挂篮施工技术讲座.ppt

挂篮悬臂浇筑施工,（技术讲座）,简 介,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。,挂篮的应用（巴东大桥-斜拉桥）,挂篮的应用（黄石大桥-连续刚构）,苏州北互通立交刚构,苏州北互通立交-刚构,兰州银滩黄河大桥（斜拉桥）,兰州三滩黄河大桥（连续刚构）,湖北枝城清江大桥-连续梁,广东河源大桥,挂篮的应用（新八一大桥-斜拉桥）,挂篮的应用（八一大桥-斜拉桥）,二、挂篮的形式,三角斜拉式（沙洋、宜城、钟祥大桥等）,钱塘江五桥三角斜拉式,滑动斜拉式 如：湖南株洲湘江大桥 襄樊汉江长虹大桥,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。,枝城清江大桥,桁架式（黄石大桥等）,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,弓弦式虎门大桥,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。,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。,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。,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,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。,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。,3、模板系统,悬浇梁段的底模板、内外模板及端模。,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。,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。,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。,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。,施 工,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；,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。,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。,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。,墩顶托架,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。,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。,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。,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,1、挂篮浇筑,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。,2、支架,孝襄14标支架,孝襄14标支架,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。,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。,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。,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。,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。,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,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。,挂篮的拼装,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。,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。,悬吊水箱加载,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。,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。,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）,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。,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。,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,边跨现浇支架孝襄14标,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。,黄石大桥跨中合拢段,孝襄14标跨中合拢段,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。,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。,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。,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。,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。,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。,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；,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。,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；,设 计,一、设计原则,挂篮的合理设计是保障质量、施工进度的及安全的重要因素。设计中要考虑重量轻、结构简单、受力明确、运行方便、变形小、安装拆除方便、便于运输，并尽可能利用已有的材料。 通常桥梁设计单位对挂篮的重量都有限制，在挂篮设计中只要满足要求即可，没有必要刻意追求过小的负载系数（设计施工总承包项目另论）。,就目前采用主要形式为租赁挂篮或分项工程包给作业队施工的模式,通常没有必要对挂篮进行重新设计。 对租赁的或作业队自带挂篮要对其进行承载能力确认,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。 因此必须搞清楚设计原理。,二、设计原理,根据混凝土浇筑顺序,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及刚度计算。 荷载大体有下列几种： 挂篮自重,模板及支架自重,混凝土自重,混凝土浇注冲击力及振捣的振动荷载,常用机具重量,施工人员的人群荷载。 验算挂篮的抗倾覆稳定性能,后锚点锚固力等。 计算挂篮前支点反力及箱梁底板底篮支点反力结果提交设计单位和监控单位。,三、设计步骤,根据现场材料情况、设计允许的挂篮重量要求及混凝土节段重量来选定主桁的结构形式及材料。 选定底篮结构形式及材料。 选定模板的结构形式。 选定底篮收放的类型及机具。 选定后锚固形式及挂篮行走方式。 用最不利工况最不利荷载进行各构件强度刚度验算。 用最不利工况最不利荷载进行整体稳定性验算。 调整各构件,再验算直到满足要求。,谢谢大家!,