掛藍(lán)施工技術(shù)

1、掛籃懸臂澆筑箱梁施工技術(shù)饒 中 1岳國柱 2(1. 廣東清連公路發(fā)展有限公司 清遠(yuǎn) 5115152. 中交第二公路工程局有限公司 西安 710068【摘 要】 掛籃懸臂平衡澆筑法施工在連續(xù)梁、 T 型剛構(gòu)、連續(xù)剛構(gòu)及斜拉橋混凝 土梁段施工已經(jīng)得到廣泛使用。 此種施工工藝主要適用于橋梁上部變截面箱梁的施工。 作者 結(jié)合清連路杜步大橋的施工情況對掛藍(lán)施工進(jìn)行簡要的介紹, 并對本項目的一些有效方法進(jìn) 行簡紹。【關(guān)鍵詞】 掛籃懸臂;澆筑;施工技術(shù);箱梁1 掛籃施工概要懸臂澆筑法是指在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工中, 在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作平臺, 平衡地逐段向跨中 懸臂澆筑水泥混凝土梁體,并逐段施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。掛

2、籃是指用懸臂澆筑法澆筑斜拉、 T 構(gòu)、連續(xù)梁等水泥混凝土梁時,用于承受施工荷載 及梁體自重, 能逐段向前移動經(jīng)特殊設(shè)計的主要工藝設(shè)備。 主要組成部分有承重系統(tǒng)、 提升 系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板與支架系統(tǒng)。它具有占用施工場較小, 可以多個工作面同時施工, 工期相對較短, 橋梁線形易于在施 工程中進(jìn)行動態(tài)控制等特點(diǎn)。1、 1掛籃的形式目前施工中,按照掛籃的結(jié)構(gòu)型式常采用的主要有以下三種:1三角掛籃,2平行掛籃,3貝雷掛籃 ;圖 1 三角掛藍(lán)圖 2 平行掛藍(lán) 圖 3貝雷桁架 1.2不同掛籃結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)不同掛籃形式的對比見下表:2 掛籃設(shè)計2.1掛籃設(shè)計原則構(gòu)造簡單,拆裝方便,移動靈活,結(jié)構(gòu)安全

3、可靠,穩(wěn)定性好,有一定剛度且操作方便。 2.2掛藍(lán)設(shè)計的要求掛藍(lán)的質(zhì)量與梁段混凝土質(zhì)量的比值宜控制在 0.3 0.5之間,特殊情況下也不應(yīng)超 過 0.7。公路橋涵施工規(guī)范 (JTJ 041-2000 主要設(shè)計參數(shù)的要求:掛藍(lán)總重量控制在設(shè)計限 重內(nèi),允許最大變形(包括吊帶變形的總和:20mm ,施工、行走時的抗傾覆安全系數(shù):2, 自錨固系統(tǒng)安全系數(shù):2;斜拉水平限位系統(tǒng)安全系數(shù):2;上水平限位安全系數(shù):2。 2.3具體掛籃的設(shè)計的注意事項1掛籃的重量必須控制在設(shè)計所要求的重量范圍之內(nèi)。2掛籃的主桁位置必須作用在箱梁的腹板位置處。 3 對掛籃的主要受力點(diǎn)處要進(jìn)行局部加強(qiáng)。4 掛籃的計算結(jié)果,如前

4、后支點(diǎn)反力等要與設(shè)計院進(jìn)行交流,看箱梁能否 受力通過。5 掛籃在 0號塊上拼裝, 掛籃設(shè)計時, 主桁長度盡可能短, 使得 0號塊的 長度能拼裝兩個掛籃,如 0號塊的長度不夠,需將兩個掛籃做成連體掛籃。施工實例照片如下:圖 4 杜步 2號高架橋(連續(xù)梁 連續(xù)剛構(gòu)掛藍(lán)施工 2.4 設(shè)計原理根據(jù)施工順序 , 確定各種工況下可能發(fā)生的荷載最不利組合進(jìn)行各構(gòu)件的強(qiáng) 度、剛度、穩(wěn)定性計算。參與掛藍(lán)演算的荷載有下列幾種:1 掛籃自重,模板及支架自重;2 鋼筋混凝土自重;3 施工人員、機(jī)具、材料等荷載;4振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載5 其他可能產(chǎn)生的荷載,如保暖設(shè)施等。2.5、 設(shè)計掛藍(lán)簡要計算步驟(1在計算過程中

5、,按照材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的假設(shè)進(jìn)行計算;(2主桁按照桁梁組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算。先將荷載分配至底籃縱梁上, 計算其強(qiáng)度及剛度, 然后計算出縱梁支座反力作為底籃前、 后橫梁的荷載,計算底籃前、后橫梁的強(qiáng)度和剛度。計算出底籃前橫梁的支點(diǎn)反力,作為上前橫梁的荷載,計算前橫梁的強(qiáng)度和剛度,然 后計算出上前橫梁的支點(diǎn)反力作用于主桁上,計算主桁各桿件的強(qiáng)度及剛度。通過主桁計算得出的后錨力來驗算行走系統(tǒng)后錨小車和錨軌的強(qiáng)度,以及驗算掛籃的 整體抗傾覆穩(wěn)定性。計算底籃后橫梁的強(qiáng)度和剛度,然后通過計算算出后橫梁的支點(diǎn)反力作用于上中橫梁 上,計算上中橫梁的強(qiáng)度及剛度等。就目前情況看:掛籃由專業(yè)的模板加工企業(yè)進(jìn)行設(shè)計,加

6、工。在設(shè)計時模板廠已進(jìn)行了 演算,掛籃進(jìn)場后通常沒有必要對其進(jìn)行重新的設(shè)計,只需對關(guān)鍵桿件進(jìn)行演算、復(fù)核。 對租賃的或作業(yè)隊自備掛籃要對其進(jìn)行承載能力確認(rèn),項目部必須對進(jìn)場掛籃進(jìn)行驗 算,作到心中有數(shù),以確保工程質(zhì)量和安全。3 掛籃施工3.1 懸澆箱梁 0號塊(或 0、 1號塊施工0號塊(或 0、 1號塊指橋梁主墩墩頂箱梁段,通常包括箱梁 0號塊或 0、 1號塊。 為掛籃拼裝提供工作面, 在懸臂澆筑過程中作為控制橋梁的軸線和高程的標(biāo)準(zhǔn)的首塊梁段,在澆筑完成時,在該梁段上設(shè)置軸線和標(biāo)高的控制點(diǎn)。臨時支座澆筑與錨固 (連續(xù)梁 ; 永久支座安裝 (連續(xù)梁 ; 支架安裝及預(yù)壓, 模板安裝; 鋼筋幫扎及

7、預(yù)應(yīng)力管道的布設(shè):混凝土施工,預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)張拉、壓漿。(1臨時支座與錨固(連續(xù)梁 使墩身與主梁臨時固結(jié)為“T”型剛構(gòu)。 臨時支座:通常采用與箱梁同標(biāo)號的混凝土澆筑。 理論上在體系轉(zhuǎn)換之前, 由臨時支座承擔(dān)全部施 工時的荷載。 錨固:通常采用預(yù)埋于墩身并貫穿至 0號塊 (或 0、 1號塊 頂?shù)念A(yù)應(yīng)力鋼筋或者預(yù)應(yīng)力錨束。 (2永久支座安裝(連續(xù)梁 連續(xù)梁的支座分固定式、單向活動式、多向活動式,盆式橡膠支座。 先安裝下支座,調(diào)整位置,錨栓孔灌混凝土或環(huán)氧樹脂砂 漿。 安裝上支座,調(diào)整位置(活動支座不一定正中 ,臨時鎖定 上、下支座。(3 托架托架通常還兼有 0號塊 (或 0、 1號塊 外模支架的功能。

8、 墩旁托架:應(yīng)用于墩身較高, 且可承受懸臂施工時各種工況下產(chǎn)生的彎距荷載。 搭設(shè)在墩身上的牛腿等預(yù)埋件上,承擔(dān) 0號塊(或 0、 1號塊的重量、底籃、底模板、施工機(jī)具、人員等荷載。落地支架;墩身高度不大時 , 支架的支點(diǎn)布置在承臺上(4托架(或支架的預(yù)壓預(yù)壓的具體試驗加載方案為:采用鋼筋和砂袋加載方式進(jìn)行托架預(yù)壓。 托架預(yù)壓的目的 是消除非彈性變形和測定彈性變形量。圖 5 杜步 2號橋 0號塊(或 0、 1號塊 (澆筑完成施工照片見下圖: 圖 6 杜步 2號橋 1號主墩 0、 1號塊施工 (5鋼筋幫扎及預(yù)應(yīng)力管道的布設(shè)通常 0號塊 (或 0、 1號塊 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 配筋率較大, 安裝困難; 且

9、有三向預(yù)應(yīng)力 (縱, 橫、豎管道較多;連續(xù)梁 0號塊(或 0、 1號塊上有錨固預(yù)應(yīng)力筋和較多橫隔梁對拉筋。(6澆筑混凝土澆筑通常分為兩次進(jìn)行,第一次底板和肋板,第二次為頂板。目前施 工多為一次澆筑(7預(yù)應(yīng)力施工待混凝土強(qiáng)度達(dá)到張拉強(qiáng)度時進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉?？v向預(yù)應(yīng)力張拉、錨固。豎向預(yù)應(yīng)力 張拉。橫向預(yù)應(yīng)力張拉通常滯后進(jìn)行。3.2、掛藍(lán)懸澆塊段施工主要工序包括掛藍(lán)的拼裝、預(yù)壓;正常懸澆塊段施工。箱梁 0號塊(或 0、 1號塊段所組成的施工區(qū)中,測放出掛籃行走走道的位置。依次 安裝行走軌道、支撐點(diǎn)、后錨固系統(tǒng)、主梁,并及時錨固主梁。安裝橫向聯(lián)結(jié)部件、懸掛吊 帶等。加載試驗的方法是模擬重量最大梁段的施工

10、實際荷載,采用預(yù)壓逐級加載,荷載的布置形式盡量與實際荷載分布吻合,以保證試驗的可靠性和準(zhǔn)確性。 圖 7 袋裝黃砂進(jìn)行掛籃加載試驗清連路 B4標(biāo)采取了混凝土預(yù)制塊件預(yù)壓和預(yù)埋地錨,油壓千斤頂預(yù)壓方法。對反力架 預(yù)壓方法主要包括以下內(nèi)容:采用液壓千斤頂在箱梁底板范圍內(nèi)對掛籃進(jìn)行預(yù)壓加載。 即在 1#塊腹板端面設(shè)置反力架, 通過千斤頂向反力架施壓, 利用其反向作用力向掛籃施加所需的 預(yù)壓荷載。 該加載方案中對掛籃施加的作用力屬內(nèi)力, 因此, 預(yù)壓試驗可僅對單側(cè)掛籃進(jìn)行 即可。圖 8 反力架示意圖 圖 9 反力架預(yù)壓掛籃 圖 10 掛藍(lán)懸吊水箱加載 3.3 掛籃懸澆塊段的施工掛藍(lán)加載試驗結(jié)束后,即可進(jìn)

11、行梁段混凝土施工。調(diào)整底籃、模板,收緊吊帶,檢查后錨固。安裝鋼筋,澆筑混凝土,養(yǎng)護(hù)等強(qiáng),施加預(yù)應(yīng)力。接長行走軌道,掛籃行走到下一塊3.4 邊跨現(xiàn)澆段 邊跨通常有一段直線現(xiàn)澆梁段，通常采用支架施工。待懸臂梁段施工完成后，與此梁段 之間澆筑邊跨合龍段，完成邊跨的合龍、體系轉(zhuǎn)換。 本梁段通常采用滿堂支架進(jìn)行施工，支架的要求與其他的支架施工基本相同 施工的完成日期一般不晚于相鄰的 T 構(gòu)懸澆最后一個塊件。 3.5 合攏段施工 勁性骨架鎖定之時即為合攏之時。合攏順序一般都是設(shè)計規(guī)定的，通常情況下施工單位 不能擅自變更。合攏是體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，合攏施工必須滿足受力狀態(tài)的設(shè)計要求，和保 持梁體線形，控制合

12、攏段的施工誤差。合攏段分邊跨合攏段、次邊跨（如果有）和跨中合攏 段。連續(xù)梁按“T”構(gòu)施工完成后，再將各“T”構(gòu)連接而形成整體連續(xù)梁（或連續(xù)剛構(gòu)） ，這種 拼接稱合攏。合攏段的施工是合龍中的非常重要的工序。包括： 1 安裝合攏吊架 采用專門設(shè)計加工的吊架,調(diào)整位置及標(biāo)高?；蛘呃脪旎@作為吊架,箱梁的兩端應(yīng)加配 重予以平衡。 （清連路杜步 1、2 號橋次邊跨、中跨合龍采用 2 只掛藍(lán)合攏。 ） 2 3 調(diào)整底模板和外側(cè)模 錨固系統(tǒng)的安裝 安裝臨時錨固系統(tǒng),配合臨時拉索來克服合龍過程中溫度產(chǎn)生的應(yīng)力。 4 5 6 7 澆筑合龍段混凝土 合攏階段預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的張拉、壓漿 拆除合龍吊架。 合攏段混凝土澆筑

13、注意事項 - 12 - 精心作好準(zhǔn)備,在最短的時間完成混凝土澆筑；調(diào)整混凝土配合比,盡早達(dá)到張拉強(qiáng)度； 在一天中溫度最低時澆筑混凝土；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),保溫保濕。 3.6 張拉控制 張拉施工在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的 90%后方可進(jìn)行， 張拉前半天派專人檢查張拉 設(shè)備是否到位，數(shù)量是否滿足對稱、平衡張拉需求，機(jī)具是否完好，若不能滿足施工要求應(yīng) 及時調(diào)配，以免耽誤張拉時間。 1 張拉設(shè)備要定期校檢。檢查其是否在有效期以內(nèi)，張拉前對千斤頂及油表編號進(jìn)行 檢查是否配套，確定無誤后方可使用。 2 檢查錨具及千斤頂安裝情況，錨具與錨墊板及千斤頂和限位板之間是否有間隙，夾 片是否全部安裝到位。 3 利用張拉設(shè)備的

14、回歸方程計算各行程油表讀數(shù)，將數(shù)據(jù)貼在油表附近比較醒目的位 置，以便張拉控制。 4 嚴(yán)格控制張拉順序，先縱向再豎向最后張拉橫向，張拉采用雙控。 3.7 3.7 真空壓漿 真空壓漿工藝是提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施。在壓漿之前， 首先采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道內(nèi)的真空度達(dá)到 80以上，使之產(chǎn)生 -0.06 至 0.1Mpa 的真空度，然后用灌漿泵將優(yōu)化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，并加以 0.7Mpa 的正壓力。由于孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時，由于孔道與壓漿 機(jī)之間的正負(fù)壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度和密實度。減小水灰比，添加專用的添 加劑，可

15、提高了水泥漿的流動度，減小了水泥漿的收縮，從而保證了漿體的可施工性、充盈 孔道的密實性和提高硬化漿體的強(qiáng)度。 1 檢查設(shè)備連接及電源、水管路、材料準(zhǔn)備到位情況，施工平臺等措施，檢查封錨及 孔道密封工作，高壓水洗孔并用高壓風(fēng)將孔內(nèi)積水吹干。 2 每壓漿二至三孔作為一組，每一組在灌漿之前先用水灰比 0.45 的稀漿壓入孔道少許 潤滑孔道，以減小孔道對漿液的阻力。 3 兩端抽真空管及灌漿管安裝完畢后，關(guān)閉進(jìn)漿管球閥，開啟真空泵。真空泵工作一分 鐘后壓力穩(wěn)定在-0.075 Mpa 至-0.08 Mpa，繼續(xù)穩(wěn)壓 1 分鐘后，開啟進(jìn)漿管球閥并同時壓漿。 對于圓管， 從開始灌漿至出漿口真空泵透明喉管冒漿歷

16、時 5 分鐘零 10 秒左右， 4 壓漿。 各管道比較一致；對于扁管，灌漿歷時 2 分鐘 30 秒左右，各管道也比較一致。 5 補(bǔ)壓及穩(wěn)壓。真空泵、灌漿機(jī)停機(jī)，將抽真空連接管卸下，將出漿端球閥關(guān)閉，用預(yù) - 13 - 先準(zhǔn)備的 4 磅鐵錘將出漿端封錨水泥敲散，露出鋼絞線間隙。再用灌漿機(jī)正常補(bǔ)壓穩(wěn)壓。此 時， 從鋼絞線縫隙中會被逼出水泥漿， 再持續(xù)補(bǔ)壓穩(wěn)壓過程中， 水泥漿由濃變稀， 由稀變清， 由流量大至滴出清水， 此時灌漿及壓力表穩(wěn)定在 0.8-1.0 Mpa。 補(bǔ)壓穩(wěn)壓結(jié)束， 關(guān)閉球閥 （這 里需要說明的是，我們利用了水泥漿在高壓下易泌水的特點(diǎn)，通過排除多余水分，降低孔道 內(nèi)漿液的實際水灰比

17、， 從而進(jìn)一步提高孔道內(nèi)漿液的物理化學(xué)性質(zhì)） 補(bǔ)壓穩(wěn)壓歷時 3 分鐘。 。 球閥拆除清洗在半小時后至一個小時之間進(jìn)行。 3.8 3.8 連續(xù)梁臨時支座的解除 解除臨時支座時，箱梁兩側(cè)應(yīng)均勻?qū)ΨQ，觀察永久支座的下沉量并記錄，以校核體系 轉(zhuǎn)換效果。 3.9 3.9 安全管理措施 1 2 掛籃加工所有材料必須達(dá)到設(shè)計要求，特別是材質(zhì)方面的要求； 掛籃加工工藝必須按設(shè)計要求進(jìn)行，特別是針對銷軸、吊點(diǎn)等重要部位都要驗收，符 合設(shè)計要求后，才能運(yùn)至現(xiàn)場拼裝。 3 對掛籃各桿件的栓接和電焊連接部位，在拼裝前及拼裝過程中，都必須進(jìn)行仔細(xì)地檢 查，以保證桿件位置正確，結(jié)構(gòu)連接可靠，且對主要部件不能隨意進(jìn)行電焊或氧氣切割，其 焊縫質(zhì)量必須保證，并進(jìn)行無損檢測，螺栓連接必須牢固。 4 掛籃前上橫梁兩側(cè)都采用角鋼焊接成作業(yè)平臺，便于吊桿千斤頂?shù)捻斏c調(diào)整操作， 平臺下鋪腳手板，兩側(cè)焊扶手并掛細(xì)目