挂篮悬浇施工技术

连续梁、T构、刚构挂篮悬浇施工技术1概述2挂篮2.1挂篮类型2.2挂篮安装2.3挂篮预压（试前移、后退）2.4挂篮拆除30号块3.1支架3.2临时固结4现浇段支架设计5合龙段6质量控制6.1预应力束施工6.2架立钢筋6.3混凝土施工6.4预防裂缝6.5块件错台6.6避免色差6.7外观缺陷处理7线型控制8其他方面1 概述2 挂篮2.1 挂篮类型一， 菱形挂篮菱形挂篮主要由以下结构组成：主桁架、前上横梁、后平联、底模平台、提升机构、行走机构以及后锚部分 。菱形挂篮主要特点是：结构受力明确，施工简便可靠，不需要设置配重块。挂篮各部分的结构形式及特点 主桁架主桁架为一菱形结构，各杆件均由2I25a加连结板焊接成一方形截面梁，是该挂篮的主要受力部件，其特点为：桁架焊接成一整体，变形小，安装方便。前上横梁 前上横梁直接用2I40b焊接而成，在有吊带的位置设有专门的锚固点。后平联由I16a焊成的矩形桁架和两外挑的三角桁架组成。矩形桁架将两主桁连成整体，外挑的三角桁架端点各设有一吊耳、挂篮行走时通过钢丝绳吊住底平台。底模平台底模平台由前、后下托梁，底纵梁和底模组成，两下托梁的结构形式同挂篮的前上横梁。整个底平台上的荷载部分由前后下托梁传递前上横梁和砼。提升机构1、挂篮前吊点设有6根精轧螺纹钢筋，锚固在前上横梁上，单根精轧螺纹钢筋用两个螺旋千斤顶和一根扁担梁来实现整个底模平台的提升和下放。 2、由于挂篮行走时，所有后锚固点均必须拆除，故在箱梁外侧各增加一根吊索，吊索上配10t葫芦，吊索吊住底平台两后吊点实现挂篮行走。行走机构挂篮直接在顺桥向铺设工字形轨道，工字形轨道用压梁锚固在箱梁顶面上，挂篮前支点卡在工字形轨道上，尾部通过行走小车倒挂在工字形轨道的翼板下。后锚固单榀主桁架采用3根精轧螺纹钢筋作后锚固，3根精轧螺纹均锚固在分配梁上和已浇梁段上，再通过两根45丝拉杆传递给主桁架后锚点。二， 三角挂篮三， 其他挂篮四， 挂篮构造设计要点挂篮行走、模板升降等采用液压装置或容易操作的螺旋千斤顶，电气集中控制，靠机械化和自动化来提高生产效率和降低工人劳动强度；在后锚受力许可的条件下，挂篮行走时，低篮、内外模可同步就位，尽量减少工序，缩短施工周期宽敞的作业空间，便于放置各种机具和操作人员往返；在挂篮主桁架上方设置遮阳雨棚，改善作业环境。为安全起见，挂篮锚杆均采用强度足够的机加工件，避免采用焊接方式或精扎螺纹钢五， 挂篮变形现行施工规范规定：挂篮允许最大变形（包括吊带变形的总和）为20mm；支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁)，其弹性挠度小于相应结构跨度的。对于节段长为4.5m的悬浇段而言，这两条规定基本统一。现实问题是一般挂篮难以满足规范规定的最大变形，尤其在单一刻求降低挂篮系数（自重/负荷）的倾向下。由于挂篮是随着混凝土方量的增加而整体下沉的，过大的下沉对已经初凝的底板混凝土十分不利，挂篮技术参数不能忽视允许最大变形的规定。六， 悬浇施工流程在0块件上拼装挂篮挂篮预压（可压一只挂篮，压的方式多样化）立模、绑扎钢筋等(立模：定人、定时、设备、前锚点)挂篮混凝土悬浇挂篮前移（纵横向对称、后锚点牢固）2.2 挂篮安装底篮整体提升、下降；挂篮桥面以上结构整体后退、横移2.3 挂篮预压（试前移、后退）挂篮预压是挂篮施工的一道关键工序。规范规定新挂篮在初次使用前必须进行预压，挂篮预压主要有以下几个目的：1、检查挂篮的加工质量和设计性能，确保挂篮使用安全；2、消除挂篮非弹性变形；3、求出挂篮变形与荷载之间的线形关系，为设置箱梁预拱度提供数据。一， 挂篮预压常用的方法1、压重：袋装砂，水箱加水，围水预压2、反力：与0号块之间，与承台之间二， 袋装砂预压法袋装砂预压就是将砂袋同步、均匀布置在两端挂篮的底板上，以此来模拟砼的重量进行预压。在预压前应先测出每袋砂的平均重量，然后推算出所需要砂袋的总数量。袋装砂预压法的优点：方案简单，容易实现；比较经济。袋装砂预压法的缺点：工期长；花费劳动力多；堆放高度高，施工不安全；预压精确度较差，不能很好地模拟挂篮实际受力状态。三， 水箱加水预压法水箱加水预压就是利用钢护筒加工成水桶（或水箱），将水桶挂在挂篮的前托梁(或前横梁)上灌水进行预压。水箱加水预压法的优点1、方案容易实现；2、水桶可以提前加工好，预压进度快；3、预压过程中，操作人员远离危险区域，比较安全。 水箱加水预压法的缺点1、加工水桶所花的焊工劳动力多，加工底板所需的钢材多，不经济；2、难于模拟挂篮实际受力状态，预压精度差。四， 与0号块之间用千斤顶施加相互作用力在0#块端部腹板上预埋好埋件，焊接倒牛腿，利用千斤顶分级对挂篮底篮施加压力进行预压。千斤顶预压法的优点1、方法简单，操作方便，方案容易实现；2、可只对单只挂篮进行预压，预压过程对墩身及临时锚固不产生偏心力；3、预压过程中，操作人员远离危险区域，施工安全；4、所花劳动力少，进度快，焊接牛腿、千斤顶分级预压、拆除牛腿等总共只需1天左右；5、千斤顶可利用箱梁张拉千斤顶，基本不需要辅助材料，十分经济；6、预压力主要作用在箱梁腹板位置，与挂篮实际受力状态比较相近，分级施加力容易把握，预压精度高。7、箱梁节段重量越重，采用千斤顶预压法则效果越好。 千斤顶预压法的缺点 千斤顶预压法的步骤1、在0#施工过程中预埋好焊接倒牛腿支架施工用埋件。2、按图焊接倒牛腿支架，确保焊缝质量。3、安装钢箱梁。钢箱梁为直线段施工用钢箱梁，钢箱梁的作用是将预压力分散给挂篮底篮的各根纵梁上。4、设置挂篮预压测量控制点，进行预压前测量。测量控制点设置2个，分别设置在底篮前端两侧箱梁腹板对应的位置。5、安装千斤顶，分5级（分别为20%、40%、60%、80%及100%的预压力）均匀加载进行挂篮预压。每加一级荷载，持荷10分钟后，进行控制点测量。预压采用2套纵向束张拉千斤顶预压。6、卸载后进行控制点测量。7、拆除挂篮预压支架。8、对挂篮预压数据进行整理分析，得出挂篮变形与荷载的线形关系。千斤顶预压法注意事项1、提前对千斤顶和油压表进行校核，求出不同荷载等级下油压表的读数。2、注意千斤顶和油压表按标定进行配套使用。3、预压支架焊好后，现场技术人员应进行专门检查并作相应记录，确保支架焊缝质量满足要求。4、预压前暂时不安装挂篮底模板，避免预压将底模板压坏，钢箱梁直接安装底篮纵梁上，并确保钢箱梁与底篮每根纵梁均紧密接触。预压好后再安装挂篮底模板。5、预压过程中，要确保两千斤顶均匀加载，并严格控制加载油压表读数，确保预压精度。6、预压过程中，操作人员及其余人员远离千斤顶及危险区域，确保人员安全。7、每施加一级荷载后，确保持荷时间不小于10分钟，方可进行控制点测量。8、预压过程中，发现异样情况应立即停止预压，查明原因并采取有效措施后方可继续预压。五， 行走主要是几片主桁架相互位置差的控制3 0号块3.1 支架一， 类型 二， 设计要点支承在承台上的钢管支架预压可取消预压底板横桥向裂缝、可能延伸到腹板上分次浇注时，截面位置：底板以上一倍腹板高度箱内顶板模板的分块（间距50mm）刚度设计，并形成空间稳定体系3.2 临时固结一，控制竖直弯矩：考虑一端挂篮在满载情况下脱落二，控制水平弯矩：风的情况三，构造硫磺砂浆、钢包混凝土的楔块精轧螺纹钢筋尽可能缩短临时固结解除时间 4 现浇段支架设计一， 边跨直线段常采用钢管支架形式和满堂支架形式进行施工二， 如果考虑悬臂段变位，合龙段位置的支架强度三， 长现浇段，混凝土下的纵桥向滑移结构5 合龙段关键：选择悬臂标高变化较小的时间段进行合龙，保持悬臂端标高不变合龙段的真正完成，是以体系转换完成为标识合龙顺序：施工图设计，进一步的考虑既拉有顶一， 边跨合龙段施工流程希望边跨合龙后在预应力束、环境温度、施工荷载等影响下，合拢段标高抬高挂篮悬浇最后一块悬浇段，并同时进行边跨支架现浇段安装合龙段吊架（或利用挂篮）及水箱压重安装边跨合龙段劲性骨架，并焊接一端合龙段劲性骨架锁定浇筑合龙段混凝土、张拉边跨合龙束是否体系转换？二， 中跨合龙段施工流程安装合龙段吊架（或利用挂篮）及水箱压重安装合龙段劲性骨架，并焊接一端合龙段劲性骨架锁定浇筑合龙段混凝土、张拉合龙束是否体系转换？三， 合龙段施工前期准备工作悬臂一定数量后，相邻悬臂T构标高联测合龙前悬臂梁变形测量(两种典型天气测量)合龙段压重导致悬臂端三维坐标变化的试验预估合龙所需时间压重数量（边跨不同）、方式及变形测量时间四， 合拢段施工注意事项1）合拢段长度：在满足施工操作要求的前提下，应尽量缩短，一般采用1.53.0m。2）合拢温度选择。一般宜在低温合拢，遇夏季应在晚上合拢，并用草袋等覆盖，以加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。3）合拢段混凝土选择。混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早达到设计要求强度，及时张拉预应力束筋，防止合拢段混凝土出现裂缝。4）合拢段临时锁定：劲性型钢安装在合拢段上下部作支撑，然后张拉部分预应力钢束，待合拢段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。5）为保证合拢段施工时悬臂端标高始终处于稳定状态：温度变化；在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重(或称压重)，配重需依桥轴线对称施加，按浇筑重量分级卸载。如采用多跨一次合拢的施工方案，也应先在边跨合拢，同时需经大量计算，进行工艺设计和设备系统的优化组合。连续梁永久支座在设置临时支座时要考虑一定的预偏量，主要是合拢温度与设计合拢温度之差五， 体系转换注意事项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，张拉部分或全部布置在梁体下缘的正弯矩预应力束，对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定，如控制和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，也确保施工安全。3、对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力若按设计要求，需进行内力调整时，应以标高、反力等多因素控制，相互校核如出入较大时，应分析原因。4、在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并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。六， 中跨合龙段的顶推对于薄壁墩连续刚构桥，在合龙段施工过程中，由于昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系转换及施工荷载等因素影响，必须采取一定措施，以保证合龙段的质量。施工中可以采用跨中顶推来调节桥梁主梁和墩的内力。6 质量控制6.1 预应力束施工一， 设计方面预备束的作用与概念每个悬浇段最后一排竖向预应力与下一段一起张拉在任何情况下，竖向预应力钢筋一定要布置在腹板中心或关于腹板中心对称布置二， 张拉张拉条件：混凝土强度（锚下强度）；龄期；弹性模量；设计要求；预应力暴露在管道（大气）中的时间；设计要求；张拉步骤：初张拉（张拉力P0为设计张拉力的0.1倍）持荷2分钟 量测伸长量0张拉至设计吨位P持荷2分钟量测伸长量1 卸压量测伸长量2 退顶实际引伸量：根据公式=P(10) /(PP0)-（12）计算实际引伸量，与理论伸长量进行比较，查看（）/是否在5，+6以内。如满足，说明张拉合格，否则，应查明原因并采取相应的措施处理后方可继续张拉。检查千斤顶及锚具有无滑丝：根据（21）是否大于7mm来判断有无滑丝。如大于7mm，则表明出现了整体滑丝，应查明原因并采取相应的措施，解决后方可继续张拉。预应力钢束张拉完毕后，用砂轮切割机将多余钢绞线切割，余留长度为3.5cm左右。底板可能产生的崩裂竖向精轧螺纹钢筋预应力：锚垫板与钢筋的垂直（平整与密实）；锚下有效应力（锚固、复拉）引入扭矩扳手后，则通过不同扭矩下的锚固效果分析，形成了定量化的最佳锚固工艺三， 预应力锚具的空间角度在施工中，不可能用全站仪将复杂的空间角度定位出来，只可能将锚具端面相对于模板的角度表现出来。在这里最重要的是：张拉时，预应力束与锚具的张拉端面垂直，施工中可以用与预应力束同直径的硬塑料管插入锚头及管道内来模拟分析；预应力管道从直线变化点变化至锚具张拉端面的曲线，应圆顺自然，一般凭视觉就可以判断（甚至可以凭此修正设计图中描述的具体坐标）。四， 预应力张拉初始张拉力施工规范和设计常规规定：预应力张拉初始张拉力为1520（张拉控制力），溯其目的，是为了准确推算伸长值从而反馈施工质量，故笔者试图将初始张拉力值理解为“张拉端克服预应力瞬时损失（锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩，预应力钢筋与台座之间的温差，混凝土的弹性压缩）、预应力钢筋与管道壁之间的摩擦后，整个预应力束发生基本符合虎克定律的变形时的张拉力”。根据以上理解，在施工中，可按2.5级从7.525（可根据预应力束长度调整上限）计算好理论伸长值，在张拉过程中按每级2.5稳定持荷3min后测量实际伸长值，进行理论伸长值与实际伸长值的比较分析后就可确定“初始张拉力”。五， 预应力张拉纵向悬臂预应力张拉时应注意在水平面内对应于桥轴线对称张拉（如：使用4个千斤顶基本同步对称），每级荷载均应进行持荷（这一点在以往的施工中没有要求）。三向预应力张拉顺序为：纵向竖向横向。靠近悬臂前端面的1排或者2排竖向预应力应滞后与下一悬浇段竖向预应力一起张拉。在横向预应力没有张拉前，应控制翼板上施工荷载大小。六， 压浆张拉结束后在24小时内进行孔道压浆，孔道压浆按照从底处孔道进浆高处孔道出浆的顺序进行。孔道压浆应一次性完成，压浆压力为0.40.6Mpa，压浆应缓慢进行，不得中断；浓浆排出后，关闭出口阀门并继续压浆至一定压力。水泥浆从搅拌完毕至压入孔道的中间间隔时间不得超过40分钟。孔道压浆水泥浆的水灰比不得大于0.4，标号不小于40Mpa，泌水率不大于2%，流动度宜为1214s，不准掺入氯盐，按规范可适当掺入减水剂、膨胀剂和缓凝剂进行配制。压浆标号？补浆：竖直管道。竖向预应力漏张拉会使腹板不能形成双向预应力状态，削弱结构承载能力。竖向预应力没有压浆或者压浆时泌水率过大，管道中将可能存在冻胀问题。冬季不能压浆的问题七， 封锚普通封锚方法：钢绞线切割后，用水泥砂浆将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度15 mm，封锚48h 之后灌浆。由于锚板外部被水泥浆封住了，水泥浆经排浆口排出孔道外；压浆后，锚垫板出浆口以外的孔道部分及锚具内均无水泥浆；难以有效排出孔道中的微沫浆，压浆后孔道两端基本上是空的。正确的方式应该采用密封罩封锚（作为工具罩使用,在浆体初凝后拆除），在压浆过程中，锚垫板上的出浆口流出与压浆端一样的浓浆后（可通过接在真空泵上的透明软管观察） ,关闭出浆口处阀门,打开密封罩上阀门并继续压浆,使浆体透过锚具夹片和钢绞线间的缝隙流入密封罩内，并充满整个密封罩，如图4-24 b所示。（a） 普通封锚 （b） 密封罩封锚图4-23 锚头封锚示意图6.2 架立钢筋箱梁顶、底板上的普通钢筋设置一般是这样的：上下面有一层纵向和横向主筋组成的钢筋网，上下层钢筋网之间设竖向的联系筋，该联系筋习惯地称为“架立筋”。在有连续预应力束存在的底板上，该“架立筋”要承受连续束的径向分力。国内曾有这样的实例：因没有设置足够数量的“架立筋”而在预应力张拉过程中使底板分层。对于长翼板的联系筋也要从设计上和施工上得到保证，其后果在运营阶段才能表现出来。简单地称联系筋为“架立筋”，模糊了部分施工人员（甚至部分监理人员）对联系筋作用的认识，而在施工中放松了要求。故在设计图中应对它的分布密度、与主筋钢筋网连接方式作出明确要求。底板厚度应大于3倍预应力管道直径底板连续预应力束是决定桥梁运营阶段质量的关键，而一般不注意6.3 混凝土施工混凝土浇筑宜从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新旧混凝土之间产生裂隙。腹板混凝土厚度控制：模板既拉有顶6.4 预防裂缝一， 常规措施钢筋密集与锚固部位的施工大体积、高强度混凝土温控混凝土高温季节及冬季施工合龙段混凝土施工二， 特别提醒沿纵向波纹管的纵向裂缝（环境气温、扰动）箱梁底板崩裂6.5 块件错台混凝土与模板的刚性接触底板接茬：底篮前横梁与后横梁的刚度差异剪力槽凿毛方式6.6 避免色差6.7 外观缺陷处理7 线型控制对于大跨径，在计算挠度时，要考虑剪切变形，而一般的程序中，没有考虑施工荷载对线型的影响 预应力管道的、k值漂浮 ，及时进行预应力损失的测定，确保纵桥向预应力锚下有效应力进场后马上进行试配，测其弹性模量、徐变收缩有经验的线形控制人员应从悬臂阶段各个工况的挠度情况来判断施工质量控制水平。对于长度大于100 m的孔道，张拉持荷的时效性应根据现场试验确定张拉持荷的延长时间，以使预应力与应变成线性关系，可减小管道摩阻引起预应力损失。另外，张拉过程应缓慢进行，这样有利于减缓混凝土收缩的时间和预应力在混凝土中的传递，也可缓解张拉端锚固区的应力集中，减小锚圈口处的预应力损失砼徐变与加载龄期有很大关系，如3d龄期徐变比90d龄期高1.5倍左右。结构一旦在小龄期小弹性模量状态下发生了位移，即使弹性模量随龄期而增长，已发生的位移已不可恢复。而且，小龄期混凝土在拉应力状态下或压应力减小情况下发育不均匀，也会导致徐变增大。综上所述，在主跨较大（大于150m）的桥梁施工设计图中，宜明确张拉前混凝土龄期要求。用来判断是否可以进行预应力张拉的混凝土试件，其养生条件应与主梁整体养生条件基本一致，作为施工承包商应特别注意这一点。8 其他方面顶板横桥向预应力位置的固定（上浮、下沉、摆动） 顶板桥轴线位置的纵桥向裂缝 0号块裂缝 在温度和活载作用下主梁除发生纵向变形以外,还要发生横向伸缩,当一个桥墩两支座均设置横向固定支座时,固定支座将使梁体的横向变形完全限制,任何微小的温度和活载变形将导致主梁出现纵向裂缝