挂篮液压预压工法

1、悬浇挂篮液压预压施工工法JTEG-02-20071 前言当前在建桥梁中，大跨径的变截面连续箱梁和刚构（包括T型刚构、连续刚构）桥梁数量很多，该类型桥梁上部结构一般采用挂篮悬浇法施工。挂篮悬浇法施工的关键是挂篮。挂篮的预压是必不可少的施工步骤，挂篮预压的目的主要是验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形，同时测出挂篮在不同荷载下的实际变形值，以便修正立模标高。目前，挂篮预压的方法主要采用砂袋或水袋等直接堆载的方法预压。该方法耗时长，费用高，难以模拟挂篮实际工作状态，并且，由于挂篮作业空间有限，堆载数量受到限制，往往难以适应大跨径变截面连续箱梁和刚构桥梁的悬浇挂篮的预压施工需要。上海A5（嘉金）高速公路

2、黄浦江大桥和江苏省宿淮高速公路京杭运河特大桥主桥都是大跨径变截面连续箱梁结构，前者主跨跨径120m，后者主跨跨径165m。在这两座桥梁施工中摸索出一种新的悬浇挂篮的预压方法液压预压施工方法。该方法不仅克服了传统预压的缺点，满足了各种悬浇挂篮预压的需要，还能更好地模拟悬浇挂篮的实际受力情况。同时该预压方法，挂篮受力明确，容易控制预压荷载，安全性高，且预压设施简单，省时省力，费用相对较低。为进一步完善悬浇挂篮液压预压施工方法，结合近年来多座桥梁施工的实践，编制了液压预压施工工法。2 工法特点2.1 该工法采用液压预压技术代替传统的堆载预压技术，能更好地模拟悬浇挂篮的实际受力，得出可靠的挂篮各项受力

3、参数，为挂篮施工提供依据。2.2 适应范围大能适应各种类型悬浇挂篮预压的需要。2.3 费用低，速度快预压设施少，施工速度快，并且可以重复预压（堆载预压法难以做到）。2.4 安全性高预压载荷是通过千斤顶控制，挂篮出现异常时，可以快速卸载，避免发生安全事故。3 适用范围各类悬浇挂篮的预压包括桁架式挂篮、斜拉式挂篮、型钢式挂篮和混合式挂篮等。特别适用大吨位悬浇挂篮的预压施工和无法实现堆载的挂篮预压施工。4 工艺原理本工法是一种采用液压预压技术对悬浇挂篮进行预压的方法，主要实施设备是反力架和液压油顶。具体实施过程：首先将反力架固定在已浇筑的箱梁体上，待悬浇挂篮和箱梁底模安装结束后，再将液压油顶置于反力

4、架与底模的预留空间内。利用控制液压油顶压力，下压底模，上拉吊杆，模拟挂篮实际受力，从而测量出挂篮各部位的变形参数，以达到挂篮预压的目的。悬浇挂篮液压预压施工见下图和照片。11悬浇挂篮液压预压示意图（以单箱单室箱梁为例）-反力架液压油顶位置挂篮底模悬浇挂篮液压预压照片5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1 准备工作（包括挂篮及底模、反力架、油顶和监控仪器安装等）1 反力架预埋件应根据设计计算确定其尺寸和数量。2 挂篮主桁架和底模以及反力架安装就位、拼装结束后，同时，张拉主桁架后锚杆以为消除挂篮后锚杆插件与支承梁之间的间隙变形及减小后锚杆的弹性变形。3 张拉设备经检查、

5、标定后运至现场就位，油顶放置在挂篮底模与反力架之间。4 测量挂篮前下横梁的顶面标高及上、下横梁的垂直间距。5 安装检测部位的仪表和标尺。6 设置安全保护实施，用钢丝绳将挂篮底盘与承台地锚及已浇箱梁联系保护。7 做好测量仪器、仪表及记录表格等准备工作。8 落实试验人员，并组织试验工作技术交底。5.2.2分级预压1 试压方法利用张拉油顶对挂篮前端进行加载预压。具体的试压方法是在每只挂篮底模的前下横梁上安装2只液压油顶，根据设计预压力，通过张拉油顶，对挂篮进行分级加载或卸载，同时测出其相应的变形值。2 分级加载和卸载其主要目的是控制加载速度，便于观测挂篮变形随荷载变化的规律，同时，有利于挂篮预压试验

6、的安全。挂篮预压加载总量按箱梁最大悬浇块件重量的1.3倍考虑，每级加载为总荷载的10%；卸载与加载级距相同，以便于对其变形进行分析对比。3 级间间歇时间分级加载级间间歇时间，根据钢结构试验的有关资料显示，其加载后的变形基本稳定时间一般在lOmin左右，因挂篮属于钢结构，可按1020min控制。卸载间歇时间与加载相同。5.2.3 测量监控1 变形及变位观测其变形及变位观测的主要项目包括主桁前、后支点的沉降，及前吊点的变形挠度；前吊杆的伸长量；挂篮前下横梁顶面测点标高测量；挂篮主桁前倾位移观测等。测量仪器及工具主要采用水准仪、钢尺、千分表及垂球等，仪器及量具必须经校验后，方能投入使用。2 挂篮按加

7、载与卸载重复循环2次进行预压试验，以消除挂篮的非弹性变形。3 预压结束后，应对观测数据分析处理，同时，绘制挂篮试验的荷载与挠度对应关系曲线，作为挂篮悬浇施工立模标高调整的依据。5.2.4 反力架拆除待预压结束，且观测数据分析无异常后，利用塔吊或吊车拆除反力架。5.2.5预压试验注意事项1严格按分级加载的方法进行预压试验，每级加载应做到缓慢、平稳、准确，以保证结构的安全和试验成果的准确性。2每级加载至额定荷载后，应持压lOmin，待其变形基本稳定后及时用螺母锁定传力拉杆,然后，进行各部位的变形观测，并做好记录。3 每级加载试验结束后，应及时进行计算变形值与实际变形值的对比分析，如出现数据异常，应

8、立即查明原因，及时排除，方可进行下一级加载。4 在加载过程中，应注意观察主要受力杆件的变形，焊缝有无出现裂缝，结构支承及连接部位的稳定性等，一旦出现异常情况时，应立即停止加载，并查明其原因，同时采取相应措施，方可继续进行试验。5挂篮预压试验是处于T构的两悬臂端的前端，为确保T构两端的平衡受力，2只挂篮的加载应基本做到同步或相差一个级距，以减小其不平衡弯矩。6 挂篮预压试验应连续进行，并做到加载级距和间歇时间均匀，以提高试验成果的准确性。另外，为使卸载后的结构变形得到充分恢复，其空载持续时间应230min,同时应观测卸载后的变形恢复情况和残余变形值。6材料与设备（一只挂篮预压）名称数量型号备注液

9、压油顶2台可根据预压荷载量大小确定反力架1套安全绳4条电焊机2台17KW塔吊1台80Tm可以用吊车代替7 质量控制7.1 反力架质量控制标准项次检查或验算项目质量要求或安全系数备注1预埋件与砼梁接合紧密，有足够承压面积2焊缝饱满且不少于主材壁厚3杆件的受弯、压剪强度安全系数三1.2预压荷载按箱梁取大悬浇块件重量的1.3倍取值4局部承压安全系数三1.25杆件压杆稳定性安全系数三1.36整体稳定性安全系数三1.37.2吊杆质量要求7.2.1吊杆（吊带）抗拉强度安全系数三2.0。7.2.2 吊杆（吊带）表面损伤，无焊点7.2.3 吊杆（吊带）的锚固端采用加强处理，如是精轧螺纹钢吊杆，锚固端用双螺帽加

10、固。7.3 质量保证措施7.3.1 反力架原材料必须经过严格验收，确保材料本身质量。7.3.2 油泵、油顶、油表等加载设备，提前标定，并随时检查，保证其正常工作。7.3.3 测量、观测仪器精度合适，数据准确。7.3.4 挂篮预压实施时，一人统一指挥，加载设备和观测仪器必须固定专人操作观测。加载时缓慢均匀对称进行，若有异常立即停止预压等检查，排除原因后，再进行预压。7.3.5 预压结束后，及时收集整理观测数据，计算出各项技术参数。8 安全措施8.1 悬浇挂篮预压是一项危险性较高的工作，施工前应制定严密的安全保证措施。明确各级人员的安全职责，交待清楚各部位施工及观测人员的安全注意事项，确保预压施工

11、安全进行。8.2 多人检查挂篮系统和反压系统的各连接机构牢固性和可靠性，重点检查挂篮后锚点、挂篮的前支点、挂篮的前吊点、吊杆的连接点（若有）、吊杆的锚固点、反力架的焊缝，承压点等。8.3 在挂篮后锚点与砼梁间、挂篮底板与砼梁间、反力架与砼梁间加设安全防护钢丝绳，以防意外事故。8.4 为保证油泵操作手的安全，油泵置于砼梁的空箱内，操作人员在空箱内操作。加载时，观测人员应与现场保持一定的安全距离，待每一级加载稳定后，观测人员再就近观测。8.5 挂篮预压施工时，应派专人巡查，严禁无关人员进入现场。9 环保措施本工法对周围环境和居民影响很小。施工时，应在油顶油泵处铺设塑料膜，以防止油顶油泵的液压油污染

12、箱梁梁体，若梁体受到油污染，应立即用黄砂吸油，而后用清洁剂清洗干净。10 效益分析本工法较好地解决了悬浇挂篮预压施工问题，与砂袋、水袋等堆载法预压相比，工期短、费用低，安全性高，数据准确，有很强的推广价值。10.1工期短本工法的反力架可以与挂篮拼安装同时进行，不占用关键线路上的工作时间，节约工期；预压荷载采用液压油顶逐级加载，速度快，一般每级荷载只需几分钟，与砂袋等堆载法（一般需0.5天）相比，大大缩短了工期，同样卸载也非常迅速，总工期节约5-7天。另外，本工法可以重复多次预压，是堆载法预压法难以做到的。10.2经济效益好因本工法不需要实物堆载，从而节约了大量的材料、人力和设备投入，费用相对较

13、低，在水中施工和场地受限地段施工时，此工法的经济效益更为明显。下表为上海A5（嘉金）高速公路黄浦江大桥为例，液压预压方法与砂袋预压方法工期、费用对比表。1付挂篮液压预压方法与砂袋预压方法工期、费用对比表项目液压预压方法砂袋预压方法结果备注工期2天约7天节约5天不包括准备时间费用反力架4TX3000=12000元；塔吊700X3=2100元；油顶1000元；人工费4人X60X3=720元合计15820元。黄砂200TX50X2=20000元；砂袋2000元；垫木支架等2TX1000=2000元;塔吊700X7=4900元；运输船2只X200X7=2800元；人工费10人X7X60=4200元合计

14、35900元节约20080元按200T的预压荷载计，不包括观测人员10.3安全性好预压载荷是通过油顶油泵控制，挂篮出现异常时，可以快速卸载，避免发生安全事故。11 应用实例11.1上海A5（嘉金）高速公路黄浦江大桥11.1.1 工程概况上海A5（嘉金）高速公路黄浦江大桥桥位处整个江面400米宽，黄浦江为黄金水道，日通航量达到30004000艘。在整个施工期间仍要保证黄浦江水域的正常双向通航。主桥上部结构为四跨（69m+120m+120m+69m）变截面连续箱梁，采用挂篮悬浇施工工艺进行施工。11.1.2 施工情况黄浦江大桥变截面连续箱梁共采用了6付（12只）菱形挂篮施工，每付挂篮作为一组对称预

15、压，挂篮采用液压预压施工方法。反力架设置在已浇筑完成的箱梁上，具体施工情况见下图。11.1.3 工程监测与结果评价根据6付挂篮的预压观测数据分析，得出了挂篮底模的预留沉降值，指导挂篮的实际施工。通过施工实践证明，预留沉降值适当而准确，黄浦江大桥主桥连续箱梁线性平滑顺畅，得到了业主和专家的好评。：!I_LI-U-U-U-UIIU-UULUiu".'r1"i."111"ii"1tiv'll"""i1!11111111w'l11111"!1r'JJU_-U-.XI_±L

16、LL_1_1_.LI_ILI_U_LL_.跡；h歸架嬲株iO3imiHHllLlT,黄浦江大桥大桥挂篮液压预压示意图11.2 江苏省宿淮高速公路京杭运河特大桥11.3.1 工程概况京杭运河特大桥是宿迁至淮安高速公路淮安段上的一座特大型桥梁，桥梁全长1235m。桥梁依次跨越东干渠、京杭运河、淮扬路及南干渠，桥轴线与运河呈65°斜交。主桥为(93m+165m+93m)三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，引桥为4联跨径35m的装配式预应力组合箱梁。11.3.2 施工情况京杭运河特大桥主桥变截面连续箱梁施工采用了4付(共8只)菱形挂篮，每付挂篮作为一组对称预压，挂篮采用液压预压施工方法。因该桥的

17、承台的尺寸较大，反力架可以直接锚固在承台上，简化了反力架的形式，施工情况见下图。11.3.3 工程监测与结果评价根据挂篮的预压观测数据分析，得出了挂篮底模的预留沉降值，指导挂篮的实际施工。通过施工实践证明，预留沉降值适当而准确，京杭运河特大桥主桥连续箱梁线性平滑顺畅，得到了业主和专家的好评。护栏前上横梁主桁架前吊杆箱梁梁体10t手拉葫芦前下横梁脚手平台加载时留间隙反力架竖向预应力筋YG70千斤顶分配梁IIYG70千斤顶分配梁箱梁梁体安全绳吊杆二二二二二I加载时留间隙J1YG70千斤顶韵配梁预埋精轧螺纹钢筋承台预埋精轧螺纹钢筋预埋精轧螺纹钢筋说明：1、吊杆沿箱梁轴线对称放置。2、预压荷载按设计荷载的1.3倍实施。京杭运河特大桥挂篮液压预压示意图及照片11.3扬州文昌大桥11.3.1 工程概况扬州文昌大桥是跨越京杭大运河连接扬州新老城区的东西向主干道。主桥采用78+126+78m变截面预应力混凝土连续刚构（T形刚构），箱梁采用C50砼，并设置三向预应力体系。主桥全长282m，桥面宽45.6m，主桥横向由两个单箱双室断面组成。单幅桥采用单箱双室直腹板截面,顶板宽22.3m，底板宽15.3m,翼缘板悬臂分别长3.5m。11.3.2 施工情况扬州文昌大桥变截面连续刚构共采用了三角形挂篮施工，每付挂篮作为一组对称预压，