浅析连续梁挂篮拼装与预压

连续梁挂篮拼装与预压
目录
摘要
关键词
1．引言
2.拼装顺序
2.1定义
2.2过程
2.3挂篮施工
2.4 梁段悬灌施工
2.4.1施工流程
2.4.2施工要点
2.4.3合拢施工
2.4.
3.1边跨合拢
2.4.
3.2中跨合拢
2.4.
3.3施工流程
2.4.
3.4施工要点
3、挂篮拼装完成后进行预压荷载试验
3.1静力实验及汽车活载实验
3.1.1 试验目的
3.1.2 试验加载装置
3.1.3 荷载与沉降的量测仪表
3.1.4试验加载方式
3.1.5加卸载与沉降观测
3.1.6卸载与卸载沉降观测
3.1.7试验报告内容及资料整理
3.2全桥的动力特性实验
3.3结构的自振频率的测试
4 结论
参考文献:
1．引言
预应力混凝土连续梁桥是我国和国际上在公路和铁路施工中比较广泛采用的一种桥梁结构形式，这种桥梁结构因桥形美观、受力合理、养护费用低等优点得到了广泛应用。

从实际施工技术来看，预应力混凝土连续梁桥的施工方法很多，有挂篮浇筑法、悬臂拼装法、顶推法、支架现浇法、移动模架法、大型浮吊施工法和旋转施工法等。

这其中，挂篮法在较大跨径的预应力混凝土连续梁桥中应用最多，因此，研究大跨径的预应力混凝土连续梁桥挂篮法有重要的意义。

2.拼装顺序
2.1定义
挂篮法又称臂灌筑法。

在墩柱两侧常采用托架支撑，灌筑一定长度的梁段，称为起步长度。

以此节段为起点，通过挂篮的前移，对称平衡地向两侧逐段灌筑混凝土，并施加预应力，如此循环作业，每浇筑完一段(3～8m)，待混凝土达到设计强度后张拉纵向预应力钢绞线，然后向前移动挂篮，进行下一段施工。

2.2过程
悬臂灌筑施工时梁体一般分四大部分浇筑，主要程序如下:
（1）.在墩顶托架上浇筑O号段，并实施墩梁临时固结系统。

（2）.在O号段上安装悬臂挂蓝，向两侧依次对称地分段浇筑主梁至合龙前段。

（3）.在临时支架或梁端与边墩间的临时托架上支模浇筑现浇梁段。

（4.）.主梁合拢段可浇筑。

在各梁段中，O号段的纵向预应力束根数最多，普通钢筋密布，管道纵横，构造复杂，施工难度极大，是梁段施工的关键。

(1)施工流程
预埋牛腿及钢立柱支立焊接→立柱顶及牛腿顶调平、放线→加设分配梁→安装底模及外侧模→安装底板及腹板钢筋和竖向筋→安装小部分侧模及倒角模板→浇注底板硷及养生→安装顶板钢筋及纵、横向设管道→浇注顶板硷→养生→张拉及压浆→转入下道工序。

(2)施工要点
另外，墩身施工完成后，在矩形空心墩墩壁之间底托采用20mm厚的钢板，钢板横向间距1.0m，在钢板上安装横担工字钢后，纵向铺设工字钢，间距0.5m，在工字钢上安装木排架，在木排架上铺设O号段底模。

同时，支架拼装好以后，采用砂袋法或水箱加水进行预压，预压荷载按O 号段混凝土重量及其它相关施工荷载总重量的1.25倍考虑。

3.O号段施工时，根据安装挂篮需求，预留好各种预留孔道及预埋筋，以便挂篮拼装时能准确就位。

4.O号段钢筋及管道密集，钢束管道位置采用定位钢筋网片固定，定位钢筋网片牢固地焊在钢筋骨架上，定位钢筋网片间距为0.5m，并且定位钢筋网片所焊的钢筋骨架与水平钢筋采用点焊，防止管道位置移动。

当预应力管道位置与骨架钢筋发生冲突时，保持管道位置不变，适当移动普通钢筋位置。

5.O号段管道密集，混凝土浇筑后采用高压水管冲洗管道。

竖向预应力压浆
孔设在箱梁腹板内侧面，在竖向波纹管上开孔设置注浆孔，并用密封胶带密封。

6.O号段腹板混凝土浇筑时，在内模处留设混凝土侧窗及捣固孔，以减少混凝土自由倾落高度，防止混凝土离析和对管道的过度冲击，并避免捣固棒与管道猛烈碰撞，浇筑至预留孔位置后，封闭并加固侧窗，继续向上施工。

2.3挂篮施工
挂篮是大跨径箱梁悬臂浇筑法施工的主要设备，在施工中受深水、高墩、峡谷及气候等影响小，可以充分利用有限的空间，多次重复使用，易于掌握施工工艺和保证施工质量，在施工中对节段的施工误差可以不断地进行调整，从而保证悬灌施工的精度。

(1)施工流程
在O号段安装挂篮，作主锚和底锚
l#段混凝土
解除
主锚反扣轮和液压牵引系统，
备T构两端两个挂篮对称前移，挂篮走行到位
锚绑扎钢筋、管道，浇筑混凝土
循环。

(2)施工要点
施工过程中应当就以下要点进行严格把握：详见下表：
3锚固螺栓要借助千斤顶将其拧紧；
4中间锚固系统的前端斜联杆和斜拉桥缆索内的预应力，要每根相等，准确地按工艺中给定的值或试验后的调整力进行设置；
5外侧模板在锚垫板处不要包死；
6两侧锚固系统的垫梁前钩与斜拉桥主梁的接触面一定要找平，如不平必须进行整修；
7挂篮安装时一定要使每个调高楔块与斜拉桥主梁顶紧，并在主析后支架上用楔子楔紧；
8新旧混凝土相连处模板一定要用螺栓联接，以免挂篮变形较大时漏浆；
9悬灌混凝土时，必须从挂篮的前端分层均匀地向挂篮的尾端灌注；
10挂篮在走行时，一定要平稳向前移动，如有偏斜等情况要及时进行调整；
11挂篮在施工时要经常进行检查，如有异常要及时与技术人员联系；
12锚固系统和牵索系统的螺杆及螺母等要经常涂黄油进行保养，并在拆除时不要碰伤；
现有异常及时进行处理。

2.4 梁段悬灌施工
梁段混凝土的悬臂灌注一般用泵送，坍落度一般控制在14～18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度做适当调整。

2.4.1施工流程
(外模安装、
校正焊接，预应力管道安装端模安装
) 竖向预应
力筋张拉及压浆
2.4.2施工要点
施工序号施工要点
1.箱梁各节段混凝土在浇注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标
高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行道及其它预
埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。

为了保证箱梁的设
计线形，应制定线形控制方案，确定各阶段的立模标高。

若能全断面一次灌注最好，否则应按以下顺序灌注。

(1)二次灌注:第一次由底板至腹板下承托；第二次为剩余部分。

(2)三次灌注第一次由底板至腹板下承托；第二次由腹板下承托
至腹板上承托预应力管道密集处以上，第三次由腹板上承托至顶
板。

2.混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实
现，从而避免新、旧混凝土间产生裂缝。

3.各节段预应力束管道在混凝土灌注前，宜在波纹管内插入硬塑管作
衬填，以防管道被压瘪；管道的定位筋应用短钢筋做成井字形，并
与箱梁钢筋网架妥为固定，定位筋间距保持0.5-0.8m左右，以防混
凝土振捣过程中波纹管道上浮，引起预应力张拉时产生沿管道法向
的分力，酿成事故。

4.箱梁混凝土灌注完毕后，立即用通孔器检查管道，处理因万一漏浆
等情况出现的堵管现象。

5.施工时应在挂篮上设风雨蓬，避免混凝土因日晒雨淋而影响质量。

2.4.3合拢施工
合拢段施工时通常由两个挂篮向一个挂篮过渡，所以先拆除一个挂篮，用另一个挂篮走行跨过合拢段子至另一端悬臂施工梁段上，形成合拢段施工支架。

合拢段长度一般采用1.5-2.0m，宜在低温合拢。

应采用临时锁定措施，张拉部分预
应力筋，浇筑合拢段混凝土，待合拢段混凝土达到设计强度后，张拉其余预应力筋，最后再拆除锁定装装置。

合拢段施工是体系转换的过程，通过合拢段的施工，使桥梁完成体系的转换。

首先进行边跨合拢，最后进行中跨合拢；边跨合拢采用吊架施工，待现浇段施工结束后，混凝土强度达到设计强度后即可进行边跨合拢段的施工；跨合拢段的劲性骨架待边跨混凝土浇筑后，边跨挂篮拆除后才能合拢。

2.4.
3.1边跨合拢
边跨合龙段在悬臂端和支架现浇段之间。

支架现浇段是相对稳定的，而悬臂端在温度变化、日照、风力等影响下，会发生轴向伸缩、竖向挠曲及水平向偏移变形。

在预应力钢筋张拉之前，尤其是混凝土浇筑早期，这些变形可能导致合龙段混凝土开裂，施工工艺应保证合龙段适应这些变形，避免裂缝的出现。

为了保证合龙段混凝土浇筑并达到强度期间悬臂端和支架现浇段之间的相对位置不发生变化，抵抗温度升高使得悬臂纵向伸长产生的压应力等的作用，合龙前要焊接顶底板刚性支撑装置及剪力撑装置；还要张拉临时预应力钢筋以抵消两端因温度降低而缩短所产生的拉应力，这样通过设置承受压力及拉力的装置使合龙段混凝土得到保护。

合龙段位置设于支架现浇段和悬臂端之间的挂篮上，支设模板时与两端浇筑成型的混凝土加紧，保证接口的平整滑顺。

2.4.
3.2中跨合拢
中跨合龙段是两个中间墩悬臂浇筑梁段的合龙，由于两边均为悬臂段，温度等外界因素的影响会更加显著。

合拢前将一侧挂篮后退，合拢位置另一侧挂篮前进，利用挂篮合拢。

中跨合拢的具体措施与边跨合拢段基本相同。

2.4.
3.3施工流程
挂篮前移就位
顶、
底板刚性支撑安装
剪力撑安装焊接
穿临时束撑紧刚性支撑
混凝土浇注混凝土的养护达强度的拆除体外支撑张拉永久钢束拆模及其它。

施工序号 施工要点
1. 合拢段混凝土浇筑时间应选在日气温较低，温度变化幅度较小时锁
定并灌注合拢段混凝土。

2. 全桥必须同时均衡对称合拢。

3. 合拢处刚性支撑的设计和临时束的张拉力必须严格按设计要求实
施。

刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，要求在梁体相对变
形最小和温度变化幅度最小的时间区间内，对称、均衡、同步锁定。

4. 合拢施工时，不宜引起该段施工的附加应力，因此，在浇筑过程中
需要调整两悬臂端合拢施工荷载，使其变形相等，避免合拢段产生
竖向应力。

调整悬臂端合拢施工荷载，可设置水箱，注水调整。

5. 合拢段混凝土宜比梁体提高一个等级，并要求早强，最好采用微膨
胀混凝土，并需做特殊配比设计。

6.
连续预应力筋的张拉顺序应按照设计的规定，一般为先顶板后底板
再腹板，先长束后短束，并对称实施张拉。

7.在合拢以前应对箱梁顶面标高及轴线进行联测，并连续观测气温变
化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度影响下
的梁体长度变化，以确定合拢时间，并为选择合拢临时锁定方式提
供依据。

8.合拢段混凝土灌注完成后养生期间，要做好合拢段的降温工作。

常
用的降温措施有:梁顶面洒水降温，梁侧喷水降温，箱梁内洒水及
通风降温。

9.当合拢段混凝土达到设计要求的强度后，应解除另一端的支座临时
固结约束，完成体系转换。

解除临时固结约束后，应注意观察永久
支座的下沉量，并做好记录，以校核转换效果。

3、挂篮拼装完成后进行预压荷载试验
预应力混凝土连续梁桥属于预应力桥梁，全桥建成后的桥梁内力状态、外形曲线与设计尽量相符，达到设计的集合状态要求。

施工完成以后，应当进行下述实验：
3.1静力实验及汽车活载实验。

需要强调的是，桥梁的设计和施工验收是密不可分的，因此在桥梁的施工阶段，就要采取良好的质量控制手段。

这个阶段，主要是针对施工阶段和主梁位置实行线形监控，包括变形、应力和温度压力、裂缝观测。

以变形为主，应力为辅。

相互关系如下图：
施工阶段，应当进行全程线形监控，流程图是：
其主要监控方法是，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性分析计算，通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段受力变形的理想状态，控制施工过程中每个阶段结构行为，最终使桥线形和受力状态满足设计要求。

这些，为桥梁静力试验打下了良好的基础。

利用结构静力载荷实验的实测响应，是直接在结构有限单元计算的基础上，通过优化计算，不断调整结构有限单元模型的参数，使得结构有限单元模型计算静力响应与结构实测静力响应的差异最小，因此在桥梁验收阶段，对桥梁进行静力测试也主要采用这种方法。

3.1.1 试验目的
采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确定单桩竖向（抗压）极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。

当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时，尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。

除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外，其余试桩均应加载至破坏。

3.1.2 试验加载装置
一般采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件取。

锚桩横梁反力装置
锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2-1.5倍。

采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根，并应对试验过程锚桩上拔量进行监测。

压重平台反力装置：压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍；压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上；汽车活载实验中，应采用直线匀速前进的方式，设计时速为5km\h。

锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在横梁上放置或悬挂一定重物，由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。

千斤顶平放于试桩中心，当采用2个以上千斤顶加载时，应将千斤顶并联同步工作，并使千斤顶的合力通过试桩中心。

3.1.3 荷载与沉降的量测仪表
荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定，或采用联于千斤顶的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。

试桩沉降一般采用百分表或电子位移计测量。

对于大直径桩应在其2个正交直径方向对称安置4个位移测试仪表，中等和小直径桩径可安置2个或3个位移测试仪表。

沉降测定平面离桩顶距离不应小于0.5倍桩径，固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。

3.1.4试验加载方式
采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到试桩破坏，然后分级卸载到零。

当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加、卸载法（每级荷载达到相对稳定后卸载到零）。

当考虑缩短试验时间，对于工程桩的检验性试验，可采用快速维持荷载法，即一般每隔一小时加一级荷载。

汽车活载实验参照静态实验进行。

3.1.5加卸载与沉降观测
加载分级：每级加载为预估极限荷载的1/10-1/15，第一级可按2倍分级荷载加荷；
沉降观测：每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次。

每次测读值记入试验记录表；
沉降相对稳定标准：每一小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次（由1.5h 内连续三次观测值计算），认为已达到相对稳定，可加下一级荷载。

终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：
（1）某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍；
（2）某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定；
（3）已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。

3.1.6卸载与卸载沉降观测
每级卸载值为每级加载值的2倍。

每级卸载后隔15min测读一次残余沉降，读两次后，隔30min再读一次,即可卸下一级荷载，全部卸载后隔3-4h再读一次。

3.1.7试验报告内容及资料整理
a确定单桩竖向极限承载力:一般应绘Q-s,s-lgt曲线，以及其他辅助分析所需曲线：
b当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时，应整理出有关数据的记录表和绘制桩身轴力分布、侧阻力分布、桩端-阻力荷载、桩端阻力-沉降关系等曲线；按第C.0.10条和第C.0.11条确定单桩竖向极限承载力标准值。

c单桩竖向极限承载力的分析确定
根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力：对于陡降型Q-s曲线取Q-s 曲线发生明显陡降的起始点；
d根据沉降量确定极限承载力：对于缓变型Q-s曲线一般可取s=40-60mm对应的荷载,对于大直径桩可取 s=0.03-0.06D(D为桩端直径,大桩径取低值,小桩径取高值)所对应的荷载值；对于细长桩（l/d＞80）可取 s=60-80mm对应的荷载；
e根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力，取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。

3.2全桥的动力特性实验
试验目的和方法
在静载试验工况下，控制截面按结构在汽超—20级载荷作用下正应力包络图确定。

经计算得主桥各跨度最大正应力截面见下图：
按照荷载效应等效的原则，对应下图所示的A-A(E-E)控制截面，采用六辆载重汽车（每辆重300kn）按指定位置加载。

同样对B-B/C-C控制截面采用8辆载重汽车（重量与前测点相同）按指定位置加载。

该次加载兼顾正负弯矩所对应的应力值，一次加载同时测两个断面的应力。

3.3结构的自振频率的测试
环境振动试验采用INV306智能信号自动采集系统，和中国地震局工程力学研究所的941-B伺服脉动加速度传感器，全桥上下游两侧共布置竖向测点66个，横桥向测点66个。

纵向桥向测点沿着桥面中心线布置，共12个测点，其中竖向与横向最后一个测站及纵向测站只有6个点，并分别公用一个参考点。

采样频率为40HZ，滤波40HZ，采样时间为60min。

主跨跨中测点三个方向的加速度时程记录见图：
在实际操作中，各地方各施工单位均采用了标准化验收方式。

i尾注所列为
某地施工验收细则。

4 结论
综合我国和发达国家对连续挂篮桥的实际施工来看，上述方法，是在施工和竣工验收阶段普遍采用的施工和实验方法。

包括结构静动态实验及地震反应谱分析，以及高桥墩的变位观测。

鉴于篇幅的关系，不再一一赘述。

11。