连续梁挂篮悬浇施工工艺.docx
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连续梁挂篮悬浇施工工艺
目录
1工程概况1
2挂篮悬浇施工方案1
3挂篮悬浇施工工艺2
4挂篮悬浇施工方法及步骤3
4.1挂篮走行定位3
4.2模板安装4
4.3挂篮标高及吊杆预拉力的调整4
4.4钢筋加工及安装4
5文明施工与环境保护5
6安全措施6
7结束语6
连续梁挂篮悬浇施工工艺
1工程概况
葫芦河特大桥全长1468米，是黄延高速公路第四合同段重要组成部分。
主桥为90+3×160+90米预应力混凝土连续刚构，桥墩为双薄壁空心墩，墩高分别为138米、130米、80米和58米。
主桥桥墩基础采用直径2.0m的钻孔灌注桩基础；主桥承台为方型，分左右幅，承台尺寸为顺桥向18.5米，横桥向11.5米，厚4米，平面图如图1所示。
承台混凝土标号为C30，工程量为851m3/幅。
图1承台平面图
2挂篮悬浇施工方案
2.1定义
悬浇法是目前大跨径梁较常用的一种浇筑方法，它无须搭设落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备只需一对能行走的挂蓝。
悬臂现浇混凝土施工就是在已建成的桥墩上，利用施工挂篮在桥墩两侧对称逐节段浇筑箱梁混凝土，待混凝土达到规定的强度后张拉预应力钢束，再移动施工挂蓝至下一节段箱梁施工，使悬臂不断接长，直至进行逐跨合拢。
2.2特点
悬臂浇注不受通航、洪水和深谷的影响，并可减少或不设临时支承（架），可不使用或减少用大型吊机进行大跨经的上部结构施工，具有缩短有效工期，提高经济效益的特点，具体为：
（1）、取消桥下支架，保证下部不受限制，且节省大量周转材料；
（2）、主要施工作业限制在挂篮内进行，能确保施工质量和施工程序不受限制；
（3）、模板安装、砼浇筑及预应力施工工序重复作业，施工人员技术熟练快、工效高；
（4）、采用高强预应力钢铰线，具有承载能力强、跨度大的特点，是修建中、大跨度桥梁的发展方向。
2.3适用范围
由于悬臂浇筑具有以上特点，因此它特别适用于适应于高墩、大跨径桥梁，跨河、跨交通要道等对通航、通车有要求的桥梁。
适用于：
（1）、深而宽的河流和山谷；
（2）、施工期有洪水发生的河流；
（3）、水流急不宜水上作业的河流；
（4）、河床地质不良，不宜架设支架的河流；
（5）、需建筑极高桥墩的大桥；
（6）、桥下交通频繁，或有建筑物时。
（1）支座安装
墩身浇注砼时，要在墩顶预留支座地脚螺栓孔眼。
墩身浇注砼完毕后，养护一周即可安装球形支座，支座安装应准确放样，严格控制平面尺寸及高程，经监理检验通过后，按图纸尺寸立模浇注临时支座垫石砼，在浇筑临时垫块前把墩顶涂上一层黄油，防止临时垫块砼与墩顶砼黏结。
（2）挂蓝施工
根据箱梁梁体的分块重量及分块长度,拟采用工字钢或型钢为主桥挂蓝的主要受力构件，该挂蓝有重量轻、拼装方便、行走灵活的特点，从而为箱梁施工进度提供有力保证，根据我公司施工经验，6—7天可完成一对梁块的悬浇周期。
挂蓝横梁、纵梁均采用工字钢，吊杆采用Φ32精轧螺纹粗钢筋，配合千斤顶调整底栏标高，底栏后端用Φ32精轧螺纹钢锚固于已浇梁段底板上，在挂蓝拼装结束后，用千斤顶张拉后锚点精轧螺纹钢筋，以保证箱梁底板接头平顺，无施工缝出现。
挂蓝拼装完成后，要进行静载试验以检验挂蓝的刚度，消除非弹性变形，掌握弹性变形的范围，更好地控制箱梁标高。
用吊杆将底、侧模吊起就位，后锚点通过预留孔将底板及侧模与已浇梁段固结，前端按设计施工高程调整，并预留结构变形沉降量，调整各悬挂粗钢筋的拉力，使受力均匀，并锚紧吊杆
根据设计院的要求，主梁总得施工顺序为：
在某一两块上拼装挂篮→对称浇筑→有边跨至中跨合拢→利用合拢口两侧挂篮内外膜及其支架，对合拢段进行浇注→拆除挂篮。
主梁悬浇中各节段施工步骤相似。
其工序循环基本相同，其步骤为：
上阶段混凝土养生→粱体混凝土强度达到95%以上，弹性模量达到设计值的100%，张拉纵向预应力束和预应力孔道灌浆→脱内模→走道接长段紧固→安装内外滑粱走行的吊带吊环，侧模支架位于外滑粱上，脱底模，侧模平台临时挂掉于侧模支架→解除挂篮底模后吊带，内外滑粱后吊带及后锚固段，挂篮主桁，内外滑粱呆着侧模，底模一次同步走行到位→安装后锚固→张拉竖向预应力筋和横向预应力束，压浆→安装挂篮底模平台后吊挂，底模平台就位→安装外滑粱后吊带，外膜支架安装→底模腹板钢筋，预应力筋及预埋件安装→挂篮内膜及支架倒运，安装，安装内滑梁后倒带→顶板钢筋，预应力筋，及预埋件安装→检查挂篮结构，后倒带顶紧，前吊挂预抬并测量地位→混凝土浇注→重复下阶段施工。
本桥主梁施工要点为线性控制。
主梁施工时应注意预埋测控元件，测量预埋件，挂篮底模平台后掉点及后锚固筋预留孔，走行滑粱后吊带预留孔，泄水孔，通风孔等预埋件。
施工前后反复核对有关图纸，设计变更及工程事项通知单等，确保不遗漏。
主梁悬浇应对称进行，严格控制施工荷载，两端悬浇进度不超过规定限值。
3葫芦河特大桥承台混凝土施工
3.1原材料性能及优选
承台温度裂缝形成的主要原因是内外温差过大，有效地控制水泥的水化热、降低混凝土内外温差是防止温度裂缝出现的主要手段，因此原材料的选择就格外重要。
（1）粉煤灰
粉煤灰因含有大量的活性SiO2，其掺入具有增强效应、增塑效应、填充效应和消减温度峰值、延长水化热出现时间的作用，是配制大体积混凝土不可缺少的材料。
本工程选用了陕西蒲城电厂的I级粉煤灰。
其物理性能，含水量为：
0.3％；烧失量为：
1.76％；需水比为：
106％；细度45μm筛余为：
7.6；堆积密度为：
703g/cm3。
（2）砂和碎石
选用西安灞河中粗砂，属Ⅱ区级配范围，细度模数Mx＝2.85，天然密度1.58/cm3，实测砂含泥量小于1％。
采用铜川口花岗岩碎石，5～31.5mm连续级配，针片状含量小于10％，石粉含量小于1％。
（3）外加剂及配合比选择
1）外加剂选择
通过大量试验对外加剂掺量进行试配，主要内容包括拌制混凝土的和易性、减水率、凝结时间及强度试验，试验结果表明，采用陕西省高速集团生产的缓凝高效减水剂能够满足施工要求，从减水率凝结时间终期强度来看选用了掺量为1.2％的用量。
2）配合比优化
承台大体积混凝土的设计优化主要通过调整相关参数如胶凝材料用量、粉煤灰掺量、外加剂掺量以及砂率、砂浆体积等参数，选择物理力学性能、施工性能及耐久性最佳的配合比，结果统计于表1。
表1混凝土各方面性能试验表
试验
编号
胶凝材料用量
Kg/m3
粉煤灰掺量
％
外加剂
掺量
砂率
抗压强度（Mpa）
和易性
R7
R28
N1
300
30
1.2
38
20.7
41
一般
N2
290
30
1.2
39
18.9
39
较好
N3
280
30
1.2
40
17.3
32
易泵送
N4
300
25
1.2
38
23.5
39.6
较好
N5
290
25
1.2
39
22.0
39.5
易泵送
N6
280
25
1.2
40
18.9
36.5
较好
N7
300
30
1
38
19.4
38.6
一般
N8
290
30
1
39
17.3
35.4
有泌水
N9
280
30
1
40
15.4
32.5
有离析
以上是进行对比试验结果，经绘出不同胶凝材料、不同粉煤灰掺量的强度曲线，再做配合比进行验证，并通过驻地办试验室、业主中心试验室进行验证，最后确定配合比为每方混凝土水泥用量285Kg、粉煤灰76Kg、砂子718Kg、碎石1134Kg、水172Kg、外加剂4.76Kg，比例为1：
2.52：
3.98：
0.63：
0.012：
0.267，坍落度为13cm。
3.2施工方案及施工部署
合理的施工组织与施工方案是温控措施实施的保证，为降低承台大体积混凝土的内外温差，防止温度裂缝的出现，本工程实际施工过程中采取了如下措施：
混凝土的拌合设备的选用；承台一次浇筑混凝土851m3，按30h浇筑完成，每小时浇筑30m3，考虑到混凝土拌合能力要有一定的保证能力，故选用HZS750型拌合站，额定拌合能力为75m3/h，实际最大拌合能力50m3/h，另备用一台JS500型强制拌合机。
（1）运输车辆计算。
承台至拌和站地势平坦无其他交通干扰，3台混凝土运输车能够满足要求。
（2）混凝土下料选择。
承台平面尺寸为18.5×11.5m，按每层摊铺混凝土50cm计算，每层需要100m3混凝土3小时浇筑完成。
因承台顶面都位于原地面以下1～2m不等，且承台周围场地较好，为保证混凝土浇筑速度，采取四周多处设混凝土滑槽，另设混凝土输送泵，主要负责承台中部混凝土浇筑，这样多点下料，确保搅拌站拌完的混凝土不需要停留即可入模，提高浇筑速度。
（3）采用三班倒制，明确交接班制度，确保在浇筑过程中有序进行。
（4）下达浇筑顺序作业指导书，按照全断面水平分层浇筑，每层厚度控制在40～60cm，有泌水现象及时排出，并设专人测量混凝土入模温度和环境温度，做好记录。
由于承台施工已进入冬季，通过大体积保温计算，备足保温材料和设施。
备0.3mm塑料薄膜1000m2；彩条布2000m2；被子500m2。
；军用棚布1200m2。
另外还备用采暖设备，火炉50个，热风机4台（每小时放热10000卡）。
拌合站搭设好塑钢保温棚，砂石料设预热大棚，拌合用水及拌合站内采暖，采用1吨的蒸汽锅炉一台。
拌合站设有保温门，能够自动开启。
以保证混凝土的出机温度。
为了保证承台的整体性，采用一次分层浇筑混凝土，每层厚度控制在25～30cm。
以9号墩左幅承台为例，于2003年12月9日23：
00开始施工到11日上午10：
00结束，共浇注35小时。
4承台混凝土降温与测温点布置
为了防止大体积承台混凝土的开裂，在混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，控制混凝土内外温差小于25℃；通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。
4.1冷却水管的埋设
冷却水管布置如图2所示。
图2冷却管布置图
在开始浇筑砼时即通冷却水，连续通水15天，水压可根据天气和水化热情况适当调整，应将出水口水温尽量控制在40℃以下。
4.2测温点的布置
测温点的布置力求反映混凝土内部温度场的变化情况，故测点布置垂直于长轴线方向布设5个测点，厚度方向垂直布设5个测点。
测温点布置见图3。
图3测温点布置图
采用数字式多头热电偶仪对混凝土内部温度布置多个测点进行监测，仪器型号为UJ33a型直流电位差计，准确度等级：
0.05级。
5数据分析
5.1实测数据分析
对实测数据按照点位、时间、温度绘图如4所示（8#、9#左幅承台，其它略）：
图48、9号墩左幅承台温度变化曲线图
通过图中曲线可以得出以下结论：
（1）曲线在混凝土浇筑前期（一般为一至两天）变化较大，且较混乱，这说明大体积混凝土在浇筑初期各个部位的温度不均衡，不是按照中心（或内部）温度一定高于周围（或外部）温度。
主要因素是，施工时混凝土入模温度的差异，浇筑时分层分块不合理造成的，对于本工程来说，尤其是8号墩两个承台表现最为突出。
（2）靠近模板边缘或混凝土上表面的点，曲线波动较大，说明大体积混凝土受外界的影响主要在于表面，另外后期比较稳定主要是取决于温控采集的数据及时反馈指导了施工，采取了相应的保温保湿措施。
（3）大体积混凝土内部温度变化的速度，主要取决于外界气温的变化和结构物所在的外部接触介质。
如8号墩内部温度变化较均衡，而9号墩内部温度变化较大，原因其一是气温越来越低；其二是承台与地面接触的介质不同，8号墩承台下为干燥的黄土，而9号墩下部为泥岩且有地下水，施工时，虽采取了积极的措施，但由于泥岩导热较快，加之地下水不停地抽走，承台下面温度始终较低（温度10℃左右）。
5.2实测数据与理论数据的比较
对各承台、各测点的实测数据与理论数据对比，结果如图5所示（8#承左幅台，其它略）。
图5实测数据与理论数据对比图
通过实测数据与理论数据比较，表明：
（1）实测数据与理论分析结果基本吻合，这说明理论分析结果基本是正确的；
（2）个别实测数据与理论的差别较大，经分析认为这有可能是由于实际边界条件与理论分析所采用的边界条件的差异造成的；
（3）大体积承台混凝土温度场计算对于边界条件的选取特别敏感，在理论分析中采用何种边界条件，以及边界条件初值的选取至关重要，是有待解决的问题之一。
6裂缝控制措施
6.1降低水化热引起的温升
大体积混凝土应优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，并采用“双掺”技术，即掺粉煤灰及掺减水剂。
对于大体积混凝土，用粉煤灰取代部分水泥，可降低混凝土的水化热；使用减水剂可在保持混凝土强度不变的情况下，通过减少用水量、减少水泥用量，最终达到降低水化热的目的[3]。
6.2加快混凝土内部热量的散失
⑴平面分块、竖向分层是加快混凝土内部热量散失的一种有效方法[4]。
⑵通水冷却。
分层埋设直径为25mm或19mm的薄壁钢管或铝管，考虑到降温效果，也可设多个进出水口。
具体做法如下：
①先结合温控要求，确定冷却水管的布置，施工时严格定位，管与管接头采取弯头、丝扣连接，在浇筑混凝土前要进行水密试验，振捣时严禁直接振捣预埋的冷却水管；②在大体积混凝土附近选择冷却水源，水温在15oC左右。
施工中要求：
混凝土与冷却水的温差≯25oC；混凝土降温速率≯1.5oC/d；安装水泵降温供水量20m3/h,冷却水在混凝土浇筑时即可通入。
⑶适当降低入仓温度。
因该大体积混凝土施工正值冬季，白天最高气温均≯10oC，不必采取措施。
如在夏季施工，则应采取避开高温夜间施工、拌和水加冰、给水泥、粗细骨料遮阳、给粗骨料冲凉等措施以降低混凝土的入仓温度。
⑷保温及养护。
冬季施工应在浇筑完后用薄膜及棉被覆盖混凝土表面，同时搭建保温暖棚，监测暖棚内温度及混凝土表面温度，预备足够的暖风机及火炉以备保温使用；夏季气温较高时施工，应对混凝土表面进行保湿养护，保证混凝土强度的正常增长，降低混凝土的干缩应力，防止混凝土表面裂缝的产生。
⑸加强施工管理：
①提高混凝土施工质量；②控制分层厚度。
4挂篮悬浇施工方法及步骤
4.1挂篮施工流程图
表4-1
4.2挂篮走行定位
4.2.1挂篮走行工序必须具备的条件
（1）混凝土德强度条件。
混凝土强度达到95%以上，弹性模量达到设计值的100%。
（2）箱梁的预应力状态；完成了上阶段的纵向预应力的张拉。
（3）挂篮的手里状态；挂篮为脱模后钩状态。
（4）保险措施；为防止走道粱与箱梁锚固不好，导致挂篮在走行时前倾，为此应在主梁与挂篮之间加几道保险绳，一策安全。
4.2.2挂篮走行与步骤
（1）对已浇筑粱段混凝土进行养护，使混凝土强度达到95%以上，弹性模量达到设计值的100%。
（1）对箱梁在该节段的纵向预应力锚固束对称张拉。
（2）拆除内模支撑及外模间的拉杆。
（3）安装走行吊环吊带，解除外滑粱后吊带，将侧模支架落于外滑粱上，底模平台临时挂掉与侧模支架，解除底模平台后吊带。
（4）走道粱接长段紧固。
（5）将走行顶座插在走道粱内，并临时固定。
对接长的走道粱涂黄油润滑。
（6）做好挂篮走行前的准备与其他工作。
（7）解除挂篮后锚固。
拉动挂篮向前行走，在走行工程中控制速度。
（8）挂篮走行到位后，设置挂篮后锚固。
（9）安装挂篮底模平台后吊带，解除挂篮平台临时吊挂。
4.2.3挂篮前移注意事项。
（1）两只挂篮走行时必须同步进行，以保持平衡。
（2）挂篮走行速度不宜过大。
（3）挂篮走行时必须有专人指挥，统一信号。
（4）在挂篮前要有限制装置，在挂篮后要有钢丝锚固在主梁上作为保险装置。
防止挂篮发生倾覆与滑移。
（5）在拆除挂篮后锚固之前，要有专人检查锚固体系，确保其可靠的转移至走道粱上。
（6）挂篮不得在大风天气行走，如遇五级大风需停走。
（7）挂篮在走行中，测量人员跟踪检查。
随时调整挂篮走行中的中线误差。
（8）挂篮不得与粱体上任何部位挤挂。
（9）挂篮走行前在挂篮走到上涂抹黄油，以便挂篮走行。
4.3模板安装
挂蓝的底模和侧模为刚性结构，内模和端模采用木模板，底模侧模为挂篮配套模板，内模及支撑有现场自行设置。
挂篮走行到位后，在挂篮上测量放线。
进行底模侧模安装。
待底板，腹板，预应力钢筋安装完成后，安装内模。
为防止内模上浮，内模必须与侧模，底模设拉杆牢靠连接。
端模在侧模内模安装完，顶板钢筋安装完以后安装，需可靠固定。
在制作，安装模板时需注意预应力张拉槽口的设置。
4.4挂篮标高及吊杆预拉力的调整
在混凝土浇筑前，需对挂篮标高及吊杆预拉力调整，确保浇注后的粱体标高与测控指令一致，同时新旧混凝土面接缝无错台。
在混凝土浇筑前，对挂篮后吊带，要按设计吊带拉力预紧。
防止新旧混凝土面有接缝和漏浆。
4.5钢筋加工及安装
钢筋在车间加工成半成品，运至现场绑扎成型，绑扎成型的钢筋品种，规格，间距，形状，接头及焊接均要符合设计图纸和施工规范要求
4.6预应力系统加工及张拉压浆
箱梁的总体张拉顺序为；先张拉腹板纵向预应力束，其他预应力束，然后张拉竖向预应力筋和横向预应力束。
预应力张拉应为分批，分阶段进行。
竖向预应力张拉顺序为；有中间至两端，或两端至中间均可。
对于单根张拉的钢绞线束，每个张拉顺序也应遵循对称原则。
在挂篮行走前，必须进行本阶段纵向预应力的张拉，竖向横向预应力的张拉可滞后一个阶段进行。
4.7混凝土的浇注
（1）混凝土浇注前，应对模板，钢筋，预应力系统及挂篮系统进行检查，签证合格后方可浇注混凝土。
（2）悬臂施工的两个对称节段及横断面应平衡灌注。
（3）粱体钢筋及预应力孔道密集，浇注难度大，故要求混凝土浇注均匀连续，浇注应分层对称进行，每层厚度不得出国30cm。
（4）混凝土灌注后，必须对粱体底板，顶板，进行两次收浆，清除多余混凝土。
保证粱体尺寸与封闭收缩裂纹。
（5）冬季施工时，应按规范中冬季施工的有关规定办理，并需采取防寒措施。
必要时可采取水和沙子加温，以提高混凝土德温度。
（6）混凝土浇注完成后需进行挂篮的标高测量。
并与浇注前挂篮的标高数据进行比较。
为后续施工去的经验数据，提供参考。
4.8模板拆除与混凝土养生
混凝土浇注完成后，应及时进行养护，待混凝土强度达到设计标准值的60%之后，方可拆除内模及侧模，拆模时注意保护混凝土，防止破坏与污染表面，拆除模板后用塑料薄膜包盖养生，重复使用的模板拆模后检查，维修。
粱体混凝土强度达95%以上，弹性模量达到设计值的100%后，张拉预应力。
4.9施工测量与主梁线性控制
（1）施工测量
在施工全工程应对主梁应力，主梁线性，大气温度进行测量。
（2）主梁应力
根据测试，监测要求测试主梁应力。
（3）温度
每次主梁的线性测量时均应记录大气温度。
（4）主梁线性
包括中线，节段里程及高程。
（5）粱面荷载分布
每个节段挂篮走行到位应立即调查粱面的荷载分布。
并将荷载分布表随同主梁线性在当天一并上报。
4.10检验与实验
（1）结构混凝土工程相关的检验；包括水，水泥，集料，原材料称量，混凝土检查。
（2）钢筋的相关检查；包括远材料检查，钢筋接头检验。
（3）预应力钢绞线检验。
（4）紧扎螺纹钢管检验。
（5）锚具夹具检验。
5文明施工与环境保护
5.1环境保护
本工程施工地点处于陕西省内，环保水保相当重要。
因此根据国家对环境保护和水土保持等有关法规及招标文件中合同条款的要求，为保证靖边高速公路工程施工和本标段施工组织及进度安排中各工程对施工环保、水土保持主要技术措施的实现，针对施工现场实际情况，制定以下环保及水土保持措施。
5.2文明施工
（1）项目经理部、队均成立文明施工领导小组，负责文明施工工作。
（2）加强宣传教育，统一思想，使全体职工认识到到文明施工是企业的形象，是队伍素质的反映，是安全生产的保证，增强全员文明施工意识，创造文明工地，争创文明标段。
（3）充分发挥党团及工会组织的作用，切实做好施工队伍的思想政治工作，推行现代管理方法，科学组织施工，使文明施工规范化、制度化、标准化。
（4）落实文明施工现场责任区，制定相关制度，确保文明施工现场管理有章可循，项目经理部对自检和监理单位组织的检查中查出文明施工存在的问题，要立即改正，同时针对文明施工的薄弱环节，改进和完善，使文明施工不断优化和提高。
（5）以施工生产为中心，强化标准化管理，严格日常管理，确保文明施工。
6安全措施
6.1安全目标
工程的安全生产目标是：
杜绝职工因工亡人事故，现场施工人员的年重伤率控制在0.3‰以内，不发生各类重大设备事故，重大交通事故和火灾事故，争创安全文明标准工地。
6.2安全保证体系
本工程施工难度较大，工期较紧，尤其是高空作业较多。
为此成立以项目经理为组长的安全领导小组，项目安全组长全面负责，安质部设专职安全工程师1人，各施工队设兼职安全工程师，作业工班设安全员。
安全小组负责制定各种安全生产管理制度，并进行检查和落实，使安全生产贯穿于施工全过程，确保施工生产的安全。
7结束语
⑴葫芦河特大桥承台大体积混凝土温度监测结果真实地反映了大体积混凝土的温度特征和变化规律，可供类似工程参考。
⑵“双掺”技术使混凝土的性能得到改善，易于浇筑，内在外观质量都可得到保证，而且节约水泥，经济效益显著。
⑶大体积混凝土施工受到多种因素影响，除了要采取较好的温控措施外，还应严密组织施工，严格管理，以保证混凝土施工质量。
参考文献
[1]陈晋中等.大体积混凝土基础施工．山西建筑，2002年7月
[2]王铁梦.《工程结构裂缝控制》.中国建筑工业出版社,2000
[3]曹晨光等.外加剂对混凝土早期水化温升影响.低温建筑技术,2001年第4期
[4]戴镇潮.大体积混凝土的防裂.混凝土,2001第9期
摘要
结合葫芦河特大桥高墩施工程实例，阐述了高墩挂篮悬浇施工的设计和施工方案，为以后高墩采用挂篮悬浇施工技术提供了参考，以期与同行进行探讨。
关键词：
高墩挂篮线性主梁控制
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