悬臂挂篮施工

㈡挂篮主要组成及主体构造：挂篮由主桁系统、悬吊系统、前后上下横梁、配重及后锚固系统、走行系统、模板系统几个部分组成。图：
1、主桁承重系统：挂篮的主要受力结构是纵向主桁架，由若干桁架片构成两组。包括前、中、后横梁及牵索纵梁。可用贝雷钢架、万能杆件或大型型钢等拼成。挂篮主桁设计为两桁、五路贝雷桁架片，利用型钢联结片连成整体形成主桁，贝雷上、下设加强铉杆（上部加强一层，下部加强二层）。 设计最大允许弯矩为4700kN·m， 两主桁架置于腹板位置，中心距6.4m， 纵向长12m。如图：
悬臂挂篮施工
一、悬臂挂篮的特点及适用范围
㈠特点悬臂施工适应于梁的上翼缘承受拉应力的桥梁形式。悬臂浇筑法是用挂篮就地分段现浇，待每段混凝土养护并张拉后，再将挂篮前移，以浇筑下一节段之用。使用挂篮就地浇筑的方法，可在不设支架和不使用大型吊机的情况下，浇筑较大跨径的悬臂梁桥、连续梁桥以及刚构桥等类型的上部构造。悬臂浇注的每一段将要承受随后浇注段的结构自重及施工机具人员等载荷，并要保持悬臂对称和平衡及安全稳定。一般悬臂浇注的一个节段长3～8米，不宜超过8米。节段太长，将会增加结构与挂篮的静载，也会引起前面节段太大的施工内力。
㈠总体要求 由于梁段的模板安装、钢筋绑扎、管道安装、混凝土浇筑、预加应力及管道压浆等均在挂篮上进行作业又系高空作业，且为梁段的承重结构，所以，挂篮设置除应保证强度安全可靠外、还应满足变形小、行走方便、锚固、装拆容易以及各项施工作业的操作要求，并注意安全防护设施。挂篮由主桁架、悬吊系统、锚固系与平衡重、行走系统以及工作平台、底模架等构成。在最初几段，刚桥架依靠自身平衡左右两侧的悬臂弯矩，待浇到一定长度后，则须将钢桁架分成两半并改用后端锚固以防止倾覆。
5、模板系统：由底模、外侧模、内芯模和端模组成。可采用顶模垂直下落、侧模翻转折叠式模板系统。底模系将δ＝12mm钢板直接固定在底模平台上，底模 平台长6m、宽13m，承担浇筑时混凝土重量及施工机具设备的重量，并兼作施工操作平台。底模平台以型钢(7组2根28号槽钢加6组2根20号槽钢)拼成加劲梁，并与前后下横桁直接焊接。为保证梁底线型，加劲梁加工时中段进行预压弯约8mm。外侧模20号槽钢依照翼缘尺寸加工成定型骨架片，按1＃块尺寸连接组拼成整体骨架，满足不同长度块件使用。整体骨架表面钉附δ＝16mm竹胶板作为面板，保证混凝土表面的平整、光洁。内侧模为组合钢模与木模相结合，通过Φ16拉杆内外侧模连接定位，控制变形。用内径Φ20的硬塑料管作拉杆套管，且伸出内外侧模板，以消除混凝土浇注时套管进浆导致拉杆无法抽拔。芯模顶板施工采用搭设木排架，上铺组合钢模。端模用组合钢模与木模结合，利用梁体钢筋临时固定，内外模将其夹紧、定位。
2、悬吊系统：其作用是将底模架、张拉平台的自重及其上的载荷传递到主桁架。由横梁、横梁吊带，后横梁顶推装置，挂钩辅助升降千斤顶组成，通常是以钻有销孔的钢带或两端有螺纹的精轧螺纹钢为吊杆，张拉平台的悬吊系统可用钢吊带、钢丝绳、链条等组成。浇筑混凝土时，底模平台及其它各部分的重量吊挂是通过吊杆实现的。前横梁设计有2根精轧螺纹钢，后横梁设计有3根，箱梁截面底宽6.5m范围内设计有20根Ⅳ级32精轧螺纹锚杆，施工中用两只50t千斤顶对每根锚杆加有约500kN的预 紧力，使底模与成品混凝土夹紧不漏浆，而且承担混凝土浇筑时的部分竖向分力。如图：
1、组装挂篮：上挂篮前。0号、1号块必须是浇注完成并张拉，对支座作了临时固结措施。为减小梁段上的作业，可根据起吊运输能力将挂篮杆件在加工场拼装成若干组件，再将挂篮组件吊至0号、1号块梁段上进行组装。在已浇筑的0号、1号块箱梁顶面进行水平及中线测量，铺设轨道，组装挂篮，并将挂篮对称行走就位、锚固。在底篮两侧，前后端及外模两侧均设置固定平台，内外模及箱梁前端设置悬吊工作平台。挂篮拼装完毕后，为验证挂篮的可靠性和消除其非弹性变形及其测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高，在第一次使用前对挂篮进行试压。试压的方式常用的有：水箱法、千斤顶高强钢筋加力法等。试验方法是：选择一块平地，将一套挂篮的两组主桁架水平放置，并利用水准仪抄平，然后用后端用精轧螺纹钢锁定，在中部用垫板将两组主桁架分开，在前端用千斤顶加载对拉，最终加载值为使用荷载的140%，按照50%、30%、20%、10%逐级进行，每级加载完成并稳压半个小时（最后一级为1小时）后检查各杆件的情况有无裂缝，同时记录力与位移的关系，并根据试验测出的结果，绘制力与位移的关系曲线，求出挂篮弹性和非弹性变形。为保证挂篮结构的可靠性，清除非弹性变形，量测弹性变形量，确保箱梁施工的安全和质量，在第一次使用之前必须对挂篮进行试压。对已拼装的挂篮按设计荷载加安全系数进行试压，以求得挂篮在不同长度（3.0 m、3.5m、4.0m）时不同荷载下的变形挠度值。采用水箱加压法，用钢板加工成水箱，用精轧螺纹粗钢筋悬挂于下横梁，？通过上横梁的千斤顶加压。试压时，按砼浇注的分级重量进行加载，当千斤顶达到每级荷载时，应固定一段时间，待指针稳定后，测量变形值，最终加至设计荷载的1.4倍；加载时两连千斤顶必须同时加压，压应力应保持一致，宜采用同一油泵统一加压，误差控制在5%以内。每一级加载后，必须及时检查各杆件的连接情况和工作情况，及时作出是否继续加载的判断，如一次加载后情况良好，应反复加载，卸载3-5次，直到非弹性变形全部消除完为止，试验结果应整理出加载测试报告，将弹性变形值及非弹性变形值的测量结果用于指导施工。分级卸载，并测量变形，记录数据。
2、模板校正、就位：模板分为底模、外侧模及内模。底模支撑吊篮底的纵、横梁上，外侧模一般由外框架预先装成整体，内模由侧模、顶模及内框架组成，内模的模板及框架因每一梁段均须修改高度，不宜做成整体。根据箱梁截面的情况确定混凝土是一次浇筑还是分次浇筑，一次浇筑时，应在顶板中部留一窗口，使混凝土由窗口进入箱内，分布到底模上。当箱梁较高时，应用减速漏斗向下传送混凝土，采用二次浇筑时，先安装底模、侧模及底板、侧板的普通钢筋、预应力筋，待浇筑第一次混凝土后，再安装内模及顶板普通钢筋及预应力筋。箱梁由根部至端部为二次抛物线，每浇筑一个梁端均须将底模提高一次，提高不多时，可采用支垫底模的方法，经几次提高后，高差变大时，须用提升吊篮的方法提高底模。悬臂浇筑时，一个梁段高度的偏差对全桥长有很大影响，而且随着梁段所浇筑混凝土数量的增加而逐渐下垂，梁段数量越增加，悬臂越长，下垂越多，因此，为保证箱梁的设计高度和挠度，各梁段的模板均须设置一定的预加抬高量，其预加抬高量根据设计规范要求及施工经验确定，并须及时的校对调整。
2、0号、1号块的施工：挂篮是利用已浇注的箱梁段，作为支撑点，通过桁架等主梁系统、底模系统，人为创造一个工作平台。对于0号、1号块挂篮没有支撑点或支撑长度不够。需采用其他方式浇注。一般采用扇形托架浇注。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成，托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外，还须具有一定的刚度，各连续点应连接紧密，螺栓旋紧，以减少变形，防止梁段沉和裂缝。
㈡适应范围
施工方法
跨径（m）
施工方法
跨径（m）
悬空模架逐跨施工法
30～50
变高度梁平衡悬臂节段拼装法
60～200
从某墩向两侧逐跨施工法
50～180
平衡悬臂浇筑法
60～300
节段拼装法
30～90
悬臂施工的拱桥
90～450
等高度梁平衡悬臂节段拼装法
30～90
悬臂节段施工的斜拉桥
60～600
二、挂篮的构造和设计
㈢结构计算
1 主桁未分离计算
浇筑1＃、2＃块时，结构为双悬臂筒支梁，主要计算主桁前支座反力，验算主桁片的抗压变形破坏；其次计算主桁片的弯曲应力，以及上横桁承载及变形。
2 形成单只挂篮计算
此时结构为单悬臂的简支梁，后锚固受拉，前支座受压，主要验算混凝土浇筑及行走时的倾覆稳定性。
3 其它计算
挂篮前后下横桁在灌注混凝土时按4跨和3跨连续梁计算，行走时按简支梁计算，挂篮后上横 桁按双悬臂简支梁计算。
三、挂篮安装及施工
（一）、安装程序
1、根据已有起吊设备，主桁先行分段组装，底模平台拼装于现场，侧模骨架拼装结束后放于底模平台上。
2、在已浇0＃块上整体拼装。按照主桁支座、主桁、前后上横桁及吊挂系统、配重系统的顺序逐步安装。上横桁就位后，将拼装好的底模、侧模系统起吊到位，通过吊杆销子接接完成全部拼装。
4 技术指标
挂篮行走时倾覆稳定系数 K＝ 2.28 ＞ 1.5；
后锚固允许受力与最大受力比值 K＝ 3.24＞1.5；
混凝土浇筑时主桁承载(考虑贝雷组拼承载能力的削弱×80％)K＝3.57；
上下横梁承载安全系数K＝1.89。
精轧螺纹钢筋力学性能抗 拉 强 度：JL540屈服点σ540(MPa)抗 拉 强 度σb836(MPa)JL785屈服点σ785(MPa)抗拉强度σb980(MPa)JL930屈服点σ930(MPa)，抗拉强度σb1080(MPa)弹性模量取为2 ×10 MPa。
3、后锚固系统：包括后锚杆、吊杆、水平止推支座等。形成单只挂篮后，为保证挂篮不前倾，设计于两主桁间横担3根45号工字钢在主桁尾部50cm处作锚梁，每道主桁设计用2根Ⅳ级32精轧螺纹与已浇箱梁锚接起来。锚杆确保了挂篮的安全，精轧螺纹可自由拆卸、安装。挂篮工作时整体稳定系数不应小于1.5。
4、前后上下横梁：上横梁由2根45号工字钢组成，下横梁由3根36号工字钢组成，前后横梁中心距5m，横梁长13m，上横梁悬臂长3.5m。前后横梁上分别设有底模平台及内外侧模的吊挂点。如图：
6、行走系统：由C形挂钩、行走梁、轨道、牵拉精轧螺纹钢筋组成。在两根前后上横桁于主桁位置处直接焊辅两块δ＝12mm钢板，覆盖于主桁上作为横桁滑移使用，在挂篮移向2＃块时，用50kN倒链将前后上横桁移至施工位置；用贝雷平滚置于主桁前支点下(已浇混 凝土 段端面向内50cm)，后支点(配重位置)下设置20号工字钢加工的托板，下用32圆钢作滚筒 ，混凝土梁段上铺5mm钢板作为滚筒跑道。挂篮整体行走时，于已浇梁段顶部预埋拉环一只，利用转向葫芦直接采取卷扬机牵引的施工工艺，当行走到待浇梁段位置时，前支点处用钢板垫牢，保证混凝土浇筑时的支点承载。该施工工艺在施工中每行走4m长块件时，所需时间仅约20min，而所有准备工作均可以在等待混凝土强度上升、张拉压浆阶段穿插完成。