连续梁桥悬浇挂篮施工指导

连续梁桥悬浇挂篮施工指导

连 续 梁 （ 刚 构 ） 挂 篮 悬 灌 施 工 技 术 虎门大桥辅航道桥 （主跨270m） 挪威的斯托尔马桥 （主跨301m） 目标 连续梁桥结构特点 挂篮施工方法 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 。 0 0 1 1 1 1 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 8.40 171.20 171.20 171.20 8.40 1 2 3 4 5 60.50 1.75 0.25 1.50 1.00 334.39 277.41 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 xmii fffHH  0 为待浇段箱梁模板标高（梁段最前端某确定位置） iH 0H 为该梁段设计标高 if 为待浇段箱梁模板标高（梁段最前端某确定位置） mf 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 xf 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！