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1、1,挂篮悬臂施工技术中建三局二公司基础设施设施事业部尹敬虎二一六年八月,内 容,连续梁与刚构梁桥结构特点挂篮悬臂施工发展史挂篮结构型式挂篮的结构组成挂篮设计挂篮施工挂篮施工常见注意问题,3,一、连续梁与刚构梁桥结构特点,连续梁桥：continuous beam bridge 两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩。对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。,一、连续梁与刚构梁桥结构特点,刚构梁桥
2、：Rigid frame bridge 由于结构通过主梁与墩台通过刚性连接，在竖向荷载作用下，主梁端部将产生负弯矩，从而减小了主梁跨中的正弯矩，跨中截面尺寸可相应减小。支柱在竖向荷载作用下除受压力外还承受弯矩，柱脚一般承受水平推力。,二、挂篮悬臂施工发展史,悬臂挂篮的演化 PC桥梁悬臂灌注施工挂篮的发展打印.pdf 连续梁或刚构的悬臂施工挂篮最初是平行桁架式,后来,逐渐发展为多样化,结构越来越轻型;受力越来越合理;施工越来越方便;应用也越来越广泛。挂篮设计轻型化 挂篮结构受力合理化,三、挂篮结构型式,平行桁架式挂篮弓弦式挂篮三角式挂篮菱形挂篮组合结构式挂篮,三、挂篮的构造形式,桁架式,斜拉式,
3、型钢式,混合式,构造形式,平弦无平衡式,菱形,弓弦式,三角形,预应力,挂篮形式示意图,挂篮的现场图片,四、挂篮的结构组成,1)承重结构。承重结构是挂篮主要受力构件，可用万能杆件或贝雷梁拼装的钢桁或大号型钢制成。2)悬吊系统。悬吊系统的作用是将底模架、张拉工作平台的自重及其上面的荷重传递到承重结构上，悬吊系统可采用钻有销孔的扁钢或两端有螺纹的圆钢组成。3)锚固系统装置及平衡重。该系统设置目的是防止挂篮在行走状态及浇筑混凝土梁段时倾覆失稳。4)行走系统。挂篮整体纵移采用电动卷扬机牵引，挂篮上设上滑道，梁上铺设下滑道，中间可用滚轴、也可用聚四氟乙烯板做滑道。5)工作平台。工作平台设于挂篮承重结构的前
4、端，用于张拉预应力束、压浆等操作用的脚手架。6)底模架。底模架是供立模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养生等工序用。,主轨,液压油缸,前后工作车,主轨,液压油缸,前后工作车,主轨,液压油缸,NRS AS,主框架,前后工作车,主轨,液压油缸,NRS AS,主框架,前后框架,底框架,横梁,内模,前后工作车,主轨,液压油缸,NRS AS,主框架,前后框架,底框架,横臂,内模,外模,底模,内模,前后工作车,主轨,液压油缸,NRS AS,主框架,前后工作车,底框架,横梁,液压油缸,内模,外模,底模,内模,端模,工作平台,五、挂篮设计,依据施工图纸要求设计，设计原则：自重轻、结构简单、受力明确、坚固稳定、变形小
5、、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性。,1.挂篮选型 挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式（包括平弦无平衡重式、菱形、三角形、弓弦式等)、斜拉式(包括三角斜拉式和预应力斜拉式)、型钢式及混合式4种。,1.1.设计要求箱梁结构参数：等高度单箱单室箱梁？截面梁高？全桥箱梁顶板厚？箱宽？桥面板宽？腹板厚？底板厚？中支点0#梁段长？一般梁段长？合拢段长？边跨直线段长？全梁采用预应力体系？挂篮最大重量与节段最大重量比（桥梁施工规范2011版）悬臂浇注砼最大重量？,1.2.类型选定 根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮要求，综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等。
6、1.3.挂篮构件选定 根据项目自身条件，结合公司物资储备情况，选择经济、轻便、加工方便的钢材进行挂篮加工。,2.挂篮结构检算荷载传递路径：检算内容包括：菱形组合梁。按最大重量节段荷载对组合梁各杆件进行强度、刚度及稳定性检算；上下横梁、吊杆、导梁、滑道、压紧器、前支腿、后锚、底纵梁进行强度和刚度检算；各连接螺栓、连接板、焊缝进行强度检算。,3.挂篮技术参数检算成果挂篮及模板自重？挂篮与最大梁段重量比？；设计荷载？恒载安全系数取？活载安全系数取？走行方式?走行时抗倾覆系数?静止时抗倾覆系数?挂篮的弹性变形值?非弹性变形值?,4、检算实例 菱形挂篮计算单正式.doc,1 确定结构形式2 荷载的确定3
7、 边界条件的确定4 结构受力分析5 设计,结果分析,3D分析,六、挂篮施工,6.1、0#块施工6.2、边跨现浇段施工6.3、挂篮悬臂施工6.4、合龙段施工,6.1、0#块施工,0#块支架 挂篮施工关键施工控制为全过程控制，0#块施工为全过程施工重点，支架结构安装是整个施工的安全重点，全程所有构件需经过全员检查签证合格后方可进行0#块主体施工。支架结构形式多样，根据桥位地形地貌的情况，通常可选择满堂支架、钢管支架、型钢支架和托架等形式，各结构件均采用型钢梁焊接承重。,各类0#块支架在施工主体前都应预压检测其结构安全。,钢管支架：适用于陆地区域、承台较大的桥梁，为常见支架施工方法。优点：拼装、拆除
8、快捷方便，安全系数高。缺点：投入钢材量大，非承台承重时下沉量稍大。,满堂支架：适用于陆地平整区域，少用。优点：拼装、拆除快捷方便。缺点：安全系数小，稳定系数小。,A型托架：适用于水上桥梁、高墩桥梁，为常见施工方法。优点：拼装、拆除快捷方便。缺点：危险系数大。,型钢支架：适用于陆域桥梁，少用。优点：结构受力安全，系数大。缺点：安装拆除困难，钢材投入大。,0#块主体施工（此不赘述主体钢筋模板混凝土等的施工）、临时支座和临时锚固 临时锚固实施前应编制详细的施工方案，方案报请监理工程师批准后方可实施。临时锚固设计和施工要求如下：.墩梁临时固结约束，必须形成刚性体系。临时锚固措施能承受的中支点处最大不平
9、衡弯矩及相应的竖向支点反力应满足设计要求。.临时固结可以通过设置临时支墩与临时支座或临时支座与0#块锚固等方式来实现。,.临时支座设计可以采用高标号混凝土配钢筋网片，在临时支座顶底设塑料薄膜隔离层，并预埋精轧螺纹钢或粗钢筋以抵抗不平衡弯矩。解除临时支墩时可以采用工具将临时混凝土凿除。位于临时支座垫块底面的墩顶面及垫块顶面，必须刮浆抹平，在浇筑垫块混凝土和箱梁时，先在墩顶面及垫块顶面涂抹隔离剂进行隔离，在垫块的顶底面不得夹有杂物，以保证接触面的平整。凿除临时支座时注意对梁体结构进行保护。.临时支墩可以采用钢管或钢管混凝土柱，采用钢管或钢管混凝土时要和梁底固接设计。钢管或钢管混凝土柱要支立在箱梁腹
10、板梁底位置，梁底要预埋钢板，钢板要锚固在箱梁混凝土中。,本节安全质量控制要点：临时固结受力大，替代支座来受压；安全计算是关键，各种荷载考虑全；钢管支柱受力大，焊接钢板轴心压；锚固钢筋连墩梁，防止倾覆最牢靠；局部承压较薄弱，钢筋加强也适合。,、永久支座 主要控制环节：检查锚栓孔平面位置及深度符合设计要求，支座吊装就位后，调整标高及平面位置，重力式灌浆锚固支座螺栓，设置上支座板预偏量。同时要检查支座的类型和规格，不能造成位置错误。（支座预偏需根据设计院及监测单位提供的项目当地的常年温度记录核算混凝土的收缩徐变，对比监测单位提供的预偏值进行设置）本节质量控制要点:连接桥梁上下部，支座作用很重要；安装
11、之前要放样，测量平面和标高；要问工人如何搞，弹线卡尺不可少；支座安装位置正，分清活动和固定；垫石表面要凿毛，用水浸润连接好；灌浆材料非常贵，孔径孔深要确保；重力灌浆是工艺，制作试件别忘了；收缩徐变影响大，支座预偏在上方。,6.2、边跨现浇段施工,边跨现浇段的支架布置型式类同与0号块支架，此处不再赘述相同之处，主要阐述几点注意事项：.边跨现浇段施工时边墩支座应处于锁定状态。.中跨合拢段施工时，如施工合龙段锁定结构完成，应立即解除边墩支座锁定，以便整个主桥梁体的自由伸缩，应力释放。.现浇段支架亦需试压检测其结构安全，各相关人员检查签字合格后方能进行现浇段主体施工。(4).边跨现浇段主体施工应该在主
12、梁阶段施工最后两个节段时施工完成，与合龙段施工应间隔约30天为宜。,6.3、挂篮悬臂施工,挂篮拼装 悬臂主体施工 挂篮走行 挂篮拆除,挂篮拼装,拼装顺序：(不赘述挂篮预压拼装方式)主桁架试压走道梁铺设（前滑板和后沟板安装）主桁架拼装安装前下横梁安装吊挂系统安装下横梁安装底模纵梁安装内导梁安装侧模及底模系统安装内模安装底模平台安装上下梯道,挂篮反压试验,挂篮悬臂施工,梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，塌落度一般控制在14-18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。其注意事项如下：箱梁各阶段混凝土在灌注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行道及
13、其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。箱梁各阶段立模标高设计标高预拱度挂篮满载后自身变形。后灌注的梁段应在已施工梁段有关实测结果的基础上作适当调整，已逐渐消除误差，保证结构线性匀顺。,挂篮悬臂施工,若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注。(1)二次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部分。(2)三次灌注：第一次由底板至腹板下承托；第二次是腹板下承托至腹板上承托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托至顶板。混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。,挂篮悬臂施工,各阶段预应力束管道在灌混凝土前，宜在波纹管内插入硬塑管作
14、衬填，以防管道被压扁；管道的定位钢筋应用短钢筋做成井字形，并与箱梁钢筋网固定，定位钢筋网架间距应保持在0.2-0.8m左右，以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮，引起预应力张拉时产生沿管道法相的分力，轻则产生梁体的内力分布不合理，重则产生混凝土崩裂，酿成严重事故。施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免混凝土因日晒雨淋而严重影响质量。冬季施工应备保温设施。有条件时，挂篮可以配备能保证全天候作业的设备，以提高作业效率和保证质量。箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。,挂篮走行,挂篮走行方式多样，通常有以下几种方式：,QY240型张拉千斤顶走行,挂篮走行,导链走行,挂篮
15、走行,第三种走行形式为卷扬机辅助滑车组走行，此种走行方式较为少见，且操作繁琐，不提倡使用。具体方式为：（未配图）1、在已施工梁段上固定安装一台约5t的卷扬机，并在施工梁段预埋滑车组固定点，安装固定滑车。2、解除挂篮所有锚固固定部分，安装卷扬机牵引钢丝绳。3、同步对称走行。,挂篮拆除,在挂篮施工过程中，通常常规施工合龙段时采用一只挂篮支撑及模板系统，故在施工合龙段时应拆除同位对向挂篮，以利于合龙段模板及支撑系统有足够的空间。施工合龙段结束后再拆除合龙段挂篮结构。挂篮拆除根据桥位地理位置情况，方法多式多样，通常为三种施工方法：卷扬机整体下放、塔吊辅助下放及张拉千斤顶下放。挂篮拆除步骤：拆除内模系统
16、工作平台吊挂系统底模外侧模锚固系统主桁,挂篮拆除,6.4、合龙段施工,合龙段施工前应复测、调整悬臂的挠度及两端高差；观测了解合龙前的温度变化与梁端高程及合拢段长度变化的关系。1.施工准备 悬臂梁段浇筑完毕，拆除悬臂挂篮；清除箱顶、箱内的施工材料、机具，用于合拢段施工的材料、设备有序放至墩顶；在“T构”两悬臂端预备配重水箱，或砂袋等压重材料。近期气温变化规律测量记录。2.边跨合拢段支架及模板 利用挂篮模板施工是利用一侧挂篮模板，将另一侧模板拆除或后退。3.设平衡配重 近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。,6.4、合龙段施工,边跨合拢施工步骤图,“T构”悬臂浇注及边跨现浇段施工完毕。搭设合
17、拢段支架。,加平衡配重，钢筋绑扎，预应力管道安装，边跨合拢段锁定。,选择当天最低温度时间浇注混凝土，逐级卸除配重。,边跨合拢段预应力张拉及锚固完毕，拆除合拢段支架及临时锁定。拆除边跨模板、支架,6.4、合龙段施工,合龙段劲性骨架,6.4、合龙段施工,4.合龙施工 施工前测试合龙段施工时期的最低温度和最高温度，确定合龙时间，并为合龙口锁定提供依据。合龙口每端应压载合拢口砼重的一半，并随砼的浇筑同时减载，减载量与砼的浇注量相等，可采用水箱加水或砂袋增减。合龙口砼中加入适量的膨胀剂，浇筑时应认真振捣养生。,6.4、合龙段施工,合龙段配重,6.4、合龙段施工,5、力系转换 用边跨挂篮模板完成边跨合拢段
18、的施工，张拉预应力，然后拆除边跨支架将梁体重力转移到永久盆式支座上，完成由双悬臂梁向单悬臂梁的第一次体系转换。中跨合拢利用一个挂篮来进行，移挂篮到中跨合拢段，在挂篮上完成中跨合拢段的施工，拆除中墩临时固结支座，梁体重力转移到永久盆式支座上，实现由两单悬臂梁向多跨连续梁的第二次体系转换。但要注意：,1 结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前，应按设计要求，张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束。对活动支座需保证解除临时固结后的结构稳定，需采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。,2 梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地
19、释放。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，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，以确保施工安全。,3 在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于永久支座上，按标高调整支座高度及反力。支座反力的调整，应以标高控制为主，反力作为校核。,4 结构体系转换应在合拢段纵向预应力束张拉并压浆后进行。,七、挂篮施工常见注意问题,1.任何时候保证两端的荷载处于基本平衡状态。如混凝土泵送困难等因素影响而难以实现时，应控制两端不平衡重不超过设计要求。2.所有锚固体系必须经过几个人的检查确认。3.所有固定螺母必须是双螺母以上。4.精轧螺纹钢的连接器须有足够的长度，连接长度要有明显标志。,
20、七、挂篮施工常见注意问题,5.其它要求（1）注意预埋桥面系等其它附属设施预埋件是否预埋齐全，并保证其位置准确，且对预埋件按设计要求进行了防锈处理。（2）由于梁体内预应力管道较多，普通钢筋密集，混凝土施工时应确保混凝土灌筑密实，加强隐蔽部位振捣。所有接缝均需认真凿毛清洁，确保新老混凝土的结合强度。（3）混凝土配合比，浇筑顺序及振捣方法，严格按施工工艺操作。梁段浇筑应自悬臂前端向后分层浇筑振捣。使用插入式振捣器时，不得碰损制孔管道及钢筋骨架。在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕，保证层间无施工冷缝。（4）注意各向预应力管道的位置准确。（5）预应力筋的端锚要安装牢固。,七、挂篮施工常见注意问题,
21、6、线性控制 影响箱梁悬臂端产生挠度的主要因素有：梁体结构自重、施工荷载、施加预应力、混凝土徐变、挂篮弹性变形、使用荷载。挠度计算公式如下：,Frouzi,希腊克里克岛Main Span:72 mMax.Load Capacity:165 tonsMax.road width:14,1 m Max.box width:8,0 m Max.length of segment:5,0 m,Wadi Akbara Bridge,以色列最大跨度:80 m最大荷载:150 tons最大桥宽:13,7 m 最大箱梁宽度:5,5 m 最大节段长度:4,5 m,挂篮前端安全防护到位,施工现场安全防护控制较好,
22、挂篮后背梁双螺帽和主梁通道,挂篮底部无防护,0#块底支架固定不牢,作业人员未佩戴防护用品,挂篮后锚锚固钢筋歪斜,挂篮横梁未穿固定销,主梁焊接开裂,模板底梁螺栓未上,模板外侧未采用吊带,塔吊安装未与桥梁固定,氧气乙炔瓶存放,氧气焊接管,消防措施不到位,挂篮吊带螺栓,未预埋后锚套管，采用钻孔,0#块托架焊接质量差,0#托架预埋钢板与连接钢筋焊接不牢,预埋钢板正确焊接,桥面预埋钢筋,预埋套筒不符合设计要求,压浆排气管弯折,竖向注浆管脱落,竖向排气管材质不符合设计要求,横向波纹管被电焊作业时损坏,纵向波纹管堵塞或损坏,锚具口损坏,竖向预应力压浆后不饱满,张拉时无平台、无施工监理人员,内箱模板拼缝不严，致使砼错台,0#块完成砼后效果好,节段间砼接缝开裂,桥面材料堆放凌乱,钢绞线随地放置,谢谢大家，请多提宝贵意见！,
