挂篮悬臂浇筑箱梁施工技术

挂篮悬臂浇筑箱梁施工技术

【关键词】 挂篮悬臂；浇筑；施工技术；箱梁

一、挂篮安装

1.挂篮锚固及荷载试验预埋件设置

由于八吉溪大桥0～6#块采用钢绞线作为竖向竖向预应力，因此需要另外进行预埋精轧螺纹钢筋作为挂篮后锚固定点，精轧螺纹钢采用与竖向预应力同等规格的ф32精轧螺纹钢，精轧螺纹长度为50m，外露10㎝，采用连接器进行接长。埋入混凝土部分在螺纹钢距混凝土面20cm的地方绑扎2根Ф20钢筋，钢筋呈十字架方向，采用绑扎连接，严禁焊接。（精轧螺纹钢筋抗拔出验算见挂篮抗倾覆验算）。荷载试验要求在腹板处预埋钢板与反力架焊接，具体位置及尺寸见荷载试验方案。 2.预留孔设置

在0#块浇筑时要按照挂篮的要求进行预埋，预埋采用PVC管。为防止预留孔压扁，周围布置2层钢筋网片，间距为10cm，网片面积为40×40㎝.同时在横隔板处设置内滑梁预留孔。

无论是锚固钢筋还是预留孔的位置要求准确，中心位置偏差控制在10㎜内，并且预埋件或孔道要垂直。波纹管或pvc管下端用胶带封死，以免漏浆将孔堵死。 3.行走轨道安装

0#块第二级混凝土浇筑完毕，采用塔吊将挂篮行走轨道运输到0#块，按照主桁间距进行安装挂篮行走轨道，在安装行走轨道前将混凝土面进行处理，要求表面平整，以保证行走轨道平稳不倾斜。安装轨道锚固部分，锚固部分螺丝要拧紧，不得出现螺帽松动或缺少现象。锚固前要及时安装行走小车。 4.主桁安装

首先安装主桁前支点，安装时要注意将支点通过调平垫块将支点调平。安装主桁后平压杆，同时将后平压杆的后锚及行走小车与预埋精轧螺纹钢连接，并施加挂蓝“后锚固最大锚固力加5t”的预应力进行固定，同时将主桁后平连接安装完成。安装主桁后横梁中梁后进行主桁立柱安装，由于立柱此时缺少必要的固定，为保证立柱稳固，用9米16槽钢进行临时固定。主桁立柱在安装主桁立柱前将主桁前后斜拉杆与立柱连接，立柱安装完毕后将主桁后斜拉杆与主桁后平压杆连接，同时将立柱斜连安装完毕。安装时要保持主桁立柱与主桁后平压杆垂直。

主桁前斜压杆安装后，用塔吊将主桁前斜拉杆连接，连接后安装主桁前平连。安装主桁前横梁。为施工方便，主桁后横梁边梁在底篮安装完毕后再进行安装。 5.底篮安装

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为0#块施工方便及挂篮拼装节省时间，0#块悬臂端底模采用挂篮底篮，挂篮前横梁安装完毕后，安装吊杆，将前横梁与底篮连接，同时将后横梁边梁进行安装并与挂篮底篮后横梁通过吊杆连接。 6.外滑梁安装

主桁后横梁边梁安装后，用吊杆将穿有外滑梁的腹板模板连接。 7.内滑梁安装

内滑梁安装要通过在横隔板处预留孔将过长部分伸到0#块内。 8.0#块托架拆除

挂蓝拼装完毕后将0#块三角托架进行拆除，三角托架将改作挂蓝荷载试验的反力架。 二、挂篮荷载试验

挂蓝拼装完毕后对各部位进行检查与调整。检查焊接处焊缝是否饱满，螺栓连接处螺栓是否拧紧，销子连接处是否有销钉固定，并将反力架安装，以进行挂篮荷载试验。 荷载试验具体过程见荷载试验方案。 三、施工过程中挂篮使用要求 挂蓝使用要求：

1.挂蓝安装完成后，班（组）长必须对挂蓝后锚固系统、支点、吊带等进行全面细致的检查，确保其受力符合设计要求；2.斜拉带、钢板吊带、精轧螺纹钢筋吊带均为主要受力杆，其材质较为特殊，绝对不能在其上进行电焊作业，施工时要格外小心，不得烧伤斜拉带及吊带；3.使用连接器的锚点和吊带，必须在精轧螺纹钢筋端头做好油漆记号，安装时要保证钢筋安装到位，一般伸入连接器内不少于8cm；4.一个挂篮主桁的后锚共需6根精轧螺纹钢筋，一个挂篮后锚总共需要12根精轧螺纹钢筋锚固，挂蓝行走到位后要及时锚固好；5.顶升挂蓝的千斤顶、提升挂蓝的葫芦要确保完好，严禁超负荷工作；6.4根前吊带受力要均匀，在调整标高时，4根吊带同时调好，不能先调好2根之后在没有仪器监控的情况下调另外2根；7.挂蓝行走时，要确保吊带、模板等与挂蓝分离，并派专人观察行走是否正常，挂蓝、模板与箱梁或其他物品是否发生摩擦、牵挂，发现行走异常应立即停止，查明原因处理后再开始行走；8.挂蓝行走要对称进行，行走前要弹出纵向轴线，在轨道上划出行走控制刻度线，行走时两侧行程要保持一致，轴向正确；9.挂蓝行走到一定位置后，要及时对腹板外侧、底板进行修饰、打磨，使砼外观一致，对轻微错台，用扁钻子剔平，不得随意涂抹，吊带孔也要及时封堵；10.吊带预留孔要正确，确保吊带竖直受力，不能有弯曲现象；11.挂蓝行走到位后，锚固挂蓝后锚，使挂蓝基本处于水平位置，行走小车要处于自由状态，不能受力。

挂篮节段施工：

1.混凝土浇筑完毕强度达到2.5Mpa后，拆除端头模板及内倒角模板，并进行端头混凝土凿毛。穿纵向预应力钢束。2.混凝土浇筑24小时后拆除腹板内模，并及时进行混凝土养

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生。3.混凝土浇筑48小时后拆除腹板外模，打磨模板，刷脱模剂，并对缺陷混凝土面进行修饰。4.混凝土浇筑72小时后松动底篮后横梁及内外滑梁后锚。5.混凝土浇筑后第5天，压试块，若试块强度大于42.5，则进行纵向预应力钢束张拉。6.解除主桁后锚，移动挂篮。7.移动到设计位置后，锚固所有后锚，并根据测量放线调整模板底模及腹板位置及标高，调整完毕，绑扎底板及腹板钢筋，安装并加固预应力管道，安装腹板内模，并穿腹板拉杆固定。内顶板模板调整后进行顶板底层钢筋安装，安装并加固预应力管道，安装顶板上层钢筋及防撞护栏及桥面预埋钢筋。8.混凝土浇筑前进行标高及坐标复核，若在设计及规范允许范围内，则进行混凝土浇筑，若超出允许范围，则进行调整，直到满足设计要求。9.混凝土浇筑，浇筑顺序为：底板-腹板-顶板，并且浇 1、1挂篮的形式

目前施工中，按照挂篮的结构型式常采用的主要有以下三种： 1 三角挂篮， 2 平行挂篮， 3 贝雷挂篮；

1.2不同挂篮结构的优缺点

不同挂篮形式的对比见下表： 项目 三角桁片 主 桁 平行桁架 贝雷桁架 桁架与H钢结合 大型钢 全部采用桁架 优点 受力明确，结构轻巧，安装方便 杆件组拼，施工方便 贝雷组拼，节约材料 刚度大，自重轻 结构简单 刚度大，自重最轻 缺点 主桁加工精度要求高 挂篮自重大，非弹性变形大 挂篮挠度大，线性控制较差 桁架结构复杂 适用范围 跨径在100米以下的箱梁 跨径可达200米以上的箱梁 跨径在100米左右的箱梁 三角挂篮普遍采用 应用项目 钱塘江5桥、6桥及润扬大桥引桥等 武汉白沙洲大桥、崇遵高速公路等 孝襄路、苏州绕城 钱塘江5桥、6桥及润扬大桥引桥等 很少采用 武汉白沙洲大桥等 底 篮 自重大，刚度小 基本不提倡 结构复杂，增加制作工序 平行挂篮经常采用 注：结合我局路处所承担的桥梁项目，跨径一般都比较小，因此桁架为三角挂篮，底篮为桁架与H钢组合比较适合于以上跨径较小的悬臂浇筑施工。 2 挂篮设计 2.1 挂篮设计原则

构造简单，拆装方便，移动灵活，结构安全可靠，稳定性好，有一定刚度且操作方便。 2.2 挂蓝设计的要求

挂蓝的质量与梁段混凝土质量的比值宜控制在0.3—0.5之间，特殊情况下也不应超

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过0.7。

《公路桥涵施工规范》（JTJ 041-2000)主要设计参数的要求：挂蓝总重量控制在设计限重内，允许最大变形（包括吊带变形的总和）：20mm，施工、行走时的抗倾覆安全系数：2，自锚固系统安全系数：2；斜拉水平限位系统安全系数：2；上水平限位安全系数：2。 2.3 具体挂篮的设计的注意事项

1 挂篮的重量必须控制在设计所要求的重量范围之内。 2 挂篮的主桁位置必须作用在箱梁的腹板位置处。 3 对挂篮的主要受力点处要进行局部加强。

4 挂篮的计算结果，如前后支点反力等要与设计院进行交流，看箱梁能否受力通过。 5 挂篮在0号块上拼装，挂篮设计时，主桁长度尽可能短，使得0号块的长度能拼装两个挂篮，如0号块的长度不够，需将两个挂篮做成连体挂篮。 施工实例照片如下：

图4 杜步2号高架桥（连续梁—连续刚构）挂蓝施工

2.4 设计原理

根据施工顺序,确定各种工况下可能发生的荷载最不利组合进行各构件的强度、刚度、稳定性计算。

参与挂蓝演算的荷载有下列几种：

1 挂篮自重，模板及支架自重； 2 钢筋混凝土自重；

3 施工人员、机具、材料等荷载； 4 振捣混凝土时产生的荷载

5 其他可能产生的荷载，如保暖设施等。 2.5、设计挂蓝简要计算步骤 2.5.1 计算假设

（1）在计算过程中，按照材料力学和结构力学的假设进行计算； （2）主桁按照桁梁组合结构进行计算。 2.5.2 底篮计算

先将荷载分配至底篮纵梁上，计算其强度及刚度，然后计算出纵梁支座反力作为底篮

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前、后横梁的荷载，计算底篮前、后横梁的强度和刚度。 2.5.3 主桁计算

计算出底篮前横梁的支点反力，作为上前横梁的荷载，计算前横梁的强度和刚度，然后计算出上前横梁的支点反力作用于主桁上，计算主桁各杆件的强度及刚度。 2.5.4 抗倾覆稳定性计算

通过主桁计算得出的后锚力来验算行走系统后锚小车和锚轨的强度，以及验算挂篮的整体抗倾覆稳定性。

2.5.5 挂篮行走状态时底篮后横梁和上中横梁强度、刚度验算

计算底篮后横梁的强度和刚度，然后通过计算算出后横梁的支点反力作用于上中横梁上，计算上中横梁的强度及刚度等。

就目前情况看：挂篮由专业的模板加工企业进行设计，加工。在设计时模板厂已进行了演算，挂篮进场后通常没有必要对其进行重新的设计，只需对关键杆件进行演算、复核。

对租赁的或作业队自备挂篮要对其进行承载能力确认，项目部必须对进场挂篮进行验算，作到心中有数，以确保工程质量和安全。 3 挂篮施工

3.1 悬浇箱梁0号块（或0、1号块）施工 3.1.1 悬浇箱梁0号块（或0、1号块）

0号块（或0、1号块）指桥梁主墩墩顶箱梁段，通常包括箱梁0号块或0、1号块。 为挂篮拼装提供工作面，在悬臂浇筑过程中作为控制桥梁的轴线和高程的标准的首块梁段，在浇筑完成时，在该梁段上设置轴线和标高的控制点。 3.1.2 施工的简要工序

临时支座浇筑与锚固（连续梁）；永久支座安装（连续梁）；支架安装及预压，模板安装；钢筋帮扎及预应力管道的布设：混凝土施工，预应力系统张拉、压浆。

（1）临时支座与锚固（连续梁）

● 使墩身与主梁临时固结为“T”型刚构。 ● 临时支座：

通常采用与箱梁同标号的混凝土浇筑。理论上在体系转换之前，由临时支座承担全部施

工时的荷载。

● 锚固：

通常采用预埋于墩身并贯穿至0号块（或0、1号块）顶的预应力钢筋或者预应力锚束。

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（2）永久支座安装（连续梁）

● 连续梁的支座分固定式、单向活动式、多向活动式，盆式橡胶支座。 ● 先安装下支座，调整位置，锚栓孔灌混凝土或环氧树脂砂 浆。

● 安装上支座，调整位置（活动支座不一定正中），临时锁定 上、下支座。 (3) 托架

托架通常还兼有0号块（或0、1号块）外模支架的功能。墩旁托架： 应用于墩身较高，且可承受悬臂施工时各种工况下产生的弯距荷载。 搭设在墩身上的牛腿等预埋件上，承担0号块（或0、1号块）的重量、底篮、底模板、施工机具、人员等荷载。

落地支架；墩身高度不大时,支架的支点布置在承台上 （4）托架（或支架）的预压

预压的具体试验加载方案为：采用钢筋和砂袋加载方式进行托架预压。托架预压的目的是消除非弹性变形和测定弹性变形量。 （5）钢筋帮扎及预应力管道的布设

通常0号块（或0、1号块）的结构复杂，配筋率较大，安装困难；且有三向预应力（纵，横、竖）管道较多；连续梁0号块（或0、1号块）上有锚固预应力筋和较多横隔梁对拉筋。

（6）浇筑混凝土浇筑通常分为两次进行，第一次底板和肋板，第二次为顶板。目前施工多为一次浇筑

（7）预应力施工

待混凝土强度达到张拉强度时进行预应力张拉。纵向预应力张拉、锚固。竖向预应力张拉。横向预应力张拉通常滞后进行。 3.2、挂蓝悬浇块段施工

主要工序包括挂蓝的拼装、预压；正常悬浇块段施工。

3.2.1挂篮拼装在挂篮安装之前，需在陆地上进行预拼装，以验证挂篮部件的完整性、可操作性，同时熟悉挂篮安装程序及各部件之间相互关系。

箱梁0号块（或0、1号块）段所组成的施工区中，测放出挂篮行走走道的位置。依次安装行走轨道、支撑点、后锚固系统、主梁，并及时锚固主梁。安装横向联结部件、悬挂吊带等。

3.2.2 挂蓝加载试验的目的：为了检验实际承载能力和安全可靠性，并获得相应荷载下的弹性与非弹性变形数据及规律，消除主桁结构的非弹性变形，测得相应的挠度值，为箱梁悬浇施工控制提供参考数据。

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3.2.3 加载试验的方法是模拟重量最大梁段的施工实际荷载，采用预压逐级加载，荷载的布置形式尽量与实际荷载分布吻合，以保证试验的可靠性和准确性。

清连路B4标采取了混凝土预制块件预压和预埋地锚，油压千斤顶预压方法。对反力架预压方法主要包括以下内容：采用液压千斤顶在箱梁底板范围内对挂篮进行预压加载。即在1#块腹板端面设置反力架，通过千斤顶向反力架施压，利用其反向作用力向挂篮施加所需的预压荷载。该加载方案中对挂篮施加的作用力属内力，因此，预压试验可仅对单侧挂篮进行即可。

3.3 挂篮悬浇块段的施工

挂蓝加载试验结束后，即可进行梁段混凝土施工。调整底篮、模板，收紧吊带，检查后锚固。安装钢筋，浇筑混凝土，养护等强，施加预应力。接长行走轨道，挂篮行走到下一块段的位置。

3.3.1 挂篮施工须注意的事项

（1）保持平衡对称施工；

（2）施工过程中的不均衡荷载严格控制在设计允许范围内；

（3）暂时不用的施工机具及时清理，各工作平台，吊脚手架保持整洁，混凝土散落物及时清理。

3.3.2 施工中其他关键问题：

（1）预应力孔道预埋正确，畅通的预防措施； （2）确保混凝土的泵送性能，无堵管或卡管现象。

（3）预留孔道的布设的位置满足要求，无破损、接缝好、密封性强。 （4）防崩钢筋的布设 1) 注意混凝土养护；

2) 控制钢绞线的下料，穿束，张拉、压浆等。

3.3.3 挂篮的行走

（1）锚固体系的转换，该环节为挂篮行走安全关键环节，容易产生误操作而发生挂篮倾覆事故。

（2）要严格遵循挂蓝行走的作业指导书。技术、管理人员要交底彻底，现场指导。严禁违章作业。

（3）挂篮行走时的注意事项

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Ｔ构两端的挂篮应同时对称移动；拆除后锚前要认真检查反扣轮各部联结是否可靠；挂篮移动前要细检查挂篮各部分情况，检查挂篮上安全网、钢筋头或其他绳索有无与箱梁钩挂的情况，发现问题及时处理；挂篮移动要有专人统一指挥，两个手拉葫芦要同步；挂篮移动过程中，要用两只手拉葫芦拉住挂篮后部，防止溜车事故。 3.3.4、挂蓝行走实例说明

（1）方法：依靠张拉竖向墩筋用的设备；在纵向长轨道上设置牵引点和受力点；两个千斤顶同时施压，挂蓝前移。

（2）优点：行走同步性好；挂蓝行走时受力平衡；工作效率高。

3.4 边跨现浇段

边跨通常有一段直线现浇梁段，通常采用支架施工。待悬臂梁段施工完成后，与此梁段之间浇筑边跨合龙段，完成边跨的合龙、体系转换。

本梁段通常采用满堂支架进行施工，支架的要求与其他的支架施工基本相同 施工的完成日期一般不晚于相邻的T构悬浇最后一个块件。 3.5 合拢段施工

劲性骨架锁定之时即为合拢之时。合拢顺序一般都是设计规定的，通常情况下施工单位不能擅自变更。合拢是体系转换的重要环节，合拢施工必须满足受力状态的设计要求，和保持梁体线形，控制合拢段的施工误差。合拢段分边跨合拢段、次边跨（如果有）和跨中合拢段。连续梁按“T”构施工完成后，再将各“T”构连接而形成整体连续梁（或连续刚构），这种拼接称合拢。合拢段的施工是合龙中的非常重要的工序。包括：

1 安装合拢吊架

采用专门设计加工的吊架,调整位置及标高。或者利用挂篮作为吊架,箱梁的两端应加配重予以平衡。（清连路杜步1、2号桥次边跨、中跨合龙采用2只挂蓝合拢。）

2 调整底模板和外侧模 3 锚固系统的安装

安装临时锚固系统,配合临时拉索来克服合龙过程中温度产生的应力。 4 浇筑合龙段混凝土

5 合拢阶段预应力系统的张拉、压浆 6 拆除合龙吊架。

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7 合拢段混凝土浇筑注意事项

精心作好准备,在最短的时间完成混凝土浇筑；调整混凝土配合比,尽早达到张拉强度；在一天中温度最低时浇筑混凝土；加强养护,保温保湿。 3.6 张拉控制

张拉施工在混凝土强度达到设计强度的90%后方可进行， 张拉前半天派专人检查张拉设备是否到位，数量是否满足对称、平衡张拉需求，机具是否完好，若不能满足施工要求应及时调配，以免耽误张拉时间。

1 张拉设备要定期校检。检查其是否在有效期以内，张拉前对千斤顶及油表编号进行检查是否配套，确定无误后方可使用。

2 检查锚具及千斤顶安装情况，锚具与锚垫板及千斤顶和限位板之间是否有间隙，夹片是否全部安装到位。

3 利用张拉设备的回归方程计算各行程油表读数，将数据贴在油表附近比较醒目的位置，以便张拉控制。

4 严格控制张拉顺序，先纵向再竖向最后张拉横向，张拉采用双控。 3.7 真空压浆

真空压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80％以上，使之产生-0.06至0.1Mpa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减小水灰比，添加专用的添加剂，可提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。

1 检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。

2 每压浆二至三孔作为一组，每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道，以减小孔道对浆液的阻力。

3 两端抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.075 Mpa至-0.08 Mpa，继续稳压1分钟后，开启进浆管球阀并同时压浆。

4 压浆。对于圆管，从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5分钟零10秒左右，

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各管道比较一致；对于扁管，灌浆历时2分钟30秒左右，各管道也比较一致。

5 补压及稳压。真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在0.8-1.0 Mpa。补压稳压结束，关闭球阀（这里需要说明的是，我们利用了水泥浆在高压下易泌水的特点，通过排除多余水分，降低孔道内浆液的实际水灰比，从而进一步提高孔道内浆液的物理化学性质）。补压稳压历时3分钟。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。 3.8 连续梁临时支座的解除

解除临时支座时，箱梁两侧应均匀对称，观察永久支座的下沉量并记录，以校核体系转换效果。 3.9 安全管理措施

1 挂篮加工所有材料必须达到设计要求，特别是材质方面的要求；

2 挂篮加工工艺必须按设计要求进行，特别是针对销轴、吊点等重要部位都要验收，符合设计要求后，才能运至现场拼装。

3 对挂篮各杆件的栓接和电焊连接部位，在拼装前及拼装过程中，都必须进行仔细地检查，以保证杆件位置正确，结构连接可靠，且对主要部件不能随意进行电焊或氧气切割，其焊缝质量必须保证，并进行无损检测，螺栓连接必须牢固。

4 挂篮前上横梁两侧都采用角钢焊接成作业平台，便于吊杆千斤顶的顶升与调整操作，平台下铺脚手板，两侧焊扶手并挂细目网防护。

5 挂篮底模平台前端及两侧在结构设计时已考虑的作业平台，底面全部封闭，两侧采用相同的结构型式设栏杆。

6 挂篮顶面至底模平台之间采用型钢加工成踏步式人梯，确保施工人员安全。 7 挂篮行走前、就位后，必须有现场技术人员和作业队负责人协同检查挂篮的定位和锚固系统的安全性，检查合格经签认交验后方可进行下一步工序作业； 8 在已完成的桥面两侧，及时设置临时栏杆，保证施工人员安全。

9 在施工中必须对操作人员、信号员、作业工人进行全面培训与技术交底，并配备齐全的劳动防护用品，配备可靠的通信工具，做好预防措施才能确保安全。

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