挂篮施工课件.ppt

请各位同事指导 悬臂施工之悬臂浇筑法 挂篮施工工艺 编制 袁四爷QQ 413711228 引言 随着悬臂施工在工程中的不断应用 其已经成为一种重要且成熟的施工工艺 作为桥梁工程技术人员 我们有必要熟悉并且掌握这种工艺 悬臂施工分悬臂灌注和悬臂拼装两种方法 悬臂灌注法是以挂篮作为承力体系 利用挂篮平台进行预应力安装 钢筋绑扎 混凝土灌注等作业 将梁体分节段循环浇筑 悬臂拼装法则是在地面上将梁体分节段预制 运到现场 利用起重机将预制梁段提升到设计高度 按序拼装 梁段之间以粘胶剂或湿接缝进行连接 悬臂拼装法 苏通特大桥 悬臂灌注法 京沪秦淮河特大桥 预制阶段梁 悬臂吊装阶段梁 挂篮施工 第一章 挂篮施工的认识第二章 连续梁0 块的施工第三章 0 块以后节段的施工第四章 现浇段的施工第五章 合拢段的施工第六章 节段接缝的分析第七章 连续梁预应力工程 第一章挂篮施工的认识 对于主梁采用预应力钢筋混凝土材料的大跨连续梁桥 T型刚构桥 连续刚构桥 伸臂梁桥和斜拉桥等 在距离地面高度较大或跨越河流 深谷 大的障碍物时 不便于用支现浇施工 其主梁一般采用悬臂法施工即挂篮施工 我讲从以下几个方面介绍挂篮施工 1 挂篮的分类2 挂篮的构造3 其他 挂篮施工的简要流程 施工0 块上挂篮调整挂篮绑筋安装内模浇筑混凝土张拉压浆行走挂篮循环现浇段边跨合拢中垮合拢退挂篮 1 1 1挂篮施工的特点 优点 1 适应范围大 跨越河流 公路等大跨度时 墩身较高时2 刚度大 变形小 结构稳定 安全可靠3 底模架便于升降 适应不同的梁高 4 操作空间大 利于施工 菱形 缺点 施工工期相对较长 1 1 2挂篮的分类 根据构造形式和受力体系的区别 挂篮可分为桁架式 斜拉式 型钢式和复合式 三角式 菱形 平行桁架式 弓弦式都属于桁架式挂篮 三角挂篮 菱形挂篮 平行桁架式挂篮 贝雷挂篮 弓弦式挂篮 三角式挂篮是在平行桁架式挂篮的基础上 将受力主桁架改为三角形组合梁结构 其总体方案如图3所示 三角式挂篮各杆件之间通常用铰销连接 工作系数一般在0 3 0 6之间 菱形挂蓝的主受力桁架为菱形结构 可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来 其总体方案如图4所示 菱形主桁架结构较简单 受力明确 各构件均是拉压杆件 节点受力 不存在受弯现象 因此具有较大的承载能力 工作系数一般在0 3 0 6之间 两者比较三角挂篮 优点结构相对简单缺点主桁架纵梁通常是压弯构件 如果纵梁过长 会使得长细比过大 水平分力 压力 大 容易导致压弯失稳 因此悬灌重量和节段长度受限制 一般不宜大于4m 菱形挂篮 优点受力更合理承载力更大 在主梁截面高 节段荷重大时 比较适用 缺点与三角式挂篮相比 构件稍多 重量稍大 左侧为四局三角挂篮右侧三局菱形挂篮 1 2菱形挂篮的构造 菱形挂篮主要由主桁系 底模系 侧模内模系 前吊系 后锚系 走行系和施工平台组成 1 2 1主桁系 主桁系是挂蓝主要受力构件 在悬灌施工中主要承受底模系传来的竖向拉力 主桁系由五杆件铰接构成 外型呈菱形 各杆由型钢和板焊成 通过销子铰接在各节点块上 两片主桁通过前横梁和主桁横联构成整体 主桁片通过活动滑座座在滑轨上 后端通过反扣装置扣在滑轨后端 灌注时用竖向预应力筋和锚板把主平杆锚固在桥面上以平衡前部底模的竖向拉力 1 2 2底模系 底模系是挂篮主要受力构件 承受箱梁悬灌施工荷载 底模系由前后托梁及各纵梁 上模板组成 底模系前吊带悬挂在前横梁上 后托梁由二个底锚锚固在已成梁段上 另有两根吊杆吊在外滑梁 再有两根吊杆吊在主桁悬出的平杆上承吊底模以便走行 1 2 3侧模系 内模 外膜 外模主要承受腹板砼产生的侧压力及翼板混凝土荷载 外侧模为一整体 主要靠滑梁承吊 侧模开有对拉筋孔以联接两片侧模和内模 可抵抗腹板砼的侧压力又保证侧模与已成梁段的很好密合 内模主要承受顶板混凝土荷载 通过两根内滑梁悬吊在前横梁和已成梁段上 内模分两块 可随腹板厚度变化进行调节 内模由桁片及50mm厚组合钢模板构成 1 2 4前吊系 前吊系为扁平钢制板带 承受底模和内模前部拉力 吊带分单吊带和双吊带 用销子联接 上部承吊在前横梁上 下部铰接在前托梁和滑梁上 随梁高变化用千斤顶提升底模变换孔距以调整底模高度 高距调整主要靠吊带上的销孔 微调可用千斤顶调节 1 2 5后锚系 后锚系位于已成梁段和底模后托梁及滑梁上 主要承受后部拉力 锚杆通过预留孔把后托梁及滑梁锚固在已成梁段上 底板中锚采用 25精轧螺纹钢锚固 其主要作用是保险和密封底模和已成梁段 1 2 6走行系 走行系桥面部分主要由滑轨 活动滑座 反扣装置 悬吊平斜杆和千斤顶顶座构成 走行时活动滑座坐在滑轨上 后部由反扣轮挂在滑轨上 整体形成稳定 在滑轨上固定千斤顶顶座 通过千斤顶顶推活动滑座使整个挂篮顺滑轨前行 走行系桥面以下部分为四根滑梁和滑梁后吊轮 后吊轮悬挂在已成梁段和滑梁上 挂篮走行时内模 外模 底模和主桁同步前行 滑梁通过后吊轮向前滑动 1 2 7施工平台 施工平台分前施工平台 底施工平台和侧模工作平台 前施工平台主要方便施工人员涨拉 调整底模高度用 底施工平台主要用于底锚的拆装及箱梁底面的砼表面处理 侧工作平台主要用于处理侧面砼和滑梁吊轮的拆卸 第二章0 块的施工 0 块作为挂篮的第一依托体 它的施工在整个工程进程中有着不可替代的重要地位 我将从以下几个方面介绍其施工 1 支座施工2 托架施工3 安装模板4 其他 0 块主要施工顺序 施工顺序 垫石支座 托架施工 测量放线 底模安装 预压 外侧模安装固定 精调 底板 腹板 横隔板普通钢筋绑扎 预埋件 腹板 横隔板预应力筋安装固定 腹板波纹管安装定位 安装内模 顶板普通钢筋绑扎 顶板锚具 预应力筋 波纹管安装定位 加固模板 预埋件 孔 安装 冲洗 灌注混凝土 养生 张拉 压浆 2 10 块支座的施工 连续梁支座的施工包括梁体永久支座和临时锚固支座的施工 2 1 1临时支座 临时锚固支座的作用1 防止由于施工荷载不对称 对支座产生不对称弯矩而使连续箱梁在施工过程中失稳 2 临时支墩在体系转换前 承受挂篮悬浇的全部恒载 临时锚固支座的安装浇筑强度为C50的混凝土临时支座 内埋设 墩身预埋 带有弯钩的精轧螺纹钢或者直径为110mm的钢棒 焊接钢筋增强与梁体的粘接力 使其深入0 段一定长度 400mm 在合拢之后拆除临时锚固支座 完成受力转换 2 1 2永久支座 永久支座的作用常见支座类型 永久支座安装 安装前先复核垫石标高 若有超出设计标高的要及时凿除测量放样 把支座中线放出 弹出墨线 复核预埋孔是否有偏差清除垫石预埋孔的PVC管 并进行凿毛放置支座 要注意型号 方向是否正确 调整支座 标高调整 中线调整 紧固连接螺栓立模板湿润垫石灌注环氧砂 支座的偏移 1 将支座放平 用四个千斤顶顶起支座上钢板四角 2 松开连接支座上下钢板的螺栓 注意要对称同时拧开 3 用拉链葫芦连接上座板一端 偏移方向一端 将上座板水平拉动 直到满足设计要求偏移量为止 拉动过程中应注意支座上板倾斜 如有倾斜需要用千斤顶及时调整 4 偏移完成以后 由于螺栓位置已经改变 连接螺栓已经不能够正常使用 应采用较粗钢筋在支座上下连接耳板处进行焊接 注意不能在支座本体上焊接 临时焊接的钢筋应该在合拢张拉前去除 焊接部位应该及时涂漆防止生锈 2 20 块托架的施工 托架是用于承担0 块支架 模板 混凝土和施工荷载的重要受力结构 其设计荷载需考虑 混凝土自重 模板支架重量 人群机具重量 预应力体系及其他荷载等进行支架刚度和稳定性验算 地基允许承载力的验算 地基沉降的验算 以满堂架作为托架 107 以钢管和H钢作为托架 预埋钢板和焊接牛腿作为托架 秦淮河106 墩以预埋钢板和焊接牛腿作为托架 2 2 10 块托架预压目的 消除非弹性变形实测支架受荷载时的弹性变形 确定预拱度检验支架的承载力和稳定性 确保施工安全注 在底板铺设完成后预压 用沙袋预压 2 2 2预压方法 铺设完底模后对支架采用大沙袋装砂预压 预压重量为设计荷载的1 2倍 加载时按20 50 75 100 120 的预压荷载分五级加载 加载时注意加载重量的大小和加载速率 确保支架受力均匀 防止基础发生破坏 卸载时分三次完成 第一次卸载20 进行观测 第二次卸载100 然后完全卸载 2 2 3预压观测及数据分析 在支架顶面设置观测点 测出加载前各测点的高程 然后在每次加载 卸载时测出各测点的高程 根据数据进行列表 或者绘制加载 沉降 卸载 回弹变化曲线 根据变化曲线分析弹性变形和非弹性变形量 计算弹性变形值和非弹性变形值 卸载完毕后对支架进行精调 注意事项 1 观测点的布置 通视 固定 便于观测 2 均匀加载3 安全 预压完成后 进行标高精调 以及中线复核 端头复核 2 2 3立模 模板标高调节应采用 由低控高 的方法来控制 即在吊装模板前把托架标高调整到设计标高 要注意检查模板尺寸是否和提供图纸上的尺寸相符 立模完成后要进行标高复测 确认无偏差后进行加固 2 2 4钢筋工程以及预埋件注意事项 钢筋尺寸钢筋位置钢筋连接预埋件位置 表1钢筋安装允许偏差和检验方法 105 墩0号段 钢筋绑扎 钢筋绑扎完成 模板加固完成 报检合格后即可浇筑混凝土 2 2 5混凝土工程注意事项 混凝土浇筑1 中间向两端对称进行 先底板再腹板后顶板 2 灌注采用水平分层和斜向分段 混凝土下落高度不得超过2m 严禁在施工过程中向混凝土加水 3 先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间 混凝土振捣1 分层振捣 分层厚度不得超过30cm2 一般振捣时间为20s为宜3 严禁出现漏振 欠振和过振4 注意所设置的预埋件 预留孔的位置混凝土收面采取两次收面 在混凝土初凝前进行完第二次压光混凝土养生篷布覆盖 专人养生 混凝土浇筑现场 2 2 6预应力工程 第六节讲时候讲 3 0 块以后节段的施工 0 块以后阶段的施工是比较无聊的阶段 但是其每个环节对于整个工程质量都起着决定性的作用 我着重从以下几个方面介绍 挂篮拼装挂篮试验挂篮走行其他 0号段以后节段施工流程示意 拼装挂篮挂篮试验调整挂篮绑扎钢筋埋设预埋件浇筑混凝土养生混凝土张拉预应力预应力管道压浆走挂篮 3 1 1挂篮拼装顺序 第一阶段 主桁架 底模和顶模桁架 主桁横联的预拼 第二阶段吊装 走行系的安装现场 网络截图 107 墩挂篮拼装现场 1 107 墩挂篮拼装现场 2 107 墩挂篮现场 107 墩挂篮拼装现场 3 107 墩挂篮拼装现场 4 107 墩挂篮拼装现场 5 107 墩挂篮拼装现场 6 拼装完成的106 墩挂篮 3 1 2挂篮拼装时的注意事项 1 预拼时的场地要平整 防止桁架剪切破坏2 预拼的组合件在起吊设备的起吊能力范围3 安放滑轨的基础要平整 滑轨的间距及高程误差在允许范围之内 4 压紧装置设置合理 不影响后续施工5 起吊时构件各部位受力均匀 6 吊装时两端同步进行 确保施工安全 7 安装完成后检查 确保挂篮稳定且各连接杆件受力均匀 见挂篮检查表 挂篮使用前要进行以下检查 3 2挂篮试验 1 挂篮试验内容 挂篮单件试验 整体静载试验和走行试验 2 静载试验的目的 1 检验挂篮整体稳定性和承载能力 2 检测挂篮弹性变形和非弹性变形值 并给立模标高提供参考 107 墩挂篮静载实验现场 3 2 1静载试验的方法 挂篮拼装加固并经检查销子 吊带 吊杆 锚梁 锚具等合格后方可均匀对称施加荷载 加载材料根据现场的实际情况确定 水箱 沙袋 码堆钢材和混凝土块等 静压荷载按最大节段恒重的1 2倍计算 测试内容 采用电阻应变仪配合应变片 传感器测得受力构件的应力 应变及拉力 用经纬仪测得挂篮在加载过程中的中线变化 用水平仪测得挂篮的整体变形及水平杆件的挠度 用百分表量得后锚杆的水平位移 静载试验测点的确定 前横梁上设置两测点 后锚处设置两个测点 梁面设四个测点 详细见静载试验测点设置图 加载过程中的测量 相关表格 卸载过程中的测量 卸载到设计荷载的100 后要对高程控制点进行测量 做好详细的测量记录 荷载全部卸载后 对各控制点进行最后一次高程点测量 卸载完成后对挂篮进行检查调整 确认符合使用要求后可进行下一步施工 3 2 2数据分析 对记录的数据进行列表 确定挂篮非弹性变形量 分析弹性变形规律 非弹性变形 卸载120 0 弹性变形量 根据加载量和观测的变形值确定变化关系 一般符合线性方程 y kx by为弹性变形 k为材料弹性系数 x为加载量 3 2 3线型控制 线型控制是在桥梁的施工过程中动态地控制各梁段的标高 使连续顶面平直 梁底曲线圆顺 各部高程误差满足设计和施工规范要求 桥梁线型的影响因素 1 混凝土 2 预应力 3 挂篮变形 4 基础沉降 5 环境 为了使各梁段在恒载 活载 预应力及混凝土徐变等的综合挠度下最终满足设计标高 一般采用预设拱度的方法来解决 即通过将先灌注的梁段预先抬高来考虑后灌注梁段的影响 标高控制 Hn Hn0 Fn施 y Hn 1Hn 施工n梁段的箱梁立模标高 Hn0 n截面的设计标高 Fn施 n截面的计算挠度 调整值 y 实测的挂篮弹性挠度 Hn 1 n 1 截面实测标高与 设计标高 调整值 之差 注意事项 1 一次调整值不可过大 一般调整值大小以不超过梁段长度1 为宜 2 施工误差较大时 应分段调整 3 各梁段的调整必须协调进行 调整后不得出现倒坡 4 如施工结构为多个悬臂 T 构时 应将同一跨内的悬臂 T 构调整至同一目标 防止出现同一跨两悬臂无法合拢的情况 3 2 4挂篮走行试验 1 为检验挂篮的整体刚度 走行系统的性能及测量挂篮走行主锚件 主锚梁 反扣轮的受力与变形情况 对挂篮应进行走行试验 2 若挂篮走行平稳 制动有效 能够最终同步到位 即认为挂篮整体走行可行 3 3 1挂篮走行 3 3 1挂篮走行 1 松动挂篮吊带 内外滑梁后吊架 使滑梁吊架下落 2 松动内外滑梁后锚 使滑梁缓慢落在吊架上 3 安装外滑梁和后托梁之间走行吊杆和主桁悬吊平杆和后托梁之间吊杆4 而后拆下边锚 松动底锚 使底模后部缓慢下落悬挂在两边走行吊杆上 而后拆掉底锚丝杠 5 底模下落到位后用两部10T倒链联接在外滑梁和后托梁之间做为保险装置 3 3 2挂篮走行注意事项 挂篮走行前需要进行安全检查 检查项目见后附表 前移时保证两桁片同步进行且要缓慢避免冲击两侧挂篮同步走行应有专人负责挂蓝的检查滑轨的锚点不能影响桁架的前移前移过程中要始终保证后结点有一个保险锚点 6 在主桁下平杆靠后端适当位置用上锚板加设一保险锚点 此锚点要略松 而后拆除后结点所有锚点 使后吊轮吊在滑轨上 7 加设千斤顶顶座 利用千斤顶顶推活动支座逐渐将挂蓝前移 8 挂蓝到位后进行调整锚固 走行前需要进行以下检查 3 4 1挂篮的调整 步骤 标高标高粗调精调加固中线中线注意 1 在0 块施工完成后要在梁两端头放出中线 方便1 段挂篮粗调 2 在0 块施工完成后 在梁顶设置标高控制点 示意图 0号块 挂篮 挂篮 12m 3 4 2调整完成后注意事项 调整完成后 在混凝土浇筑前需要重新复核挂篮标高 检查各个加固点 是否有螺栓松动和其他安全隐患 第四章现浇段的施工 现浇段即边跨尾段现浇段 其通过边跨合拢段与挂篮施工的其他段连接起来 它的重要性也是不言而喻的 现浇段的施工基本上是现浇梁的一个缩小版 其中要特别注意的是其高程和中线的控制 应为现浇段通过边跨合拢段与悬臂浇筑段连接起来的 在搭设平台和桥面标高中线控制的时候要与悬臂最后段复核下 看看差值 以便调整 尾端现浇段施工流程为 搭设支架 拼装底模 拼装外侧模 加载试压 调整底侧模标高 绑扎底腹板钢筋 安装纵向 横向预应力管道 安装竖向预应力筋 安装端模及腹板模板 安设箱梁内满堂脚手架 安装顶板模板 安装顶板钢筋及横 纵向预应力管道 自检及监理工程师验收 浇筑混凝土 养生凿毛 拆除端头模板 张拉竖向预应力筋和顶板横向预应力束 拆除外侧模 拆除箱内模板 尾端现浇段支架和托架在全桥合拢完成后拆除 钢管桩作为基础 支架检算 施工方案 第五章合拢段的施工 连续梁的合拢段施工是连续梁体系转换的重要环节 对保证成桥质量至关重要 我将从一下几个方面介绍 合拢步骤锁定装置合拢配重设置 5 1合拢步骤 先边跨合拢 再中跨合拢 边跨 调模 钢筋 预应力 内模支撑施工 加载配重 合拢锁定 解除临时支座锚固 浇筑混凝土同时卸载配重 张拉 拆除锁定 张拉 压浆中跨 边跨合拢后 钢筋 预应力施工 平衡配重 锁定 浇筑混凝土同时卸载配重 张拉 拆除锁定 张拉 压浆 边跨准备合拢 中跨准备合拢 某大桥中跨合拢 一侧挂篮已退 5 2 1合拢锁定装置的作用 合拢锁定主要是克服梁体温差变化产生的轴向力和合拢段砼作用下产生的弯矩 为了减少两端悬臂受温度变化的影响可能产生纵向伸缩使合拢段节段长度变化 从而导致合拢段混凝土凝固过程中受到张拉或压缩的超应力的影响而产生裂缝 在浇筑合拢段混凝土前采用劲性骨架 临时外支撑 和施加预应力束外拉的方式将两端悬臂临时联结 以保护合拢段混凝土的完整 5 2 2合拢锁定装置的设置 在底板顶及顶板顶两边预埋槽板 在其上焊接槽钢 形成劲向骨架 控制合龙段砼的伸缩变形 未锁定 安装锁定 浇筑完混凝土的合拢段 5 3平衡配重 施工以弯矩平衡为原则 即根据合龙段重量与配重重量及二者至支座中心距离求弯矩平衡 例如 合龙段砼重量5吨 边跨现浇梁段支座中心至合龙段距离为7 5m 即合龙段砼重对边跨现浇梁段弯矩 55t 7 5m 2 208t m 拟在现浇梁段支座至梁端方向6m处配重34t 即配重对边跨现浇梁产生弯矩 34t 6m 204t m 二者约相等 主墩支座中心至边跨合龙段距离为40m 即边跨合龙段砼重对边跨悬臂段产生弯矩 55t 40m 2 1100t m 拟在悬臂段支座至梁端方向28m处配重39t 即配重对边跨梁产生弯矩 39t 28m 1092t m 二者约相等 施工注意事项 1 混凝土浇注过程中分级卸去平衡重2 在一天中气温较低时进行浇注 使新浇注混凝土处于气温上升的环境中 在受压的状态下达到终凝 以防混凝土开裂3 合拢段两端悬臂的施工荷载要对称4 临时锁定力应大于解除任何一侧梁墩临时固结后各墩全部活动支座的摩擦力5 浇筑前将合拢段单侧梁墩的临时固结约束解除 合拢段施工工艺 方案 锁定计算 第六章节段接缝 影响节段接缝质量的因素有 1 挂篮下挠变形的影响 是不可避免的 2 混凝土施工工艺影响 3 漏浆4 过早拆模或凿毛5 预应力的影响 节段接缝质量保证措施 1 确保预应力的有效性 2 对混凝土性质的控制 3 正确的浇筑和振捣方法4 浇筑环境温度的选择和混凝土的养护5 合理的拆模和凿毛时间6 上一节段预留竖向 横向应力筋与下一节段同时张拉 确保接缝处混凝土应力均匀传递 第七章预应力工程 连续梁的预应力工程包括纵向 横向及竖向预应力筋 张拉顺序 先张拉纵向 再张拉竖向 然后张拉横向预应力筋 7 1纵向预应力筋施工 纵向预应力管道施工 纵向预应力筋的张拉 纵向预应力的有效性 7 1 1纵向预应力管道施工 定位 管道接长 接茬平顺 不漏浆 锚具 正确 垂直 避免管道移动 振捣时严禁振捣棒碰撞管道7 1 2纵向预应力筋张拉 纵向预应力采用两端同步张拉 并左右对称进行 最大不平衡束不应超过1束 张拉顺序先腹板后顶板 从外到内左右对称进行 底板合