悬臂施工课设Word文档下载推荐.docx

1、由于悬臂施工时梁体的受力状态与桥梁建成后使用荷载下的受力状态基本一致，即悬臂施工需要设置的临时预应力筋的数量很少，既节省了额外的开支，又简化了施工工序，这也是悬臂施工法建造预应力混凝土连续梁桥得以广泛应用的重要原因。悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来的，由于其优越性明显，被广泛的修建预应力T型刚构桥，预应力混凝土悬臂梁桥，连续梁桥，斜腿刚构桥，拱桥及斜拉桥等。据资料统计，国内外1952年以来100m以上的大跨径桥梁中，采用悬臂浇筑施工占80%左右，采用悬臂拼装施工法占7%左右。悬臂施工中一般存在体系转换问题，如预应力混凝土连续梁桥，在施工过程中可能要经历简支梁，悬臂梁或少跨连续梁，因此在设计时

2、应对施工状态进行配束检算。为了最大限度地发挥悬臂施工的优越性，必须将悬伸的梁体与桥墩做成刚性固结，因此在施工过程中将墩顶的零号块与桥墩临时固结，进行悬臂施工，等到全桥合拢后在恢复梁体与桥墩的铰接性质。二、悬臂施工法的概述悬臂施工法是在已建成的桥墩上，沿桥梁跨径方向对称逐段施工的方法。它不仅在施工期间不影响桥下通航或行车，同时密切配合设计和施工的要求，充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点，将跨中正弯矩转移为支点负弯矩，提高了桥梁的跨越能力。对采用悬臂法进行桥梁结构施工，总的施工顺序是：墩顶0号块的浇筑；悬臂节段的预制安装或挂篮现浇；各桥跨间的合拢段施工及相应的施工结构体系转换；桥面系施工

3、。要实现悬臂施工，在施工过程中必须保证墩与梁固结，尤其在连续梁桥和悬臂梁桥施工中要采取临时墩梁固结措施。另外采用悬臂施工法，很有可能出现施工期的体系转换问题。如对于三跨预应力混凝土连续梁桥，采用悬臂施工时，结构的受力状态呈型刚构，边跨合拢就位、更换支座后呈单悬臂梁，跨中合拢后呈连续梁的受力状态。结构上的预应力配置必须与施工受力相一致。三、悬臂施工法主要特点1.从桥墩处开始向两侧对称分节段悬臂施工，桥梁在施工过程中承受负弯矩，桥墩也要承担不平衡弯矩；2.非墩梁固结的预应力混凝土梁桥，采用悬臂施工时应采取措施，使墩、梁临时固结，因而在施工过程中应进行结构体系转换。对于带挂梁的T型刚构桥，主梁在施工

4、中的受力状态与在运营荷载作用下的受力状态基本一致，结构的体系没有改变；3.采用悬臂施工法的机具设备较多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种型式，可根据实际情况合理选用；4.悬臂浇筑法施工简便、结构整体性好，施工中可不断调整标高，常用于跨径大于100m的桥梁。悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下部结构可平行作业，但施工精度要求较高，可在跨径100m以下的大桥中选用。5.悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响通航或桥下交通，适合于跨越深水、山谷、海洋等处，并适用于变截面预应力混凝土梁桥。第二章 悬臂施工法的分类及比较第一节 悬臂施工法分类悬臂施工法通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类。悬臂浇筑是在桥墩两侧

5、对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后张拉预应力束，移动机具模板（挂篮）继续悬臂施工。悬臂拼装是用吊机将预制块件在桥墩两侧对称起吊、安装就位后，张拉预应力束，使悬臂不断接长，直至合拢。一、悬臂浇筑法悬臂拼装法是在桥梁两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后张拉预应力索筋，移动机具，模板（挂篮）继续下一节段的施工。悬臂浇筑每一节段长度一般为26m，节段过长，将增加混凝土的自重及挂篮的结构的重力，而且要增加平衡重及挂篮后锚设施，节段过短，影响施工进度。所以施工时根据施工设备情况及施工工期，选择适当的节段长度。二、悬臂拼装法悬臂拼装法是用移动式拼装吊机将预制的块件在桥墩两侧对称起吊

6、、安装就位后，采用环氧树脂及张拉预应力索筋连接成整体，使悬臂不断地增长，直至合拢。悬臂拼装的分段，主要决定于悬拼吊机的起重能力，一般节段长度25m。节段则自重大，需要悬拼吊机的起重能力增大，节段过短则拼装接缝过多，工期也延长，一般在悬臂根部，因截面面积较大，节段长度较短，以后向端部逐渐增长。第二节 悬臂浇筑法与悬臂拼装法的比较一、施工进度方面利用挂篮进行悬臂浇筑时，混凝土中加入早强剂，每个阶段的施工周期57d。悬臂拼装施工时，预制阶段可以在进行桥梁下部结构的同时进行，拼装时仅占用吊装定位，环氧树脂胶结和穿束张拉等工序。一个阶段拼装只需要时间11.5d。二、结构整体性方面采用悬臂浇筑施工时，因梁

7、体钢筋采用焊接相连，且已建成梁体表面混凝土进行凿毛处理，结构整体性较好。悬臂拼装法施工时，块件在预制场预制，块件本身质量可以保证，但组拼时采用环氧树脂胶结，预应力束在预留孔道中穿束张拉连接，比起悬臂浇筑法来说，结构的整体性要差一些。三、施工变形控制悬臂浇筑法施工时，施工变形较易控制，可采用计算机程序控制，逐段进行摸底标高调整。悬臂拼装法施工时，施工变形控制难度较大，需要在施工中不断摸索控制变形的办法，已达到合拢的精确要求。四、施工适应性悬臂浇筑法施工时，遇冬季寒冷气候施工时，混凝土蒸汽养护难度大，所以受地域季节条件限制，但不受桥下水文，地形或建筑的影响。悬臂拼装法施工时，由于结块在预制场预制，

8、养护条件较好，拼装时采用环氧树脂胶结，曾有在零下15C成功的实例。如果采用干接缝可以不考虑温度影响。但拼装时，一般从桥下运输节段，再有拼装吊机吊起就位，所以对桥下的地形，水文等情况有较高的要求。五、起重能力要求悬臂浇筑法施工时，悬臂起重机要求不高，只需要吊起钢筋骨架和混凝土就可以。悬臂拼装法施工时，拼装吊机需要吊起结块，所以要求吊机的起吊能力较大，悬吊机一般采用贝雷桁架或万能杆件拼装。第三章 悬臂浇筑法施工第一节 悬臂浇筑法的概述及流程一、概述悬臂灌筑法又称挂篮法。在墩柱两侧常采用托架支撑，灌筑一定长度的梁段，称为起步长度。以此节段为起点，通过挂篮的前移，对称平衡地向两侧逐段灌筑混凝土，并施加

9、预应力，如此循环作业，每浇筑完一段（38m），待混凝土达到设计强度后张拉纵向预应力钢绞线，然后向前移动挂篮，进行下一段施工。二、悬臂浇筑法施工流程（一）在墩顶托架上浇筑0#段，并实施墩梁临时固结系统。 （二）在0号段上安装悬臂挂蓝，向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合龙前段。（三）在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模浇筑现浇梁段。（四）主梁合拢段可浇筑。第二节 挂篮施工法一、0号块施工在各梁段中，0#段的纵向预应力束根数最多，普通钢筋密布，管道纵横，构造复杂，施工难度极大，是梁段施工的关键。（一）施工流程预埋牛腿及钢立柱支立焊接立柱顶及牛腿顶调平、放线加设分配梁安装底模及外侧模安装底板及腹板钢

10、筋和竖向筋安装小部分侧模及倒角模板浇注底板硷及养生安装顶板钢筋及纵、横向设管道浇注顶板硷养生张拉及压浆转入下道工序。（二）施工要点1.墩身施工完成后，在矩形空心墩墩壁之间底托采用20mm厚的钢板，钢板横向间距1.0m，在钢板上安装横担工字钢后，纵向铺设工字钢，间距0.5m，在工字钢上安装木排架，在木排架上铺设0#段底模。2.支架拼装好以后，采用砂袋法或水箱加水进行预压，预压荷载按0#段混凝土重量及其它相关施工荷载总重量的1.25倍考虑。3.0#段施工时，根据安装挂篮需求，预留好各种预留孔道及预埋筋，以便挂篮拼装时能准确就位。4.0#段钢筋及管道密集，钢束管道位置采用定位钢筋网片固定，定位钢筋网

11、片牢固地焊在钢筋骨架上，定位钢筋网片间距为0.5m，并且定位钢筋网片所焊的钢筋骨架与水平钢筋采用点焊，防止管道位置移动。当预应力管道位置与骨架钢筋发生冲突时，保持管道位置不变，适当移动普通钢筋位置。5.0#段管道密集，混凝土浇筑后采用高压水管冲洗管道。竖向预应力压浆孔设在箱梁腹板内侧面，在竖向波纹管上开孔设置注浆孔，并用密封胶带密封。6.0#段腹板混凝土浇筑时，在内模处留设混凝土侧窗及捣固孔，以减少混凝土自由倾落高度，防止混凝土离析和对管道的过度冲击，并避免捣固棒与管道猛烈碰撞，浇筑至预留孔位置后，封闭并加固侧窗，继续向上施工。二、挂篮施工挂篮是大跨径箱梁悬臂浇筑法施工的主要设备，在施工中受深

12、水、高墩、峡谷及气候等影响小，可以充分利用有限的空间，多次重复使用，易于掌握施工工艺和保证施工质量，在施工中对节段的施工误差可以不断地进行调整，从而保证悬灌施工的精度。在0#段安装挂篮，作主锚和底锚主梁打支撑作挂篮静载试验调整模板浇筑l#段混凝土纵向预应力穿束张拉前吊带、底锚杆卸载脱模板铺设轨道梁落下主梁支撑走行吊带吊起前后托梁解除主锚检查走行轮、反扣轮和液压牵引系统，清理挂篮前行障碍，做好前移准备启动油缸，T构两端两个挂篮对称前移，挂篮走行到位先作主锚和底锚打起主梁支撑调模就位，绑扎钢筋、管道，浇筑混凝土进入下一循环。1.挂篮的安装标高要严格按设计标高进行安装； 2.预埋孔要准确设置，不得使

13、联杆受弯； 3.锚固螺栓要借助千斤顶将其拧紧； 4.中间锚固系统的前端斜联杆和斜拉桥缆索内的预应力，要每根相等，准确地按工艺中给定的值或试验后的调整力进行设置； 5.外侧模板在锚垫板处不要包死； 6.两侧锚固系统的垫梁前钩与斜拉桥主梁的接触面一定要找平，如不平必须进行整修； 7.挂篮安装时一定要使每个调高楔块与斜拉桥主梁顶紧，并在主析后支架上用楔子楔紧； 8.新旧混凝土相连处模板一定要用螺栓联接，以免挂篮变形较大时漏浆； 9.悬灌混凝土时，必须从挂篮的前端分层均匀地向挂篮的尾端灌注； 10.挂篮在走行时，一定要平稳向前移动，如有偏斜等情况要及时进行调整； 11.挂篮在施工时要经常进行检查，如有

14、异常要及时与技术人员联系； 12.锚固系统和牵索系统的螺杆及螺母等要经常涂黄油进行保养，并在拆除时不要碰伤； 13.模板在安装前要进行整修，并涂脱模剂； 14.千斤顶要认真保养，防止碰伤、雨淋等；15.牵索系统的吊耳、元宝梁等，主要受力部件要设专人进行看护，发现有异常及时进行处理。第三节 梁段悬灌施工梁段混凝土的悬臂灌注一般用泵送，坍落度一般控制在1418cm，并应随温度变化及运输和浇注速度做适当调整。一、施工流程挂篮设计、加工挂篮安装、试验进入下一悬灌段施工（外模安装、校正钢筋绑扎、焊接，预应力管道安装内模、端模安装混凝土浇筑纵向预应力筋张拉移动挂篮并定位纵向预应力管道压浆）竖向预应力筋张拉

15、及压浆横向预应力筋张拉及压浆。二、施工要点 （一）箱梁各节段混凝土在浇注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。为了保证箱梁的设计线形，应制定线形控制方案，确定各阶段的立模标高。（二）若能全断面一次灌注最好。（三）混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。（四）各节段预应力束管道在混凝土灌注前，宜在波纹管内插入硬塑管作衬填，以防管道被压瘪；管道的定位筋应用短钢筋做成井字形，并与箱梁钢筋网架妥为固定，定位筋间距保持0.5-0.8m左右，以防混凝土振捣

16、过程中波纹管道上浮，引起预应力张拉时产生沿管道法向的分力，酿成事故。（五）箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。（六）施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免混凝土因日晒雨淋而影响质量。第四节 合拢施工合拢段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过渡，所以先拆除一个挂篮，用另一个挂篮走行跨过合拢段子至另一端悬臂施工梁段上，形成合拢段施工支架。合拢段长度一般采用1.5-2.0m，宜在低温合拢。应采用临时锁定措施，张拉部分预应力筋，浇筑合拢段混凝土，待合拢段混凝土达到设计强度后，张拉其余预应力筋，最后再拆除锁定装装置。一、边跨合拢边跨合龙段在悬臂端和支架现浇段之间。支架现浇

17、段是相对稳定的，而悬臂端在温度变化、日照、风力等影响下，会发生轴向伸缩、竖向挠曲及水平向偏移变形。在预应力钢筋张拉之前，尤其是混凝土浇筑早期，这些变形可能导致合龙段混凝土开裂，施工工艺应保证合龙段适应这些变形，避免裂缝的出现。合龙段位置设于支架现浇段和悬臂端之间的挂篮上，支设模板时与两端浇筑成型的混凝土加紧，保证接口的平整滑顺。二、中跨合拢中跨合龙段是两个中间墩悬臂浇筑梁段的合龙，由于两边均为悬臂段，温度等外界因素的影响会更加显著。合拢前将一侧挂篮后退，合拢位置另一侧挂篮前进，利用挂篮合拢。中跨合拢的具体措施与边跨合拢段基本相同。三、施工流程挂篮前移就位顶、底板刚性支撑安装剪力撑安装焊接穿临时

18、束撑紧刚性支撑张拉临时束混凝土浇注混凝土的养护达强度的80%拆除体外支撑张拉永久钢束拆模及其它。四、施工要点（一）合拢段混凝土浇筑时间应选在日气温较低，温度变化幅度较小时锁定并灌注合拢段混凝土。（二）全桥必须同时均衡对称合拢。（三）合拢处刚性支撑的设计和临时束的张拉力必须严格按设计要求实施。刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，要求在梁体相对变形最小和温度变化幅度最小的时间区间内，对称、均衡、同步锁定。（四）合拢施工时，不宜引起该段施工的附加应力，因此，在浇筑过程中需要调整两悬臂端合拢施工荷载，使其变形相等，避免合拢段产生竖向应力。调整悬臂端合拢施工荷载，可设置水箱，注水调整。（五）合拢段混凝

19、土宜比梁体提高一个等级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并需做特殊配比设计。（六）连续预应力筋的张拉顺序应按照设计的规定，一般为先顶板后底板再腹板，先长束后短束，并对称实施张拉。（七）在合拢以前应对箱梁顶面标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化，以确定合拢时间，并为选择合拢临时锁定方式提供依据。（八）合拢段混凝土灌注完成后养生期间，要做好合拢段的降温工作。常用的降温措施有：梁顶面洒水降温，梁侧喷水降温，箱梁内洒水及通风降温。（九）当合拢段混凝土达到设计要求的强度后，应解除另一端的支座临时固结约束，完成体系转换。解除临时固结

20、约束后，应注意观察永久支座的下沉量，并做好记录，以校核转换效果。第四章 悬臂拼装法施工第一节 悬臂拼装法的概述及流程主梁的预制在台座上进行，预制台座按计算设置预拱度，各块件依次按串联预制，为保证相邻构建之间接触密切及斜索与预应力管道的相对尺寸，一般采用“配合浇筑”法，即必须以前面浇筑块件的前端面作为后来浇筑块件的端模，同时必须采用隔离剂使块件出坑时相互容易从接缝处脱离。各块件之间应留有接缝宽度，并在块件之间留有钢筋头或是预埋铁，以利湿接头时钢筋的链接或是硬式接缝时的焊接。二、悬臂拼装法施工流程悬臂拼装的基本施工工序是：梁段预制、移位、堆放和运输，梁段起吊拼装和施加预应力。三、悬臂拼装法施工特点

21、悬臂拼装施工将大跨桥梁化整为零，预制和拼装方便，可以上、下部结构平行施工，拼装周期短，施工速度快。同时预制节段施工质量易控制，减小了结构附加内力。但预制节段需要较大的场地，要求有一定的起重能力，拼装精度对大跨桥梁要求很高。因此，悬臂拼装施工一般用于跨径小于100m的桥梁。如荷兰的东希尔德桥，跨径95m，总长5m，节段间采用湿接缝，三个星期拼装两跨桥梁。四、悬臂拼装法拼装方法预制块件的悬臂拼装可以根据桥位的地形、水文、工程设备和技术条件采用不同的方法实现。当靠岸边的桥跨不高且可在陆地或便桥上施工时，可采用自行式吊车，门式吊车来拼装。对于在河中桥孔可以采用水上浮吊进行安装。如果桥墩很高时，或水流湍

22、急而不便在陆上、水上施工时，就可利用各种吊机进行高空悬空施工。五、接缝的处理梁段间可以采用湿接缝、干接缝和胶接缝进行连接，也可以采用预埋件焊接硬链接。湿接缝是在两块间浇筑数厘米的混凝土，采用该法有利于调节块件的拼装位置和增强接头的整体性。干接缝是两块间不涂任何物件，拼装靠拢，调整位置后即进行张拉。胶结缝是在接缝处涂以环氧树脂胶，采用该法可以使块件连接紧密，可以提高构件抗剪能力、整体刚体和不透水性。第二节 悬臂拼装法的穿束及张拉一、穿束穿束通常分为明槽穿束和暗槽穿束两种。明槽穿束通常为等间距排列，锚固在顶板加厚的部分。加厚部分预制时留有管道。穿束时将钢丝束在明槽内摆平顺，然后再将钢丝束穿入管道之

23、内。暗槽穿束比明槽穿束难度大。经验表明，60m以下的钢筋束穿束一般均可以采用人工推送。较长钢丝束穿入端，可以焊接成箭头状或是裹上黑胶布。60m穿束时，一端用卷扬机牵引，一段用人工送入。二、张拉钢丝束张拉前要首先确定张拉的顺序，以保证箱型梁在张拉过程中每一批张拉合力都接近于该断面钢丝束总拉力的重心处。钢丝束张拉次序的确定与箱型梁断面形式，同时工作的千斤顶的数量，是否设置临时张拉系统等因素有关。在一般情况下，纵向预应力钢丝束的张拉次序按以下的原则确定：（一）对称箱梁中轴线，钢束两端同时成对张拉；（二）先张拉肋束，再张拉板束；（三）肋的张拉次序是先张拉边肋，后张拉中肋；（四）同一肋上的钢丝束先张拉下

24、边的，后张拉上边的；（五）板束的次序是先张拉顶板中部的，后张拉边部的。参考文献1 王进，铁路工程施工，北京，中国铁道出版社，20132 郑少瑛，土木工程施工组织，北京，中国电力出版社，20073 郑少瑛，土木工程施工组织，北京，中国电力出版社，20074 王玉龙，扣件式钢管脚手架计算手册，第1版，北京：中国建筑工业出版社，20085 徐伟，陈东杰，模板与脚手架工程详细图集，北京，中国建筑工业出版社，20026 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.北京，中国建筑工业出版社,20027 中国建筑标准设计研究院组织，混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图03G101-2，北京，中国计划出版社，2006