连续梁桥悬浇挂篮施工工艺-导师手册.ppt

连续梁梁（刚构构）挂挂篮悬灌灌施施工工技技术中 交 四 航 局 二 公 司2010年9月悬臂浇筑法施工历史发展虎门大桥辅航道桥（主跨270m）挪威的斯托尔马桥（主跨301m）课程目标了解连续梁桥结构特点 熟悉挂篮施工方法掌握挂篮施工控制要点目 录挂篮设计连续梁（刚构）桥概论施工方法及技术要求线形监控连续梁（刚构）桥概论支点上连续，多跨一联连续梁（刚构）桥概论连续梁桥特点受力改善，跨中弯矩小跨中挠度小，行车平顺旧金山奥克兰海湾桥韩国Yeongjong大桥青藏铁路拉萨河特大桥京沪高速铁路预应力混凝土连续梁墩、梁一体连续梁（刚构）桥概论连续刚构特点支座的区别墩身的区别与连续梁区别连续梁（刚构）概论横截面形式：单箱多室单箱单室连续梁常用施工方法介绍特点优点缺点适用支架 现浇 整联现浇无体系转换 整体性好 需要大量支架，施工周期长，施工费用较高 桥址地形平坦、地面土质较好、且桥梁净空较低 支架逐孔现浇 移动模架法和移动（局部满堂）支架法 施工快速，施工费用低 需要一定的项目工程规模才能体现出优势,施工费用较高 仅仅适用于预应力混凝土连续梁。简支变连续 先预制梁段后吊装连接施工快速、施工费用低 张拉负弯矩预应力和体系转换质量要求较高中小跨径桥梁中广泛使用 顶推 施工 分段预制，连续作业，便于施工管理，避免高空作业用简易的施工设备建造长大梁 同时满足施工与运营的要求，将需较大的用钢量 中小跨径等高度连续梁 逐孔 拼装 工厂化施工、质量可靠 质量可靠、施工快捷 需大型吊装设备 中小跨径大型桥梁工程 悬臂 施工 悬臂现浇和悬臂拼装法经济性好 施工体系转化多次，线形较难控制 广泛适用 连续梁（刚构）概论连续梁(刚构)概论悬灌法施工连续梁部位常规划分连续梁悬臂法施工三阶段：墩顶段施工（0#段）标准节段施工合龙段施工（含边跨合龙、中跨合龙）连续梁(刚构)概论连续梁(刚构)概论桥梁基础、墩身工程施工完毕。安装托架，永久支座和临时支墩（座），施工0号块。安装施工挂篮，对称悬灌施工1号块。001111典型三跨连续梁挂篮施工步骤流程图连续梁(刚构)概论移动挂蓝，连续对称悬灌施工标准节段。安装边跨永久支座和临时支架，现浇边跨混凝土。拆除挂篮。安装吊架，边跨合龙施工。拆除主墩临时固结，完成第一次体系转换。安装吊架，中跨合龙施工，完成第二次体系转换。全面成桥。连续梁（刚构）概论挂篮悬灌法连续梁与连续刚构施工的区别：连续刚构施工无须设临时支座，少一次体系转换。连续梁在合龙段施工时无须顶推。挂篮设计连续梁（刚构）桥概论施工方法及技术要求线形监控挂篮设计目 录 挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架。挂篮锚固悬挂在已施工梁段上，为下一节段施工作业提供空中平台。完成一个节段施工后，挂篮即可前移并固定，进行下一节段的施工，如此循环直至悬臂灌注完成。挂篮主要由承重结构、吊挂系统、走行系统与模板系统等组成，各部自成体系，相互独立且又相互联系。挂篮设计挂篮定义挂篮设计挂篮种类三角形挂篮 弓弦形挂篮挂篮设计挂篮种类菱形挂篮牵索式挂篮挂篮设计构造功能：承重结构：主要受力构件。吊挂系统：将底模架、张拉工作平台的自重及其上面的荷重传递到承重结构。行走系统：液压驱动和导链驱动。模板系统：主要是内、外模，端模（独立设计）。工作平台：张拉平台，人行通道操作平台（独立设计）。挂篮设计挂篮系统图示注释：挂篮设计挂篮系统图示注释：挂篮设计设计荷载组合：主要荷载：箱梁重量、挂篮自重、施工荷载、风荷载 工况一荷载组合（最重块段混凝土灌筑）：混凝土重量（最大块体重量）+动力附加荷载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载 注：所有构件均检工况二荷载组合（挂篮行走）：挂篮自重+冲击附加荷载 注：内、外滑梁及轨道部分必检挂篮设计挂篮设计荷载传递线路顶板荷载内滑梁翼板荷载腹板荷载底板荷载外滑梁底篮纵梁已浇砼箱体下底前横梁上底后横梁前横梁主桁架挂篮设计设计参数要求：挂篮与梁段混凝土质量比值应控制在0.3-0.6之间，或设计限重内允许最大变形（包括吊带变形）：20mm施工行走时的抗倾覆安全系数：2自锚安全系数：2挂篮设计设计其他要求：挂篮重量应控制在设计要求的重要范围之内。吊带与下前横梁联结应设双向铰设计。主桁片的数量应与箱梁的腹板对应。主桁位置应作用在箱梁的腹板位置或附近。挂篮的联接形式。挂篮主要受力点处要进行局部加强，尤其在承重系统位置。挂篮设计检算步骤：确定挂篮结构形式确定荷载拟定挂篮结构（包括构件长度及断面形式）建模计算修正挂篮结构断面形式，并重新检算联接及局部检算挂篮设计挂篮计算：整体建模计算分部建模计算两种工况挂篮设计检算内容：强度刚度所有构件及其联结、与既有节段的锚固所有构件稳定性横、纵、竖向整体稳定性分部计算时变形的叠加挂篮设计连续梁（刚构）桥概述施工方法及技术要求线形监控施工方法及技术要求目 录施工方法及技术要求施工步骤合龙段施工边跨合龙拆除固结中跨合龙体系转换0#块施工支架搭设临时支点0#块浇筑标准节段施工挂篮拼装挂篮预压标准节施工拆除挂篮连续梁施工顺序图解0#块施工挂篮拼装1#块施工标准块施工拆除挂篮合龙段施工施工方法及技术要求0#块支架设计方案：满堂式落地支架：地基条件较好，支架搭建高度不高钢管落地支架：支架搭建高度高，功效快，可充分利用承台基础反托支架：充分利用墩身，墩身预埋，方法简单，有一定的先进性支架搭建完成后必须按规范进行预压临时固结设计：体外设置：通常是钢管柱或混凝土柱。墩顶上设置：在墩顶面设置临时支座。两种方式设计计算原理相同：荷载完全由R2（临时支座）承担，压力作用点位于R2位置上，弯矩的倾覆作用完全由R1（拉杆）承担，该区域混凝土压应力为零。倾覆弯矩的确定施工方法及技术要求 当墩顶块长度不能完全满足拼装挂篮时的措施施工方法及技术要求1#块采用支架现浇挂篮主桁采用联体,浇筑后再二次体系分解 挂篮主桁错开安装方案安全防护安装轨道找平挂篮安装流程主桁前、后吊带吊带底模内、外滑梁底模内、侧模千斤顶装置内侧模挂篮拆卸流程施工方法及技术要求预压目的：消除部分非弹性变形。检验挂篮的强度。检验挂篮的刚度，为线形控制提供依据。施工方法及技术要求预压方案选择：预应力反力架预压：操作容易，容易模拟真正受力状态底模下挂水箱预压：不太容易操作，与难于模拟真实受力状态堆载预压：常规预压方案，但与难于模拟真实受力状态，容易压坏底模仅预压主桁，吊带变型通过计算确定。操作更容易，可在地面上操作，或在梁顶面上操作 施工方法及技术要求注意预压荷载与使用过程中的荷载实际分布的差异性挂篮施工控制要点混凝土灌筑前检查：施工方法及技术要求挂篮结构是否与设计吻合。前吊杆是否有效（不扭弯、持力）。后短吊杆是否预张。模板与既有箱梁节段是否密贴(模板的设计是否合理)挂篮后锚及前支点前一节段端部混凝土面是否处理到位挂篮施工控制要点混凝土灌筑应注意：混凝土配合比、供应能力与灌注时间混凝土灌筑顺序（先悬臂端后锚固端、先翼缘板再顶板）底板的压板设置及灌筑节奏（控制底板的翻浆）施工方法及技术要求挂篮对称施工原则（前后、左右）混凝土的振捣（尤其是锚下）挂篮施工控制要点其他事项：通道、平台及围护的设置。施工方法及技术要求预应力的施工。测量监测。挂篮移动控制要点保证挂篮移动左右对称同步移动。在6级风以上大风天气下不得进行移篮作业。挂篮与箱梁的联结是否脱开，移动条件是否具备。应加强观察，遇有异常及时停下来处理。移篮限位装置是否设置，滑道是否可靠。施工方法及技术要求主桁的后锚最后松开，最早安装。边跨现浇段施工 边跨现浇段是边跨合龙口靠过渡墩方向一段直线现浇梁段，节段长度通常比标准节长，可近似认为是主墩单T的配重块；施工顺序一般安排在标准节段完成前完成，若边跨预应力采用单端张拉设计，为保证预应力管道穿束，则安排在标准节完成后施工。标准节段与边跨现浇梁段相接合龙后，完成边跨的合龙、体系转换。施工方案设计通常采用落地支架法，若施工节段短，可考虑在墩顶预埋反托支架施工，支架的要求与其他支架基本相同。施工方法及技术要求合龙段施工 合龙段施工为梁体施工最后一个节段，是连续梁施工的关键，包含线形控制、应力控制、体系转换、合龙精度一系列重点和难点。连续桥的合龙分中跨合龙、边跨合龙。中跨合龙为两个悬臂的合龙，边跨合龙为一个悬臂梁和一个满堂支架现浇段的合龙。一般情况 下，设计上的中跨、中边跨合龙段和边跨合龙段构造基本相同，施工工艺也大致一样。合龙方式一般先边跨、后中跨的方式进行。施工方法及技术要求合龙块施工流程：桥面清理测量观测安装支架、内外模板设置压重钢筋绑扎及预应力穿束合龙时机选定合龙口锁定测量检查复核浇注砼等荷卸载过程测量观测拆除锁定体系转换预应力施加完成合龙，卸架合龙准备合龙前合龙中合龙后施工方法及技术要求施工方法及技术要求合龙块施工示意图分配梁配重水箱合拢段中跨合龙块配重水箱压重的作用按其作用分为基本配重和附加配重：基本配重是指等量代换合龙段混凝土重量的配重（换重），除基本配重之外的即为附加配重（调节标高）。施工加方式通常采用水箱或预压块之类的堆压材料，推荐考虑采用箱梁内腔作为水箱。施工方法及技术要求劲性骨架的作用 劲性骨架的作用是防止合龙段浇筑过程中产生变形，防止合龙段在施加预应力前开裂，以及在合龙段混凝土养护期间帮助或替代混凝土承受桥梁结构在此处可能产生的拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩。增强两个悬臂端连接的可靠性，确保连接过程中两悬臂端不产生明显的变形差异施工方法及技术要求劲性骨架的设置 通常采用两“”槽钢对拼成闭合“”型或“I”字型钢，支撑方式分三种内刚性支撑法外刚性支撑法刚性支撑和张拉临时预应力（合龙束）钢束共同锁定法（推荐）施工方法及技术要求合龙段施工技术要求：混凝土采用微膨早强，比标准节提高一个等级的强度要求。浇筑过程，随着混凝土的灌筑等荷卸载，使合龙口两侧处于相对静状，避免出现额外的外加应力。合龙时机一般选定全天最低温时间进行，合龙块混凝土初凝处在升温阶段，保证合龙块处于轻微受压状态，不至出现梁体拉应力拉裂接茬处。劲性骨架锁定要快速、牢固。及早张拉，对称施工原则施工方法及技术要求挂篮设计连续梁（刚构）桥概论施工方法及技术要求线型监控线形监控目 录线形监控目的 全桥建成以后桥梁的内力状态、外形曲线与设计尽量 相符，达到设计的几何状态要求。线形监控内容（施工阶段，主梁位置）变形为主，应力为辅裂缝观测变形应力温度应力线形监控监控流程预告参数一个施工阶段 跟踪测量参数识别误差修正 线形监控监控方法：根据大桥的设计图纸和施工组织设计，应用桥梁设计计算软件进行结构分析计算。通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段受力和变形的理想状态，控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。线形监控监控方法：施工阶段的划分 根据桥梁施工流程划分结构计算阶段，严格模拟施工各临时荷载和永久荷载。挂篮采用集中力进行模拟，并考虑浇筑块件重量对挂篮自身产生的弯距 仿真分析的计算模型 采用平面杆系有限元原理，以主梁桥轴线为基准划分结构离散图。总体计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段。设计参数取用原则是尽量和实际相吻合；对于主要的可以测定的设计参数，则用试验数值，难以测定的则依照设计规范，根据以往的工程经验进行修正。线形监控立模标高的确定为待浇段箱梁模板标高（梁段最前端某确定位置）为该梁段设计标高 为待浇段箱梁模板标高（梁段最前端某确定位置）由徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响产生的挠度计算值 挂篮弹性变形对施工段的影响值 线形监控监控通知单说明：(1)挂篮预压变形值，预估2梁段砼自重产生的底模变形值为30mm，翼板变形值为15mm，梁面找平层标高为设计高程与预拱度之和，未考虑挂篮变形。(2)要求立模标高和施工指令立模标高误差必须控制在3mm以内。(3)施工单位应对其进行必要的复核。17.14817.199梁顶中心线找平标高(m)16.90716.958翼板边缘底立模标高(m)12.93312.984底模立模标高（m）00调整值（mm）3030预压变形值（mm）-49理论预拱度（mm）12.90712.945底模设计标高（m）边跨侧（上海侧）中跨侧（北京侧）项 目2梁段箱梁底板中心线悬臂端102墩谢 谢！