮设计原则构造简单，拆装方便，移动灵活，结构安全可靠，稳定性好，有一定刚度且操作方便。2.2 挂蓝设

3、计的要求挂蓝的质量与梁段混凝土质量的比值宜控制在0.30.5之间，特殊情况下也不应超过0.7。公路桥涵施工规范（JTJ 041-2000)主要设计参数的要求：挂蓝总重量控制在设计限重内，允许最大变形（包括吊带变形的总和）：20mm，施工、行走时的抗倾覆安全系数：2，自锚固系统安全系数：2；斜拉水平限位系统安全系数：2；上水平限位安全系数：2。2.3 具体挂篮的设计的注意事项1 挂篮的重量必须控制在设计所要求的重量范围之内。2 挂篮的主桁位置必须作用在箱梁的腹板位置处。3 对挂篮的主要受力点处要进行局部加强。4 挂篮的计算结果，如前后支点反力等要与设计院进行交流，看箱梁能否受力通过。5 挂篮在0

4、号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的长度能拼装两个挂篮，如0号块的长度不够，需将两个挂篮做成连体挂篮。施工实例照片如下：图4 杜步2号高架桥（连续梁连续刚构）挂蓝施工2.4 设计原理根据施工顺序,确定各种工况下可能发生的荷载最不利组合进行各构件的强度、刚度、稳定性计算。 参与挂蓝演算的荷载有下列几种：1 挂篮自重，模板及支架自重；2 钢筋混凝土自重；3 施工人员、机具、材料等荷载；4 振捣混凝土时产生的荷载5 其他可能产生的荷载，如保暖设施等。2.5、设计挂蓝简要计算步骤2.5.1 计算假设（1）在计算过程中，按照材料力学和结构力学的假设进行计算；（2）主桁按照桁梁组合结构进

5、行计算。2.5.2 底篮计算先将荷载分配至底篮纵梁上，计算其强度及刚度，然后计算出纵梁支座反力作为底篮前、后横梁的荷载，计算底篮前、后横梁的强度和刚度。2.5.3 主桁计算 计算出底篮前横梁的支点反力，作为上前横梁的荷载，计算前横梁的强度和刚度，然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上，计算主桁各杆件的强度及刚度。2.5.4 抗倾覆稳定性计算 通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度，以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。2.5.5 挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算 计算底篮后横梁的强度和刚度，然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上，计算上中横梁的强度及刚

6、度等。就目前情况看：挂篮由专业的模板加工企业进行设计，加工。在设计时模板厂已进行了演算，挂篮进场后通常没有必要对其进行重新的设计，只需对关键杆件进行演算、复核。对租赁的或作业队自备挂篮要对其进行承载能力确认，项目部必须对进场挂篮进行验算，作到心中有数，以确保工程质量和安全。3 挂篮施工3.1 悬浇箱梁0号块（或0、1号块）施工3.1.1 悬浇箱梁0号块（或0、1号块）0号块（或0、1号块）指桥梁主墩墩顶箱梁段，通常包括箱梁0号块或0、1号块。为挂篮拼装提供工作面，在悬臂浇筑过程中作为控制桥梁的轴线和高程的标准的首块梁段，在浇筑完成时，在该梁段上设置轴线和标高的控制点。3.1.2 施工的简要工序

7、临时支座浇筑与锚固（连续梁）；永久支座安装（连续梁）；支架安装及预压，模板安装；钢筋帮扎及预应力管道的布设：混凝土施工，预应力系统张拉、压浆。（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。理论上在体系转换之前，由临时支座承担全部施工时的荷载。 锚固：通常采用预埋于墩身并贯穿至0号块（或0、1号块）顶的预应力钢筋或者预应力锚束。（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，盆式橡胶支座。 先安装下支座，调整位置，锚栓孔灌混凝土或环氧树脂砂 浆。 安装上支座，调整位置（活动支座不一定正中），临时锁定

8、 上、下支座。(3) 托架托架通常还兼有0号块（或0、1号块）外模支架的功能。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0号块（或0、1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,支架的支点布置在承台上（4）托架（或支架）的预压预压的具体试验加载方案为：采用钢筋和砂袋加载方式进行托架预压。托架预压的目的是消除非弹性变形和测定弹性变形量。 图5 杜步2号桥0号块（或0、1号块）（浇筑完成）施工照片见下图：图6 杜步2号桥1号主墩0、1号块施工（5）钢筋帮扎及预应力管道的布设通常0号块（或0、1号块）

9、的结构复杂，配筋率较大，安装困难；且有三向预应力（纵，横、竖）管道较多；连续梁0号块（或0、1号块）上有锚固预应力筋和较多横隔梁对拉筋。（6）浇筑混凝土浇筑通常分为两次进行，第一次底板和肋板，第二次为顶板。目前施工多为一次浇筑（7）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。3.2、挂蓝悬浇块段施工主要工序包括挂蓝的拼装、预压；正常悬浇块段施工。3.2.1挂篮拼装在挂篮安装之前，需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号块（或0、1号块）段所组成的施工区中，

10、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。3.2.2 挂蓝加载试验的目的：为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性与非弹性变形数据及规律，消除主桁结构的非弹性变形，测得相应的挠度值，为箱梁悬浇施工控制提供参考数据。3.2.3 加载试验的方法是模拟重量最大梁段的施工实际荷载，采用预压逐级加载，荷载的布置形式尽量与实际荷载分布吻合，以保证试验的可靠性和准确性。图7 袋装黄砂进行挂篮加载试验清连路B4标采取了混凝土预制块件预压和预埋地锚，油压千斤顶预压方法。对反力架预压方法主要包括以下内容：采用液压千斤顶在箱梁

11、底板范围内对挂篮进行预压加载。即在1#块腹板端面设置反力架，通过千斤顶向反力架施压，利用其反向作用力向挂篮施加所需的预压荷载。该加载方案中对挂篮施加的作用力属内力，因此，预压试验可仅对单侧挂篮进行即可。 图8 反力架示意图图9 反力架预压挂篮图10 挂蓝悬吊水箱加载3.3 挂篮悬浇块段的施工挂蓝加载试验结束后，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。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。3.3.1 挂篮施工须注意的事项（1）保持平衡对称施工；（2）施工过程中的不均衡荷载严格控制在设计允许范围内；（3）暂时不用的施工机具及时清理

12、，各工作平台，吊脚手架保持整洁，混凝土散落物及时清理。3.3.2 施工中其他关键问题：（1）预应力孔道预埋正确，畅通的预防措施；（2）确保混凝土的泵送性能，无堵管或卡管现象。（3）预留孔道的布设的位置满足要求，无破损、接缝好、密封性强。（4）防崩钢筋的布设1) 注意混凝土养护；2) 控制钢绞线的下料，穿束，张拉、压浆等。3.3.3 挂篮的行走（1）锚固体系的转换，该环节为挂篮行走安全关键环节，容易产生误操作而发生挂篮倾覆事故。（2）要严格遵循挂蓝行走的作业指导书。技术、管理人员要交底彻底，现场指导。严禁违章作业。（3）挂篮行走时的注意事项构两端的挂篮应同时对称移动；拆除后锚前要认真检查反扣轮各

13、部联结是否可靠；挂篮移动前要细检查挂篮各部分情况，检查挂篮上安全网、钢筋头或其他绳索有无与箱梁钩挂的情况，发现问题及时处理；挂篮移动要有专人统一指挥，两个手拉葫芦要同步；挂篮移动过程中，要用两只手拉葫芦拉住挂篮后部，防止溜车事故。3.3.4、挂蓝行走实例说明（1）方法：依靠张拉竖向墩筋用的设备；在纵向长轨道上设置牵引点和受力点；两个千斤顶同时施压，挂蓝前移。（2）优点：行走同步性好；挂蓝行走时受力平衡；工作效率高。图11 千斤顶行走的设置3.4 边跨现浇段边跨通常有一段直线现浇梁段，通常采用支架施工。待悬臂梁段施工完成后，与此梁段之间浇筑边跨合龙段，完成边跨的合龙、体系转换。本梁段通常采用满堂

14、支架进行施工，支架的要求与其他的支架施工基本相同施工的完成日期一般不晚于相邻的T构悬浇最后一个块件。3.5 合拢段施工劲性骨架锁定之时即为合拢之时。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。合拢段分边跨合拢段、次边跨（如果有）和跨中合拢段。连续梁按“T”构施工完成后，再将各“T”构连接而形成整体连续梁（或连续刚构），这种拼接称合拢。合拢段的施工是合龙中的非常重要的工序。包括：1 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,箱梁的两端应加配重予以平

15、衡。（清连路杜步1、2号桥次边跨、中跨合龙采用2只挂蓝合拢。）2 调整底模板和外侧模3 锚固系统的安装安装临时锚固系统,配合临时拉索来克服合龙过程中温度产生的应力。4 浇筑合龙段混凝土5 合拢阶段预应力系统的张拉、压浆6 拆除合龙吊架。7 合拢段混凝土浇筑注意事项精心作好准备,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。3.6 张拉控制张拉施工在混凝土强度达到设计强度的90%后方可进行， 张拉前半天派专人检查张拉设备是否到位，数量是否满足对称、平衡张拉需求，机具是否完好，若不能满足施工要求应及时调配，以免耽误张拉时间。1 张

16、拉设备要定期校检。检查其是否在有效期以内，张拉前对千斤顶及油表编号进行检查是否配套，确定无误后方可使用。2 检查锚具及千斤顶安装情况，锚具与锚垫板及千斤顶和限位板之间是否有间隙，夹片是否全部安装到位。3 利用张拉设备的回归方程计算各行程油表读数，将数据贴在油表附近比较醒目的位置，以便张拉控制。4 严格控制张拉顺序，先纵向再竖向最后张拉横向，张拉采用双控。3.7 真空压浆真空压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80以上，使之产生-0.06至0.1Mpa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端

17、灌入，并加以0.7Mpa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减小水灰比，添加专用的添加剂，可提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。1 检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。 2 每压浆二至三孔作为一组，每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道，以减小孔道对浆液的阻力。 3 两端抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空

18、泵工作一分钟后压力稳定在-0.075 Mpa至-0.08 Mpa，继续稳压1分钟后，开启进浆管球阀并同时压浆。 4 压浆。对于圆管，从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5分钟零10秒左右，各管道比较一致；对于扁管，灌浆历时2分钟30秒左右，各管道也比较一致。 5 补压及稳压。真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在0.8-1.0 Mpa。补压稳压结束，关闭球阀（这里需要说明的是，我们利用了水泥浆在高压下易泌水的特点，通过排除多余水分，降低孔道内浆液的实际水灰比，从而进一步提高孔道内浆液的物理化学