连续梁悬臂灌注施工法

连续梁用挂篮悬臂灌注施工法欧阳克武第一节连续梁的概述1.预应力混凝土连续梁的特点2.预应力混凝土连续箱梁施工方法⑶由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大。⑷超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感。⑸行车条件好。1.预应力混凝土连续梁桥的特点集中荷载P⑴预应力混凝土连续箱梁是墩梁分离,连续箱梁的自重及其梁上荷载通过墩顶支座传桥墩。⑵由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用。预应力混凝土连续箱梁节段式悬臂灌注施工方法适用于不宜在桥下设置支架的高墩、跨河、跨路、跨夹谷、桥位地质不良等大跨度预应力混凝土连续梁的施工；机械自动化施工，工人熟练度高，若在挂篮上设棚架，不受天候影响，进度、品质容易掌握；为各种桥梁费用最低者。预应力混凝土连续箱梁在单个“T”用挂篮分节段悬臂对称灌注期间要墩梁临时固结,在合拢成连续梁的过程中,要逐跨逐个解除墩梁之间的临时固结,进行体系转换形成连续梁。2.预应力混凝土连续箱梁悬臂灌注施工方法第二节分节段悬臂灌注法一、预应力混凝土连续箱梁悬臂灌注法主要施工程序主要施工程序：0号块灌注：设置0号块托架铺设底模预压立模绑扎钢筋布设预应力管道灌注0号块及连续箱梁的墩梁临时固结张拉预力纲束拼装挂篮并预压灌注1号节段张拉预应力纲束挂篮前移、调整、锚固灌注下一节段包括：挂篮前移按立模高程设顶、底扳标高绑扎钢筋布设预应力管道浇筑混凝土、养护穿预应力钢索张拉预应力钢索依次类推完成悬臂灌注挂篮拆除边跨合拢中跨合拢三跨连续梁的悬臂灌注施工工序示意图0号块施心工工艺流程（一）预压0号块施工工艺流程（二）二、连续箱梁0号块灌注0号块位于桥墩上方,灌注0号块相当於给挂篮提供一个安装平台（或场地）1.0号块一般需在桥墩两侧（及周边）设托架或支架现浇0#块施工托架或支架设托架在0号块灌注支架或托架上铺底模的同时安装支座及防倾覆锚固装置(墩梁临时锚固固结)墩梁临时固结墩梁临时固结连续梁在津单个‘T’悬灌施工过程中，很多外力会对连续梁悬灌施工的‘T’构产生不平衡力矩，存在非常严重的安全事故隐患—倾覆。为保证连续梁‘T’构悬灌施工作业安全，在中墩墩身埋入HBR钢筋或精轧螺纹钢筋，对连续梁与桥墩之间的临时支座进行固结，使临时支座能承受拉、压力，以平衡施工产生的不平衡力矩，保证梁体结构的安全稳定。临时支座的型式，高墩选用C50硫磺砂浆作为临时支座。一般在墩顶纵向中心线两侧对称墩顶支座中心轴线（箱梁腹板的下方）各设1座，临时支座的大小和埋入HBR钢筋或精轧螺纹钢筋的数量，根据计算确定,在临时支座顶面位置加铺多层双向钢筋网片予以局部加强。当边跨合拢后进行体系转换时，拆除临时支座。拆除顺序：先通电将硫磺砂浆熔化后，梁体从临时支座落于正式支座上，然后切割所有的埋入HBR钢筋或精轧螺纹钢筋。矮墩一般选用钢管混凝土柱作为墩梁临时固结的措施。2.连续梁悬灌施工过程中的墩梁临时固结墩梁临时锚固方法（一）某铁路桥矮墩0块灌注支架及墩梁图某桥高墩0块灌注支架及墩梁临时固结效果图连续梁墩梁临时锚固方法及0块灌注支架（二）用钢管混凝土柱抵抗不平衡力矩应按有关规范规程进行检算3.0#块施工3.1.立模3.2预压3.3钢筋绑扎3.40#块混凝土灌注（一）0#块混凝土灌注（二）3.5预应力朿张拉4.悬臂灌注施工中竖向不平衡力矩计算1.假定墩中心的左侧各节段缩模5%,右侧胀模5%，由胀模和缩模引起的不平衡力矩Ｍ１；２.一端桥面上有风向下吹或一端桥下有风向上吹,引起的不平衡力矩Ｍ２：３、两伸臂端节段混凝土重量,按相差半个节段重量计算的最大不平衡力矩Ｍ３４、桥面上施工荷载两伸臂端每延米相差100～200Kg／ｍ,引起的不平衡力矩Ｍ４５、边跨合拢段混凝土灌注边跨合拢时，中跨前端节段有挂篮，边跨前端节段有吊架，并承载1/2合拢段混凝土重量。引起的不平衡力矩Ｍ５6、两端挂篮走行不同步及走行时的冲击系数引起的不平衡力矩Ｍ67、挂篮走行中，前端掉挂篮引起的不平衡力矩Ｍ78、在灌注最后节段混凝土将要完成时挂篮脱落引起的不平衡力矩Ｍ89、施工中的集中力p引起的M9竖向不平衡力矩的组合组合一Ｍ１＋Ｍ４＋Ｍ8＋M9计及挂篮脱落的冲击系数2.0组合二Ｍ１＋Ｍ４＋Ｍ7＋M9计及挂篮行走中掉挂篮的冲击系数1.5组合三Ｍ１＋Ｍ４＋Ｍ３＋M9两伸臂端混凝土浇时．按相差半个最大不平衡力的节段重量计算组合四Ｍ１＋Ｍ４+M5＋M9按边跨合拢段混凝土灌注组合五Ｍ１＋Ｍ４+M2＋M9按风荷载组合六Ｍ１＋Ｍ４+M6＋M9组合一及组合二是不允许的,既不允许掉挂篮及挂篮走行中掉落,为此在挂篮设计、制造、使用过程中必须安全可靠。若挂篮构件中的前吊杆及后锚杆均使用了精轧螺纹钢筋,要特剔加以保护、检查、更换。走道的预埋件要精心施工。以组合三为控制设计临时支撑。临时支撑受力包括不平衡力矩产生的压力和整个悬臂混凝土的竖向重力悬臂灌注施工中水平向不平衡力矩计算按一端有风水平向吹箱梁侧面,另一端无风,使悬灌施工中单个“T”水平向象推磨一样旋转,从而使连续梁墩梁临时固结产生扭矩。三、采用挂篮悬臂灌注连续梁的施工方法大跨径预应力混凝土连续梁广泛采用挂篮进行悬臂浇筑施工。其方法是：挂篮可在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁体上移动，每节段绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、纵向预应力张拉都在挂篮内进行，完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段。一般节段长度2～6m。用挂篮进行悬臂浇筑施工时，无须大型起重及运输机具，主要施工设备是挂篮。挂篮吊架在浇筑梁段中所产生变形主要是通过调整前吊杆高度办法来消除。挂蓝承重系统有平行桁架、三角形构架、弓弦式构架、菱形构架、平弦无平衡重构架、自锚式构架等。1、挂篮的介绍随着技术水平的不断改进，挂篮由过去的压重平衡式发展成现在通用的自锚平衡式，自锚平衡式挂篮的形式主要有桁架式、斜拉式，其中桁架式挂篮按其部件的不同，可分为万能杆件挂篮、贝雷或公路钢桁梁组合式挂篮、型钢组合式等，按桁架构成的形状不同，又可分为平行桁架式、平弦无平衡重式，弓弦式、菱形式等。一般后锚式挂篮由主桁架系统、走行及锚固系统、吊带系统、底平台系统及模板系统五大部分组成。当前国内外的挂篮向轻型化、标准化发展,挂篮的轻型化和标准化有助于节约材料、便于运输和装拆、可重复使用,有利于降低施工成本,更重要是挂篮的轻型化有利于梁体结构的优化,减小梁根部的弯矩,节约纵向预应力配束。故设计院均要求施工单位将挂篮设计的总重量与最大悬浇节段重量的比值控制在0.3～0.5之间。1).平行桁架式挂篮它的上部结构一般由万能杆件或贝雷桁梁组拼为一等高桁架，其受力特点是：底模平台及侧模支架所承荷载均由前后吊杆垂直传至桁架节点和箱梁底板上，故又称吊篮式结构，桁架在梁顶用压重或锚固或二者兼之来解决倾覆稳定问题，桁架本身为受弯结构。早期使用较多，由于其自身载荷大，现在一般已不大采用。在桁架压重桁架锚固贝雷桁梁组装成主梁的挂篮2).菱形构架式挂篮菱形挂篮可认为是在平行桁架式挂篮的基础上简化而来，其上部结构为菱形，前端伸出小梁，作为挂篮底模平台及侧模前移的滑道，其菱形结构后端锚固于主梁顶板上，无平衡压重，自重轻、具有节点较少、变形小、有较好操作空间、施工方便和适应性强,应用较广泛。3).三角形挂篮结构最简单、自重最轻、受力明确、稳定性好、变形小等优点,但操作空间小,有时侯施工不方便。4).弓弦式挂篮弓弦桁架（又称曲弦桁架）式挂篮的主桁外形似弓形，故可认为是从平行桁架式挂篮演变而来，除具有桁高随弯矩大小变化，受力合理的特点外，还可在安装时在结构内部预施应力以消除非弹性变形，故也可取消平衡重，所以一般重量较轻对不想一次性投入过多的施工单位有一定的吸引力，但其缺点是杆件数量多、制作安装都较麻烦，且易丢失。使用不广泛。5).平弦无平衡重挂篮在平行桁架上设前、后上横梁吊挂底模平台及侧模支架,根据需要。挂篮前移时,吊挂底模平台及侧模支架后退作压重,挂篮纵移到位后,其主桁后端则通过梁体竖向预应力筋锚固于主梁顶板上,吊挂底模平台及侧模支架前移复位。6).滑动斜拉式挂篮滑动斜拉式挂篮在力学体系方面有较大突破，其上部结构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（或称水平制动装置）承受，主梁的纵向倾覆稳定由后端锚固压力维持。其底模平台后端仍吊挂后锚固于箱梁底板之上,被认为是国内目前最轻的挂篮之一。跨度和梁高都较大时不宜使用。图示1988年首次在株洲湘江大桥使用的TREB—110—1型斜拉式挂篮7).下行式挂篮—欧洲及我囯台湾已使用优点不需锚固挂篮、顶无覆盖便於节段钢筋整体绑轧吊入8).桁架式悬吊挂篮—美国及日本应用较多优点：1.可用於悬灌也可用於预制节段悬拼；2.安全；3.一次灌注节段长；4.连续梁或刚构在悬灌中不承受挂篮重量,有利于梁体结构的优化,减小梁根部的弯矩,节约纵向预应力配束；5.可以不对称悬灌。缺点：1.一次性投入大；2.安装费时。9).自承式挂篮末见报告我国使用自承式挂篮分为两种，一种是模板支撑在整体桁架上，桁架用销子和预应力筋挂在已成箱梁的前端角上，灌注砼时主梁和行走桁架移至一边，挂篮前移时再安上，吊着空载的模板系统前移。另一种是将侧模制成能承受巨大压力的刚性模板，通过梁上的水平及竖向预应力筋拉住模板来承受砼重量，走行方法与前者相同，由临时吊车悬吊着模板系统前移到下一梁段。这种方法对跨度不是很大的等高度箱梁较为适宜。本质上与预应力斜拉式挂篮并无很大区别，唯一不同的只是预应力筋采用特殊设计，并配置必要的定位销和钢销。10).其它形式挂篮（1）河洲湘江大桥轻型挂篮挂篮自重300ｋＮ,悬浇梁段最重一段达900ｋＮ,其比例为1∶3,属于轻型挂篮。该挂篮在待浇梁段留出了施工空间,以便于工作人员绑扎钢筋与张拉竖向预应力钢筋;而主桁架后部又有反压作平衡,便于整个挂篮的前移。（2）广州虎门大桥付航道270m连续刚构主梁悬浇用的轻型鹰咀式（是弓弦式另一型式）挂篮（3）宁波大榭岛跨海公铁两用大桥滑动式斜拉挂篮宁波大榭岛跨海公铁两用桥，正桥主梁为(124＋170＋124)m三跨连续刚构，采用滑动式斜拉挂篮对称悬浇施工。最大节段重340t。挂篮主要由主梁系统、斜拉索、后吊索系统、限位走行系统、底模及底摸平台、外模、内模等构成。挂篮的设计介绍预应力钢筋混凝土连续梁无定型设计,设计单位根据不同的地理条件和周围环境设计出不同跨度、不同截面形式的桥型、桥式。施工单位应根据桥梁结构的特点,结合自身的施工经验和条件设计出适合各种连续梁或刚构桥梁施工使用的各具特色的悬臂浇注施工用挂篮。挂篮的设计要具有先进性,结构新颖,节省材料,制造简易,施工方便,具有明显的经济和社会效益。1.挂篮设计主要参数（1）梁段最大重量；（2）梁段最大长度；（3）梁高变化范围；（4）最大梁宽包括顶板、底板宽；（5）曲线段翼缘板坡度变化；（6）梁段顶板单侧加宽量；（7）梁段底板单侧加宽量；（8）设计图上规定的挂篮最大重量；（9）走行：无平衡重走行；行走时其抗倾覆稳定系数≥2,挂篮空载走行冲击系数按1.2计算；（10）挂篮重量。挂篮总重量的变化≤设计重量的10％。（11）浇筑悬臂梁段时，冲击系数按1.2计算,超方系数按1.05计算。设计时可将后端临时锚固在已浇筑的梁段上，支撑平台后端横梁，可锚固于已浇筑梁段底板上。后端临时锚固系数≥32.设计依据预应力混凝土连续梁有关设计图纸。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）；《公路桥涵施工规范》（JTJ041—2000）；《钢结构设计规范》（GB50017-2003）：《钢结构工程质量验收规范》（GB50205-2001）；《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）。3.计算工况：工况一挂篮悬浇混凝土：最大节段重量,一般较短,决定后吊杆、后下横梁的设计；变长度节段中使前吊杆荷载重最大者决定桁架、后锚固、前吊杆、前上下横梁、底模平台的设计。工况二挂篮走行。荷载考虑结构自重、风力及允许的不同步产生的影响。挂蓝浇注混凝土及走行时的抗倾覆稳定系数均不小于2～3。工况三