懸臂掛籃施工技術

1、一、工程概況一、工程概況 本工程為武漢天興洲大橋鐵路引橋和相關配套工程部分TZQ-1合同段 ，橋梁施工部分共有特大橋9座。屬于第三項目分部施工的懸臂連續(xù)梁共有4聯(lián)，其中3聯(lián)為（32m+48m+ 32 m ），1聯(lián)（36m+64m+36m）。 灄口左線引橋1號橋全長1237.64m, 共計37墩1臺，中心里程為WDK1176+447.68。全橋大部分在灄水河泛洪區(qū)內。主跨為32m+48m+32m（7號10號墩）等高度預應力混凝土連續(xù)彎梁跨越灄水河。連續(xù)彎梁為單線懸臂澆注連續(xù)梁，位于R=800m的圓曲線及緩和曲線上，線路坡降為+5.2。二、掛籃設計二、掛籃設計 依據施工圖紙要求設計，設計原則：自重

2、輕、結構簡單、受力明確、堅固穩(wěn)定、變形小、前移和裝拆方便、具有較強的可重復利用性。 1.1.1.1.設計要求設計要求 箱梁結構參數：等高度單箱單室箱梁，截面梁高3.3m，全橋箱梁頂板厚0.25m，箱寬4.2m，橋面板寬7.4m，腹板厚跨中部分為0.35m，支點附近為0.60m，底板厚從跨中部分至支點由0.25m變至0.6m；全梁共設5道橫隔板，全梁共分35個梁段，中支點0#梁段長6.0m，一般梁段長3m，合攏段長2m，邊跨直線段長7.5m，全梁采用雙向預應力體系。 掛籃最大重量不得大于33t； 懸臂澆注砼最大重量57.72t。 1.2.1.2.類型選定類型選定 根據混凝土懸臂施工工藝要求及設計

3、圖紙對掛籃要求，綜合比較各種形式掛籃特點、重量、采用鋼材類型、施工工藝等。菱形掛籃受力非常明確，各構件均為軸向拉、壓桿，整體穩(wěn)定性強，結構簡潔、拆裝錨固方便，為施工提供了寬闊的作業(yè)空間。本聯(lián)連續(xù)梁采用菱形掛籃。 主梁桿件的選擇：主梁桿件均采用H型鋼。H型鋼有以下優(yōu)點： 雙向截面性能比較接近，壓桿穩(wěn)定性好； H型鋼加工非常簡便，只需鉆孔配節(jié)點板連接即可； 掛籃需必需現場加工，簡單的加工工藝有利于質量的保證。 2.2.掛籃結構材料掛籃結構材料 掛籃菱形組合梁采用300300H型鋼，內導梁、底縱梁、橫梁均采用I36a工字鋼，吊帶采用32精軋螺紋鋼，滑道采用250125H型鋼。 3. 3. 掛籃結構檢

4、算掛籃結構檢算 荷載傳遞路徑： 檢算內容包括： 菱形組合梁。按最大重量節(jié)段荷載對組合梁各桿件進行強度、剛度及穩(wěn)定性檢算； 上下橫梁、吊桿、導梁、滑道、壓緊器、前支腿、后錨、底縱梁進行強度和剛度檢算； 各連接螺栓、連接板、焊縫進行強度檢算。底 板 荷 載腹 板 荷 載菱 形 梁翼 板 荷 載底 縱 梁后 橫 梁前 橫 梁內 導 梁頂 板 荷 載 4. 掛籃技術參數掛籃技術參數 掛籃及模板自重19t，掛籃與最大梁段重量比0.33； 設計荷載100t，恒載安全系數取1.2，活載安全系數取1.4； 走行方式：無平衡重走行方式。 走行時抗傾覆系數大于2.0，靜止時抗傾覆系數大于3.0 掛籃的彈性變形值為

5、10mm，非彈性變形值為2mm。三、三、掛籃結構形式掛籃結構形式 掛籃主要由承重系統(tǒng)、底模系統(tǒng)、內外模系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、后錨固系統(tǒng)組成?；?道內 導 梁后 錨后 下 橫 梁后 上 橫 梁菱 形 組 合 梁前 支 腿前 下 橫 梁底 縱 梁側 模前 上 橫 梁液 壓 千 斤 頂吊 桿0#1# 2# 1# 2# 底 縱 梁千 斤 頂調 節(jié) 桿上 橫 梁側 模 板吊 桿內 導 梁下 橫 梁方 木 1. 1. 承重系統(tǒng)承重系統(tǒng) 每套掛籃由10片H型鋼組合梁組成，菱形組合梁由4根H型鋼主梁和1根H型鋼立柱組成，同時頂面設水平聯(lián)系桿，提高整體剛度。底縱梁梁下設滑道，滑道固定在已澆筑混凝土梁上。 前橫梁：采用

6、2根I36a工字鋼栓接于主梁前端上翼緣，豎向配置6根承重吊桿。 后橫梁：采用2根I36a工字鋼，豎向配置4根承重吊桿，2根后錨吊桿。 立柱：上端設有橫向聯(lián)連接桿，保證主梁橫向穩(wěn)定。 2. 2. 底模系統(tǒng)底模系統(tǒng) 底模長4.5m在砼懸臂施工中承擔鋼筋砼重量及施工機具重量，并兼做施工操作平臺。底模采用大塊鋼模板，模板平鋪于底板縱梁上，縱梁在底板下采用11根I36a工字鋼。底板縱梁與前下橫梁、后下橫梁采用栓接，前下、后下橫梁均采用2根I36a工字鋼。 3.3.內、外模系統(tǒng)內、外模系統(tǒng) 外模用槽鋼及角鋼做骨架，其外圍為大塊鋼模，鋼模面板用6 mm熱軋板，骨架與模板連接均采用焊接，側模與底模用螺栓連接，

7、懸臂部分用鋼管斜撐在外模槽鋼上，側面與底模同菱形掛籃一起移動，內模采用槽鋼和角鋼做骨架，鋼木組合模板，采用內導梁移動。 4. 4. 走行系統(tǒng)走行系統(tǒng) 分為菱形組合梁走行系統(tǒng)，側模走行系統(tǒng)及內模走行系統(tǒng)三部分。 菱形組合梁走行系統(tǒng)：在每片梁前端設滑動點，后部設平衡導向滑輪，箱梁頂面上設2個滑道，向前滑移。 側模走行：外模走行，當松開后錨栓、底模連接螺栓及支撐時，在模板自重和調節(jié)桿共同作用下，側模、底模向下脫落在主梁上，主梁、側模、底模、內?；和瑫r前進。 內模走行：放松內模后，內模板即落在內導梁上，與主梁、側模、內模同時前進。 5. 5. 后錨系統(tǒng)后錨系統(tǒng) 后錨栓采用25精軋螺紋粗鋼筋。作用是將

8、掛籃承受的荷載傳至箱梁上，并防止掛籃傾覆。主梁移動的傾覆穩(wěn)定由主梁后端壓緊器來維持。四、四、掛籃載荷試驗掛籃載荷試驗 初次使用掛籃前對其進行荷載試驗,以檢驗掛籃的承載能力和了解掛籃的施工撓度。 1. 1. 試驗方法試驗方法 掛籃使用前在地面進行預壓試驗，選擇在諶家磯左線引橋107號墩承臺進行預壓試驗。掛籃的試驗荷載為80t，大于混凝土及施工荷載重量的1.3倍。 為了確保掛籃荷載的受力情況與真實情況相同，試驗的荷載采用鋼材和砼預制板（2.510.2m，每塊重1t）。 分級加載順序為：010 50100130100500。壓載時間自壓載結束到開始卸載為48小時 2. 2. 變形觀測變形觀測 在掛籃

9、橫梁、后錨、菱形組合梁后部共設置28個觀測點。 在每級加載或卸載的時候及時進行觀測。 在加載過程中應注意檢查掛籃各個部位，如發(fā)現異?，F象應立即停止加載，進行處理。 根據測量數據進行統(tǒng)計分析，得出掛籃施工撓度。 本掛籃最終試驗結果：掛籃的彈性變形值為12mm，非彈性變形值為2mm。五、掛籃拼裝五、掛籃拼裝 掛籃在工地加工制作，用汽車運輸到施工墩位處，掛籃拼裝采用25t吊車提吊拼裝，等1號梁段施工完畢并張拉預應力索后開始拼裝。 掛籃安裝順序為：將滑道放在已定位置上，并用壓緊器將其固定，以防傾覆用吊車安裝主梁，立柱（菱形桁架底梁錨固在滑道上）及立柱平聯(lián)安裝前上橫梁于主梁端頭，并安裝平聯(lián)與主梁連接用吊

10、車先后吊裝前下橫梁、后下橫梁，并安裝吊桿安裝縱梁，側模及支架。六、六、掛籃施工工藝掛籃施工工藝 掛籃移動就位調整模板測量撓度、確定標高復測標高澆筑混凝土移動掛籃安裝鋼筋、預應力孔道預應力筋加工鋼筋加工穿縱向預應力筋預應力張拉、壓漿養(yǎng)生 1. 1. 模板調整模板調整 掛籃前移到位后,由測量人員放出中線和標高,按照先底模、后內模的順序進行調模。立模標高的調整以既要保證主梁各節(jié)段絕對標高的精度,又要保證主梁線形的平順為原則。中線控制：在上一澆筑梁段上利用全站儀放出上一梁段的軸線，掛線定出下一梁段的中軸線。高程控制：掛籃后端標高即為上一梁段混凝土標高。掛籃前端標高考慮設計標高、上一梁段標高、掛籃彈性變

11、形、掛籃自重引起的對結構的下?lián)系纫蛩亍?2. 2. 鋼筋綁扎鋼筋綁扎 鋼筋按要求下料、彎制，制作成型后掛牌分類堆放，需要鋼筋時吊裝至掛籃位置，人工綁扎。先綁扎底板、腹板鋼筋，并安裝豎向預應力筋及波紋管道，待內模前移到位后綁扎頂板底層鋼筋，安裝頂板預應力管道，綁扎頂板上層鋼筋、安裝頂板預埋件。安裝鋼筋、波紋管道、預埋件的尺寸偏差不得大于設計和規(guī)范要求。 相應的梁體內為吊桿預留孔道，預埋后錨25精軋螺紋鋼。 3. 3. 預應力波紋管成孔預應力波紋管成孔 全橋預應力管道均按照設計要求采用塑料波紋管成孔，安裝波紋管時如果管道與構造鋼筋位置沖突時，適當移動構造鋼筋，絕對保證預應力管道按設計位置定位，并采

12、取加密定位鋼筋網片、網片與箱梁構造筋點焊牢固等措施，保證預應力管道位置在澆筑混凝土時不移動。所有縱向預應力孔道內設置PVC內襯管，防止?jié)仓炷習r，孔道發(fā)生變形。 4. 4. 混凝土澆筑混凝土澆筑 T構兩節(jié)段同時進行對稱懸澆施工，不平衡重按設計不大于2立方米。 5. 5. 預應力穿束、張拉及壓漿預應力穿束、張拉及壓漿 豎向預應力筋采用先穿法，縱向采用后穿法人工穿束。在梁體強度達到85以后張拉縱向預應力筋，豎向預應力筋按設計滯后1個節(jié)段張拉。壓漿采用真空壓漿工藝。6.6.掛籃移動掛籃移動 每一節(jié)段縱向預應力鋼絞線張拉完畢，壓漿后，進行掛籃的向下一梁段移動，準備進行下一梁段的施工，掛籃的移動必須按

13、照以下步驟進行： 首先，在梁段頂面測量好滑道位置，找平、鋪設滑道。 將承重的各吊桿慢慢松開，同一斷面的吊桿必須同步放松，當內導梁、底縱梁、下橫梁離開混凝土面15cm時停住。前后橫梁梁端兩側各加掛一個10t的倒鏈連接上下橫梁，防止吊帶脆斷。 此時底模板、側模板及內模系均與梁體脫離，將菱形梁后錨松開，人工采用倒鏈將主梁拖拉到位，主梁的前移帶動側模、底模及內導梁整體滑移到位，隨著主梁的前移，壓緊器應交替前移（不得少于2根），以保持主梁的穩(wěn)定，滑到位以后將主梁后錨桿錨緊（不得少于3根）。 掛籃主梁移動到位后，把底模重新固定在各吊桿上，將內導梁也和上一梁段預留吊桿及前吊桿固定好。初步調整好中線及標高。

14、根據測量組放樣中線及抄平測量精確調整好軸線及標高。水平調整采用倒鏈人工調，到位后將各螺母旋緊；標高調整采用千斤頂調節(jié)吊桿可以精確的達到施工要求。 掛籃調整好后，安裝模板、鋼筋，灌注前重復檢查中線、高程，灌注混凝土。并等砼強度85%后張拉、壓漿。 掛籃向下一節(jié)段移動。人工采用倒鏈將主梁拖拉到位，主梁的前移帶動側模、底模及人工采用倒鏈將主梁拖拉到位，主梁的前移帶動側模、底模及內導梁整體滑移到位內導梁整體滑移到位七、線形控制七、線形控制 為保證箱梁結構尺寸，使成橋線形滿足設計線形的要求，施工中的線型控制十分重要，箱梁的線型控制包括標高控制、中線控制。 1. 控制點及觀測點的選擇 兩個0號塊施工時，我

15、們在箱梁頂面預埋鋼筋作為測量控制點，采用四等水準測量將2點標高與大堤上的高級點聯(lián)測。 從箱梁第2號節(jié)段開始，在梁段前端距端面15cm斷面（橋縱向），沿橫向布置3個箱梁頂面標高測點，其中中間測點也是連續(xù)梁水平軸線的測量控制點。 2. 標高控制 立模標高并不等于設計中橋梁建成后的標高，需設一定的預拱度，以抵消施工中產生的各種變形(撓度)。所以施工中需要對梁段進行標高觀測。每一個懸澆梁段進行3種工況的標高觀測，即掛籃就位及立模后、澆筑混凝土后、張拉完預應力鋼束后。 影響箱梁懸臂端產生撓度的主要因素有：梁體結構自重、施工荷載、施加預應力、混凝土徐變、掛籃彈性變形 、使用荷載。撓度計算公式如下：4321

16、ffffffHHylsm梁段立模標高mH 梁段設計標高sH生的撓度總和各梁段自重在本梁段產lf梁段產生的撓度總和各梁段預應力張拉在本yf產生的撓度砼收縮、徐變在本梁段1f產生的撓度施工臨時荷載在本梁段2f的撓度使用荷載在本梁段產生3f掛籃變形值4f 2. 中線控制 彎梁平面線形控制,關鍵在于控制掛籃及模板的平面位置。在施工中采取相對平面位置測量)與絕對平面位置測量相結合的方法,控制平面曲線位置。 在已澆注梁段測量定位出箱梁軸線及掛籃滑道軸線位置； 在掛籃移動之前將滑道方向調整至與下一梁段軸線相同方向。并移動掛籃,使主梁平行于箱梁軸線； 依據測量定位軸線調整底模及側模標高。首先將后橫梁吊桿稍微放

17、松，放松前橫梁吊桿，使掛籃底模系統(tǒng)可以活動，再用倒鏈將底模調整至設計中線。接著調整底模標高。 調整內模標高，調整方法同底模。 灌注混凝土前復測中線及標高； 灌注結束后復測中線及標高。八、八、掛籃施工中遇到的問題及解決措施掛籃施工中遇到的問題及解決措施 掛籃前移后調整中線及標高時間過長。主要原因為標高調整時，掛籃前移后調整中線及標高時間過長。主要原因為標高調整時，調整吊桿采用倒鏈人工調整，倒鏈間隙大很難做到精確調整。后在每調整吊桿采用倒鏈人工調整，倒鏈間隙大很難做到精確調整。后在每個需要調整的吊桿上安裝千斤頂，采用千斤頂調整后，掛籃的調整既個需要調整的吊桿上安裝千斤頂，采用千斤頂調整后，掛籃的調

18、整既提高了速度又保證了精度。提高了速度又保證了精度。 掛籃內導梁移動小車上未設計有擋軸固定內導梁，當松開吊桿掛籃內導梁移動小車上未設計有擋軸固定內導梁，當松開吊桿向前移動掛籃時有危險性，在移動掛籃之前發(fā)現此問題后立即鉆孔安向前移動掛籃時有危險性，在移動掛籃之前發(fā)現此問題后立即鉆孔安裝擋軸，使內模系統(tǒng)安全順利的移動倒位。裝擋軸，使內模系統(tǒng)安全順利的移動倒位。 九、九、以后施工中擬優(yōu)化的問題及設想以后施工中擬優(yōu)化的問題及設想 在設計掛籃主梁時，主梁采用H型鋼做為主梁的桿件。從鋼材的利用率角度看，采用2根槽鋼焊接成方鋼形式做為主梁桿件是最能發(fā)揮鋼材性能，但此種方式在桿件的連接上對焊接質量要求較高。如

19、能采用工廠化加工提高加工質量或改善設計方法，利用上更輕便的桿件材料將進一步降低菱形掛籃的重量，提高掛籃利用系數，達到節(jié)約成本的目的。 掛籃走行系統(tǒng)采用倒鏈人工拖拉的方式，速度不高且占用勞動力。設想在前支腿處安裝液壓千斤頂采用電動油泵為動力，形成全自動液壓行走。達到既快又省的目的。 3. 3. 掛籃結構檢算掛籃結構檢算 荷載傳遞路徑： 檢算內容包括： 菱形組合梁。按最大重量節(jié)段荷載對組合梁各桿件進行強度、剛度及穩(wěn)定性檢算； 上下橫梁、吊桿、導梁、滑道、壓緊器、前支腿、后錨、底縱梁進行強度和剛度檢算； 各連接螺栓、連接板、焊縫進行強度檢算。底 板 荷 載腹 板 荷 載菱 形 梁翼 板 荷 載底 縱

20、 梁后 橫 梁前 橫 梁內 導 梁頂 板 荷 載四、四、掛籃載荷試驗掛籃載荷試驗 初次使用掛籃前對其進行荷載試驗,以檢驗掛籃的承載能力和了解掛籃的施工撓度。 1. 1. 試驗方法試驗方法 掛籃使用前在地面進行預壓試驗，選擇在諶家磯左線引橋107號墩承臺進行預壓試驗。掛籃的試驗荷載為80t，大于混凝土及施工荷載重量的1.3倍。 為了確保掛籃荷載的受力情況與真實情況相同，試驗的荷載采用鋼材和砼預制板（2.510.2m，每塊重1t）。 分級加載順序為：010 50100130100500。壓載時間自壓載結束到開始卸載為48小時 1. 1. 模板調整模板調整 掛籃前移到位后,由測量人員放出中線和標高,

21、按照先底模、后內模的順序進行調模。立模標高的調整以既要保證主梁各節(jié)段絕對標高的精度,又要保證主梁線形的平順為原則。中線控制：在上一澆筑梁段上利用全站儀放出上一梁段的軸線，掛線定出下一梁段的中軸線。高程控制：掛籃后端標高即為上一梁段混凝土標高。掛籃前端標高考慮設計標高、上一梁段標高、掛籃彈性變形、掛籃自重引起的對結構的下?lián)系纫蛩亍?4. 4. 混凝土澆筑混凝土澆筑 T構兩節(jié)段同時進行對稱懸澆施工，不平衡重按設計不大于2立方米。 5. 5. 預應力穿束、張拉及壓漿預應力穿束、張拉及壓漿 豎向預應力筋采用先穿法，縱向采用后穿法人工穿束。在梁體強度達到85以后張拉縱向預應力筋，豎向預應力筋按設計滯后1個節(jié)段張拉。壓漿采用真空壓漿工藝。6.6.掛籃移動掛籃移動 每一節(jié)段縱向預應力鋼絞線張拉完畢，壓漿后，進行掛籃的向下一梁段移動，準備進行下一