挂篮施工技术讲座沈

挂篮施工技术讲座沈第1页/共88页一、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。第2页/共88页挂篮的应用（巴东大桥-斜拉桥）第3页/共88页挂篮的应用（黄石大桥-连续刚构）第4页/共88页第5页/共88页第6页/共88页苏州北互通立交—刚构第7页/共88页苏州北互通立交-刚构第8页/共88页兰州银滩黄河大桥（斜拉桥）第9页/共88页兰州三滩黄河大桥（连续刚构）第10页/共88页湖北枝城清江大桥-连续梁第11页/共88页广东河源大桥第12页/共88页挂篮的应用（新八一大桥-斜拉桥）第13页/共88页第14页/共88页第15页/共88页挂篮的应用（八一大桥-斜拉桥）第16页/共88页二、挂篮的形式三角斜拉式（沙洋、宜城、钟祥大桥等）第17页/共88页钱塘江五桥—三角斜拉式第18页/共88页滑动斜拉式如：湖南株洲湘江大桥襄樊汉江长虹大桥第19页/共88页滑梁式（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。第20页/共88页枝城清江大桥第21页/共88页桁架式（黄石大桥等）第22页/共88页桁架式菱形平行桁架式（万能杆件、贝雷桁片组拼）组拼弓弦式等等第23页/共88页弓弦式—虎门大桥第24页/共88页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。第25页/共88页三、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。近期多为本类。优点是可减少施工荷载。第26页/共88页四、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。第27页/共88页五、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第28页/共88页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。

第29页/共88页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、底模纵梁可根据具体情况为型钢式或桁架式。第30页/共88页3、模板系统悬浇梁段的底模板、内外模板及端模。第31页/共88页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。第32页/共88页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。第33页/共88页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。第34页/共88页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；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。第35页/共88页施工第36页/共88页一、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；第37页/共88页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。第38页/共88页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。第39页/共88页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。第40页/共88页墩顶托架第41页/共88页外侧模：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。第42页/共88页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。第43页/共88页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。第44页/共88页二、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第45页/共88页1、挂篮浇筑第46页/共88页第47页/共88页在0号块顶上直接拼装挂篮主梁、安装模板系统，浇筑混凝土，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。第48页/共88页2、支架第49页/共88页孝襄14标支架第50页/共88页孝襄14标支架第51页/共88页支架通常还兼有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。第52页/共88页落地支架：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。第53页/共88页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移出到下一梁段的。第54页/共88页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。第55页/共88页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。第56页/共88页三、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第57页/共88页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。第58页/共88页挂篮的拼装第59页/共88页将吊带与位于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。第60页/共88页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。第61页/共88页悬吊水箱加载第62页/共88页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。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。第63页/共88页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。第64页/共88页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）第65页/共88页挂篮的行走：锚固体系的转换，这一步为挂篮行走安全关键环节。容易产生误操作而发生挂篮倾覆事故，教训已经不少。第66页/共88页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。第67页/共88页四、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第68页/共88页边跨现浇支架—孝襄14标第69页/共88页五、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。第70页/共88页黄石大桥跨中合拢段第71页/共88页孝襄14标跨中合拢段第72页/共88页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。第73页/共88页安装钢筋。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。

第74页/共88页混凝土达到张拉强度时,及时进行预应力钢索的张拉。实现合拢段的合拢。拆除合拢吊架。第75页/共88页六、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。第76页/共88页体系转换中需注意：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一致。第77页/共88页七、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。

第78页/共88页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；第79页/共88页箱梁的设计标高、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。第80页/共88页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；第81页/共88页设计第82页/共88页一、设计原则挂篮的合理设计是保障质