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1、悬浇挂篮施工的一些技术要点,刘 晟2014年1月,1,2,一，挂 篮,菱形挂篮,3,4,5,6,7,8,9,是否为误区？,10,1.1 挂篮的经济指标,11,1.2 挂篮设计要点之安全方面,稳定性：横、纵、竖向整体稳定性，抗倾覆稳定性冗余设计前行模式：常规模式；全部为滚动？前行动力：推：千斤顶锚点； 拉：千斤顶拉杆+锚点。 不得使用卷扬机。宜设置能控制挂篮前移距离与速度的构造挂篮锚杆：机加工件or精轧螺纹钢（通电，剪应力）,12,13,1.3 挂篮设计要点之变形（刚度）,桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011：20mm；现实问题：一般挂篮难以满足规范规定的最大变形 不能忽视允许最大变形的
2、规定（为什么？）底篮前横梁刚度要大、后横梁刚度适当小一些,14,1.4 挂篮设计要点之其他方面,底板顶紧翼板模板与腹板外侧模板整体化，存在问题吗？挂篮行走、模板升降等的机械化和自动化挂篮行走时，底篮、内外模可同步就位宽敞的作业空间遮阳雨棚,15,1.5 挂篮安装,底篮整体提升、下降,16,1.5 挂篮安装,挂篮桥面以上结构整体后退，在双幅桥之间横移,17,1.6 挂篮预压（试前移、后退）,挂篮预压的重要性挂篮预压主要有以下几个目的：检查挂篮的加工质量和设计性能消除挂篮非弹性变形；为设置箱梁预拱度提供数据。预压常用方法压重：袋装砂，水箱加水，围水预压反力：与0号块之间，与承台之间注意事项：预压荷
3、载与使用过程中的荷载实际分布的差异性,18,1.7 挂篮行走,关键：(多片)主桁架纵桥向位置差的控制某种方法,19,0号块之支架,20,0号块之支架,21,0号块支架之设计要点,如何拆除，应力、变形的释放支承在承台上的大直径钢管支架可取消预压底板横桥向裂缝、可能延伸到腹板上。0号块裂缝：将两墩身临时固结成“”结构，分节位置，支架的刚度分次浇注时，截面位置：底板以上一倍腹板高度。减少两次混凝土施工的时间间隔箱内顶板模板的分块（间距50mm）,22,连续梁0号块与墩身的临时固结,一，控制竖直弯矩：考虑一端挂篮在满载情况下脱落二，控制水平弯矩：风的情况三，构造硫磺砂浆、钢包混凝土的楔块精轧螺纹钢筋尽
4、可能缩短临时固结解除时间,23,边跨现浇段支架,一，型式钢管+贝雷梁；满堂落地支架；万能杆件二，设计要点1.如果考虑悬臂段变位，合龙段位置的支架强度2.长现浇段，混凝土下的纵桥向滑移结构,24,边跨现浇段支架,25,边跨现浇段支架,26,边跨现浇段支架,27,边跨现浇段支架,28,合龙段,合龙顺序：施工图设计，进一步的考虑。如何多跨一次合拢？合龙的关键：保持悬臂端标高不变；劲性骨架+临时预应力束能给体系转化留下多大温差范围。合龙段的真正完成，是以体系转换完成为标识。尽可能缩短临时固结解除时间为保证合拢段施工过程中悬臂端标高不变，防止压溃边跨支架：选择悬臂标高变化较小的时间段进行合龙；在浇筑之前
5、各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重(或称压重)，配重需依桥轴线对称施加，按浇筑重量分级卸载。,29,合龙段,劲性骨架的作用是防止合龙段浇筑过程中产生变形，防止合龙段在施加预应力前开裂，以及在合龙段混凝土养护期间帮助或替代混凝土承受桥梁结构在此处可能产生的拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩。既拉有顶合拢段最好采用劲性骨架外锁定，以便在合拢段预应力筋张拉过程中及时解锁，避免合拢段的有效预压应力损失，防止采用内锁导致大大降低其抗裂性能,30,合龙段,梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，
6、也确保施工安全连续梁永久支座在设置临时支座时要考虑一定的预偏量，主要是合拢温度与设计合拢温度之差,31,体系转换注意事项,1、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。所以在拆除梁墩锚固前，应按设计要求，张拉部分或全部布置在梁体下缘的正弯矩预应力束，对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定，如控制和采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。2、梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，也确保施工安全。,32,体系转换注意事项,3、对转换为超静定结构，
7、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若按设计要求，需进行内力调整时，应以标高、反力等多因素控制，相互校核如出入较大时，应分析原因。4、在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并按标高调整支座高度及反力支座反力的调整，应以标高控制为主，反力作为校核。,33,中跨合龙段的顶推,顶推的目的？是否需要对拉？ 调节主梁和墩的内力。,34,预应力质量控制之设计方面,1.预备束的作用与概念。 合理估计分段施工的纵向预应力钢束管道偏差产生的损失，备用束的用量不宜低于设计抵抗正负弯矩钢束量的510%。备用束：堵管and后期挠度2.预应力管道面积是否满足设计规范不小于预应力筋截面
8、积2倍的要求3.底板束的锚固点不要与腹板内下弯束的锚固点布置在同一截面上，以免形成对拉（往往形成在主拉应力方向对拉）状况反而可能使主拉应力增大,35,预应力质量控制,2.在任何情况下，竖向预应力钢筋一定要布置在腹板中心或关于腹板中心对称布置。3.竖向与横向预应力沿桥纵向不宜均匀间隔布置，在横隔板两侧，纵向束平弯区，腹板变厚度区、各跨梁高最小断面左右1/4跨长区域等部位的顶板和腹板应适当进行加密布置或调整根数加大竖向预应力，竖向预应力布置时应适当考虑板厚方向的偏置,36,3.腹板内缘净距大于4.5 m的箱梁顶板宜设横向预应力，超过6m且底板较薄梁段宜在底板设置横向预应力或加劲肋，间距按计算确定。
9、4.底板厚度应大于3倍预应力管道直径5.底板连续预应力束是决定桥梁运营阶段质量的关键，而一般不注意6.防崩钢筋间距、方向要注意7.锚垫板下的加强筋,37,预应力质量控制,6.应明确三向预应力张拉的顺序，预防裂缝： (1)50%横向纵向竖向50%横向 (2)50%横向50%纵向竖向50%纵向50%横向：纵向预应力竖直分力过大(3)每个悬浇段最后一排竖向预应力与下一段一起张拉，梁段接缝两侧的横向及竖向预应力应同批张拉7.安装波纹管前要去掉端头的毛刺、卷边、折角,38,预应力质量控制,(4)竖向预应力张拉时机以滞后于梁段施工23个阶段为宜，并应采取二次张拉，即在第1次张拉57天后，进行二次张拉并灌浆
10、。横向预应力张拉时机以滞后于梁段施工1个阶段为宜。摘自大跨径预应力混凝土桥设计指南及条文说明(5)纵向预施力筋应两端同步且左右对称张拉，张拉顺序应为先腹板再顶板后底板，从外向内左右对称进行。(6)竖向预施力筋应左右对称单端张拉，宜从已施工端顺序进行。,39,质量控制,(7)纵向悬臂预应力张拉时应注意在水平面内对应于桥轴线对称张拉（如：使用4个千斤顶基本同步对称），每级荷载均应进行持荷（这一点在以往的施工中没有要求）。(8)在横向预应力没有张拉前，应控制翼板上施工荷载大小。(9)底板合龙预应力束张拉规定,40,质量控制,竖向精轧螺纹钢筋预应力：锚垫板与钢筋的垂直,41,预应力质量控制之定位之预应
11、力锚具的空间角度,在施工中，不可能用全站仪将复杂的空间角度定位出来，只可能将锚具端面相对于模板的角度表现出来。在这里最重要的是： 张拉时，预应力束与锚具的张拉端面垂直，施工中可以用与预应力束同直径的硬塑料管插入锚头及管道内来模拟分析； 预应力管道从直线变化点变化至锚具张拉端面的曲线，应圆顺自然，一般凭视觉就可以判断（甚至可以凭此修正设计图中描述的具体坐标）,42,预应力质量控制之张拉,1.张拉条件：混凝土强度（锚下强度）；龄期；弹性模量；设计要求；预应力暴露在管道（大气）中的时间；设计要求；2.张拉步骤3.实际引伸量4.预应力管道的、k值漂浮5.是否大于7mm来判断有无滑丝6.每轮张拉完毕后，
12、用不同的颜色在钢筋上作出明显的标记，以避免漏张拉和漏压浆,43,预应力质量控制之定位,竖向精轧螺纹钢筋预应力锚下有效应力（锚固、复拉）,44,断丝原因,油泵的油表读数不准造成超张拉；工作夹片或工具夹片不符合规范要求，夹伤了钢绞线；钢绞线的外径过大，或钢绞线的质量不符合规范要求强度不够；,45,断丝原因,限位板的槽口太浅，在张拉过程中工作夹片没有完全打开，刮伤了钢绞线；锚垫板的喇叭口与工作锚圈不配套，钢绞线与喇叭口磨擦，刮伤了钢绞线。夏季预应力束张拉时，钢绞线在暴晒下温度可达60左右，在温度差的作用下，钢绞线收缩产生超过设计值的张拉力使用电焊时，在预应力钢材（包括精轧螺纹钢筋）上产生的电弧和电火
13、花,46,预应力张拉初始张拉力,施工规范和设计常规规定：预应力张拉初始张拉力为1520 （张拉控制力），溯其目的，是为了准确推算伸长值从而反馈施工质量，故笔者试图将初始张拉力值理解为“张拉端克服预应力瞬时损失（锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩，预应力钢筋与台座之间的温差，混凝土的弹性压缩）、预应力钢筋与管道壁之间的摩擦后，整个预应力束发生基本符合虎克定律的变形时的张拉力”。根据以上理解，在施工中，可按2.5级从7.5 25 （可根据预应力束长度调整上限）计算好理论伸长值，在张拉过程中按每级2.5 稳定持荷3min后测量实际伸长值，进行理论伸长值与实际伸长值的比较分析后就可确定“初始张拉力”,47,
14、压浆,1.不同暴露条件下，未采取防锈措施的力筋在安装后到压浆时的容许间隔时间如下：空气湿度大于70%或盐分过大时为7d；空气湿度40%70%时为15d；空气湿度小于40%时为20d。2.张拉结束后在24小时内进行孔道压浆，3.孔道压浆按照从底处孔道进浆高处孔道出浆的顺序进行。4.孔道压浆应一次性完成，压浆压力为0.40.6Mpa，压浆应缓慢进行，不得中断；浓浆排出后，关闭出口阀门并继续压浆至一定压力。水泥浆从搅拌完毕至压入孔道的中间间隔时间不得超过40分钟。,48,压浆,5.压浆标号？6.补浆：竖直管道。竖向预应力漏张拉会使腹板不能形成双向预应力状态，削弱结构承载能力。竖向预应力没有压浆或者压
15、浆时泌水率过大，管道中将可能存在冻胀问题。7.冬季不能压浆的问题,49,封锚,50,封锚,51,混凝土施工,1.混凝土浇筑宜从挂篮前端开始，以使挂篮的微小变形大部分实现，从而避免新旧混凝土之间产生裂隙。2.腹板混凝土厚度控制：模板既拉有顶3.混凝土灌筑顺序（先悬臂端后锚固端、先翼缘板再顶板）4.挂篮对称施工原则（前后、左右）5.底板的压板设置及灌筑节奏（控制底板的翻浆）6.在顶板混凝土浇注完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠,52,混凝土施工,6.节段缝7.轴线偏心8.泵送砼9.钢筋骨架的细化，在CAD上进行全尺寸模拟，以防止重叠、交叉。复杂部位要考虑绑
16、扎顺序10.要注意少数普通钢筋的配筋弯折方法存在“阴角”（即弯折后180度的角面向混凝土保护层方向）现象，将有可能使混凝土保护层在钢筋承受拉力后被崩坏11.所有施工孔洞的封闭措施要到位,53,预防裂缝,54,预防裂缝,1.沿纵向波纹管的纵向裂缝（环境气温、扰动）2. 泊松比：砼的为0.15左右。对砼施加预应力时，在砼内部必然会产生0.15倍左右的拉力，但砼的轴心抗拉强度远低于其轴心抗压强度（以C55为例，抗压设计值为25.3MPa、抗拉设计值仅为1.96MPa。另外在砼施工过程中，不可避免会产生砼离析等问题，势必会进一步消弱砼的抗拉能力。,55,预防裂缝,3.顶板横桥向预应力位置的固定（上浮、
17、下沉、摆动）：定位，是否能够在中间产生预应力（由于腹板对应变的阻止）。顶板桥轴线位置的纵桥向裂缝，与横桥向预应力是否能发挥作用？,56,预防裂缝,3. 支座设置：应能桥梁任何部位纵向、横向伸缩自由。较为合理的布置应在全桥各墩的同一侧支座均采用横向滑动，另一侧采用横向固定，支座的纵向固定仅在某个靠近温度变形零点的桥墩设置，其余各墩均为纵向滑动,57,混凝土其他方面,1. 底板与底篮的刚性接触2. 底板接茬：底篮前横梁与后横梁的刚度差异3. 剪力槽凿毛方式边线横桥向预应力槽口挂块泵送,58,架立钢筋,箱梁底板崩裂1,架立钢筋2,据统计一般小于350米则出问题的几率较大,59,架立钢筋,箱梁顶、底板
18、上的普通钢筋设置一般是这样的：上下面有一层纵向和横向主筋组成的钢筋网，上下层钢筋网之间设竖向的联系筋，该联系筋习惯地称为“架立筋”。在有连续预应力束存在的底板上，该“架立筋”要承受连续束的径向分力。国内曾有这样的实例：因没有设置足够数量的“架立筋”而在预应力张拉过程中使底板分层。对于长翼板的联系筋也要从设计上和施工上得到保证，其后果在运营阶段才能表现出来。,60,架立钢筋,简单地称联系筋为“架立筋”，模糊了部分施工人员（甚至部分监理人员）对联系筋作用的认识，而在施工中放松了要求。故在设计图中应对它的分布密度、与主筋钢筋网连接方式作出明确要求。拉筋间距必须严格按图纸设置且钩在外侧主筋上,61,线
19、型控制,1.有经验的线形控制人员应从悬臂阶段各个工况的变形情况来判断施工质量控制水平。要控制龄期；弹性模量；监控单位2.对于大跨径，在计算挠度时，要考虑剪切变形，而一般的程序中，没有考虑3.施工荷载对线型的影响 4.预应力管道的、k值漂浮，及时进行预应力损失的测定，确保纵桥向预应力锚下有效应力,62,线型控制,5.进场后马上进行试配，测其弹性模量、徐变收缩6.对于长度大于100 m的孔道，张拉持荷的时效性应根据现场试验确定张拉持荷的延长时间，以使预应力与应变成线性关系，可减小管道摩阻引起预应力损失。另外，张拉过程应缓慢进行，这样有利于减缓混凝土收缩的时间和预应力在混凝土中的传递，也可缓解张拉端
20、锚固区的应力集中，减小锚圈口处的预应力损失,63,线型控制,7.砼徐变与加载龄期有很大关系，如3d龄期徐变比90d龄期高1.5倍左右。结构一旦在小龄期小弹性模量状态下发生了位移，即使弹性模量随龄期而增长，已发生的位移已不可恢复。而且，小龄期混凝土在拉应力状态下或压应力减小情况下发育不均匀，也会导致徐变增大。8.砼徐变与受载龄期有很大关系，如3d龄期徐变比90d龄期高2.5倍。美国休斯敦运河桥229m连续刚构在4000d后主跨跨中顶底板应力增加到原来的2.15倍，预应力松弛损失高达69。,64,线型控制,9.综上所述，在主跨较大（大于150m）的桥梁施工设计图中，宜明确张拉前混凝土龄期要求。10
21、.用来判断是否可以进行预应力张拉的混凝土试件，其养生条件应与主梁整体养生条件基本一致，作为施工承包商应特别注意这一点。11.多种数学模型来比较分析不同因子的影响程度，尤其是徐变收缩数学模式的吻合程度12.日温差导致的累计残余变形,65,线型控制,13.不宜设计主跨超过150m的刚构，边跨与中跨之比在0.5的基础上应尽可能小。 1998年，挪威，斯托尔马桥（主跨301m）14.标高的控制：是否有混凝土桥面调平层横桥向坡度、平整度的控制合理的目标,66,线型控制,13.严格控制混凝土超方14.对于大跨径，在计算挠度时，要考虑剪切变形，而一般的程序中，没有考虑15.施工控制中内力状态控制被忽略，结构
22、超方、预应力损失过大等现象严重，但是只注重线形调整，不进行内力调整16.进场后马上进行试配，测其弹性模量、徐变收缩17.施工荷载对线型的影响：可能处于不同的体系中，不是简单的恢复18.日温差导致的挠度的残余变形的累计,67,线型控制,19. 由于连续刚构和连续梁桥为高次超静定结构，主梁多采用悬臂方法施工，各梁段施工时间不一致，混凝土龄期区别很大，预应力、徐变等产生的梁体竖向变形无法精确计算，因此在施工过程中挠度控制只能将梁顶标高控制为一个平顺的线形，完全还原设计线形几乎不可能。因此，这一类的桥梁在设计中应考虑设置一定的凸形竖曲线，如果路线纵断面设置困难，也可考虑在不影响两端接线线形的前提下设置
23、局部竖曲线，这对于降低桥梁标高控制的难度，保证桥梁建成后的外观线形均有较大的意义。,68,线型控制,19.与过渡墩相邻的主墩，在恒载作用下，两墩柱垂直力相差较大，内侧墩柱反力远大于外侧墩柱反力，且墩顶还存有较大的弯矩，此弯矩与降温时墩柱产生的弯矩是同号的，对结构受力相当不利，对长期线形控制不利。 调整方法：合拢顺序为由边及中；悬臂浇注完成后，在边跨悬臂端部进行压重边跨合拢张拉边跨底板预应力钢束拆除压重材料和设备,69,线型控制之中跨下挠,1.经验，对于混凝土长期收缩、徐变引起的中跨跨中下挠值，偏安全地取为中跨跨径的1 / 1 000 02.增加底板预应力束，并采用分批张拉，部分底板预应力束可滞后1年左右的时间，待混凝土完成一定的收缩、徐变后再张拉。3.在中跨底板适当设置体外备用钢束，待需要时进行张拉。4.延长混凝土的加载龄期，减少徐变对结构的影响，如工期容许，要求纵向预应力的张拉龄期不少于7 do压重材料和设备,70,安全,翼板边缘护栏及踢脚线桥面孔、洞封闭底板孔洞对船舶的威胁双幅桥的搭板,71,相关四新,钢绞线预应力智能张拉系统压浆密实度无损检测 ，压浆记录仪对压浆施工工艺参数进行高精度、动态监测低回缩锚具承台大体积混凝土 不使用通水冷却,72,薄壁空心墩身,滑模空洞日照对轴线的影响脚手架,73,设计变更点,混凝土防撞栏杆可用钢结构代替，以减轻二期恒载翼板外缘挂块,74,