悬臂施工法.ppt

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铁路桥梁施工与维护,为了您的美好前程，请认真听讲，谢谢！

本节课讲授内容悬臂施工法,学习目标（知识目标+能力目标）,教学设计（六部教学+案例讨论）,本堂课程学习目标,知识目标：

掌握悬臂施工方法及其适用范围能力目标：

能初步选用悬臂的施工方法，具备编写悬臂施工作业指导书及技术交底,本堂课程教学设计,识读拱桥相关资料，完成以下工作任务并作小组PPT汇报：

1、熟读教材及任务单、工作单2、掌握悬臂梁桥基本构造及施工方法3、编制悬臂施工施工作业指导书,课件资讯,定义：

悬臂施工法是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。

适用：

预应力T形刚构、预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、桁架桥、拱桥及斜拉桥等。

方法：

按照梁体的施工方法，悬臂施工又可分为：

悬臂灌注法悬臂拼装法,课件资讯,平衡悬臂法,一、悬臂灌注法,悬臂灌注法又称为无支架平衡伸臂法或挂（吊）篮法。

它是以已经完成的墩顶节段（0号块）为起点，通过挂篮的前移对称地向两侧跨中逐段灌注混凝土，并施加预应力的悬出循环作业方法。

悬臂灌注法每节段长一般为2m5m（在斜拉桥施工中现已达到8m10m）。

我国已建成的大跨度预应力混凝土梁式桥跨，大多数采用此种方法施工。

悬臂灌注法,程序:

采用移动式挂篮作为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达到要求强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。

平衡悬臂-挂篮现浇,平衡悬臂施工,内昆铁路花土坡大桥,内昆铁路花土坡大桥,大连立交桥,挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设，混凝土灌注和预应力张拉，灌浆等作业。

完成一个阶段的循环后，挂篮即可前移并固定，进行下一阶段的悬灌，如此循环直至悬臂灌注完成。

用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括：

在墩顶浇筑起步梁段（0#块），在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段；边跨及中跨合拢。

0号块施工梁端临时固结浇筑梁段混凝土结构体系转换合拢段施工,施工程序：

挂篮类型及构造,功能,移动脚手架，挂在建成的梁段上；完成下个节段的作业。

结构形式,型钢式、桁架式、斜拉式、弓弦式、滑动斜拉式、菱形等。

平衡方式,压重式、锚固式和半压重、半锚固式。

行走方式,滚动式、滑动式和组合式。

组成,承重梁、悬吊模板、锚固装置、走行系统、工作平台。

2、挂蓝种类与施工,挂蓝的形式很多，构造也有差异，要求挂蓝的构造简单，操作使用方便，安全可靠，稳定性好，节省材料，造价低，装拆移动灵活，施工速度快。

挂篮的分类,桁式挂篮结构简图,平行桁架式挂篮,平弦无平衡重挂篮,请写出桁式挂篮的特点？

特点:

外形简单、受力明确、重量轻、变形小、稳定性好、装拆方便、移动灵活。

三角挂篮结构简图,C）菱形挂篮,南防铁路茅岭江大桥（斜拉式）,钱江二桥（弓弦式）,钱江二桥,2）挂篮施工,用挂篮悬臂浇筑施工，除0号块等少数梁段用托架施工外，其余利用挂篮施工。

每个梁段的混凝土宜一次浇筑，其循环作业工序为：

挂篮前移、模板就位加固、钢筋绑扎及管道安装、混凝土浇筑、混凝土养生、张拉压浆，施工周期一般为一周左右。

0号块简易流程图,就地浇筑0号块圬工,安装挂篮,进行梁段悬臂浇筑,0号块支架,挂篮施工,悬臂法施工步骤,悬臂施工法模板应用之情形,A、0块浇筑,0号段位于桥墩上方，灌注0号段相当于给挂篮提供一个安装场地。

0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇。

立0号段底模时，同时安装支座及防倾覆锚固装置。

2）设置墩旁临时支架,如和第一种方法联合使用，则受力情况和稳定性将进一步改善。

临时支承可设在预埋的固定锚座上，也可以在桥墩基础中设置预埋件用作临时支架的锚座。

3）设置墩侧托架,墩侧托架是通过预埋在墩身中的牛腿平台或吊挂固定于墩顶来获得支撑。

应用在桥型高、水又深的情况。

0号梁段托架设计应符合下列规定：

1、托架设计计算时，应按下列荷载的最不利组合确定最大荷载：

现浇梁体、模板及支架的重量，施工荷载（含振动力），风荷载，水中施工时的流水压力，冬期施工时的雪荷载及保温养护设施荷载；2、托架强度检算时，构件应力安全系数不小于1.3；3、托架刚度检算时，应考虑单个构件刚度与整体刚度的协调，梁体腹板处的纵梁或杆件间距应适当加密，防止梁体局部平整度不能满足相关验收标准的规定；,4、托架稳定性检算时，应重点检算横向稳定性，并应考虑洪水及漂流物的冲击作用，稳定安全系数应大于1.5；5、托架与桥墩的连接方法，应经设计计算确定，并应绘制连接件（孔）在桥墩上预埋（留）布置详图，以便桥墩施工时按设计要求准确预埋（留）连接件（孔）；6、采用墩旁扇形托架并利用桥墩基础（承台）作支承时，应检算桥墩基础（承台）的局部强度及基底应力，必要时应采取措施对桥墩基础（承台）进行加固；,7、采用门式托架时，支墩基础类型、埋深、结构、尺寸等，应根据托架结构形式、跨度、地基承载力等工况，经设计计算确定；在旱地采用浅埋式扩大基础时，尚应考虑地面浸水时对地基承载力的影响。

支墩基础必须具有足够承载力，不得发生下沉，必要时应同时做好地面防、排地表水设施设计；8、托架结构应根据选用的常备式钢脚手架或型钢的种类、规格、力学性能等，经设计计算确定；托架上的分配梁，应适当加密、合理搭接，以保证在梁体混凝土浇筑和施工荷,载不均匀作用下不发生突变；9、托架在浇筑0号梁段混凝土前须进行预压，预压荷载应不小于最大施工荷载的1.2倍，以检验托架的整体承载能力和消除托架的非弹性变形，并观测弹性变形量。

悬浇挂篮支架示例,0号块临时锚固,支座的临时锁定,1）加临时锚固,锚杆的下端顶埋在墩内，锚杆中段在混凝土块中穿过并锚在梁顶或梁体中锚杆的数量由施工弯矩计算决定。

临时支座一般用C30C40混凝土。

为方便拆除，临时支座上下有隔离层，隔离层用硫磺砂浆或油毡纸等形成。

为了便于施工过程中对梁体线形和仰俯的细微调整，有条件时可在临时支座附近加设千斤顶。

挂篮施工现场,0号块支架、模板安装,0号块施工支架预压,0号块支架、模板安装,混凝土浇筑,挂篮是一个能沿梁顶滑动或滚动的承重构架，其锚固悬挂在已施工梁段上，在挂篮上可进行下一梁段的模板、钢筋、预应力管道的安设，混凝土灌注和预应力张拉，灌浆等作业。

完成一个阶段的循环后，挂篮即可前移并固定，进行下一阶段的悬灌，如此循环直至悬臂灌注完成。

B、挂篮的安装,主要流程,C、挂篮混凝土浇筑,

（1）挂篮加载试验,在0号块上安装完成挂篮以后，应首先进行挂篮加载试验，以获取加载与挂篮变形的关系曲线加载时应注意分级加载，且分级应均匀加载方法：

试验台加压和水箱加压法,

（2）混凝土浇筑,请写出混凝土悬臂浇注施工要点？

混凝土悬臂浇注施工要点,（A）在梁段混凝土浇筑前，进行全面检查，经签认后方准浇筑。

（B）连续梁悬臂浇筑施工时，要有保证梁体施工稳定的措施。

（C）桥墩两侧梁段悬臂施工进度应对称、平衡，混凝土应同时灌注，其差不应大于1.0m3。

（D）悬臂浇筑段前端底板和桥面的标高，应根据挂篮前端的垂直变形及预拱度设置，施工过程中要对实际高程进行监测。

（E）箱形截面混凝土浇筑顺序应按设计要求办理。

当采用两次浇筑时，各梁段的施工应错开。

（F）梁段混凝土达到要求的强度后，方可进行预应力筋的张拉、压浆。

（G）梁段混凝土的拆模时间，应根据混凝土强度及施工安排确定。

混凝土应尽量采用早强措施，缩短施工周期，加快施工进度。

三角挂篮施工录象,洞庭湖大桥桥悬浇,请写出混凝土挂篮施工注意事项？

注意事项：

1）挂篮就位后，安装并校正模板吊架及模板，模板安装应核准中心位置及标高，此时应对浇筑预留梁段混凝土进行抛高，模板与前一段混凝土面应平整密帖。

2）安装预应力预留管道时，应与前一段预留管道接头严密对准，并用胶布包贴，防止灰浆渗入管道。

管道四周应布置足够定位钢筋，确保预留管道位置正确，线形平顺。

3）浇筑混凝土时，可以从前端开始，应尽量对称平衡浇筑。

浇筑时应加强振捣，并注意对预留管道的保护。

4）为提高混凝土早期强度，以加快施工速度，在设计混凝土配合比时，一般加入早强剂或减水剂，为防止混凝土出现过大的收缩、徐变，应在配合比设计时按规范要求控制水泥用量。

5）梁段拆模后，应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理，在安装新旧梁段接缝处的钢筋、锚具等时，严格控制质量，加强接缝处的连接，避免在此开裂。

6）当箱梁梁段分次浇筑混凝土时，为了不使后浇混凝土的重力引起挂篮变形，导致先浇混凝土开裂，为了避免这种开裂，对挂篮可采用水箱压重梁等措施。

悬臂施工预应力束示例,悬臂梁浇筑施工的周期为610d。

周期长短依据混凝土的数量和结构的复杂程度而不同。

节段长度一般为28m。

为了加快施工进度同时又保证施工质量，在悬浇施工中应尽量使用早强混凝土。

4、结构体系转换注意：

结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换。

梁端临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放。

对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力。

结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并将按标高调整支座高度。

5、合拢梁段施工,

（1）预应力混凝土连续梁悬臂施工的几种情况a、逐跨连续悬臂施工,合拢前使用临时支架示例,b、T构多跨连续梁的施工,

（2）合拢段的构造和施工要点,在合拢段的施工过程中，由于昼夜温度变化，新浇混凝土的早期收缩，已完成结构混凝土的收缩、徐变，新浇注混凝土的水化热影响，结构体系的变化以及施工荷载等因素对尚未达到强度的合拢段混凝土的质量均可能产生直接的影响。

3）合拢段的结构措施,加强合拢段配筋,加强普通钢筋的配置，或配有一定数量的劲性型钢，目的是在合拢段混凝土施工过程中可以传递内力，并保持合拢段两侧梁体的连续性。

用临时劲性钢杆锁定,劲性钢杆或型钢设置在箱截面以外，用螺栓固定在箱梁上，将合拢段两侧连成整体。

同时，可在钢杆中部设置千斤顶，调整劲性钢杆使处于受压状态。

压柱支撑采用预制的混凝土压柱安置在合拢段的上，下部，并张拉临时钢索使压柱能承受拉力及压力。

4）合拢段的施工要点合拢段的工程质量除了在构造上要采用以上措施外，同时与其施工质量有着密切的关系，主要需注意以下四点：

合拢段的混凝土应选用早强、高强、少收缩或微膨胀的混凝土，这样可以加速提高混凝土的强度，及早实施预应力。

完成合拢段的施工。

合拢段混凝土浇注的时间应选在一天中最低温度时施工，使之在混凝土早期结硬过程中处于升温的受压状态，减少温度变化对合拢段混凝土的影响，一般宜选在早晨施工。

支撑梁体的施工支架或托架，应具有较大的竖向刚度，同时在纵向要有利于梁体的变形，以减少对合拢段的约束力。

加强对合拢段混凝土的养护，使之保持潮湿状态，减少日照引起的温度变化影响。

任务：

请排列挂篮施工流程,墩顶梁段施工完毕,挂篮安装,绑扎底板钢筋和安装预应力管道,绑扎腹板钢筋和预应力管道,立内模、端模,绑扎顶板钢筋及预应力管道,检查,灌注梁段砼并制作试验块,养生、等强,穿预应力束,张拉,压浆,等强,挂篮滑移,挂篮施工完毕,悬臂拼装法,程序:

采用分节段预制，然后以桥墩为中心，对称向两岸逐渐接长的施工。

悬臂拼装法,一）施工场地布置,进行施工场地布置时，应考虑以下问题：

1、各种运输线路的布置。

包括车站、码头与工地线路的连接，场内轻便轨道及吊机走道、临时道路等。

2、码头、栈桥的布置。

3、各种生产车间、混凝土工厂等。

4、各种材料堆放地及仓库的布置。

5、行政管理办公室及生活用房的布置。

6、供水设备的布置。

7、电力及照明设备的布置。

8、压缩空气及蒸汽管道的布置。

9、通讯线路的布置。

二）机具设备,悬拼施工的机具设备，应根据悬拼方法、梁段大小、重量以及墩高、回转半径等因素适当选用。

按其工作性质，可分为以下几种：

1、装卸用机械。

2、拼装用起重机械。

3、顶升及水平顶推机械。

4、卷扬机具。

5、运输及其它机具。

三）梁段预制、存放及运输1、梁段预制,悬拼法施工中，墩顶梁段仍需要在现场灌筑。

自1#块开始则采用预制方式。

梁段预制方法目前共有3种。

应根据梁段截面形式、工地和场地情况来选择。

一般T形箱梁通常采用长线浇筑的预制方法。

桁架梁段则采用卧式预制方法。

预制方法：

分长线预制、短线预制长线预制,短线预制,箱梁节段,2、梁段运输梁段在预制台座移出后，一般先存放于存梁场，拼装时在由存梁场运至桥位处。

梁段运输分为场内运输、梁段装船和浮运三个阶段（以水运为例）。

3、现场悬臂拼装1）悬拼方法悬臂吊机拼装法,简支悬臂桁架,悬拼节段就位示例,悬拼节段就位示例,连续桁架拼装法,起重机拼装法,这种方法是采用伸臂吊机、缆索吊机、龙门吊机、人字扒杆、汽车吊、履带吊、浮运吊等起重机械进行悬臂拼装。

根据吊机的类型和桥孔处具体条件的不同，吊机可以支承在墩柱上已拼好的梁段上或处于栈桥上、桥孔下等。

2）接缝处理及拼装程序一号块和调整块用湿接缝拼装处理程序块件定位，测量中线及高程接头钢筋焊接及安放制孔器安放湿接缝模板浇筑接缝混凝土养护脱模穿一号块预应力筋（束），张拉锚固。

其它块件用胶接缝或干接缝处理程序：

利用悬拼吊机将块件提升，内移就位，进行试拼移开块件，与已拼块件保持约0.4m的间距穿束涂胶块件合拢定位，测量中线及高程，检查块件出坑前所作跨缝弹线是否吻合张位预应力筋（束），观察块件是否滑移，然后锚固,3）穿束及张拉张拉次序：

对称于箱梁中轴线，钢束两端同时成对张拉先张拉肋束，后张拉板束肋束张拉次序是先张拉边肋，后张拉中肋（若断面为三肋，仅有二对千斤顶时）同一肋上的钢丝束先张拉下边的，后张拉上边的板束的次序是先张顶板中部的，后张拉边部的,4、合拢段施工1）T形刚构可采用剪力铰及挂梁连接。

2）连续刚构、连续梁和悬臂桁架拱在跨中采用现浇或拼装整体合拢。

THEEND请同学们做好预习及复习工作，谢谢！