121预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂灌注施工工法1Word文档格式.docx
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5.1施工工艺流程图
本工法施工工艺流程见图5.1《预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂灌注施工工艺流程图》。
图5.1预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂灌注施工工艺流程图
5.2施工操作要点
5.2.10#节段施工
1、支座安装和定位：
在支座安装前，首先在支座垫石上确定支座安装中心线，根据中心线及需要安装的支座型号和规格、外形几何尺寸在支座垫石上测设放样。
2、临时固结：
活动支座安装完毕后，按照设计要求采用临时支座或临时支墩将0＃梁段予以固结。
5.2.2悬臂梁段施工
1、挂篮设计
挂篮设计按照《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）及《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）相关条文要求进行结构计算。
计算内容包括：
按最大重量节段荷载的最不利工况组合对挂篮各杆件进行强度、刚度及稳定性检算；
对浇筑状态的锚固安全系数及行走状态的抗倾覆系数进行验算。
1）设计荷载及组合：
挂篮应根据箱梁最重、最长悬浇节段施工进行相应的受力设计验算。
挂篮设计荷载包括：
节段混凝土湿重、挂篮自重、施工机具及人群荷载、挂篮行走冲击荷载、施工冲击荷载、风荷载等。
荷载组合Ⅰ：
混凝土湿重+施工冲击荷载+挂篮自重+施工机具及人群荷载
荷载组合Ⅱ：
混凝土湿重+挂篮自重+风荷载
荷载组合Ⅲ：
混凝土湿重+挂篮自重+施工机具及人群荷载
荷载组合Ⅳ：
挂篮自重+挂篮走行冲击荷载+风荷载
荷载组合Ⅰ、Ⅱ用于挂篮各结构的强度计算，荷载组合Ⅲ用于挂篮各构件的挠度验算；
荷载组合Ⅳ用于挂篮行走验算。
2）技术指标：
各部件强度、刚度、稳定性验算应满足相应材料力学指标；
挂篮前端点最大充许变形20mm；
施工、行走时的抗倾覆安全系数不小于2.0；
锚固系统安装系数不小于2.0；
挂篮总重约最重悬浇节段的0.3～0.5。
3）挂篮组成：
钢箱纵梁式挂篮由承重系统、牵引行走系统、模板系统、悬吊锚固系统及附属部分组成。
挂篮各系统及构件组成详见表5.2.2.1《挂篮构件表》
表5.2.2.1挂篮构件表
序号
项目内容
构件组成
1
承重系统
主纵梁、上下横梁、底模分配梁
2
牵引行走系统
前支腿、行走轨道、滑板、行走小车、侧滑梁及滑动装置、内滑梁及滑动装置
3
模板系统
底模、侧模、翼缘模板、内模
4
悬吊锚固系统
前后吊杆、轨道锚梁、后锚箱锚梁、锚杆
5
附属部分
操作平台、防护栏杆
2、挂篮的加工及验收
1）挂篮所有的主要承重构件包括主纵梁、横梁、滑梁、吊杆等材料必须符合国家标准。
2）确定合理的焊接工艺。
由于挂篮构件多为组焊件，为保证焊接质量、减少焊接残余变形，各杆件焊接前，必须先制定焊接工艺。
根据挂篮所有材料选定焊条种类、型号、规格，确定焊接层数，坡口形状，电流大小，进行试焊。
重要部位构件焊接时，焊工必须先进行首焊试验，经试验合格后方准其焊接。
试焊后的焊件，进行几何形状检查并探伤，经检查合格后，此工艺方可作为挂篮构件的焊接工艺。
3）确定合理的下料方案。
由于挂篮构件多，尺寸不一，因此，合理的下料方案对结构的受力性能、材料的节省及焊接工作量的大小影响颇大。
例如配料时，受拉构件多采用整料，受压构件可用短料焊接等。
4）滑道底板上平面，要求刨平，滑道槽内及不锈钢滑板，加工后不涂油漆，涂油并包装防护好，以防损坏其光洁度。
按《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）、《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50211-95）进行焊接、制作、验收。
3、挂篮安装
1）挂篮安装前要认真详读图纸，明确安装参数，做好技术交底。
2）挂篮起重作业的所有吊具、钢丝绳等应按技术要求选用，不能随便更改；
吊装作业要明确专人指挥。
3）侧模、翼缘模板和底模提升到位后要及时调整模板位置及高程，使得模板后端与0#块混凝土面贴紧，并及时紧固吊杆。
4）后锚吊杆的下端锚在箱梁翼板、顶板底斜面上的要设置钢楔块，保证吊杆的垂直（轴心）受拉（钢楔块根据箱梁的底斜面角度自制）。
5）所有吊杆及后锚精轧螺纹钢紧固时，吊杆要拧满螺帽的螺纹，并外露不小于10cm长度。
后锚与预埋钢筋须采用专用连接器对半套接，套接前应事先在精轧螺纹钢上做好刻度标记，以便连接时控制套接长度。
6）如需在挂篮上临时增加设施（如施工平台、防雨棚等）时，不得损坏挂篮结构及改变其受力形式，并固定牢靠。
7）挂篮安装完成后，应进行全面检查，并做好检查记录。
4、加载试验
1）挂篮安装完成后必须进行加载试验，目的在于检验挂篮的承载力，测定挂篮前端最大竖向位移，同时消除挂篮的非弹性形变，测出弹性变形值，作为模板调整预抛高的依据。
2）加载试验可在底模和侧模安装完毕、挂篮各部位连接检查合格后进行，加载前在底模上布置观测点，加载时按照最大梁重的1.2倍荷载进行。
3）为确保试验安全，按50%→80%→100%→120%分四级加载完成。
每次加载后及时观测并记录数据，加载间隔时间为2小时。
满载后，增加观测频率，前后观测高程差值不超过5mm，则认为基本稳定，即可卸载。
4）卸载后再次对测点标高进行测量，根据加载前及卸载前后的观测数据分析计算出挂篮的弹性变形趋势，拟合出弹性变形曲线，以此作为预拱度设置的依据。
5、挂篮行走和锚固
1）挂篮行走前，应认真检查前支腿滑板前端及轨道梁内侧有无杂物，并及时清除；
检查模板与箱梁砼面是否安全脱离，确保无物件扣、缠、挂住等现象。
2）挂篮行走时，利用2个10吨的手动倒链葫芦挂住挂篮两侧前支腿同步牵引，使挂篮主纵梁、底模系统、侧模系统同步前移就位至下一节段要求位置。
3）挂篮移动速度控制在5～10cm/min，移动过程必须保证平稳，后锚箱尾部通过箱梁的预留孔洞穿挂10t倒链葫芦及防倾覆钢绳。
倒链随挂篮前进速度释放，不发生意外时，钢绳是不受力的。
挂篮前进困难时要及时检查是否有地方卡住，排出障碍。
如由于滑板在个别部位被卡，导致挂篮无法牵引时，可在两侧前支腿后方轨道焊接牛腿，采用千斤顶牵引，待正常后再改用手动葫芦牵引。
4）牵引时，挂篮左右主纵梁要保持平衡前进、主纵梁前后间距距离控制在10cm内（在轨道上每10cm划一道线，以便控制距离）。
同时，应保证同一主墩上两个挂篮平衡行走，两端挂篮前移距离相差不超过50cm，以防止T构倾覆。
5）挂篮行走过程中，当轨道锚梁挡住行走小车时，必须先在行走小车后方加压轨锚梁压住轨道后，方可拆除挡道的锚梁。
挂篮前移到位后，应先安装后锚梁进行后锚箱锚固，将临时受力状态变为永久受力状态；
其后安装底模后吊杆，内外滑梁吊杆；
确保后方可进行钢筋绑扎。
6.节段循环施工
1）钢筋施工。
先绑扎底板钢筋，腹板钢筋主要为箍筋，与底板钢筋一共安装并将腹板筋下端固定在底板钢筋上，形成腹板钢筋骨架；
安装腹板钢筋水平、联系筋；
绑扎顶板钢筋。
2）预应力筋施工。
在钢筋施工时穿插进行预应力筋和预应力管道安装，将其固定在钢筋网上，预应力管道每隔50cm安装定位网固定；
预应力管道内临时穿塑料衬管，防止管道变形、漏浆。
3）混凝土灌注施工。
混凝土灌注顺序为底板→腹板→顶板。
通过腹板浇注底板混凝土，合理控制各腹板浇筑顺序、浇筑强度，在内箱倒角处安装部分底板内模，避免底板浇注完毕腹板混凝土仍然往箱梁内翻浆。
4）预应力张拉压浆。
同条件混凝土抗压试块强度和弹性模量达到设计强度的80％，进行纵向预应力筋张拉，然后张拉横向预应力筋，竖向预应力筋滞后2个节段张拉。
钢绞线预应力管道通过管道摩阻试验测定实际管道摩阻损失。
7.悬臂施工平衡控制
桥墩两端梁段悬臂施工进度应对称、平衡，实际最大不平衡偏差不得超过设计要求值。
1）挂篮行走平衡控制
两端挂篮每一榀主纵梁配置一个倒链葫芦。
挂篮行走时，四个倒链同时牵引，保证挂篮四片主纵梁匀速、平行、同步前移。
2）钢筋安装不平衡重控制
各种材料均匀对称堆放在0#段顶部，严禁堆放在悬臂部位。
在各个节段钢筋施工过程中，计算出每个节段钢筋及工作面需要的材料总重量，对称进行钢筋的绑扎和运输。
3）浇筑混凝土不平衡重控制
浇筑混凝土前，两悬臂端钢筋及模板均已安装完毕，基本处于对称平衡状态。
混凝土浇筑时两悬臂端对称平衡地进行，严格控制两悬臂端混凝土的不平衡重在设计允许范围内。
4）预应力施工控制
悬臂浇筑箱梁节段预应力张拉，严格按照先纵向、后横向、再竖向顺序进行；
纵向预应力张拉从上到下、左右对称同时张拉，若出现意外情况不对称张拉最多只能一束，防止箱梁横向偏压失稳或翘曲；
横向预应力左右同时对称跳槽张拉。
8.合拢段施工及体系转换
1）合拢施工顺序先边跨，后中跨，边跨合拢时临时支墩不能拆除。
2）合拢前，测量箱梁顶面标高和轴线，连续测试温度影响偏移值，观测合拢段在温度影响下梁体长度及竖向的变化。
3）合拢前，应在两悬臂端预加与需要承担的合拢段混凝土重量相等的配重。
加配重时要按中轴线对称加载，并在浇筑混凝土过程中逐级卸载，使悬臂端挠度保持稳定。
4）合拢宜在设计温度范围内合拢，若设计无要求，合拢段混凝土浇注时间应在日气温较低、温度变化幅度小时施工，凌晨以后，日出之前最佳。
9.线形控制
影响连续梁线形控制的主要因素有施工阶段的恒载、桥梁的预应力、混凝土收缩、混凝土徐变、挂篮或支架的变形、日照温差造成的梁体变形等。
1）立模标高的确定
悬臂灌注施工中，连续梁线形控制的关键在于立模标高的确定。
各梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。
如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为良好；
如果考虑的因素和实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。
施工时的立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预抛高，以抵消施工中梁体产生的各种变形（挠度）。
其计算公式如下：
Hi=fi+fg（z）+fi1+fi2+fi3+fi4
式中:
Hi--第i节点的立模标高
fi--第i节点的设计高程
fg（z）--挂篮或支架弹性变形值
fi1--由施工恒载在i位置产生的挠度总和而设置的预拱度
fi2--混凝土收缩、徐变在i位置引起的挠度总和而设置的预拱度
fi3--由张拉各预应力在i位置产生的挠度总和而设置的预拱度
fi4--由日照温差变化在i位置产生的挠度总和而设置的预拱度
其中，fi依据设计图纸计算得到，fg（z）需根据加载试验分析得到，而fi1、fi2、fi3三项在设计阶段已经充分考虑，fi4项设计阶段仅考虑了特定温度场变化下的情况，需根据现场监测数据进行修正。
2）施工监测
①监测控制网的建立
线形监测控制网依托桥梁线下工程测量控制网建立。
高程控制点采用水准测量的方法，先在各桥墩承台上各设一个高程控制点，待连续梁0#块竣工后，采用悬钢尺水准测量方法，将承台上的高程控制点引上，并在每个0#块中心横断面上各布置3个高程控制点，横断面中心高程控制点兼做平面控制点。
高程控制点满足四等水准要求，平面控制点满足四等导线要求。
②变形监测点的布设
变形监测点纵桥向布设时，原则上按设计提供的挠度断面进行。
每个断面横向布置3个高程观测点，中间测点兼作平面线形监控测点。
横断面两侧的2个测点有两方面的作用，其一是通过两个点的挠度比较，可以观测到箱梁阶段有无出现横向扭转；
其二是同一节段箱梁上有两个观测点，可以比较监测结果，相互验证，以确保各节段箱梁挠度观测结果的正确无误。
变形监测点的埋设应保证本身的稳定性，布设时原则上应与设计挠度横断面一致，但由于梁端测点无法布设，可将测点布设断面平移至设计断面后端10cm处；
测点横向布置在桥中线上和腹板中心线的顶板处。
测点采用埋设φ16钢筋，在竖直方向与该节段顶板的上层钢筋网点焊牢固，并要求竖直。
测点露出箱梁混凝土表面2cm，测头磨平并用红油漆标记。
③梁体线形跟踪及调整
连续梁线形跟踪及监测采用“三阶段挠度观测法”。
即连续梁悬灌施工每一梁段可分为三个施工阶段，分别是混凝土浇筑后（张拉前）、挂篮前移后、预应力张拉后三个阶段，在每一阶段均需对已施工梁段上的监测点进行跟踪和监测。
各施工阶段监测到的挠度数据与预测所得的理论挠度数据相比较，绘出关系曲线，当偏差很小时，可根据曲线关系推算出下一施工阶段的变形情况，及时进行预拱度调整；
当两条曲线没有规律且偏差超限时（大于10mm）应认真分析原因，并报请设计单位根据实际情况调整理论参数，修正理论挠度值。
6.材料与设备
本工法无需特别说明的材料，采用的机具除钢筋、混凝土、预应力施工等常规设备外，主要是根据具体工程自行设计的挂篮。
挂篮悬臂灌注施工所需主要设备见表6《主要机械设备表》。
表6主要机械设备表
名称
规格
单位
数量
挂篮
钢箱纵梁式
只
吊车
25T
台
砼泵车
60KW
砼运输车
8M3
交流电焊机
BX-500-3
套
6
钢筋弯曲机
TC406-40
7
钢筋切割机
GQ40-16
8
钢筋调直机
GT3-14
9
电动卷扬机
10T
10
倒链葫芦
5T
11
12
千斤顶
YCW-250B
13
YDC240Q
14
YG-60
15
液压千斤顶
20T
16
拌浆机
JV250
17
真空压浆机
VSL-YJJ
18
插入式捣固棒
φ50
个
19
φ30
注：
本表所列设备为1个T构施工设备。
7.质量控制
施工中除参照《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）》和《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）》中悬臂浇筑施工及质量标准相关要求外，主要按照设计要求的各项技术标准执行。
8.安全措施
8.1施工现场设立专职安全员，对现场进行重点监控；
班组设立兼职安全员。
8.2挂篮安装严格按照设计安装程序进行组拼，各栓接部件严格按要求采用高强螺杆和螺母，挂篮的后锚螺杆由于是最关健的受力杆件因此必须要具备质保书和试验报告，确保其强度和抗拉力满足设计要求。
8.3安装时，严格按技术人员的交底进行安装，在正式启用前，安全员必须全面检查其安全状况。
8.4挂篮投入使用前，必须对挂篮进行加载实验。
8.5挂篮行走时，严格按照指挥员要求进行操作，杜绝违章作业。
8.6严禁在六级以上大风、暴雨、雷电天气施工作业。
8.7高空作业时，临边围护应按规范要求搭设钢管支架和安全围护，上下作业面采用登高爬梯；
高空作业人员必须配带安全带，要规范和正确、合理利用安全带，确保真正防护作用。
8.8在桥位上下游各100～200米处设置限高标志、警示标志及告示牌，防止过往车辆（或船只）与挂篮发生碰撞事故。
9.环保措施
9.1以预防为主，加强宣传，全面规划，合理布局，改进工艺，节约资源，争取最佳经济效益和环境效益。
9.2严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定。
9.3采取合理的施工组织措施，合理安排施工机械作业，高噪声作业活动尽可能安排在不影响周围居民及社会正常生活的时段下进行。
9.4加强施工管理，实行文明施工，对环境有污染的废弃物需排放时，必须经过处理。
9.5挂篮底部采用钢管支架搭双层防坠架，每层上铺竹笠片，下罩密目安全网，以防建筑垃圾掉落，污染环境。
10.效益分析
使用本工法与其他相比，可有以下的直接效益：
10.1相比使用高大承重支架而言，人员操作安全，易于掌握，劳动强度低，经济效益好。
10.2在穿越高架道路、河流、通航河道的施工时，则可保证交通通行，大大减少了因施工所引起的道路中断，具有明显的社会效益和经济效益。
11.工程实例
厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段（40+64+40）m预应力混凝土连续箱梁施工
11.1工程概况
厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段特大桥施工段采用挂篮悬臂施工连续梁共4座，跨径布置均为40+64+40m，其中跨G324国道连续梁线间距为5.0m，其余3座线间距为4.6m。
具体情况见表11.1-1《厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段连续梁概况表》。
表11.1-1厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段连续梁概况表
名称
里程
墩位
说明
324国道
连续梁
DK320+843.220～
DK320+988.720
螺河特大桥
8#～11#墩
梁长145.2m，线间距5.0m，跨G324国道，国道与线路夹角为35°
，上部连续梁设计为C50预应力混凝土，梁部混凝土1949.5m3。
东河
DK326+794.530～DK326+940.077
189#～192#墩
梁长145.2m，线间距4.6m，跨东河，东河与线路夹角为82°
，上部连续梁设计为C50预应力混凝土，梁部混凝土1887.6m3。
东海大道
DK328+879.017～DK329+024.517
252#～255#墩
梁长145.2m，线间距4.6m，跨东海大道，东海大道与线路夹角为103°
螺河
DK332+654.817～DK332+800.267
367#～370#墩
梁长145.2m，线间距4.6m，跨螺河，螺河与线路夹角为99°
连续梁箱梁横截面为单箱单室、变高度、变截面结构；
0号段梁高5.29m，跨中梁高2.89m，全联共设39个梁段。
A0段两个，每个节段的长度为8m，此节段为支架现浇段；
B0段一个，节段长2m，A1、A2、B1、B2段各两个，每个节段长度为3m，A3、A4、A5、A6、A7、A8、B3、B4、B5、B6、B7、B8段各两个，每个节段长度为3.5m，A9段两个，每个节段长度为2m，均为悬灌灌注梁段；
A10段两个，每个节段长度为7.6m，此节段为支架现浇段。
连续梁梁段划分见图11.1-1《梁段划分示意图》。
图11.1-1梁段划分示意图
11.2施工情况
厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段4座连续梁为该标段的关键工程，控制全线工期。
连续梁施工时，共投入6套（12只）挂篮，6个作业班组。
在施工时采用本工法，通过科学组织，精心施工，连续梁梁部最长施工时间为204天，最短施工时间为161天，4座连续梁平均施工时间为184天，顺利完成了施工任务，有力地保证了后续施工的顺利进行。
11.3总体评价
本工法应用于厦深铁路广东段站前工程XSGZQ-7标段（40+64+40）m预应力砼连续箱梁工程，一次性通过业主单位组织的施工许可评定，为厦深线首批获得预应力砼连续梁挂篮悬臂灌注法施工许可证的单位。
各座连续梁施工检验批均验收合格，工程各项质量指标符合设计及规范要求，工程安全无事故，受到业主、监理单位一致好评。
预应力混凝土连续箱梁挂篮悬臂灌注施工工法图片资料
1、0#块浇筑
2、挂蓝拼装
3、拼装完成的挂篮
4、堆载预压
5、波纹管布设
6、浇筑推进
7、连续梁边跨现浇段
8、连续梁中跨合拢
9、已完成的连续梁
10、已完成的连续梁
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