斜拉桥主梁悬臂挂篮现浇施工案例讲解

主讲：文娟娟斜拉桥—主梁悬臂挂篮现浇施工方案1.工程概况五河口特大桥为152m+370m+152m三跨一联预应力混凝土双塔双索面全漂浮体系斜拉桥。主梁全长674m，边、中跨比0.4108:1。施工图设计将主梁划分为105个节段，其中支架现浇段8个，挂篮悬浇段94个，合拢段3个。主梁标准节段共82个，梁全宽38.6m，标准节段长6m，边箱型断面。主梁中心处梁高3.2m，顶板37.6m宽、厚30cm，底板厚40cm，边斜腹板厚30cm、中斜腹板厚40cm，桥面板设2%双向横坡。顶板底面对称于桥轴线有两根小纵梁，截面为70cm×30cm。标准节段断面如图。主梁标准节段1．挂篮设计和制造：1.1主要设计参数主梁Z4#～Z30#,B4#～B19#节段，悬浇段长度均为6m。标准节段混凝土重量为480t，最大悬浇节段（B19＃）混凝土重量为540t。挂篮设计承载砼重量540t，本身自重（包括模板，边箱内模按12t/边）215t，荷重比0.4。

1.2挂篮构造本挂篮由承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、锚固系统、操作平台及预埋件系统等组成。承载平台：承载平台是挂篮的主体结构，由支承悬浇荷载及模板体系的平面刚架和挂腿组成。平面刚架设计为三横梁、四纵梁式，各梁均为钢箱梁。两主纵梁前部开槽，并在头部箱梁内设置以斜拉索在主梁上锚固点为中心的圆弧形承力面，以适应各节段斜拉索不同角度的变化。牵引系统：牵索系统的功能是在挂篮悬浇施工时将斜拉索与挂篮连接起来形成前支点；在悬浇完成后，将斜拉索与挂篮分离，实现索力的转换。牵索系统由张拉机构及斜拉索冷铸锚组成。张拉机构中的张拉千斤顶通过撑脚固定在垫块总成上。垫块总成可沿主纵梁头部曲梁内导轨上下滑动并锁定，因而前支点空间位置可调以适应各节段斜拉索角度的变化。行走系统：行走系统实现挂篮空载前移功能，由索引机构及行走反滚轮组成。牵引机构由两台1000kN千斤顶通过两根精轧螺纹钢筋，同步牵引挂腿下行走滑靴带动挂篮前移。行走滑靴在专门辅设的滑轨上滑动。挂篮行走时由后走轮平衡前倾力。

定位系统：定位系统实现挂篮浇筑前的初定位及微调定位功能，由前锚杆组、止推机构及标高调节机构组成。挂篮由前锚杆组提升到位，止推机构承受斜拉索张拉力中的水平分力，标高调节机构放置在主纵梁尾部，由升降千斤顶及机械锁定装置组成。其作用是在挂篮定位时，调整挂篮前端的竖向标高。该机构可调范围为±200mm。锚固系统：锚固系统包括六组前锚杆组和两组后锚杆组。前锚杆组设在后横梁上，其作用是将承载平台承受的施工荷载传递到已浇梁段上，后锚杆组设在主纵梁尾部，其作用是平衡挂篮斜拉索初张拉时产生的后倾力，同时，两组锚杆组亦作为抗风安全锚固点。

2．挂篮预压2.1预压的目的及依据预压的目的：为检验挂篮的性能和安全，消除结构非弹性变形，测量挂篮系统的弹形量。本次试压采用现场堆载法，主跨、边跨两副挂篮同时预压。主跨选用的荷载分布，最大荷载为标准节段荷载的1.1倍，即：480t×1.1＝528t。边跨选用的荷载分布，最大荷载为19#节段荷载的1.1倍，即：540×1.1=594t。预压时，先主、边跨两边都按主跨528t同时对称分级加载，在两边都达到主跨的110%荷载后待观测获得所需数据再对边跨进行追加重量，追重为（540-480）*1.1=66t。以次法预压的依据：1.两边对称加载模拟挂蓝悬浇时两副挂蓝同时处于标准节段的施工状况；2.边跨追加66t重量，主跨持荷不动模拟主跨处于标准节段，边跨处于自重最大节段时挂蓝状况。

2.3压载平台顶板采用标准节段主梁模板作为预压平面，将内顶板模板下降，与底板模板高度相当，并适当加固。主纵梁同样采用主梁的底模，作为试压的钢筋堆放平台。前横梁模板安装时，以方便堆放钢筋为准。2.4观测点的布设a、挂篮上观测点布设共设15个点。每一个观测点为确保牢固可靠用型钢焊接而成，并伸出一定的高度，利于观测。b、已浇主梁段上观测点的布设。在BZ1#－BZ3#截面上对应边主梁的轴线、桥中轴线上各设3个观测点。该观测点可用短钢筋头埋在砼中作标记。2.5荷载分级荷载基本分四级，即50％、75％、100％、110％的标准节段砼的重量。主跨对应的压载重量分别为240t、360t、480t、528t。边跨对应的压载重量分别为240t、360t、480t、528t、594t。2.6压（卸）载顺序每级荷载均按先边主梁、后横隔梁、再顶板、最后中纵梁，南北两侧、东西方向对称均衡的原则。每级荷载加载完毕，在材料顶洒一层石灰或铺彩条布等方法作标记，以便按级卸荷时拆除材料数量。卸载顺序与加载顺序相反。2.7数据整理分析根据测量成果，挂篮数据分析主要利用第一个工况（加载前索力为零、荷载为零时，“0”）和中间标准工况（荷载100%，“100%”）和最后一个工况（卸载后索力为零，荷载为零，“→0”）。其它工况数据作为校核。计算公式为：非弹性变形=“0”状态差值—“→0”状态差值；弹性变形=“100%”总变形值—非弹性变形值。各点的变形量均为相对于挂篮上下游主纵梁前端两观测点的变形差值。通过比较每点相对的变形差值，来计算出该点的弹性变形量和非弹性变形量。

3.挂篮悬浇施工工艺流程4.挂篮悬浇施工4.14/～17/节段和4～30节段（标准节段）施工4.1.1空挂篮前移（1）挂篮前移准备a、拆除横梁内外侧模板，斜腹板模板及边箱梁内腔模板，连同拱架降下中间顶板部分模板。b、索力转换，使索力传至梁段上。c、拆除止推机构，轨道前移。d、拆除前中间锚杆组、前内侧锚杆组和后锚杆组。e、挂篮下降1.2m，挂腿落至轨道上。横梁及边箱梁底模脱模。f、安装行走反滚轮，标高调节机构螺杆下降。g、安装顶推机构。（2）挂篮前移用全站仪测放出该段的挂篮本次行走终止线和桥中轴线，确定挂篮在纵桥向的位置。在牵引前移的过程中，遵循对称、同步、均衡的原则，尽量保证挂篮整体平移，随时纠正挂篮的偏位。4.1.2挂篮定位、锚固和精确调整立模标高a、挂篮前移就位后，顶升标高调节机构，使反滚轮倒在侧面，使挂篮通过标高调节机构受力。b、安装前外侧锚杆组。c、缓慢同步提升前外侧锚杆组，同时标高调节机构螺杆下降，挂篮上升。d、安装止推机构，操作止推千斤顶，使挂篮平面定位。定位后，挂篮的纵向中心线与桥轴线之间偏差不大于10㎜。挂篮中心线前后端偏差不大于10㎜。e、安装前中间锚杆组、前内侧锚杆组和后锚杆组。f、调整标高调节机构千斤顶，使挂篮精确定位，并满足预变形设置要求。g、连接张拉机构与斜拉索，形成前支点。4.1.3模板施工本模板系统按满足标准节段浇筑进行设计。模板系统由边箱梁底模及外侧模、横梁底模及侧模、顶模、中腹板侧模、边箱梁内模以及顶模拱架、支撑等组成。（1）箱梁底模采用桁架支撑于承载平台上，横梁底模位于承载平台前横梁之上。（2）中腹板侧模与顶模间采用铰连接，横梁侧模之间以及边箱梁外侧模和中腹板侧模与边箱梁内模之间采用对拉螺栓连接，横梁侧模支撑采用可撑杆支撑在承载平台上。（3）中间顶模及边箱梁内顶模的后端通过吊杆锚固在已浇梁段上，确保相邻两节段接缝平顺。（4）顶模采用拱架支撑，拱架通过铰固定在次纵梁的滑轨上。挂篮前移前，松开对拉螺栓，将边箱梁外侧模、前端横梁侧模放置于承载平台上。（5）边箱梁内腔模板为组合钢模或胶合木模板，待底板和腹板钢筋施工完毕后，将预先拼装好的内模整体吊入，便于拆装和搬运，施工时注意模板的拼缝质量及排列规律性。φ25、φ20接头采用镦粗直螺纹连接，其它钢筋采用绑扎搭接接头，但同一断面的钢筋接头应合乎设计和规范要求。钢筋制作在后场车间下料弯钩，按钢筋编号成捆运至施工现场，钢筋施工顺序为：边箱梁底板钢筋→边箱梁腹板钢筋→波纹管架立钢筋→安波纹管及穿钢绞线（预应力粗钢筋）→横隔板底板钢筋→横隔板腹板钢筋→水平拉筋→波纹管架立钢筋→安波纹管及穿钢绞线→顶板底层钢筋→粗钢筋波纹管→顶板顶层钢筋。钢筋在底模上准确放样，定位绑扎牢固、保护层厚度合乎规范要求。钢筋安装与预应力管道埋设交叉进行，波纹管的连接要做到不漏浆，注意钢筋安装时烫伤波纹管。若普通钢筋与预应力管道干扰，则移动普通钢筋，以保证预应力管道的正确。4.1.4钢筋安装4.1.5索导管制安及预留、预埋（1）索导管制安与支架现浇梁段相同，见前述。（2）主梁上的预留（孔、洞）和预埋件应包括如下几类：工程预埋件有：a.交通工程的预埋件；b.景观照明工程的预埋件；c.通讯和供电系统预埋件；d.桥梁运营中监控工程的预埋件。目前除收到a类预埋件施工图外，还没有收到其余各类预埋件的正式施工图。施工预埋件有：挂蓝工作预埋件（锚杆组和止推机构、牵引滑车等）；b.标高监测点预埋件；c.安全防护栏预埋件；d.挂索和预应力辅助施工预埋件。4.1.6混凝土施工（1）主梁混凝土设计标号为C60，其施工指标、配合比设计、砼制备运输和布料等与主梁支架现浇段同。

（2）砼浇注顺序及振捣砼的浇注总原则从前至后（即由梁端向已浇段推进），从中心至两侧（从桥轴线向梁边）对称、均衡浇筑。浇注时，阶梯形推进，依横梁、边箱梁、顶板的顺序分层浇筑。分层为50cm，钢筋和预应力密集处分层厚控制在20－30cm，用50型和30型棒加强振捣。在预应力张拉的锚下，用铁锹铲碎石混凝土布料，保证锚下混凝土质量。每一节段混凝土的浇筑方量应严格控制，使梁段的自重误差控制在2%以内。混凝土浇筑前，在钢筋顶面布设砼表面标高控制点，控制混凝土表面的平整度和双向横坡。混凝土浇筑后，进行二次收面，以防混凝土表面开裂；气温较低时还应视现场具体情况增加收面次数。砼浇注完后，来回抽动波纹管内加衬管，以防漏浆堵管。（3）养护砼终凝后及时进行养护，表面覆盖麻袋片，洒水且保持湿润状态，维持7d以上。因主梁施工跨越冬季，在冬季来临前拟订好切实可行的措施，确保冬季施工的正常进行。冬季养护，可先覆盖一层不透水的薄膜或彩条布，再加盖一层麻袋片。温度0℃以下时停止施工。4.2过渡段18/和19/段的悬浇施工待17/段施工完毕，挂篮下放，拆除挂篮上顶板模板支撑桁架，按2/、3/块的立模方式悬浇18/和19/节段。1.预应力体系的组成及工程数量主梁纵向预应力钢束采用φj15.24-19、φj15.24-12、φj15.24-3预应力钢绞线，桥面板、斜腹板采用直径ΦL32精轧螺纹钢筋，横隔板采用φj15.24-19，

φj15.24-22预应力钢绞线。2.预应力管道的定位及埋设主梁预应力管道采用φ120、φ100、φ91、φ50mm的普通波纹管（外径），根据孔道长度进行下料，在钢筋绑扎基本完毕后，然后根据预应力筋的坐标定出间距1m的固定点，并用φ12的钢筋与其它钢筋点焊成“#”形固定网片，固定波纹管。两端锚垫板精心施工，用固定架固定保证锚垫板和孔道垂直且与中心线一致，管道接头采用大一号的波纹管或铁皮管套在接头两端，用胶带包紧裹实，以防震裂波纹管造成孔道堵塞。预埋预应力管道时注意压浆嘴的预埋，压浆嘴与波纹管的连接处用胶带缚紧缠实。3.预应力筋下料、编束预应力材料进场验收后认真堆放，注意防锈防污。按需要量分批使用。预应力钢绞线（精轧螺纹钢）下料长度为理论孔道长度再加上工作锚环厚度、限位板厚度、千斤顶长度、工具锚环厚度、富余长度（10cm左右）。精轧螺纹钢、钢绞线下料宜采用砂轮切割、不得使用电弧，下料长度相对差值不宜大于L/3000。预应力钢绞线束穿束前按设计要求编束，并编号。每束端头做成锥形，用胶带缠紧，以免损伤波纹管壁而影响穿束。为减少穿束及张拉时管道摩阻力，管道穿束前用压力水冲洗干净。精轧螺纹钢下料时考虑接头错开100cm。预应力施工4.预应力束张拉4.1设备标定及保养根据张拉力的大小确定千斤顶的吨位，千斤顶进场后须校验，千斤顶与压力表配套检验，以确定张拉力与压力表数之间的曲线关系（回归方程），所用压力表精度不低于1.5级，校验的试验机和测力计的精度不低于±2%，张拉机具应由专人负责管理并定期校验，一般使用超过6个月或200次以上或出现不正常现象时，应重新标定。4.2张拉按设计要求当砼强度达设计强度的85%后开始预应力张拉，张拉采取对称张拉，并做好记录。张拉程序