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桥梁挂篮施工方法及重点控制内容

一、挂篮施工的基本概念：
后张法预应力箱梁施工分：（1）后张法预应力预制箱梁，是由预制场或预制厂把箱梁预制好后，再运到工地架设；（2）后张法预应力现浇箱梁，是在桥上直接浇筑箱梁和预应力张拉。现浇后张法预应力箱梁，根据支撑结构不同，分满堂支架浇筑箱梁和挂篮施工浇筑箱梁。挂篮施工就是利用悬吊设施，分节段挂模、绑扎钢筋、安装波纹管、浇筑砼、穿钢绞线、张拉、压浆，完成一节段箱梁，再前进一节段箱梁，直至完成全部挂篮施工节段。
挂篮施工一般用在：（1）跨越不能断航的河流；（2）跨越繁忙的公路和铁路；（3）跨越深谷下面无法搭支架或搭支架非常困难，采用挂篮施工比较方便。
二、挂篮施工的关键设施和施工方法：
挂篮施工，悬吊设施是关键。悬吊设施必须具备三个必要条件：
1、
悬吊设施必须牢固地安装在不动摇的足够强度和刚度的结构物上。
2、
悬吊设施本身必须具备足够的强度和刚度，承受现浇箱梁节段不变形，无严重下挠，下挠度控制在3cm以内。
3、
悬吊设施必须安装拆卸方便，便于行走，达到逐节段施工，逐节段前进的目的。
为了满足悬吊设施必须牢固地安装在不动摇的足够强度和刚度的结构物上，具体措施是：
1、
增设临时固结构造。一般设计图中均包括这方面的设计。
众所周知：桥梁是由桩基、承台、桥墩、支座、梁段构成，支座与桥梁的连接是铰接。铰接是可以活动的，设计图中，采取临时固结构造，变铰接为刚结构，让承台支座暂时不受力。临时固结构造是因主墩的形状而异：例如（a）昆山市城北大道张家港大桥B1标，支座是在主墩上，直接与梁接触，并在桥墩面四周浇筑30cm宽的砼，顶牢0#块箱梁底部。（b）昆山市相城~石牌路Q2标张家港大桥主墩是V型墩，支座设在V型墩下，上下承台之间。临时固结构造是在上下承台间，承台支座四周增设四个钢箱临时支座，临时支座若高于永久支座，四个临时支座让上下承台的连接变成刚结构。
临时固结构造，待桥竣工后，均需拆除，恢复永久支座的铰接作用。
2、0#块前后，相应节段同时浇筑砼，使0#块两侧重量在是讴歌能够期内基本相等，达到平衡。
临时固结构造均是在主墩的承台上上做文章，B1标主墩承台面积是10.3m*10.3m，Q2标主墩承台面积是10.2m*10.2m，而挂篮施工悬臂长度B1标为29m，Q2标为39m，根据力学原理，力乘力臂相等。如果不平衡重量75T（最小节段重量），则临时固结构造受的破坏力为37m*75T=4m*XT，X=694T，所以施工中，绝对不允许不平衡浇筑砼梁段。
3、施工中，每个节段（包括0#块）均要临时预埋螺杆和预留孔道，以备固定悬吊设施用。
三、悬吊设施安装和要求：
1、悬吊设施结构，详见附图。悬挑主梁是4片贝雷片组成15m长的悬挑绗梁，两组绗梁分别锁定在已浇筑好的箱梁腹板上，悬挑梁前端装一根上横梁，从上横梁上装吊杆，吊牢前下横梁和侧托梁，下后横梁和侧托梁后端悬吊在已浇筑好的箱梁上，前后横梁托住底模，两侧托梁托住两侧翼板模。
2、悬吊设施本身必须有足够的强度和刚度，前移方便，悬吊设施每个杆件，均要经过力学计算，其保险系数不小于2，计算方法从略。
3、悬吊设施安装就位后，在底模上装预压，预压重量最大节段重量X110%，超载预压，预压三天，每天测出标高变化，待稳定后卸载，开始绑扎钢筋浇筑箱梁等工序。预压的原因有二，其一检验计算值是否与实际吻合，假使计算错误，把悬吊设施预压垮了，可避免垮梁事故；其二通过预压，测出下挠数据，以备立模时预留。
4、悬吊设施前移
1)
前后两套悬吊设施同步前移，以免造成平衡重量。
2)
施工节段砼强度达设计强度85%以上，纵横向钢绞线张拉、封锚、压浆后，才可拆模，前移悬吊设施。
3)
前移悬吊设施，要由有经验的专职人员统一指挥，控制两端前移速度，控制绗梁不偏移轴线，防止超移，防止绗梁倾覆。

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四、合拢段施工，挂篮施工合拢段有三处，两边跨和中跨各一处，三处合拢段施工方法基本一致，仅边跨支撑合拢段底模是满堂支架，中跨合拢段底模是吊模，有此区别。
1、
合拢段两端的箱梁均施工完毕后，开始立合拢段底模和侧模，在模内按设计图绑扎和焊接钢筋，安装波纹管和立芯模。
2、
浇筑合拢段前后箱梁时，在腹板内侧底板面和顶板面，各预埋一块钢板，以备锁定合拢段长度用，在浇筑合拢段砼前，用四段工字钢分别焊牢预埋钢板，锁定合拢段长度。
3、
适量张拉通过合拢段的钢绞线，如Q2标通过边跨合拢段的钢绞线，有底板B6*4、B7*4、B8*2，顶板T9*4、T10*4，合拢段浇筑砼前，仅张拉B7*4和T10*2的30%张拉力，如设计有要求，按设计要求张拉。
4、
在一天内最低温时（一般在凌晨1~2时）浇筑合拢段砼，因砼能抗压，不能抗拉。
5、
待合拢段砼达设计强度的85%以上，按设计张拉力，张拉通过合拢段  有的纵、横钢绞线，并压浆。
6、
拆除锁定的工字钢，并拆模。
五、钢筋绑扎和焊接：
1.
钢筋经检验合格，无锈蚀、无污染，锈蚀污染的钢筋经过处理合格后，方能吊上桥绑扎。
2.
严格按设计图，钢筋型号、数量、形状、长度、绑扎位置加工绑扎，遇波纹管与钢筋位置有干扰时，钢筋适当让位，保证波纹管的纵向、横向和竖向坐标符合要求。
3.
钢筋焊接，挂篮施工是分节段施工，钢筋也只能分节段绑扎，纵向钢筋根根均需要在桥上焊接，平面拼焊、单面焊，焊缝长度不少于10d，每个截面（35d范围内为同一截面）焊接头不能超过50%，焊缝饱满焊渣除净。横向钢筋事先在场地焊接好，搭接焊的搭头应弯成9度角，焊后使钢筋轴线拉直。双面焊焊缝长度不能少于5d，焊缝饱满焊渣除净。
4.
钢筋绑扎间距，严格按规范要求，但面层横向钢筋，因有竖向精扎螺纹钢盒干扰，间距免不了有偏大、偏小现象。
六、波纹管安装：
1.
波纹管坐标严格按设计图安装，梁长方向误差小于±3cm，梁高方向误差小于±1cm，波纹管间距同排2及上下层间距误差小于±1cm。
2.
波纹管固定圈直线段1m设一只，曲线段0.5m设一只，固定圈要紧箍波纹管，活动余地小于2.5mm。
3.
波纹管接头用大一号的波纹管套接，套接长度大于30cm，套接两端用黑胶带密封，使之无水泥浆漏进去，要仔细检查已安装好的波纹管，是否有破损（电焊烧穿或机械损伤），破损处应立即修补好，使其绝对密封，不漏浆、堵管。
4.
为了防止波纹管在浇筑砼时，造成变形或损伤，波纹管安装就位后，在波纹管内穿塑料软管，塑料软管直径比波纹管小一号，砼浇筑好后抽出塑料管，穿钢绞线。
七、钢绞线的加工和穿入波纹管内：
1.
钢绞线符合设计规格，有出厂合格证，再经检验合格，无断死、锈蚀、污染。
2.
按设计长度，分束断钢绞线，每束钢绞线均理顺绑捆好，防止穿钢绞线时造成在管内绞结，两端外露长度，除保证张拉安千斤顶长度外，并基本相等。
3.
钢绞线不能断太多太早，因断后在露天容易锈蚀、污染，断好的钢绞线要搁空覆盖好，以防锈蚀污染。
八、钢绞线张拉：
1.
张拉钢绞线的千斤顶和油表应配套标定，锚具夹片应经检验合格。
2.
根据设计文件，Q2标预制箱梁砼强度达设计强度C50的90%才能张拉，挂篮施工砼强度达设计强度C55的85%才能张拉，不能提前张拉。
3.
张拉力和张拉伸长量：
张拉力，钢绞线标准强度FPK=1860MPa，张拉控制应力δcon=0.75FPK=1395MPa，φ215.24钢绞线的断面积为1.4cm2，则每根钢绞线的100%张拉力为1395*0.14=195.3KN，一束钢绞线内15根钢绞线，100%张拉力为195.3KN*15=2929.5KN。
根据400T千斤顶和油表配套标定资料：

千斤顶编号	压力表编号	100%张拉力	压力表读数
904007	24002	2929.5KN	38.5
904008	23998	2929.5KN	38.7

他每束钢绞线12根或3根、4根、5根钢绞线，分别求出100%张拉力，再根据千斤顶和油表配套标定资料，确定油表读数进行张拉。
1、
张拉伸长量：
a)
设计文件中，根据每束钢绞线的长度和曲线转角，均已算好每束钢绞线的伸长量，一般可对照办理，为复核设计文件中是否有误，可对每束钢绞线伸长量复核计算。
b)
张拉伸长量的计算：
甲：平直钢绞线张拉伸长量的计算：AL=PPL/APEP
PP——预应力筋平均张拉力（N）
L——预应力筋长度（mm）
AP——预应力筋的截面面积（mm2）
EP——预应力筋的弹性模量N/mm2=1.95*105MPa
乙：曲线钢绞线伸长量的计算：PP=P（1-e（KX-μQ））/（KX-μQ）

P——张拉力（N）

e——自然对数底为2.7182818

μ——孔道摩阻系数为0.25

K——孔道偏差系数为0.0015

Q——张拉端至计算截面孔道部分切线夹角之和，按π径计算

X——张拉端至计算截面孔道长度，一端锚具变形及钢束回缩值6mm
c)
实际伸长量的测算：
张拉力10%量的伸长量ΔL1，张拉力20%量的伸长量ΔL2，张拉力100%量的伸长量ΔL3，单向张拉的实际总伸长量为ΔL总=ΔL3+ΔL2-2ΔL1，若双向张拉实际总伸长量为A端总伸长量+B端总伸长量，双向张拉，两千斤顶同时张拉，两端的伸长量尽可能相等。
d)
检算实际伸长量是否合格：
（理论伸长量-实际伸长量）/理论伸长量=小于±6%属检合格范围；大于±6%，不合格，要查找原因。
九、挂篮施工分节段浇筑砼：
1.
前方N节段与后方N´节段同时浇筑砼，保持主墩前后重量相等，达到平衡。
2.
浇筑顺序：先底板、再腹板、最后浇顶板，找平拉毛。
3.
振捣时，避免振捣直接插在波纹管上振捣，造成损坏波纹管，管道堵塞，无法穿钢绞线。
4.
箱梁顶面标高宜低1~2cm，因调平层砼仅5cm厚，顶面砼超高后，影响调平层太厚，易开裂脱壳。
5.
浇筑砼时，砼供料要快，否则造成冷锋，外观不美。
6.
砼浇筑后7天内，每天不少于两次浇水保养，大热天要用无纺土工布覆盖，浇水保养。
7.
两主墩挂篮施工，尽可能速度相同，最多相差两个节段，避免浇好的悬梁停留过长而下挠，造成合拢段高差大。

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四、合拢段施工，挂篮施工合拢段有三处，两边跨和中跨各一处，三处合拢段施工方法基本一致，仅边跨支撑合拢段底模是满堂支架，中跨合拢段底模是吊模，有此区别。
1、
合拢段两端的箱梁均施工完毕后，开始立合拢段底模和侧模，在模内按设计图绑扎和焊接钢筋，安装波纹管和立芯模。
2、
浇筑合拢段前后箱梁时，在腹板内侧底板面和顶板面，各预埋一块钢板，以备锁定合拢段长度用，在浇筑合拢段砼前，用四段工字钢分别焊牢预埋钢板，锁定合拢段长度。
3、
适量张拉通过合拢段的钢绞线，如Q2标通过边跨合拢段的钢绞线，有底板B6*4、B7*4、B8*2，顶板T9*4、T10*4，合拢段浇筑砼前，仅张拉B7*4和T10*2的30%张拉力，如设计有要求，按设计要求张拉。
4、
在一天内最低温时（一般在凌晨1~2时）浇筑合拢段砼，因砼能抗压，不能抗拉。
5、
待合拢段砼达设计强度的85%以上，按设计张拉力，张拉通过合拢段  有的纵、横钢绞线，并压浆。
6、
拆除锁定的工字钢，并拆模。
五、钢筋绑扎和焊接：
1.
钢筋经检验合格，无锈蚀、无污染，锈蚀污染的钢筋经过处理合格后，方能吊上桥绑扎。
2.
严格按设计图，钢筋型号、数量、形状、长度、绑扎位置加工绑扎，遇波纹管与钢筋位置有干扰时，钢筋适当让位，保证波纹管的纵向、横向和竖向坐标符合要求。
3.
钢筋焊接，挂篮施工是分节段施工，钢筋也只能分节段绑扎，纵向钢筋根根均需要在桥上焊接，平面拼焊、单面焊，焊缝长度不少于10d，每个截面（35d范围内为同一截面）焊接头不能超过50%，焊缝饱满焊渣除净。横向钢筋事先在场地焊接好，搭接焊的搭头应弯成9度角，焊后使钢筋轴线拉直。双面焊焊缝长度不能少于5d，焊缝饱满焊渣除净。
4.
钢筋绑扎间距，严格按规范要求，但面层横向钢筋，因有竖向精扎螺纹钢盒干扰，间距免不了有偏大、偏小现象。
六、波纹管安装：
1.
波纹管坐标严格按设计图安装，梁长方向误差小于±3cm，梁高方向误差小于±1cm，波纹管间距同排2及上下层间距误差小于±1cm。
2.
波纹管固定圈直线段1m设一只，曲线段0.5m设一只，固定圈要紧箍波纹管，活动余地小于2.5mm。
3.
波纹管接头用大一号的波纹管套接，套接长度大于30cm，套接两端用黑胶带密封，使之无水泥浆漏进去，要仔细检查已安装好的波纹管，是否有破损（电焊烧穿或机械损伤），破损处应立即修补好，使其绝对密封，不漏浆、堵管。
4.
为了防止波纹管在浇筑砼时，造成变形或损伤，波纹管安装就位后，在波纹管内穿塑料软管，塑料软管直径比波纹管小一号，砼浇筑好后抽出塑料管，穿钢绞线。
七、钢绞线的加工和穿入波纹管内：
1.
钢绞线符合设计规格，有出厂合格证，再经检验合格，无断死、锈蚀、污染。
2.
按设计长度，分束断钢绞线，每束钢绞线均理顺绑捆好，防止穿钢绞线时造成在管内绞结，两端外露长度，除保证张拉安千斤顶长度外，并基本相等。
3.
钢绞线不能断太多太早，因断后在露天容易锈蚀、污染，断好的钢绞线要搁空覆盖好，以防锈蚀污染。
八、钢绞线张拉：
1.
张拉钢绞线的千斤顶和油表应配套标定，锚具夹片应经检验合格。
2.
根据设计文件，Q2标预制箱梁砼强度达设计强度C50的90%才能张拉，挂篮施工砼强度达设计强度C55的85%才能张拉，不能提前张拉。
3.
张拉力和张拉伸长量：
张拉力，钢绞线标准强度FPK=1860MPa，张拉控制应力δcon=0.75FPK=1395MPa，φ215.24钢绞线的断面积为1.4cm2，则每根钢绞线的100%张拉力为1395*0.14=195.3KN，一束钢绞线内15根钢绞线，100%张拉力为195.3KN*15=2929.5KN。
根据400T千斤顶和油表配套标定资料：

千斤顶编号


压力表编号


100%张拉力


压力表读数



904007


24002


2929.5KN


38.5



904008


23998


2929.5KN


38.7


他每束钢绞线12根或3根、4根、5根钢绞线，分别求出100%张拉力，再根据千斤顶和油表配套标定资料，确定油表读数进行张拉。
1、
张拉伸长量：
a)
设计文件中，根据每束钢绞线的长度和曲线转角，均已算好每束钢绞线的伸长量，一般可对照办理，为复核设计文件中是否有误，可对每束钢绞线伸长量复核计算。
b)
张拉伸长量的计算：
甲：平直钢绞线张拉伸长量的计算：AL=PPL/APEP
PP——预应力筋平均张拉力（N）
L——预应力筋长度（mm）
AP——预应力筋的截面面积（mm2）
EP——预应力筋的弹性模量N/mm2=1.95*105MPa
乙：曲线钢绞线伸长量的计算：PP=P（1-e（KX-μQ））/（KX-μQ）

P——张拉力（N）

e——自然对数底为2.7182818

μ——孔道摩阻系数为0.25

K——孔道偏差系数为0.0015

Q——张拉端至计算截面孔道部分切线夹角之和，按π径计算

X——张拉端至计算截面孔道长度，一端锚具变形及钢束回缩值6mm
c)
实际伸长量的测算：
张拉力10%量的伸长量ΔL1，张拉力20%量的伸长量ΔL2，张拉力100%量的伸长量ΔL3，单向张拉的实际总伸长量为ΔL总=ΔL3+ΔL2-2ΔL1，若双向张拉实际总伸长量为A端总伸长量+B端总伸长量，双向张拉，两千斤顶同时张拉，两端的伸长量尽可能相等。
d)
检算实际伸长量是否合格：
（理论伸长量-实际伸长量）/理论伸长量=小于±6%属检合格范围；大于±6%，不合格，要查找原因。
九、挂篮施工分节段浇筑砼：
1.
前方N节段与后方N´节段同时浇筑砼，保持主墩前后重量相等，达到平衡。
2.
浇筑顺序：先底板、再腹板、最后浇顶板，找平拉毛。
3.
振捣时，避免振捣直接插在波纹管上振捣，造成损坏波纹管，管道堵塞，无法穿钢绞线。
4.
箱梁顶面标高宜低1~2cm，因调平层砼仅5cm厚，顶面砼超高后，影响调平层太厚，易开裂脱壳。
5.
浇筑砼时，砼供料要快，否则造成冷锋，外观不美。
6.
砼浇筑后7天内，每天不少于两次浇水保养，大热天要用无纺土工布覆盖，浇水保养。
7.
两主墩挂篮施工，尽可能速度相同，最多相差两个节段，避免浇好的悬梁停留过长而下挠，造成合拢段高差大。

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