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1、,第八章 连续梁、连续T构的悬臂施工,8.1 概述,8.5 合龙与体系转换,8.3 0号段的施工,8.4 混凝土的灌注与预应力筋的张拉,8.7 义乌经发大桥连续T构的悬臂灌注,8.6 悬臂吊机,8.2 挂篮的设计与加工,在已建桥墩顶部,沿桥跨径方向,对称逐段施工,每延伸一段,待混凝土达到强度后施加预应力与已成部分形成整体.,(1)悬臂浇筑法:在桥墩两侧利用挂篮,对称逐段地浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后,张拉预筋,而后移动挂篮继续下一段的悬臂浇筑.,(2)悬臂拼装法:利用吊机将预制块在桥墩两侧对称吊装,张拉预筋后使悬臂不断接长,直至合拢.,如图示,如图示,如图示,示意图为重庆长江大桥中采用的
2、斜拉式挂篮,示意图为三门峡黄河公路大桥采用的平弦无平衡重挂篮,挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，由工作平台提供张拉、灌浆的场地，调整标高。因此挂篮不仅要求有足够的强度保证，还要有足够的刚度及稳定性，自重轻，便于装、拆，移动灵活，便于调整标高等。,为保证浇筑混凝土时挂篮有足够的倾覆稳定性，往往在挂篮的尾部设置后锚固，一般通过预埋在梁肋内的竖向预应力筋实现，当后锚能力不够时，也可采用尾部压重等措施。,挂篮的设计首先要决定箱梁的分段长度。节段大、分段少，施工速度快，但每次浇筑混凝土数量多，要求挂篮的承载力大，节段短，则一切相反。因此要权衡利弊综合考虑。我国一般采用节段长度为25m，最长达
3、8m。,挂篮的横断面布置，取决于桥梁的宽度和箱梁的横断面形式，当梁宽在10m以内时，全断面用一个挂篮即可，当梁宽在15m以上而横断面又为双箱梁时，用两个挂篮分别浇筑两个单箱可能较为灵活。,挂篮设计荷载有：模板重量；震捣器重量及振捣力（约为震捣器自重的4倍），施工人员、千斤顶及油泵重量；最大节段混凝土重量、挂篮自重及平衡重等。,挂篮一般按钢结构计算方法计算，因它为可移动支架且属高空作业，在设计上要有足够的安全度，抗倾覆安全系数不宜小于2。,挂篮计算内容应包括挂篮各杆件及锚杆的内力计算和截面设计、挂篮的变形和倾覆稳定计算。计算应按两个挂篮连成一体时、空载走行时、灌筑梁段时等几种情况分别进行。,采用
4、悬臂浇筑施工时，桥墩顶部0#块混凝土圬土数量较大，一般采用现场就地浇筑，为拼装挂篮，悬臂根部梁段也与0#块一同浇筑，这部分重量可用支架支承。若墩较低，可采用置于桥墩基础或地基上的支架；若墩较高，可在墩中设置预埋支撑支架 。如示意图,用挂篮浇筑墩侧第一对梁段时，若墩顶位置不够，可将两侧挂篮的承重梁先连在一起，待浇筑到一定长度后再将两挂篮解体，形成两个单独的挂篮 。如示意图,悬臂浇筑时，若箱梁较高，每一段混凝土可分两次浇筑，即先浇底板混凝土，后浇腹板及顶板混凝土，若箱梁不很高，所浇筑混凝土数量不大时，可采用全截面一次浇筑。悬臂浇筑的工艺流程见 。如示意图,采用挂篮悬浇施工，当从一个桥墩悬浇完成后需
5、将挂篮移至下一个桥跨继续施工，挂篮的拆、运、装的工作比较烦琐，花时较多。用挂篮悬臂浇筑施工并辅以导梁做为移动挂篮和运输材料设备的施工方法称为挂篮、导梁悬臂施工法。它使用导梁方便地将挂篮水平移至下一个桥墩，使施工简化、 迅速。,采由于导梁仅负担挂篮的重量或运输重量，与前述桁梁相比可以降低要求，常采用钢板梁，工字钢或简易桁架，导梁的长度必须要大于最大跨径一半，即在悬臂浇筑施工完成后，导梁纵移至前方墩，其后支点放在已完工的悬臂端上，前支点落在前方墩上，待导梁就位后，使用导梁上的轨道吊车将一对挂篮移至前方墩，就位后继续使用挂篮悬臂浇筑施工。,示意图表示挂篮已通过导梁移至前方墩安装完毕，将继续悬臂浇筑施
6、工。采用导梁移运，其后支点对已完成的悬臂增加一个很大的集中荷载，需在设计计算中考虑其受力和变形，如果能加长导梁，将其后支点移至后方墩处，可使已完成梁段不承受施工荷载，但导梁的跨径和用钢量要大些。,0#梁段位于主墩墩顶，它是悬灌法施工中极为关键的一段。0#钢筋密集，预应力管道一般设计承三向分布，同时0#梁段又是挂篮组装的起步段，随着以后悬臂长度的逐步增加，它对保持梁的平衡起着十分关键的作用。,因0#梁段是挂篮的起步段，它必需采用支架法在主墩顶进行现浇。支架基础可充分利用主墩承台的襟边，以保证支架基础具有足够的承载力。,0#梁段底模及侧模均利用挂篮的底模及侧模。底模与侧模的相对位置按挂篮正常工作状
7、态下的位置安放，当0#梁段砼浇筑完毕，挂篮主桁梁拼装完成后，即可利用外滑梁将底模与侧模移至1#段位置，而免去拼装挂篮时吊装底模及侧模的困难。,0#梁段在支架上砼浇筑完毕并达到张拉强度后，即可进行箱梁顶板负弯矩预应力钢绞线的张拉。负弯矩预应力钢绞线是为保证挂篮悬臂施工时，箱梁顶板不被悬臂状态产生的顶板负弯矩所破坏而设计的节段性纵向预应力钢绞线，张拉时采用双向对称后张，其张拉应力值与伸长值进行双向控制。,用悬臂施工法从桥墩两侧延伸来建造预应力混凝土连续梁时为了承受施工过程中可能出现的不平衡力矩，需要采取措施使墩顶0#块与桥墩临时固结，目前常用的方法有下述几种。,采用三角撑作为临时支撑示意图,桥墩临
8、时锚固示意图,在墩旁设置临时支架 当墩不很高水又不深时，可设置临时支架，靠梁自重来保持稳定。示意图给出了几种支架支撑的一般构造。 当临时支架可能出现拉力时，支架可设置抗拉措施，如示意图所示。,桥墩做成双柱式或V形墩 采用双柱墩或V形墩，悬臂施工时有两个支点，具有较大的抗弯能力承担施工弯矩。当施工弯矩较大时，也只要稍加处理就可以承受拉力。,利用安装梁增加施工稳定 悬臂施工采用安装梁或龙门起重机时，在桥墩和梁临时固结的情况下，可以利用安装梁上的拉杆吊住已施工完成的梁段，借以抵抗悬臂施工带来的不平衡弯矩。如示意图,为承受使用荷载产生的正弯矩，常布置后期力筋，包括合拢段附近的下缘束、边跨用支架施工的下
9、缘束和全梁连续弯束 。,示意图给出了悬臂施工连续梁力筋的一般构造，其中实线筋为在施工过程中张拉的力筋，虚线筋是在体系转换时张拉的后期力筋。,力筋在截面上应对称布置，并尽量安排在箱梁范围内，力筋数量较多可分层布置，一般情况先锚固下层钢索，后锚固上层力筋，弯筋应通过腹板下弯锚固。当属非腹板位置的力筋需要进入腹板弯曲时，应首先平弯至腹板位置，然后在腹板平面内竖弯。,对称于箱梁中轴线钢束两端同时成对张拉,先张拉肋束后张拉板束,板束的次序是先张拉顶板中部的后张拉边部的,同一肋上的钢丝束先张拉下边的，后张拉上边,肋束的张拉次序是先张拉边肋后张拉中肋,在合拢段施工过程中，由于昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收
10、缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系的转换及施工荷载等因素影响，因此，需采取必要措施，以保证合拢段的质量。,合拢段的构造实例如示意图,一种是预留1.52.0m的合拢段，待主梁标高调整完毕后，现场浇筑混凝土，并张拉二期预应力筋，将梁联成整体 。,另一种是采用节段拼装合拢。现浇合拢比节段拼装合拢施工期长，工艺复杂，但便于调整，而节段预制拼装合拢的精度要求较高。,加强混凝土养护，使新浇箱梁混凝土在达到设计强度前处于潮湿状态，以减小箱梁顶面因日照不均所造成的温差,为防止合拢段两边悬臂端因降温而产生上翘，在合拢段施工时应在两悬臂端增加压重。,及时张拉。在合拢段混凝土强度达到设计强度
11、的80时，应及时张拉预应力连续束，解除临时支座，实现体系转换，以策安全。,支撑合拢段混凝土重的吊架，应具有较大的竖向刚度，以保证合拢段混凝土施工时两悬臂端不致因升温产生过大的挠度 。,为了保证结构按设计要求合拢，往往在合拢段设置临时劲性支撑，以保证合拢前、后结构变形协调。临时支撑分为体内支撑和体外支撑两大类。,用劲性钢管做为合拢段支撑。在合拢段内用厚壁钢管安装在箱梁顶、底板的某些预应力孔道位置上，钢管两端加法兰以增加支承面，并在钢管对应的预应力筋孔道内张拉部分预应力筋，以共同承受和传递合拢段在混凝土施工和养生期间的内力。,待合拢段混凝土达到设计强度并张拉预应力筋后，放松钢管内临时束或补足到设计
12、应力，成为永久索，最后拆除支承处临时支座，实现体系转换，其构造见 示意图,这种方法的不足是钢管不能回收，由于钢管的作用，减小了合拢后所张拉预应力筋对混凝土的有效预应力值。,待在合拢段的上、下部设置预制钢筋混凝土短柱，短柱做成空心(与合拢段预应力孔道相吻合)，短柱两端预埋带孔钢板，以便与已完成悬臂端预埋钢板焊接。施工程序与劲性钢管支撑相同，这种方法能节省钢材，且可避免钢管对预应力的影响。,在箱梁顶面及底板上方，预先设置若干牛腿，然后在两悬臂端相应位置的牛腿上安装临时型钢支撑，以传递合拢段混凝土的压应力，在预应力管道中张拉部分预应力钢筋，以承受合拢段施工时悬臂两端的拉力，待合拢段混凝土达到张拉强度
13、后，张拉连续束，之后即可解除临时型钢支撑，实现体系转换。其构造见示意图,这种方法钢材可以回收，但需设置专门的牛腿，牛腿位置往往与合拢用的托架模板有干扰，须特殊处理。,在悬臂施工时，梁墩采取临时固结，结构为 形刚构；合拢前，撤消梁墩临时固结，结构呈悬臂梁受力状态；待结构合拢后，形成连续梁体系。这一转化就是结构的体系转换。施工时，梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行。在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化。,悬拼工序完成后。桥身与另一部分悬拼区段或与桥端台身部分支架的一段桥身之间均留有1.42.0m 的合拢段，合拢段混凝土浇筑过程及工艺要求即为体系转换的工艺要求。,浇筑合拢段混
14、凝土宜在一天24h内的气温最低的时间进行。,合拢段箱梁上设置支顶措施，也可在合拢两侧用混凝土埋置型钢与箱块主筋相连；于一个昼夜内气温最低时#以劲性型钢两端与预先埋于合拢段两侧的型钢焊牢。也可用千斤顶施加一部分顶力，目的是在外界气温升高时，不使合拢缝变窄。,张拉下余的钢丝束拆除0号块的拉锚并凿除&号块下的临时垫块等体系转换过程均应按设计要求的程序进行。,合拢段混凝土达到设计强度的40%后，可张拉部分预应力束。混凝土达到设计要求的强度后，张拉其余应力束。张拉后可拆除合拢段模板，同时切断焊接的型钢。,移动式吊车构造如 示意图,桁式吊车构造及施工工序如示意图,纵向主桁为吊机的主要承重结构，可由贝雷片、
15、万能杆件、大型型钢等拼制。,纵横向起重桁是供安装起重卷扬机直接起吊箱梁块件之用的构件，横向起重桁支承在轨道平车上，轨道平车搁置于铺设在纵向主桁上弦的轨道上，起重卷扬机安置在横向起重桁上弦。,起重系一般由50KN 的电动卷扬机、吊梁扁担及滑车组等组成，用以从船上提升块件，吊机的整体纵移可采用钢管滚筒在木走板上滚移，由电动卷扬机牵引。,纵横向工作吊篮悬挂于纵向主桁前端的吊篮横梁上，吊篮横梁由轨道平车支承。以便工作吊篮的纵向移 动，工 作 吊 篮 供 预 应 力 钢 丝 穿束、千斤 顶张 拉、压注 灰 浆 等 操 作 之用。,移动式的桁式吊由桁梁、支架、吊框、中间支架和辅助支架组成。,支架是桁架的支
16、点，施工时支承在上部结构上，中间支架设在墩顶部，辅助支架设在梁的前端，当桁梁移到下一个桥墩时支承在桥墩上，其构造参见 示意图,吊框吊在桁梁上，用于悬挂模板和浇筑混凝土,桁梁是主要的承重构件，其长度应大于跨径,用桁式吊悬臂浇筑连续梁的工序见示意图,第二类是后支点支承在后方墩顶，前方支承放在前方墩顶上，施工过程中已浇梁段不承受施工荷载。如示意图,第一类是桁梁的前支承放在前方墩上，后支承放在已浇梁段上，施工重量由已完成的悬臂梁承担一部分，已浇梁段要承受较大的集中力，应注意检算。如示意图,现浇0#与1#、1 #梁段,在桥墩身上一次安装0#、1#、1#梁段托架，并进行预压，然后铺设0#梁段底模。,将预制
17、而成的0#梁段钢筋骨架整体吊装就位后，交错安装0#梁段的外模、内模、纵向预应力制孔管道，横向及竖向预应力筋及制孔管道、顶板钢筋及预埋件。外模板部分地利用挂篮外模。,搭设混凝土作业平台，在腹板和顶板上预留天窗，布置溜放混凝土用的漏斗和串筒，从底板开始前后左右对称整体灌注0#梁段混凝土。,铺设1#、1#梁段底模，将预制而成的1#、1#梁段钢筋骨架整体吊装就位后，交错安装梁段的外模、内模、纵向预应力制孔管道，横向及竖向预应力筋及制孔管道、顶板钢筋及预埋件。外模板利用挂篮外模。,搭设混凝土作业平台，在腹板和顶板上预留天窗，布置溜放混凝土用的漏斗和串筒，从底板开始前后左右对称整体灌注1#、1#梁段混凝土
18、。,当混凝土强度达到设计强度的90%时，穿束、张拉预应力束。各段预应力的张拉为先横向，再竖向及纵向。,各T构的0#、1#、1#梁段施工结束后，首先清理梁段顶面，并用1：2水泥砂浆将铺枕部位找平，然后按下列程序对称拼装挂篮：铺设钢枕安装轨道安装前后支座吊装菱形桁吊装前上横梁安装后吊带吊装底模架及底模板吊装内模架走行梁安装外侧模调整立模标高。,挂篮检查合格后，将预制好的2#、2#梁段的底板、腹板钢筋骨架依次吊入挂篮内，一边与1#、1#梁段预留钢筋相连，一边安装底板、腹板中的纵向与竖向预应力制孔管道。顶板钢筋及横向预应力筋管道待梁段内模架从1#、1#梁段箱体内拖移出并装上模板后，进行现场绑扎安装。依次进行其它梁段的灌筑。,合拢段的施工顺序按设计要求排列，即先边跨后中跨,边跨合拢段混凝土强度达到设计强度的90%时，预应力束按先顶后底板、先短束后长束、顶板与底板交错进行、先张拉50%控制拉力（预应力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程）、第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉。,采取减小水灰比，掺用早强减水剂等办法使所浇筑的砼早强高强、少收缩，以便提早施加预应力，完成合拢段的施工。,合拢段砼浇筑的时间应选在一天中的最低温度施工，一般选在后半夜至早上施工。,
