第9講_懸臂現(xiàn)澆法施工(圖解)

1、9.1 施工概述 9.2 掛籃的構(gòu)造及設(shè)計(jì)9.3 懸臂施工方法9.4 工程實(shí)例9.5 工程事故內(nèi)昆鐵路花土坡大橋大連立交橋 掛籃是一個(gè)能沿梁頂滑動(dòng)或滾動(dòng)的承重構(gòu)架，其錨固懸掛在已施工梁段上，在掛籃上可進(jìn)行下一梁段的模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安設(shè)，混凝土灌注和預(yù)應(yīng)力張拉，灌漿等作業(yè)。完成一個(gè)階段的循環(huán)后，掛籃即可前移并固定，進(jìn)行下一階段的懸灌，如此循環(huán)直至懸臂灌注完成。 什么是掛籃？ 用掛籃懸臂施工的主要工作內(nèi)容包括：在墩頂澆筑起步梁段(0#塊);在起步梁段上拼裝懸灌掛籃并依次分段懸澆梁段；邊跨及中跨合龍。 懸臂澆筑的施工順序？9.2 掛籃的構(gòu)造及設(shè)計(jì) 掛籃是一套受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，從掛籃安裝、預(yù)

2、壓、混凝土澆筑到前移掛籃，過(guò)程復(fù)雜，要經(jīng)過(guò)多次體系轉(zhuǎn)換，因此要對(duì)各工況進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算，一般使用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件整體建模計(jì)算。（1）掛籃結(jié)構(gòu)類(lèi)型及構(gòu)造類(lèi)型及 構(gòu)造功能移動(dòng)腳手架，掛在建成的梁段上；完成下個(gè)節(jié)段的作業(yè)。結(jié)構(gòu)形式型鋼式、桁架式 、斜拉式 、弓弦式 、滑動(dòng)斜拉式 、菱形等。平衡方式壓重式、 錨固式和半壓重、半錨固式。行走方式滾動(dòng)式、 滑動(dòng)式和組合式。組成承重梁、懸吊模板 、錨固裝置 、走行系統(tǒng) 、工作平臺(tái)。（a）平行桁架式掛籃 1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型平行桁架式掛籃的尾部一般設(shè)有一平衡重（可用混凝土塊制作），其作用是防止掛籃在行走時(shí)因前重后輕，失穩(wěn)導(dǎo)致傾覆。 平行桁架式掛籃的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

3、，可以充分利用常備式萬(wàn)能桿件、軍用梁或貝雷梁制作掛籃的受力主桁架，可減少一次性投入。1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型缺點(diǎn)是掛籃自重大，工作系數(shù)（掛籃自重/梁體分段最大重量）較大，一般在1.0以上，對(duì)梁體在施工階段的荷載承受能力要求較高；掛籃本身承受荷載能力有限，施工節(jié)段不能太重；懸灌時(shí)撓度變形也比較大，近年已很少見(jiàn)應(yīng)用。 （a）平行桁架式掛籃平行無(wú)平衡重掛籃取消了配重，因此減小了結(jié)構(gòu)自重，由前吊掛系統(tǒng)和后錨固系統(tǒng)組成。1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型（b）平行無(wú)平衡重掛籃 平行無(wú)平衡重掛籃優(yōu)點(diǎn)是：桁架材料均采用工地常備桿件（貝雷梁、軍用梁等），設(shè)備利用率高，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；結(jié)構(gòu)剛度大，移動(dòng)靈活，抗風(fēng)能力強(qiáng)，特

4、別是側(cè)向抗風(fēng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，受力明確。缺點(diǎn)是：主桁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)，自重大，施工節(jié)段不能太長(zhǎng)。1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型（b）平行無(wú)平衡重掛籃 1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型（c）三角桁架掛籃 三角桁架掛籃優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)輕巧簡(jiǎn)單、受力明確、安裝方便。缺點(diǎn)是：主桁加工精度要求高，掛籃根據(jù)本工程特點(diǎn)計(jì)算設(shè)計(jì)，各構(gòu)件需要使用型鋼專(zhuān)門(mén)加工，通用性差。1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型（d）弓弦式掛籃 弓弦式掛籃由平行桁架式掛籃演變而來(lái)，除具有桁高隨彎矩大小變化、受力合理的特點(diǎn)外，安裝時(shí)還可在結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)施應(yīng)力以消除非彈性變形，故也可取消平衡重，所以一般重量較輕。缺點(diǎn)是桿件數(shù)量多、制作安裝都較麻煩，且易丟失。1）掛籃主桁結(jié)構(gòu)類(lèi)型（e）菱形掛籃

5、菱形掛籃自重輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確，加工、運(yùn)輸、拼裝、移動(dòng)和拆除省力，節(jié)約資金；所有吊點(diǎn)均在梁面以上，因此施工操作空間大。主桁加工精度要求高，掛籃根據(jù)本工程特點(diǎn)計(jì)算設(shè)計(jì)，各構(gòu)件需要使用型鋼專(zhuān)門(mén)加工，通用性差。2）掛籃底籃（吊籃）結(jié)構(gòu)類(lèi)型（a）桁架與H型鋼組合 H型鋼縱梁桁架吊掛橫梁桁架自重輕，承載能力大，因此將吊掛橫梁設(shè)計(jì)為桁架，在桁架上再設(shè)置H型鋼縱梁，用于傳遞模板及砼施工荷載。特點(diǎn)是剛度大、自重輕，但桁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2）掛籃底籃（吊籃）結(jié)構(gòu)類(lèi)型大型鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工安裝方便，但自重大、剛度較小，因此施工過(guò)程中變形較大。大型鋼底籃大型鋼底籃（b）、大型鋼底籃2）掛籃底籃（吊籃）結(jié)構(gòu)類(lèi)型底籃縱橫梁

6、均采用桁架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自重輕、剛度大，施工過(guò)程變形?。坏旒芙Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，因此增加了加工和拼裝難度。全桁架底籃（c）全桁架底籃3）掛籃及底籃（吊籃）結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)比項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍主桁平行桁架式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一次性投入少，施工方便自重大，彈性變形大跨徑100m內(nèi)的梁體平行無(wú)配重式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一次性投入少，施工方便主桁長(zhǎng)度大，彈性變形大跨徑100m內(nèi)的梁體三角桁架受力明確，結(jié)構(gòu)輕巧，施工方便主桁加工精度高，通用性差可用于跨徑200m以上的梁弓弦式桁架受力合理，可消除非天性變形桿件多，制作安裝麻煩可用于跨徑200m以上的梁菱形掛籃自重輕，加工、安裝、施工方便，剛度大變形小，操作空間大加工精度高

7、，通用性差可用于跨徑200m以上的梁底籃桁架與H型鋼結(jié)合剛度大、自重輕桁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜普遍用于三角掛籃底籃大型鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單自重大，剛度小很少采用全桁架剛度大，自重最輕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工安裝麻煩常用于平行掛籃底籃(2) 掛籃設(shè)計(jì) 原則: 外形簡(jiǎn)單、受力明確、重量輕、變形小、穩(wěn)定性好、裝拆方便、移動(dòng)靈活。兩種狀態(tài)(2) 掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算一般采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件（MIDAS或橋梁博士等）進(jìn)行整體建模計(jì)算，一般需驗(yàn)算其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、抗傾覆能力等。MIDAS菱形掛籃模型9.3 9.3 掛籃懸臂施工方法掛籃懸臂施工方法1 1 O#O#段施工段施工2 2 掛籃安裝掛籃安裝3 3 懸臂段施工懸臂段施工4 4 合龍段施工合

8、龍段施工5 5 懸臂施工優(yōu)缺點(diǎn)懸臂施工優(yōu)缺點(diǎn)（1 1） 0 0塊澆筑塊澆筑 什么是0#塊？0#號(hào)塊的位置在哪里？ 0 段位于橋墩上方，灌注0 段相當(dāng)于給掛籃提供一個(gè)安裝場(chǎng)地。（1 1） 0 0塊施工塊施工 0 段一般需在橋墩兩側(cè)設(shè)托架或支架現(xiàn)澆。 立0 段底模時(shí)，同時(shí)安裝支座及防傾覆錨固裝置。墩旁支架墩旁托架橋墩較矮時(shí)開(kāi)安裝墩旁支架支承在承臺(tái)上；橋墩較高則在施工橋墩時(shí)安裝預(yù)埋件，然后在預(yù)埋件上安裝墩旁托架。0#段模板安裝0#段砼澆筑0#段拆模的砼0#段模型直接支承在墩旁支架或托架上，安裝底模板時(shí)，同時(shí)安裝支座（永久和臨時(shí)）及防傾覆錨固裝置。0#段施工須埋設(shè)永久預(yù)應(yīng)力孔道和安裝掛籃所需的預(yù)應(yīng)力鋼

9、筋（預(yù)留掛籃安裝孔洞）主軌主軌液壓油缸液壓油缸下拉油缸推進(jìn)油缸主千斤頂主千斤頂（2 2） 掛籃安裝及預(yù)壓掛籃安裝及預(yù)壓 0 塊預(yù)應(yīng)力（永久及臨時(shí)）張拉壓漿后即可安裝掛籃，現(xiàn)以菱形掛籃為例，簡(jiǎn)要介紹掛籃安裝過(guò)程。1 1） 掛籃安裝掛籃安裝前后工作車(chē)前后工作車(chē)主軌主軌液壓油缸液壓油缸前后工作車(chē)前后工作車(chē)主軌主軌液壓油缸液壓油缸主框架主框架前后工作車(chē)前后工作車(chē)主軌主軌液壓油缸液壓油缸主框架主框架 前后框架前后框架底框架底框架橫梁橫梁內(nèi)模內(nèi)模前后工作車(chē)前后工作車(chē)主軌主軌液壓油缸主框架主框架前后框架前后框架底框架底框架橫臂橫臂內(nèi)模內(nèi)模外模外模底模底模內(nèi)模內(nèi)模前后工作車(chē)前后工作車(chē)主軌主軌液壓油缸液壓油缸主

10、框架主框架前后工作車(chē)前后工作車(chē)底框架底框架橫梁橫梁液壓油缸液壓油缸內(nèi)模內(nèi)模外模外模底模底模內(nèi)模內(nèi)模端模端模工作平臺(tái)工作平臺(tái)2) 掛籃加載試驗(yàn) 在0 塊上安裝完掛籃以后(內(nèi)模暫不安裝)，應(yīng)首先進(jìn)行掛籃加載試驗(yàn)，以獲取加載與掛籃變形的關(guān)系曲線。 加載時(shí)應(yīng)注意分級(jí)加載，且分級(jí)應(yīng)均勻。 卸載后根據(jù)預(yù)壓數(shù)據(jù)調(diào)整底模高程后即可綁扎底板和腹板鋼筋。縱向鋼筋需要跟0#段縱筋連接，可采用機(jī)械連接或焊接。預(yù)應(yīng)力波紋管也需要接長(zhǎng)，且要控制其嚴(yán)密不漏漿。1) 梁體鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力管道安裝焊接連接機(jī)械連接（3） 懸臂段施工 內(nèi)模也是由鋼模板組拼而成，通過(guò)吊掛縱梁和精軋螺紋鋼吊掛在掛籃主桁架上。 內(nèi)模只有側(cè)面和頂面三面，

11、沒(méi)有底面，便于底板混凝土澆筑和振搗。2) 內(nèi)模安裝安裝好的內(nèi)模板內(nèi)模內(nèi)模吊掛縱梁吊掛縱梁精軋螺紋鋼吊桿精軋螺紋鋼吊桿 內(nèi)模也是由鋼模板組拼而成，通過(guò)吊掛縱梁和精軋螺紋鋼吊掛在掛籃主桁架上。 內(nèi)模只有側(cè)面和頂面三面，沒(méi)有底面，便于底板混凝土澆筑和振搗。2) 內(nèi)模安裝安裝好的內(nèi)模板內(nèi)模內(nèi)模吊掛縱梁吊掛縱梁精軋螺紋鋼吊桿精軋螺紋鋼吊桿 頂板縱筋應(yīng)與0#段縱筋連接牢固，波紋管應(yīng)接長(zhǎng)；同時(shí)還要埋設(shè)梁體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件和掛籃前移所需的預(yù)埋件或預(yù)留孔洞。 注意波紋管要預(yù)留通氣孔，便于后續(xù)壓漿。3) 頂板鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)留、預(yù)埋件安裝 兩側(cè)梁段應(yīng)同步對(duì)稱(chēng)澆筑，兩端澆筑砼差值不應(yīng)大于1m3. 混凝土澆筑時(shí)縱向

12、應(yīng)從0#段向跨中對(duì)稱(chēng)澆筑；橫向應(yīng)由兩側(cè)向中間對(duì)稱(chēng)澆筑，確?；炷翝仓駬v密實(shí)。 澆筑完成后對(duì)砼進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。4) 澆筑1#段混凝土及養(yǎng)護(hù) 砼達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線后進(jìn)行張拉，懸臂施工一般包括縱向、橫向及豎向三向預(yù)應(yīng)力，而縱向、橫向一般采用鋼絞線，豎向一般采用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋（精軋螺紋鋼筋）。 張拉完成后須對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行壓漿。5) 0#、1#段預(yù)應(yīng)力安裝、張拉及壓漿縱向預(yù)應(yīng)力張拉 豎向預(yù)應(yīng)力張拉 兩端掛籃應(yīng)同時(shí)同步對(duì)稱(chēng)前移，移動(dòng)過(guò)程應(yīng)緩慢、平穩(wěn)，根據(jù)掛籃移動(dòng)程序逐步前移，移動(dòng)就位后要及時(shí)鎖定，防止掛籃傾覆。6) 掛籃前移并調(diào)整標(biāo)高進(jìn)入制梁狀態(tài) 值得注意的是2#段及后續(xù)梁段施工時(shí)除縱向鋼

13、筋波紋管須接長(zhǎng)外，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋也需要接長(zhǎng)。一般采用預(yù)應(yīng)力鋼筋聯(lián)接器進(jìn)行接長(zhǎng)，使縱向預(yù)應(yīng)力貫通受力，其余施工同1#段。 按照此工序逐段推進(jìn)直至合龍。7) 2#梁段鋼筋混凝土施工 2#段對(duì)稱(chēng)施工 預(yù)應(yīng)力鋼筋聯(lián)接器 用于錨固直徑為用于錨固直徑為2525和和3232的高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋，的高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋，主要應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力箱梁縱向施工、大型建筑屋架和巖土錨固主要應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力箱梁縱向施工、大型建筑屋架和巖土錨固中。由錨具、連接器、墊板組成，配用中。由錨具、連接器、墊板組成，配用YG-70YG-70穿心式千斤頂和穿心式千斤頂和專(zhuān)用連接頭進(jìn)行張拉專(zhuān)用連接頭進(jìn)行張拉螺螺母母墊墊板板連接連接器器預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋

14、3.2 3.2 錨具錨具共共63頁(yè)頁(yè) 第第38頁(yè)頁(yè) GYJ擠壓機(jī)擠壓機(jī) 是制作是制作P P型固定端錨具的型固定端錨具的專(zhuān)用擠壓設(shè)備。專(zhuān)用擠壓設(shè)備。擠壓好的擠壓頭擠壓好的擠壓頭3.2 3.2 錨具錨具共共63頁(yè)頁(yè) 第第42頁(yè)頁(yè)套筒及彈簧套筒及彈簧高壓油泵高壓油泵 連續(xù)梁合龍前的墩、梁臨時(shí)固結(jié)約束措施解除 一般講，在兩側(cè)邊跨合龍后，應(yīng)立即解除墩梁臨時(shí)固結(jié)措施，使梁成簡(jiǎn)支懸臂體系。 也有另一種情況，可以在中跨合龍后再解除墩梁臨時(shí)固結(jié)措施。 采取上述哪一種解除方式，要與設(shè)計(jì)院溝通后才能確定，切勿自行確定。（4） 合龍段施工1） 臨時(shí)約束解除合龍口的臨時(shí)鎖定支撐內(nèi)外剛性支撐鎖定措施外(或內(nèi))剛性支撐和張

15、拉臨時(shí)束共同鎖定僅設(shè)剛性外（或內(nèi)）剛性支撐鎖定2） 合龍口臨時(shí)鎖定選擇日氣溫較低、溫度變化幅度較小時(shí)鎖定合龍口并灌注合龍段混凝土。合龍口的鎖定，應(yīng)迅速、對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行，先將外剛性支撐一段與梁端預(yù)埋件焊接（或栓接），而后迅速將外剛性支撐另一端與梁連接，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束也應(yīng)隨之快速?gòu)埨Ｔ诤淆埧阪i定后，立即釋放一側(cè)的固結(jié)約束，使梁一端在合龍口鎖定的連接下能沿支座左右伸縮。合龍口混凝土宜比梁體提高一級(jí)，并要求早強(qiáng)為保證澆注混凝土過(guò)程中合龍口始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，必要時(shí)澆注之前可在各懸臂端加與混凝土重量相等的配重，加、卸載均應(yīng)對(duì)稱(chēng)梁軸線進(jìn)行。混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，先部分張拉預(yù)應(yīng)力鋼索，然后解除勁性骨架，最后按設(shè)計(jì)要求張拉全橋剩余預(yù)應(yīng)力束，當(dāng)利用永久束時(shí)，只需按設(shè)計(jì)順序?qū)⑵溲a(bǔ)拉至設(shè)計(jì)張拉力即可。臨時(shí)束的張拉力一般宜在0.450.5Rjy（根據(jù)設(shè)計(jì)要求），以防在合龍過(guò)程中預(yù)應(yīng)力束過(guò)載報(bào)廢而需要重新更換新束。合龍前實(shí)景合龍段鋼筋施工合龍段混凝土施工a）必須按施工順序逐段懸澆，施