三角挂篮施工方法

三角挂篮施工工法简介

一、三角挂篮施工基本程序

1、在主墩两侧安装托架（支架），并进行预压，安装永久支座及临时支座（连续梁安装，连续刚构不安装），立模灌注0#段。待该段混凝土达到设计要求后，完成预应力施工，随后在0#段两侧对称安装挂篮，并进行预压，拆除托架（支架）。

2、以主墩为中心，对称移动挂篮悬臂浇注至合拢段前的节块，每段的挂篮前移前，该段必须完成预应力施工。在悬灌之前必须检查梁面标高及中心线，并及时进行动态调整。

3、在两个边墩旁搭设现浇支架，并进行预压，浇注边跨现浇段。该段施工与悬臂施工平行作业。

4、利用部分挂篮模板做边跨合拢段模板，安装边跨合拢段的临时刚性连接构造，张拉临时索，完成边跨合拢段，待混凝土达到设计要求后，完成预应力施工，随后拆除临时支座，完成第一次体系转换，拆除现浇支架。

5、利用挂篮模板做中跨合拢段模板，拆除一部分挂篮模板，安装中跨合拢段临时刚性连接构造，张拉临时索，用悬吊架浇注中跨合拢段，待混凝土达到设计要求后，完成该段预应力施工，完成整个梁体的体系转换，拆除悬吊架。

6、进行桥面附属施工。

二、施工工艺

1、工艺流程图

整个施工过程按照工艺流程图施工，见图1所示预应力混凝土悬臂连续梁（刚构）施工工艺。

2、施工要点

（1）托架（支架）设计、安装及预压

根据施工要求，选取0#段施工方法后，对支架体系进行加工安装，并进行预压，在预压前，对托架（支架）事先抬高10-6mm ，便于预压完成后托架（支架）的调节。

（2）挂篮安装

挂篮一般分三角斜拉式、滑动斜拉式、滑梁式、桁架式、弓弦式、前支点牵索式等，本工法以三角挂篮为例，见图2三角挂篮结构示意图。

每联连续梁（刚构）配挂篮2套(1套为2个)，对称悬浇施工。0#块施工完成后，安装挂篮，1#块采用连体挂篮施工，1#块施工完成后，将两挂篮解体，对称完成后续节段悬浇施工。 A. 挂篮的拼装

0#块施工完成后，清理桥面，用水泥砂浆将滑道部位找平，并在找平层上画出滑道定位线安装滑道、滑块。安装后上横梁、三角结合梁（包括∶主梁、立柱、斜拉带及三角架平联和斜拉上横梁平联），锚固系统等。

然后安装前上横梁和斜撑杆及平联，接着安装吊挂系统及底平台，然后再利用底平台安装模板系统。最后对整个挂篮系统进行调整。

安装永久支座，浇筑临时支座

0#块托架（支架）安装、预压及调整

挂篮拼装 循环施工全部悬浇梁段

中跨合拢段临时约束锁定

体系转换

桥面系施工

图1预应力混凝土悬臂连续梁（刚构）施工工艺流程图

图2三角挂篮结构示意图

㈠挂篮安装允许误差：

⑴主梁滑道(即走道梁)：

①桥轴线两侧滑道位置允许偏差≤±3mm；

②滑道顺直度，每2m侧向弯曲≤±2mm；

③滑道滑动面应光洁，无锈碴、焊碴，接缝圆顺，每2m不平整度≤±2mm，接缝高差≤±1mm；

⑵前后支点

①顺桥向与设计位置偏差≤20mm；

②两主梁前支点顺桥向位置相差≤±10mm；

③桥轴线至两侧前支点距离误差≤±5mm；

④支点中心线与滑道梁中心线对中误差≤±2mm；

底平台中心线与梁体中心线误差≤±10mm。

㈡挂篮拼装注意事项：

①拼装前，应对挂篮各构件（或组合件）进行尺寸、型号、缺陷（主要是焊缝尺寸及其饱满度等）检查验收，是否符合设计要求。发现不合格者，应及时处理；在运输、吊装时，不得损伤构件，特别是吊带、前后支点及主梁等构件堆放时应整齐、稳固，防止变形；

②按拼装顺序，将各主要构件（或组合件）分类堆码，以备吊装；作业前应对吊装机械及机具进行安全检查，在操作过程中地上、空中应有专人进行指挥及指导。

③挂篮拼装应保持两端基本对称同时进行。

④在对构件进行吊装时，吊点应稳固可靠，构件不受损伤、不变形；

⑤各构件拼装位置应准确，螺栓应100%上足上紧，并不得随意扩孔，连接销子安装牢固、有效，焊缝尺寸准确、饱满无缺陷；

⑥安装Φ32精轧螺纹钢筋等冷拉件时，应先进行绝缘处理（包缠绝缘胶布），螺母均采用双螺帽锚固。安装连接器时，除检查螺纹长度、直径、螺纹质量外，螺纹上应画线以保证连接器与螺纹的连接长度；

⑦挂篮就位后，后下横梁锚点（即后主吊带紧缩装置）其预紧力应大于浇筑砼后的锚固点拉力，以保证节段间接缝平顺，同时，达到检查锚固点受力强度的目的。

B.挂篮的荷载试验

挂篮拼装完成后，对结构螺栓、焊缝、杆件数量、规格等进行仔细检查，

合格后进行荷载试验。荷载试验的目的是检验挂篮的承载力和消除结构的非弹性变形，测定挂篮弹性变形，并与计算相比较。采用等同于120%倍梁重的砂袋（混凝土预制块、）加压,按要求分级加载，并监测结构变形，测得数据与计算值进行比较，然后逐渐卸载，并测量结构回弹变形量，根据实测变形值确定挂篮底模的预拱度。

荷载试验时，加载按施工中挂篮受力最不利的梁段荷载进行等效加载，测定各级荷载作用下产生的挠度和最大荷载作用下挂篮控制杆件内力。

根据各级荷载作用下挂篮产生的挠度，绘出挂篮荷载的挠度曲线，为悬臂施工的线性控制提供可靠的依据。根据最大荷载作用下挂篮控制杆件的内力，可以计算挂篮的实际承载能力，了解挂篮使用中的实际安全系数，确保安全可靠。

C.挂篮的前移

挂篮前移在梁体纵向预应力钢束张拉完成后进行，挂篮前移操作步骤:

安装走道梁，将其与竖向预埋φ25Ⅳ钢筋锚固→解除后主吊带及其约束→解除后锚钢筋→解除顶板吊杆及其约束(此时挂篮底平台及外模板系统由4组外导梁吊挂，无其它约束)→依次调整外模吊杆、前主吊带及后副吊带处紧松装置，使底平台及模板与梁体脱开→两侧10t手拉葫芦同步启动使挂篮向前滑行。

挂篮走行注意事项：①挂篮走行轨道安放位置要准确，轨道接头处要平齐无台阶，走道与竖向筋锚固。②挂篮前移利用其所配备的千斤顶顶推，两侧要保持同步，两悬臂挂篮要基本上对称前移，走行过程中要注意挂篮中线及走道方向的观测，发现偏位后及时纠正，确保挂篮到位时偏移值不超过规范要求。

③挂篮走行前，前后支点与轨道接触处均应涂抹黄油以减小摩阻力。④遇有6级以上大风天气时，不得进行挂篮的走行作业，应采取措施确保挂篮安全。⑤移动挂篮时避免损伤精轧螺纹粗钢筋，避免碰撞、弯折粗钢筋；⑥挂篮移动过程中用倒链拉住挂篮尾部，防止挂篮溜滑。

D.挂篮模板的调整

挂篮走行到位后，检查挂篮在横桥向及纵桥向的位置，如偏差超出允许范

围，及时进行调整。将后锚与箱梁竖向预应力钢筋锚固好，拆除滑移设备，前支点加垫块垫实，安装并拧紧后锚设备，然后通过各吊点处千斤顶将挂篮提升，调整底模标高(调整标高时根据该节段施工工况的挠度设置预拱度)，底模标高调整完成后，安装外侧模，进入该节段梁体施工。挂篮悬臂施工工艺，见图3挂篮悬臂浇注施工流程图。

图3挂篮悬臂浇注施工流程图

后附表1：挂篮走行前检查签证表，表2挂篮浇注前检查签证表.在整个挂篮行走前及混凝土浇筑前进行检查，并做记录，通过现场层层排查，将隐患消除到最小。

（3）主梁悬臂施工的线性控制

A、实施施工线型控制的必要性

连续梁是一种多次超静定体系，施工过程中各种复杂的因素都可能引起结构的几何形状和内力改变。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但由于施工过程的复杂性，影响因素多，事先难于精确估计结构的实际状态。通过在施工过程中对桥梁结构进行及时监控，可以根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整。并且在已建节段偏离控制目标时，及时调整下一节段的挂篮定位标高，以保证结构线形的平顺，并监控实际内力分布，使箱梁始终处理于安全受力范围内。

影响施工过程中桥梁结构线形和内力的因素主要有以下几方面：混凝土弹性模量、混凝土体积误差及单T两侧重量不平衡、混凝土徐变、施工临时荷载、温度影响、挂篮变形、预应力束张拉误差。当上述因素与设计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，无法采取正确的纠偏措施，引起误差积累。本桥主梁跨度较大，施工过程复杂，为了保证施工质量，对梁体进行施工监测和控制是十分必要的。

B、施工线型控制方法

施工控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告的循环过程。

其技术流程为：前期结构分析计算→预告标高→施工→测量→误差分析→修改设计参数→结构计算→预告标高。

实施流程为：阶段施工结束→现场测试→误差分析→监控组提供数据（设计代表认可）→监理组→施工单位→下一阶段施工开始

①前期结构计算

在设计图纸的基础上，采用各参数的理论值（或规范规定取值），通过有限元分析程序，用倒退分析的方法得出各节段施工时相对于设计标高的预抬量，并得出各节段的施工应力。

②测量

为了获得桥梁施工中实际状态，须对主梁进行标高测量：测点布置：纵桥向每施工节段设一测量断面，每测量断面布置6个测点，图4 为施工节块高程观测点图。

、▽横向标高观测点；、纵向标高观测点；、～模板立设时标

高控制点；、～混凝土浇筑后及预应力施工后标高观测点。

图4 施工节块高程观测点示意图

测量工况：每节段挂篮定位，混凝土浇注前、后，预应力张拉前后。

另外须对墩顶水平沉降位移测量：墩顶设2个测点，上构开始前进行一次测量，以后每月测量一次。

为消除日照温差对梁体变位影响，采用以下方法：

a、测量工作安排在早晨日出前进行，可不计日照温差的影响。

b、当测量工作不能在早晨进行时，对测量数据进行日照温差修正。

③修改设计参数

在获得测量数据后，对比其与理论计算值的差别，采用分离变量法可识别出各参数的真实值。

④挂篮变形值的确定

挂篮变形值开始可根据计算值与荷载试验结果确定，以后各节段挂篮变形值可根据上一节段实测值推算，并与理论值比较确定。

⑤控制线形修正

在施工过程中，由于结构的实际情况与理论计算的差异以及挂篮定位标高放样的偏差，必将导致已建部分在成桥时呈现的线形曲线不能消除的误差。如果不顾及这种误差继续以后节段施工，可能造成全桥的线型反折突然，波动较大，鉴于这种情况，须对未施工节段的控制线形作出修改。

⑤挂篮立模标高确定

挂篮立模标高的控制点选择在待浇箱梁节段底板前端底模上，由下式计算得到：

H=H0＋ΔH＋fg＋fn

式中：H——挂篮模板定位标高

H0——箱梁底面设计标高；

ΔH——倒退分析计算得到的预抬量；

fg——挂蓝弹性变形量；

fn——待施工节段的控制线形与设计标高的差值；

三、质量控制

在整个悬臂施工过程中，建立相应的质量控制体系，针对钢筋、模板、混凝土、主梁的线性的进行控制。

四、机械配置（见表1）

表1 主要施工机械配备表

表2 劳动组织安排（一联连续梁）

除严格遵守国家、铁道部制定的各种安全技术规定外，还应注意下列事项：

1、建立完善的施工安全保证体系，加强施工过程中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

2、制定适应工程特点的施工安全措施和注意事项，并在施工过程中认真执行。

3、对参加施工的全体员工进行安全教育，贯彻安全第一的思想，不盲目追求施工进度。

4、梁部高空作业，支架安装牢固，并派专人检查监督，施工作业人员要戴安全帽。

5、详细检查挂篮行走前、浇注前的各项连接点，做到每节段均有人签字落实。

6、张拉过程中应严格按照张拉程序和操作规程施工，严防张拉事故发生。

十、效益分析

通过对三角挂篮悬臂施工进行反复研究，调整各个工序间的衔接，组织钢筋及模板部分构件提前加工，安装时一次组装，大大的利用了空闲时间；将挂篮模板调整的时间精简，并改善施工工艺，提前工期，施工剩余的悬吊架及挂篮可重复使用，降低了施工费用。

七、应用实例

莆田特大桥福厦铁路(453#~456#墩)单线(48+80+48)m连续梁，黄北路、壶山大道双线(40+64+40)m连续梁，跨木兰溪（48+80+80+48）m连续梁，跨沈海高速（80.6+132+80.6）m连续刚构，跨沈海高速（87.3+146+87.3）m连续刚构均采用三角挂篮施工。

附表1 挂篮走行前检查签证表

前移待灌注节段: #墩端 #块

施工负责人: 施工技术负责人：监理工程师：检查日期:

附表2 挂篮浇注前检查签证表

待灌注节段: #墩端 #块

施工负责人: 施工技术负责人：监理工程师：检查日期: