中铁电化局西康二线西铁工程项目四分部 2012年3月31日 第一章 移动式悬臂施工挂篮简介 前言 连续梁挂篮法悬臂施工的主要工作内容包括：在墩顶浇 筑起步梁段(0#块)，在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次 分段悬浇梁段；再进行中跨及边跨合拢，最终完成连续 梁施工。 (一) 施工挂篮的构造 挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂 在已施工梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的钢筋、模板 、预应力管道的安设，混凝土浇筑和预应力张拉，压浆等 作业。完成一个阶段的循环后，挂篮即可前移并固定，进 行下一阶段的悬灌，如此循环直至悬臂浇筑完成。 挂篮的设计原则是挂篮结构应具有足够的强度、刚度和稳 定性，自重轻，结构简单，受力明确，易于加工拼装，走 行方便。 (二) 挂篮分类 挂篮按构造形式可分为桁架式、斜拉式以及复合式三种。 1、桁架式挂篮 桁架式挂篮是最常用的一种，根据其不同结构、不同受力 特点，又分为平行桁架式挂篮、弓弦式挂篮、三角挂篮和 菱形挂篮。 图2 弓弦式挂篮（自重小、受力合理，但杆件数量太多） 图1 平行桁架式挂篮（自身荷载大、承重能力低 ） 图3 三角式挂篮（结构简单、承重大、重心低、稳定性好） 图4 菱形挂篮（结构简单、前方施工空间大，但重心高） 2、斜拉式挂篮 斜拉式挂篮采用斜拉体系代替梁式或桁架式结构的受 力，而由此引起的水平分力，通过上、下限位装置承 受，主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。 3、复合式挂篮 复合式挂篮类似菱形挂篮，具有较大的承载能力，但 因其前端主桁架悬空，前吊点位置升高，宜采用液压 提升系统控制，一次性投入较大。 第二章 大峪河特大桥连续梁 工程概况 由我分部承担施工的西康二线XKS-1标大峪河特大桥 (32+48+32)m连续梁跨越环山公路（S107），连续梁采 用悬灌法施工。 本桥连续梁设计有4个桥墩：29#、30#、31#、32#，设 计为（32+48+32）m单箱单室变高度箱型截面预应力混 凝土连续梁，中跨跨越环山公路，一联总长113.2m；梁 顶宽7.5m，底宽3.8m，中支点梁高3.6m,跨中梁高2.6m, 梁底曲线采用二次抛物线。 梁段划分：梁段按施工顺序共划分为7个梁段。两中支 点桥墩上为0号段，与墩顶采用临时支座固结，形成临 时T构。0号段梁长8m，1号段梁长3m，25号段梁长 4m，6号段为合拢段，梁长2m。7号梁段为边支点现浇 段，梁长7.6m。其中采用挂篮施工时最重梁段为2号段 ，重约707KN。 预应力体系：梁体设计为纵、竖双向预应力体系，纵向 按全预应力理论设计。箱梁顶板、腹板及底板纵向钢束 均采用s15.2mm钢绞线，金属波纹管成孔，OVM15锚 具锚固。箱梁竖向钢束采用预应力混凝土用直径25mm 的PSB830螺纹钢筋，配用JLM-25型螺纹钢筋锚具，采 用内径50mm金属波纹管成孔。 主梁梁体采用C50混凝土；管道压浆采用M40微膨胀水 泥浆；封锚混凝土采用C50补偿收缩混凝土。支座采用 TQGZ球型钢支座。 第三章 挂篮悬臂浇筑施工的工艺流程 大峪河特大桥(32+48+32)m连续梁采用三角挂篮悬 臂浇筑施工，主要施工工艺如下： （一）连续梁桥墩施工 本桥连续梁桥墩主墩为30#、31#桥墩，边墩为 29#、 32#桥墩，一次浇筑成型，支撑垫石随后单独施工。 （1）桥墩施工注意事项：浇筑前应确保临时锚固体系 、 防震落梁措施等预埋件的位置准确。 （2）上人梯要求：按照规范要求，上人梯需编制专项 方案，且必须进行受力验算，施工中上人梯不得与受力支 架连接在一起。 图1 连续梁桥墩施工 （二）连续梁0#块施工 0#段主要施工工艺流程如下：搭设支架安装临时锚 固体系 、防震落梁措施、安装球形钢支座（永久） 支架预压铺设底模钢筋、模板、混凝土施工张 拉纵向预应力钢绞线和竖向预应力钢筋封锚压浆 拆除0#块支架及模板。 连续梁0号块位于主墩上方，长度8米，利用主墩承台 作基础，采用支架现浇法施工，浇筑0号块相当于给挂 篮提供一个安装场地。 图2 连续梁0#块施工 根据本桥设计的临时锚固体系所要承受的中支点处最大不 平衡力矩（25900kN.m）及相应竖向支点反力（13600KN ），桥墩临时锚固体系采用C40混凝土及40根PSB830 25mm精轧螺纹钢筋组成，在桥墩中心横桥向各设置一 处临时锚固，以承受连续梁T构施工中存在的不平衡力矩。 待0#块梁体砼强度达到设计强度时，对临时锚固的精轧螺 纹钢筋进行张拉并锚固，每根张拉力10吨，以消除钢筋松 弛性。 （3）临时锚固：临时锚固验算时需考虑精轧螺纹钢筋 的埋设深度，单根埋深15d即可满足受力，但实际上因为临 时锚固区过小，钢筋密集，计算时需考虑冲切强度及锥坡 破坏力。 施工中应保证钢筋的垂直度，并保证混凝土的浇 注质量，同时精轧螺纹钢筋通过临时支座及梁体底板内时 用50PVC套管通过，既保证预张拉受力，也方便拆除。 （4）钢支座：球形钢支座安装时，需严格控制标高及 平面位置，同时根据设计预留支座偏移量。 （5）预留孔：浇筑前注意挂篮锚固件的孔位预留，同 时保证竖向预应力筋位置，避免偏移过大影响挂篮走行。 连续梁主墩临时固结示意图 0#块支架及上人梯 墩顶预留件、临时固结措施活动支座预留偏移量 梁段预留孔 （三）挂篮安装 1、挂篮型式 本桥采用三角式挂篮，挂篮结构简单，受力明确，承重 能力大，和弓弦式、菱形挂篮相比，其重心更低，悬灌 时挂篮稳定性和挂篮走行时的稳定性更好。挂篮结构由 以下几部分组成：三角主桁系统、底模系统、外模系统 、内模系统和悬吊及走行系统五大部分组成。 三角主桁系统：由三角主桁架、横向联结系和前后横梁 组成，整个挂篮的承力构件； 底模系统：包括底模前后横梁、底模纵梁、模板及施工 平台； 外模系统：包括外模模板、外模桁架、外滑梁及吊架组 成； 内模系统：内模钢模板支承在内滑梁上，内滑梁通过前 后吊杆分别锚固在前上横梁及已浇注梁段上； 悬吊及走行系统：悬吊吊杆采用精扎螺纹钢筋。挂篮走行 时为带模板同时走行。走行过程中后端反扣在滑道上，滑 道锚固在梁体竖向精轧螺纹钢上。 2、挂篮安装： 连续梁0号块8m长，在0号段上安装梁顶滑道，然后安装 挂篮前支点及三角形桁架，并将2个桁架纵梁尾部相连并 锚固后锚，吊挂相应悬吊钢筋，再安装底模平台、侧模及 外滑梁，并与相应吊点相连结，底模后横梁采用吊杆锚固 在箱梁底板上，完成挂篮的安装。 3、挂篮工作原理： 在0#块顶将两个挂篮合并拼装完成1#块的悬浇。1#块悬灌 完毕后，两挂篮从2#块开始分开作业，挂篮模板随三角 桁架向前移动就位后，进行各梁段钢筋、模板施工并浇筑 砼，新梁段张拉和压浆作业结束后，挂篮再向前移动，进 行下一梁段的施工，如此循环，直至梁段悬灌完工。 三角挂篮纵断面图 三角挂篮横断面图 三角挂篮桁架拼装 三角挂篮桁架锚固 三角挂篮桁架前支点及滑船 连续梁1#块侧模安装 连续梁1#块底模悬吊安装 连续梁1#块底模、侧模加固 连续梁1#块挂篮预压 连续梁1#块挂篮安装、调试完毕 （6）挂篮安装：按照规范要求，挂篮设计安全系数为 2，而很多厂家往往按照1.2的安全系数进行设计。根据挂 篮自重及所浇筑1#块的梁体重量，对挂篮后锚处精轧螺纹 钢的受力再次进行验算，保证受力安全系数不小于2。 挂篮安装后，应组织人员对挂篮各个构件及螺栓、销 子等进行自检，以保证挂篮自身稳定及完整；对于需要更 换和安装的螺栓及销子，要注意其型号及力学数据是否满 足设计需要。 （7）1#块钢筋、模板施工：在模板加工时，顶板端头 模板应按梁体横坡加工成“人”字形，顶层钢筋及纵向波 纹管也按此布置，并按设计及规范要求的同一截面钢筋搭 接比例进行钢筋排布。 1#块作为第一个悬灌施工的梁段，梁体结构开始变化 ，在模板施工中应根据受力确定模板加固方案，避免随意 加固模板导致跑模，同时，因梁体底部高程开始变化，侧 模底层加固用预留孔应按最矮段梁体位置进行预留。 （四）梁段混凝土的浇筑 梁段混凝土的悬臂浇筑采用泵送，塌落度控制在16- 20cm。相比普通箱梁施工，挂篮法施工注意事项如下： 1、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；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。 2、箱梁每节段采用在T构两端对称浇筑一次成型的施工 方法，施工中需严格控制T构两端重量，T构两端不平衡 重量应不超过设计要求（200KN）。 3、线型控制：0#块施工完毕后，后灌注的梁段应在已 施工梁段实测结果的基础上作适当调整，通过对每一道 施工工序及环境温度对结构的影响进行跟踪观测，为后 续施工提供合理的预拱度，逐步消除施工误差，保证T 构的顺利合拢，合拢后，全桥线型符合设计的要求。 如连续梁在曲线上，应按“曲线直做”法进行施工。 连续梁1#块混凝土浇注 （8）混凝土施工：混凝土施工中，对可能出现的混凝土 供应中断、施工机械故障等问题应坚决避免，同时，在高性 能混凝土施工中，应加强试验，如果混凝土坍落度不合适， 严禁随意加水及加水泥。 在混凝土浇注中，因梁体腹板较薄，应严格控制混凝土 的拌和质量，并对混凝土的浇注过程加强监控，严格进行分 层浇筑，并保证混凝土的振捣时间及振捣密度，特别是锚具 周围，避免因施工质量问题导致强度降低或混凝土内空隙率 大（气泡多），这些都会影响梁体的张拉。 （9）张拉、压浆：按设计要求，混凝土浇筑完毕后，强 度达到设计要求的100%，同时不少于7天方可张拉。 A、因0#块纵向预应力孔道为直线，所以在1#块张拉前 先进行孔道摩阻力试验，应根据试验结果计算预应力筋理论 伸长值，再进行张拉施工。在实际施工中，我分部采用C55商 混，在混凝土养护7天后仍达不到设计C50强度的100%，最 后我分部在强度达到80%后即开始张拉，在这里需要注意混 凝土强度的检测，混凝土试块因各种原因会导致强度与梁体 不一致，建议采用试块检测及梁体回弹双指标控制。 B、锚具处喇叭口螺旋钢筋位置应准确安放，必要时 增设网片钢筋，以加强张拉时锚口位置混凝土的防裂性能 。 C、因混凝土强度低或混凝土内空隙率大等原因而导致 锚口处混凝土拉裂后，一般采用高强环氧树脂砂浆进行修 补，因环氧树脂砂浆配置强度不稳定，我分部直接采用桥 梁TGM支座灌浆料进行修补，支座灌浆料在30分钟后即可 初凝，24小时后强度可达到50MPa，因支座灌浆料水化热 较大，在初凝后应立即进行洒水养护。 D、我分部采用普通压浆工艺施工，原材料为压浆料 ，在压浆后，因端头封闭不及时、浆体含水量较大及浆体 凝固收缩等原因，管道两端处可能会存在空洞，在施工24 小时后，应采用人工进行补浆，避免钢绞线外露锈蚀。 E、梁体曲线预应力管道中部较低，施工中应避免管 道进水，特别是冬季，管道内水份易冰冻，影响后续施工 。 （五）挂篮前移、浇筑其余梁段 张拉压浆完毕后，即可进行挂篮的前移，方法如下： 1、挂篮滑行轨道接长，轨道压锚 挂篮前移时，后端走行小车上翘，将力传递至轨道，再 由轨道传递给轨道压锚及梁体，当轨道为多段时，必须确保 轨道连接处受力达标，同时需对轨道压锚受力进行计算，比 如挂篮前移时后端轨道压锚最少6根，每侧3根，那么在挂篮 前移过程中，需一直保证每侧轨道压锚不少于6根。 2、模板松力，准备挂篮前移 将底模平台后横梁用手拉葫芦悬吊于外模走行梁上,拆 除底模平台后吊杆，下放前吊杆。 同时下放外