挂篮技术总结.docx

1、挂篮技术总结挂篮施工技术总结一、工程概况DK73+321.315隔蒲潭特大桥属沪汉蓉通道武汉至老河口东段改建工程5标一座特大桥，全长1559.29米。本桥采用T形桥台，圆端形实体墩，钻孔桩基础。全桥难点及重点为跨府河处（32m48m232m）悬灌梁。隔蒲潭特大桥横跨府河，府河两大堤距离650m，河面宽123m，顺桥方向河面宽133m。桥梁轴线之法线与河道水流方向间的夹角为17。跨越府河为（32m2*48m32m）悬灌连续梁，主墩17、18、19号在府河河道内。设计中墩支点反力为最大33447.7KN，最小20317.5KN；边墩支点反力为最大8648.6KN，最小2496.6KN。全梁共分45

2、个梁段，中支点0号梁段长度8m，一般梁段长度分别为3.0m、3.5m，合拢段长度2.0m，边跨直线段及合拢段共长9.55m。最大块段重897KN。全桥采用悬臂法施工，除墩顶现浇段A0（A0）、 边跨直线段A7及合拢段A8，其余各梁段均采用活动挂篮悬臂灌注。根据设计要求设计90t菱形挂篮。见“隔蒲潭特大桥悬灌连续梁纵断布置图”隔蒲潭特大桥悬灌连续梁纵断布置图二、菱形挂篮的主要组成部分：挂篮的主要组成部分：主桁系统、底模平台、吊挂系统、外导梁系统、走行系统、平衡及锚固系统。三、菱形挂篮特点1.挂篮结构：1）.菱形挂篮外形美观，结构简单，杆件受力明确，计算模型与实际结构吻合较好。2）.挂篮所用材料为

3、常用材料，购料、加工制作简单。3）.挂篮刚度大，变形小。4）.每只挂篮的菱形桁架均为焊接结构，单片重约3.3T，可一次吊装到位。5）.菱形结构系统限高2.7m，外形轮廓高在3.2m，便于公路运输（涵洞立交一般限高4.5m），悬臂长5m，满足国内悬浇施工最长的4m梁段悬浇要求。2.挂篮走形外模板随主桁一次走形，利用外滑梁吊起外模，外模后端临时绑定底模平台，吊住底模平台一次走形到位。3.后锚固后锚固系统设后上横梁，锚固筋的布置，布置方式有较广泛的适应性。四、挂篮的设计计算成果1设计中的基本假定1）箱梁翼缘板砼及侧模重量通过外导梁分别传至前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁。2）箱梁顶板砼

4、、内外模及其支架的重量，通过内外滑梁分别传至前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁。3）箱梁底板、腹板砼及底模平台重量分别由前一节段已施工完的箱梁顶板和挂篮主桁的前上横梁承担。4）挂篮主桁片按平面刚架计算。2计算工况1）挂篮悬浇混凝土2）挂篮空载走行3计算结果1）灌注砼时倾覆系数：K2.02）空载走行时：K2.03）挂篮其它刚度、稳定、应力结果见挂篮计算书4挂篮工作系数为0.385五、挂篮计算书1荷载：1）32+2X48+32m双线连续梁1块为箱梁最重节段，该块段混凝土浇注为挂篮施工控制工况；混凝土35.18m3，重90t。2）单只挂篮各部分重量：菱形桁架：6.145t水平及横向连结系

5、：1.14 t前滑板后钩板：1.5t下滑道：2.9t后锚固系统：2.677t前上横梁：1.86t底模平台及吊挂：10.6t：底模：1.5t外导梁及吊挂系统：3.4t外模及支架：2.5t34.222t3）挂篮工作系数：0.381。2挂篮底模平台检算(施工1块段时为控制工况)：1）底模平台布置图2）底模平台纵梁检算： 底模平台纵梁1：纵梁1承担着箱梁腹板混凝土荷载及底模平台部分重量： 一侧腹板混凝土荷载：G=7.216+0.918+0.249752.621.798t砼超打重量、施工荷载及挂篮底模平台重量，取混凝土重量的0.4倍考虑： G=0.4G=8.719t该重量由2根纵梁1承受 则q50.86

6、KN/m。计算模型：选用H400X200A=84.12cm2I=23700 cm4W=1190 cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=108.55MPa；最大变形f=6.863mm； 支座反力（下横梁所受压力）：R1=9.3t，R26.25t；2)、底模平台纵梁2：混凝土底板下2根纵梁2承担着箱梁顶板、底板混凝土荷载及底模平台的一部分重量： 半顶底板混凝土荷载： G=0.8863.2332.622.32t 底模平台部分重量及砼超打重量，取0.4的混凝土重量考虑： G=0.4G=8.93t 则q26.04KN/m。计算模型：选用H400X200A=84.12cm2I=23700 cm4W=1190

7、 cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=52.65MPa；最大变形f=2.844mm； 支座反力（下横梁所受压力）：R1=4.5044t，R23.574t；3底模平台前、后下横梁检算： 后下横梁 采用232。1）挂篮浇注混凝土1块： 此时底模平台前、后下横梁承受底模平台纵梁传来的混凝土重量、底模平台自重其它重量。 计算模型：A=109.826cm2I=16280cm4W=1018cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=30.4MPa；最大变形f=0.4mm； 支座反力（吊带所受拉力）：R1=5.1t，R223.07t。2）挂篮空载走行时：挂篮空载走行时，前、后下横梁承受底模平台自重。计算模型：计算结

8、果：最大弯曲应力MAX=36.8MPa；最大变形f=6.5mm； 支座反力（后临时吊挂）：R3.5t；前下横梁 采用232。计算模型：计算结果：最大弯曲应力MAX=19.85MPa；最大变形f=0.273mm； 支座反力（吊带所受拉力）： R1=3.36t，R216.844t4底模平台前、后吊挂检算：吊带采用B150mm,=32mm;材质为16Mn，56销孔；销轴55，材质为40Cr。中吊带受力最大,F=23t，考虑后吊带另加5t预拉力。吊带承受的拉应力：MAX=93MPa；按起重机设计规范MAX=93MPa=210MPa K=210/93=2.25255销轴承受的剪应力：=117.8MPa2

9、16MPa;孔壁承压应力：C=156.2MPa540MPa;5外导梁检算：采用236。1）挂篮浇注1块：外导梁承受箱梁翼缘混凝土重量、外模系统重量。 箱梁顶板混凝土荷载：q1.042.6252.73t/m按0.4的混凝土重量系数考虑内模荷载：q=1.1t/m;则q3.82t/m计算模型： 计算结果：最大弯曲应力MAX=85.9MPa；最大变形f=6.01mm； 支座反力（吊带所受拉力）：R19.427t；R16.966t；2）挂篮空载走行：外导梁承外模系统重量及底模平台重量共计18.8t。计算模型：计算结果： 最大弯曲应力MAX=100.1MPa；最大变形f=22.8mm（跨中）； 支座反力（

10、吊带所受拉力）：R12.9t；R26.27t。6前上横梁检算： 1) 常位挂篮：前上横梁承受荷载为前吊挂系统反力。 前上横梁采用245。 计算模型： 截面特性A=222.89cm2I=67600cm4W=3000cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=76.1MPa；吊带处最大变形f=4.28mm； 支座反力（主桁所受压力）：R29.5t。2）异位挂篮： 计算模型： 截面特性A=222.89cm2I=67600cm4W=3000cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=76.1MPa；吊带处最大变形f=5.29mm； 支座反力（主桁所受压力）：RMAX26.0t，Rmin29.6t。7菱形构架检算： 菱

11、形构架承受前上横梁传来的挂篮荷载，构架由型钢组焊而成。每片构架自重计入3.25 t，按刚架计算。计算模型：计算结果：菱形主构架的杆件最大轴力（压力）发生在G4杆，值62t；杆端弯矩值 2.06t.m， 最大应力：压=83.4MPa，拉=84.6MPa。菱形主构架的杆件前端最大变形为13.59mm；菱形主构架支座反力： R1=29.99t; R2=60.44t 对菱形主构架受压杆件还需按压弯杆件检算，不控制设计。8后锚固系统检算：主桁后锚固力由后上横梁分配梁的锚固筋提供。计算中未计该部分自重，是偏安全的。1）常位挂篮悬浇1#块混凝土时：计算模型： 选用2I45b截面特性A=222.89cm2I=

12、67600cm4W=3000cm3计算结果：最大弯曲应力MAX=29.5MPa；最大变形，f0.17mm（跨中）； 支座反力（2根锚筋所受拉力）：RMAX13.9t；Rmin16.6 t2）异位挂篮悬浇1#块混凝土时：计算模型： 计算结果：最大弯曲应力MAX=19.137MPa；最大变形f0.103mm（跨中）； 支座反力（2根锚筋所受拉力）：RMAX25.39t；Rmin5.219 t施工1块：单根锚筋承受最大后锚固力P=25.39/2=12.695t， 由32预应力钢筋承受。9、挂篮走行稳定性检算：挂篮空载走行时，荷载及其作用位置见下表：名称重量（t）重心在前支座前(m)后(m)菱形桁架水

13、平连接系横向连接系前滑板后钩扳下滑道6.540.6150.6150.70.92.91902.5005前上横梁后锚固系统1.86262.6775.05.0底模平台及吊挂底模6.923+3.811.582.52.25外模及支架4.32.5内模及内模支架内外滑梁2.580.375滑梁吊挂系统0.872.5G=36.89, M=55.13挂篮走行时作用在后钩板上的后钩力P=55.13/5=11.026t，由2个后钩板承受。后钩板反作用在挂篮走道梁上，由对应位置的走道梁预埋筋承受。 挂篮单侧走道梁预埋筋采用232,L=580mm,间距为250mm；按1排2根预埋筋受力。 F=CA1.2832500212

14、.86t 则K=F/P=12.86/5.513=2.322。六、挂篮加工说明所有挂篮结构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、安装、涂漆、检验。1各加工件所有孔眼采用钻（镗）孔，不得现场冲孔；孔径及光洁度满足设计要求，相邻螺栓孔间距允许误差为0.25mm，端孔边距的允许误差为0.5mm。2钢板及刚吊带的加工要确保设计尺寸，不准采用手工切割，其切割边距要满足设计要求，并要消除热影响区对钢材力学性能的不良影响。3对重要的受力部件，如主桁片杆件及焊缝、吊带、销轴、后锚筋等应作探伤检查。所有销轴均须调质。所有主桁杆件的焊缝

15、要求作超声波探伤。无任何缺陷方可使用。4后锚筋采用精轧螺纹钢筋，两端须套双螺母并加设垫板。5所有焊接必须遵守建筑钢结构焊接规程（JGJ81-91）和挂篮设计图。对主桁片等重要受力构件，须制订合理的焊接工艺，所有编号的焊接构件必须工厂加工，保证焊缝高度和焊缝质量。各焊接构件必须减少其焊接变形，如有较大变形，应予以矫正。主桁各杆件之间焊接、主桁杆件与节点板之间的焊接采用埋弧自动焊，加劲板及补强板的焊接可采用手工焊。6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。7各构件加工完毕后，底模平台及主桁部分要求进行试拼，试拼合格后进行涂漆运至现场。七、

16、挂篮施工步骤1挂篮安装1）在0#块梁面上组拼常位挂篮及异位挂篮主桁片，拼装位置详见“挂篮布置图”。挂篮立面布置图挂篮平面布置图挂篮正面布置图组拼顺序为：a.将每只挂篮两桁片下滑道位置抄垫平整，达到挂篮安装标高；b.铺设挂篮下滑道，安装前滑板、后钩板；c.安装挂篮菱形构件，安装挂篮后锚固系统，安装横梁、平联；d.安装前上横梁，注意异位挂篮拼装，滑道只拼装前滑板下的一块，后钩板及垫梁暂不与主桁连接、临时支垫后钩板位置。2）在预拼厂拼装好的挂篮底模平台运输到墩位，包括：前下横梁、后下横梁、底模纵梁、限位纵梁、前、后吊带框梁。底模平台整体吊装就为于1#块梁底，临时打梢。安装挂篮底模平台前、后吊挂，解除

17、挂篮底模平台的临时连接。吊装定位底模。2挂篮静载试验1）检查常位挂篮及异位挂篮结构，确认与设计相符后，按照最重节段1#块1.25倍，即112吨，作挂篮静载试验。静载试验分三步进行：加载15吨，观察15分钟，再加载45墩，观察15分钟，再加载67吨，共计112吨，持荷60分钟。每级加载后应记录挂篮变形情况，为以后挂篮预抬高提供参考数据。2）静载试验时荷载分布为：67吨均布于挂篮底平台上，其余45吨均布于内、外模滑梁上（困难时，可将全部荷载112吨均布加载于底模平台上）。3）卸载按加载的反顺序卸载。3.墩顶两只挂篮搭接浇筑1#块：1）安装内滑梁前、后吊带，在挂篮底模平台上拼内滑梁、内模支架、内模，

18、并临时连接。吊装整个内模系统，将吊带穿过内模及支架与内滑梁连好。2）将外滑梁穿入外模支架设计位置，安装前吊点。通过箱梁顶预留孔加装临时后吊点于梁面上，将外模及支架通过滑梁从0#块滑至1#块设计位置。安装正式后吊点及滑锚，松脱临时吊点。3）绑扎箱梁底板及腹板钢筋、安装预应力筋（孔道）；4）绑扎箱梁顶板钢筋、安装预应力筋（孔道）；5）检查挂篮结构，灌注混凝土并养护；6）将底模平台脱模，张拉预应力束（筋），1#块施工完成。4墩顶两只挂篮分别前移至下一节段，结束搭接状态，恢复正常位置1）常位挂篮：a.在其前进方向、已浇筑完的1#块上继续接拼两道滑道（4米）；b.解除挂篮后锚固；c.常位挂篮走形至设计位

19、置（异位挂篮后钩板处支垫有妨碍时换位置支垫）。具体做法如下：底模平台临时吊于外模支架，外模支架落于外滑梁；菱形桁片、内滑梁及外滑梁带着外模、底模一次走形到位。走行动力采用32t液压式千斤顶。2）异位挂篮：a.在常位挂篮滑道关于墩中线的对称位置整平梁面，达挂篮拼装设计标高、铺设滑道6m；b.将底模平台前端临时吊挂于1#块，松脱底模平台前吊点；松脱外模梁前、后吊点将外模支架落于底模平台上；松脱内滑梁吊点；c.在滑道上设计位置，安装前滑板、后钩板，重新拼装菱形构架、后锚固系统、横梁、平梁，安装前上横梁，重设全部上吊点。安装外滑梁前吊点、后滑锚，使外模支架落于外滑梁上，并将底模平台吊挂于外模支架上，解

20、除其与1#块的临时连接，将外模支架及底模平台沿外滑梁走行到位；将内滑梁拖拉到位，安装前吊点及滑锚。至此异位挂篮调整至正常位置。3）墩顶两只挂篮此后将完全处于互不影响的状态下，各自对称施工以后节段。52#块悬浇施工1）设置挂篮后锚固，安装挂篮底模平台前、后吊挂，松脱底模平台与外模支架间的临时吊挂；2）绑扎箱梁底板及腹板钢筋、安装预应力筋（孔道）；3）挂篮内模沿滑梁前移到位；4）继续绑扎箱梁顶板钢筋、安装预应力筋（孔道）；5）检查挂篮结构，灌注混凝土并养护；6）放松吊带使底模脱模，张拉预应力筋，节段施工完成。62#6#块悬浇施工：1）将底模平台临时吊挂在外模支架上；2）解除挂篮后锚。挂篮主桁及内、

21、外滑梁带底模一起前移至下一节段施工位置；3）设置挂篮后锚固。安装挂篮底模平台后吊挂，松脱底模平与外模支架间的临时吊挂；4）绑扎箱梁底板及腹板钢筋、安装预应力筋（孔道）；5）挂篮内模前移到位；6）继续绑扎箱梁顶板钢筋、安装预应力筋（孔道）；7）检查挂篮结构，灌注混凝土并养护；8）放松吊带使底模脱落，张拉预应力筋。节断施工完成。9）重复步骤18，完成2#-6#节段的施工。八、挂篮施工过程中的线性控制1桥梁施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度的与理想目标状态相吻合，要实现这一目标就必须了解施工状态偏离理想目标的所有因素，尽可能使施工状态接近理想目标状态，以便对施工实施有的方失地有效控制。箱梁各

22、控制截面梁高分别为：端支座处及边跨直线段和跨中处为2.8m，边跨直线段长9.55m(含梁端至边支座中心0.55m），中支点处梁高3.4m，平段长4.0m，梁高按圆曲线变化，圆曲线半R=367.80m；箱梁横截面为单箱单室斜腹板；桥面组成为道碴槽宽度9.0m与两侧人行道及挡碴墙宽度各2.0m,全桥箱梁顶宽13.0m，顶板厚0.34m，腹板厚分别为0.4m0.7m、局部加宽至0.95m,底板厚由跨中的0.30厚到中支点的0.9m；全梁共设7道横隔梁，中支点处设置厚1.6m的横隔梁，边支点处设置厚1.1m的端横隔梁，跨中合拢段设置厚0.6m 的中横隔梁。2.大跨度桥梁施工控制的影响因素1）结构参数的

23、影响不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素，结构参数是结构施工模拟分析的基础资料，其准确性直接影响分析结果的准确性，实际上桥梁结构参数难以和设计所采用的结构参数完全吻合，总存在一定的误差，施工控制如何使结构参数尽量接近真实结构参数，是施工中必须首先解决的问题，结构参数主要包括以下几种：a箱梁块件几何尺寸，任何施工都可能存在截面尺寸误差，这种误差将直接导致截面特性误差，从而影响结构内力、变形等的分析结果，故控制过程中要对结构尺寸进行动态误差分析；b结构材料弹性模量：即箱梁结构截面混凝土弹性模量。箱梁结构截面混凝土弹性模量总与设计采用值有一定的差值（即使进行现场抽样检测，试验块件的

24、大小，所做的试验与实际也存在一定的差别），所以在施工过程中要根据施工速度经常性的现场抽样试验，了解混凝土强度波动性变化较大情况，随时在控制分析中对混凝土弹性模量的取值进行修正；c材料容重，特别是混凝土材料，不同的集料与不同的钢筋含量都对容重产生影响，施工过程中必须对其进行较为准确的分析与试验。d材料膨胀系数，尤其是在施工所有的钢筋要特别注意；e施工荷载，在所有的悬臂浇筑施工过程中，均存在施工临时荷载，这部分施工临时荷载对受力与形变的影响，在控制施工中有不可忽视的，要根据实际进行分析取值；f预应力：预应力是预应力混凝土结构内力与变形控制考虑的重要结构因素，预应力的大小受很多因素的影响，包括张拉设

25、备、管道摩阻、应力钢筋断面尺寸、弹性模量等。2）施工监测的影响监测是桥梁施工控制的最基本手段之一。监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、外界条件情况等存在一定的误差，所以，结构监测总是在一定的误差。这些误差一方面可能造成结构实际参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象，也可能造成将本来较好的状态调整得更差的情况。所以，保证测量的可靠性对控制极为重要，在控制过程中，除从测量设备、方法尽量设法减少测量误差外，在进行控制分析时还必须将其计入。3）分析结构计算模型的影响无论采用什么分析方法和手段，总是要对实际桥梁结构进行简化和建立计算模型，这种简化使计算模型与实际情况之

26、间存在一定的误差，包括各种假定、外界条件处理、模型变化的本身精度等，需要大量的实际数据进行研究，使计算模型带来的误差降低最低限度。4）温度变化的影响温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的变化，在不同时时刻对结构状态（应力、变形）进行测量,其结果是不一样的，温度变化相当复杂，包括季节温度、日照温差、骤变温差、残余温度、不同温度场等，控制中是难以考虑的，即使要考虑也是相当复杂的，通常是将控制理想状态定位在某一特定温度下，从而将温度变化对结构的影响排除（过滤）。一般是将一天中温度变化较小的早晨作为控制所需实测数据的采集时间，但季节性温差和桥体内温度残余影响要予以重视。5）混凝土收缩

27、、徐变的影响对预应力混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力，变形有较大影响，这主要是由于大跨径桥梁施工中，由于混凝土龄期短，混凝土徐变，收缩影响较大，必须加以分析和控制。混凝土徐变、收缩受很多因素的影响，由于这些因素影响的徐变、收缩值在实验上的统计结构最少有15%20%的变异系数，而且实验的结构，其实验环境往往与实际结构物所处的条件相差甚远，准确性较低。影响徐变，收缩的主要原因有：a.水泥品种；b.集料性质；c.混凝土配合比；d.外加剂及其其他成分；e.加载龄期；f.环境龄期；g.环境温度；h.试验块件尺寸；i.预应力持续时间；j.预应力的大小；混凝土的徐变、收缩机理到目前还未完全搞清楚

28、，机理相当复杂的，但在本质上取决于内部的物理、化学变化过程。混凝土徐变理论目前有：a力学变化理论。认为混凝土徐变是由于持续荷载作用在水泥浆的毛细结构上，使水泥浆与周围介质建立了新的气压平衡产生的； b缩性理论。认为混凝土的徐变是由于晶格滑动产生的；c. 粘性理论。认为水泥是一种高度粘性材料，持续荷载作用下的粘性流动产生徐变，此外还有内力平衡理论、微裂缝理论等。混凝土收缩主要包括两个过程：一是干燥过程中的水分蒸发；一是碳化过程中体积变化。3.施工控制方法施工控制的目的与任务是解决施工中的实际情况与设计计算的差值引起的各阶段主梁挠度误差导致的各施工块件预拱度误差问题。对预应力混凝土连续桥，由于主梁

29、为主要承载构建，刚度很大，块件一旦浇筑，对主梁挠度不可能进行任何有效调整的方法，只能采取预测控制的方法。本桥采用灰色系统理论预测法对桥各块件浇筑的预拱度及底模标高进行反馈预测控制，在控制流程图见“附件1” ，即对每一块件施工，对各工序前后的标高变化进行观测，得到实测状态，根据实测状态与理论状态进行控制分析滤除随机误差，并判断系统误差是否明显存在，若系统误差不明显，直接预告下一阶段预拱度与底板标高；若系统误差明显存在，测进行参数识别，然后调整参数模拟施工过程进行前进分析。前述各项影响因素中，温度变化作为参数加以识别，这是因为梁体混凝土温度场随时间变化与分布过于复杂，即使埋入温度传感器对梁体温度进

30、行观测，也难以较为准确地把握整个梁体温度场的变化情况，实际上，在季节温度和日照温差中，季节温差表现为体系温差，对主梁挠度影响甚小，予以忽略，日照温差对主梁挠度影响较大，不能忽略，对这一因素拟采取早晨日出之前观测主梁标高的方法予以避免。4.控制实施1）预应力连续梁线形控制具体操作程序a.横向线形控制：根据“隔蒲潭特大桥预应力混凝土连续梁施工设计图纸”计算出：每节段梁长结合梁段中轴线，确定每节两前后端中心坐标，并分别在每节浇筑完的梁顶、翼缘板端部做上标记。b.竖向线形控制：竖向线性控制程序：首先在我单位提供菱形挂篮，内外侧模、底模重量，挂蓝静载试验获得后锚和前支点的弹性、非弹性变形值及钢绞线管道摩阻损失试验测定的数据给数据给设计单位，由设计院确定各梁段理论梁底立模