悬臂施工方法

悬臂施工方法

第十一章超静定混凝土梁桥的施工

第一节悬臂施工方法

一、适用体系：

采用悬臂施工法的常用结构体系有刚墩铰支连续梁、柔墩铰支连续梁、柔墩固结连续刚架、铰接悬臂梁、连续杠式悬臂梁、挂孔悬臂梁、带挂孔的T形刚构。

如图所示：

图中：A1---刚墩铰支连续梁；A2---柔墩铰支连续梁；A3---柔墩固结连续刚架；B1---铰接悬臂梁；B2---连续框式悬臂梁；B3---挂孔悬臂梁；B2---带挂孔的T形刚构；a---混凝土铰；b---钢筋混凝土摆座；c---橡胶支座；d---剪力铰；

二、施工要点：

必须保证墩梁固结，注意施工期的体系转换，结构上的预应力配置必须与施工受力相一致。

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Ｔ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、施工方法分类：

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。

1、节段悬臂浇筑施工：

分为用挂篮悬臂浇筑施工和桁式吊悬臂浇筑施工。

（1）、用挂篮悬臂浇筑施工：

它将梁体每２～５m分为一个节段，以挂篮为施工机具进行对称悬臂浇筑施工。

（a）挂篮的构造：

通常由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台几部分组成，其中承重梁是挂篮的主要受力构件。

挂篮的构造型式很多，通常由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台几部分组成。

（挂篮的构造）

承重梁是挂篮的主要受力构件，可以采用钢板梁，工字钢梁或万能杆件组拼的钢桁梁和贝雷钢梁等，可设置在桥面之上，也可设在桥面以下，它承受施工设备和新浇节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工完成的梁体上。

当后支点的锚固能力不够时，可采用尾端压重或利用梁内的竖向预应力钢筋等措施。挂篮的工作平台用于架设模板、安装钢筋和张拉预应力束筋等工作，当该节段全部施工完成后，由行走系统将挂篮向前移动，动力可由电动卷扬机牵引产生，包括向前牵引装置和尾索保护装置，行走系统可用轨道轮或聚四氟乙烯滑板装置。

挂篮的功能是：支承梁段模板、调整位置、吊运材料、机具、浇筑混凝土、拆模和在挂篮上进行张拉工作。挂篮除强度应保证安全可靠外，还要求造价低、节省材料，操作使用方便，变形小，稳定性好，装、拆、移动灵活和施工速度快等。

（b）箱形截面的浇筑：

所浇混凝土数量不大---采用全截面一次浇筑；

所浇混凝土数量较大---每一梁段的混凝土通常分两次浇筑，即先浇底板混凝土，后浇腹板及顶板混凝土。

对于箱型截面，如果所浇混凝土数量不大，可采用全截面一次浇筑，其施工工艺流程(如下图所示)。如果混凝土数量较大，每一梁段的混凝土通常分两次浇

(箱形截面的浇筑施工工艺流程)

筑，即先浇底板混凝土，后浇腹板及顶板混凝土。当所浇的箱梁腹板较高时，也可将腹板内模板改用滑动顶升模板，这时可将腹板混凝土与底板混凝土同时浇筑，待腹板浇筑到设计高度后，再安装顶板钢筋及预应力管道并浇筑顶板混凝土。有时还可先将腹板预制之后进行安装，再现浇底板与顶板，减少现场浇筑工作量，并减轻挂篮承受的一部分施工荷载。但需注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变内力。

（c）方法特点：

减少机具设备，免去支架，方便地跨越深谷、大河和交通量大的道路，施工不受跨径限制；

因施工受力特点，悬臂施工宜在变截面梁中使用。悬臂浇筑施工的周期一般为6～10天，依节段混凝土的数量和结构的复杂程度而不同，在悬浇施工中，如何提高混凝土的早期强度对有效缩短施工周期关系较大，这也是现场浇筑施工法的共性问题。

悬臂浇筑施工可使用少量机具设备，免去设置支架，方便地跨越深谷、大河和交通量大的道路，施工不受跨径限制，但因施工受力特点，悬臂施工宜在变截面梁中使用。但悬臂浇筑施工与其它施工方法比较，施工期要长一些。

（2）桁式吊悬臂浇筑施工：

利用由钢结构组拼的桁架（导梁）悬吊移动式模板和施工设备进行悬臂浇筑施工；悬臂施工的节段重量和施工设备均由桁梁承担，通过桁架的支架和中间支架将荷重传到已浇筑完成的梁段和桥墩上；由于桁梁将已完成的梁段和正在悬臂浇筑施工的梁段连通，材料和设备均可由桥面运至施工桥孔。

（a）桁式吊的构造：

桁式吊有移动式和固定式两种。移动的桁式导梁设置在主梁的上方，随施工进程逐跨前移；而固定式桁梁在悬臂施工时不移动，需要在桥梁全长布置桁梁，因此固定式的桁式吊仅在桥梁不太长的情况下使用。移动式桁式吊由桁梁、支架、吊框、中间支架和辅助支架构成，桁梁是主要承重构件，长度大于桥梁跨径。支架是桁架的支点，施工时支承在上部结构上，吊框吊在桁梁上，用于悬挂模板和浇筑混凝土。中间支架支承浇筑的湿混凝土和悬吊模板的重量，辅助支架设在桁梁的前端，当桁梁移动到下一个桥墩时支承在桥墩上，桁式吊的构造如下图所示。

（b）施工过程：

前后悬吊模板移向墩顶→移动桁梁移至前方墩→浇筑前方墩节段→张拉预应力→梁墩临时固结→引桁架前进呈单悬臂梁→对称悬浇施工→逐加预应力→与后方悬浇梁端合拢。

悬臂浇筑施工合拢后，先将前后悬吊模板移向墩顶，移动桁梁至前方墩，浇筑前方墩上的节段，待墩上段张拉预应力束完成后，梁墩临时固结，再将桁架前移呈单悬臂梁并在墩顶主梁上设置支架支承桁梁，进行对称悬浇施工，逐段建立预应力，直至与后方悬浇梁端合拢，再循环原施工程序。

依据桁梁的作用位置，用桁式吊进行悬臂浇筑施工有二种类型，第一种是桁架的前支承位于前方墩上，后支承放在已浇好的梁段上，则悬浇施工的重量部分要由已完成的悬臂梁承担，这种也称为Ｐ－Ｚ施工法。第二种是桁梁的后支点支承在后方墩顶上，在施工过程中已完成的梁段不承受施工荷载。

(用桁式吊悬臂浇筑连续梁的步骤)

（c）方法特点：

适用于变截面梁、变跨度桥、弯桥；支架要比挂篮的强度高，稳定性好，施工速度快；移动桁式吊需要有长度大于最大桥跨的桁架，施工设备比挂篮多些。

移动桁式吊悬臂浇筑施工，适用跨径在40～150m范围内，经济跨径70～90m，对于多跨长桥可采用一套设备多次周转使用，提高效率。同时采用桁式吊悬浇施工的支架要比挂篮的强度高，稳定性好，因此，浇筑节段可加长至10m左右，可以加快施工速度。移动桁式吊也和采用挂篮施工一样，适用于变截面梁，也可用于变跨度桥和弯桥。移动桁式吊需要有长度大于最大桥跨的桁架，施工设备比挂篮多些，但在边跨施工和墩顶节段施工时都可由桁式吊完成，可以省掉一些其它施工支架设备。

2、节段悬臂拼装施工：