菱形挂篮悬臂灌筑箱型连续梁工法

(二)LG-200型菱形挂篮1、挂篮构造LG-200G型挂篮由菱形桁架、提吊系统、走行系统、模板及张拉操作平台五部分组成。

安装就位后的挂篮经过简化，成为单悬臂简支梁，在竖直荷载作用下，前支座受压，后锚固受拉。

每片桁架所受垂直荷载按500KN计算，各杆件内力N1=，N2=，N3=，杆件最大拉应力和最大压应力均小于所用型钢的容许应力，稳定检算亦符合要求。

底模架后吊带拉力为500KN，小于所用钢板容许拉力。

其他主要受力部位，如底模架前吊杆，外侧模滑移梁前后吊杆的拉力均小于所用吊杆的容许拉力。

挂篮行走时的抗倾覆稳定系数为2.46，浇注混凝土时抗倾覆稳定系数为2.46，均高于《铁路桥涵施工规范》要求的不小于2.0标准。

挂篮的主要技术参数如下：(1)适用梁段最大重量2000KN;(2)适用梁段最大长度4m；(3)适用梁高变化范围：7.3~2.2m；(4)适用梁体宽度范围10.0~18.7;(5)挂篮自重405KN(6)最大整体弹性变形为13mm，非弹性变形为4mm。

2、挂篮工作原理底模、外模随菱形桁架向前移动就位后，分块吊装梁段底板和腹板钢筋，并安装预应力筋和管道。

将内模架从已灌梁段箱体内拖出，待内模安装完毕，再绑扎安装顶板内钢筋以及预应力筋与管道，然后灌注梁段混凝土。

当新筑梁段预应力张拉和压浆作业结束后，挂篮再向前移动，进行下一梁段的施工。

如此循环，直至梁段悬灌完工。

3、挂篮制作(1)菱形挂篮可由工厂或现场制造。

在现场加工制作时，为减少安装上的麻烦，桁架节点板及各杆件的栓孔加工前，先作样板，精密钻孔，保证栓孔位置准确无误码。

(2)外模由大块钢板焊接而成，为确保板面的平整度，面板在工作平台上用夹具夹紧，然后再进行焊接，并对焊缝进行打毛磨光处理。

(3)对底模架前后横梁上的吊耳等重要部位的焊接，需逐一进行探伤或加载试验。

4、挂篮试验为方便悬灌施工，挂篮加工完成后，选择场地，进行试拼，并作超载试验，检验挂篮受力状况，测取挂篮自身的弹性变形和非弹性变形值，供悬灌梁段立模时参考。

（三）、数据收集与线型控制软件1、线性控制软件编制与应用原理线形控制软件用FORTRAN77语言编制而成，以有限元法和预应力混凝土结构设计的有关理论为基础，通过对预应力混凝土结构进行弹性分析和时效分析，计算预应力混凝土箱型边疆梁在悬灌施工中以下各项内力和变形。

(1)由于梁体自重、施工荷载、预应力张拉、体系转换、支座沉降而产生的内力与变形。

(2)由于张拉合拢段预应力束而产生的次内力和变形；(3)由于预应力损失而产生的内力和变形；(4由于混凝土收缩、徐变而引起的次内力和变形。

梁顶施工立模标高计算公式表达如下：H N=H N j+δ式中, H N—N号梁段端部顶面施工立模标高；H N j—N号梁段端部顶面设计标高；δ—综合考虑各种因素的影响而设置的施工预拱度，向上为正，向下为负。

应用原理，在预应力混凝土箱型连续梁悬灌施工前，根据施工方案，工艺和工期的要求，模拟施工过程，惧整理有关数据，输入微机，运行线形控制软件，计算梁体受自重、施工荷载、预应力张拉及预应力损失、混凝土收缩及徐变，支座沉降、体系转换等因素影响而产生的内力和变形，定出各梁段的施工立模标高，施工过程中，再根据实际施工荷载，悬灌循环周期以及对已筑梁体标高的精密测量，重新计算和修正下一梁段的施工立模标高，使悬灌梁段合拢时的精度以及体系转换完成后梁体线形达到设计和规范的要求。

2、数据收集(1)在线形控制软件运行前，先根据施工组织设计绘出各悬灌梁段详细的施工进度计划图然后模拟悬灌梁施工过程（如移动挂篮、浇注混凝土、张拉预应力筋、合拢与体系转换等）的时段图。

(2)参照时段图，确定计算住处控制数据，如时段集中荷载节点数，均布荷载单元数、结构受约束节点数、子结构数。

(3)根据悬灌梁设计图，计算出有关材料与载面特征数据，如梁段自重、张拉预应力筋的锚下控制应力、预应力筋截面偏心距等。

(4)准确收集现场实测数据，如挂篮及梁上其他机具设备的重量、混凝土的配合比，容重和弹性模量、桥址处的温度与湿度等。

(5)汇集以下数据，在微机上建立数据文件，核对无误码后，运行线形控制软件的主控程序，并打印出计算结果。

最后，依照计算结果，绘制悬灌梁段施工立模标高表，悬灌阶段梁体挠度统计表、合拢段梁体挠度变化表、施工过程梁顶标高变化表、悬灌施工中梁体各截面内力表、悬灌梁预拱度设置曲线入各阶段梁体挠度变化曲线，作为施工控制依据。

（四）施工过程及要点1、现浇0#与1#、1`#梁段。

(1)以混凝土的强度和弹性模量作为控制指标，试验选出合适的梁体混凝土配合比。

(2)根据施工进度安排，参照当地气象资料，推测各墩顶0#、与1#、1`#梁段施工时气温与合拢段施工时气温之间的差值，计算由此产生的连续梁伸缩量和支座位移值，确定0#段底部永久支座安装时的预留偏移量。

(3)在桥墩承台上搭设膺架（或在墩身上安装托架），并进行预压，然后铺设0#与1#、1`#段底模，安装永久支座和临时支座。

(4)将预制而成的0#、1#、1`#梁段钢筋骨架整体吊装就位后，交错安装0#、1#、1`#梁段我外模、内模、纵向预应力束制孔管道、横向及竖向预应力筋与制孔管、顶板钢筋及有关预埋件。

1#、1`#梁段的内外模板均利用挂篮的内外模。

(5)搭设混凝土作业平台，在腹板和顶板上预留天窗，布置溜放混凝土用的漏斗和串筒，从底板开始前后左右对称整体灌注0#、1#、1`#梁段混凝土。

(6)混凝土灌注结束后，加强对梁段尤其是箱体内侧与外侧的洒水养护。

当混凝土强度达到设计强度的50%时，拆除0#梁段模板，松动1#、1`#梁段的内外模（底模不动）。

(7)当混凝土强度达到设计强度的90%时，穿束、张拉纵向预应力束。

张拉顺序为先腹板、后顶板，先上后下，左右对称。

张拉程序为；1.04×控制拉力→持荷5min→回油→控制拉力→锚固。

(8)纵向预应力束张拉结束后，分别张拉横向和竖向预应力筋，一次张拉到控制拉力，持荷2min，测取伸长量作校核，然后锚固。

(9)预应力张拉全部结束后，按纵向、竖向、横向顺序压浆。

2、挂篮拼装、各T构的0#、1#、1`#梁段施工结后，道德清理梁段顶面，并用1：2水泥砂浆将铺枕部位找平，然后按下列程序对称拉装挂篮：铺设钢（木）枕→安装轨道→安装前后支座→吊装菱形桁架→吊装前上横梁→安装后吊带→吊装底模架及底模板→吊装内模架走行梁→安装外侧模→调整立模标高。

3、2#（2`#）~N#（N`#）梁段悬臂灌筑(1)挂篮检查合格后，将预制好的2#、2`#梁段的底板、腹板钢筋骨架依次吊入挂篮内，一边与1#、1`#梁段预留钢筋相连，一边安装底板，腹板中的纵向与竖向预应力制孔管道。

顶板钢筋及横向预应力筋管道待梁段内模架从1#、1`#梁段箱体内拖移出并装上模板后，进行现场绑扎安装。

(2)复测挂篮的路线和标高，高速合乎要求后，在梁段端部左右腹板正上方各焊接一根短钢筋棒（顶端打磨光滑，标高与本梁段梁顶施工立模标高相同）作为观测点.(3)同时对称浇注2#与日俱增`#梁段混凝土。

作业结束后，精确测量观测点的标高同时，安排专人清孔，拆除梁段端部部模板，将端部混凝土凿毛，调直预留连接钢筋。

(4)混凝土养护期间，梁顶表面覆盖双层草袋，箱体内外由专人不断洒水养护。

冬季施工，则给挂篮罩上防雨防风篷，采用蒸气养护。

(5)当2#与2`#梁段混凝土强度均达到设计强度的90%时，穿束，两个梁段同时同步双向张拉预应力束，张拉顺序及程序同上，纵向预应力束张拉前以及张拉、压浆后，测量记录观测点的标高。

(6)为避开挂篮轨道的影响，2#、2`#梁段的竖向和横向预应力筋的张拉与压浆安排在3#、3`#梁段施工结束，挂篮移到4#、4`#梁段位置后进行。

3#（3`#）~N~2#（N-2`#）梁段的安排与此相同。

最后两个悬灌梁段，即N-1#（N-1`#）、N#（N`#）梁段则等挂篮拆除后进行横竖向预应力筋的张拉与压浆，张拉方法同上。

(7)将2#（2`#）梁段混凝土灌注前后观测点的标高差，即2#（2`#）梁段端部挠度值，以及预应力张拉前后该梁段端部挠度值，与根据线形控制软件计算结果绘制出的“悬灌阶段梁体挠度统计表”中相比较，如果的差值都小于5mm，则按上述步骤进行下一梁段的施工，若两个差值中有一个或者二个都大于5mm，则需要从施工现场和数据文件两个方面查找原因，发现问题，及时纠正解决，并个性数据文件，输入微机，重新计算，使下一梁段按修正后的立模标高施工。

(8)3#(3`#)~N#(N`#)梁段悬臂灌注的标高控制方法同(7)。

4、现浇边跨直线段边跨直线段在膺架或托架上立模浇筑。

安装底模时，模板与下面膺架或托架之间设置木楔，以便于合拢后模板与架子的拆卸。

该梁段上观测点的数量根据梁段长度而定，布点位置与其他梁段相同。

5、合拢与体系转换(1)合拢段的施工顺序按设计要求排列。

(2)第I合拢段施工时，先拆除挂篮，将相邻两上T构（若边跨直线段与相邻T构）的梁面杂物清理干净，备用配重水箱以及少数必需的机具设备则放置在指定的位置。

然后将相邻两个T构上所有观测点的标高精确测量一遍，最后锁定永久支座，拆除各T构的临时支座，并精确测量临时支座拆除后梁面所有观测点的标高。

(3)比较第I合拢段相邻的两个梁梁端顶面标高，如果其高差△≤15mm，则着手下步施工，如果△＞15mm,则运行线形控制软件,计算使△≤15mm时水箱配重所需的重量及布置位置,按运算结果,调整△,使其达到要求后,再进行合拢段施工。

(4)为防止T构因热胀准缩而对合拢段的混凝土产生影响，在第I合拢段箱体内模及顶板钢筋安装前，选择气温最低时间，按设计的位置与数量焊接长度与合拢段等长的型钢支撑，将相邻T构（或边跨直线段与相邻T构）连成一体；在灌注混凝土前几小时，根据计算拉力，张拉布置在底板与顶板中的临时预应力束。

(5)第I合拢段的混凝土选择在一天中气温最低、温差变化比较小的时间开始灌注，拌制混凝土时，将混凝土强度提高一处等级，并掺入微量铝粉作膨胀剂，以免新老混凝土的连接处产生裂缝。

混凝土作业的结束时间，则根据掌握的天气情况，尽可能安排在气温回升之前。

混凝土灌注完毕，顶面覆盖双层草袋，箱体内外以及合拢段前后1m范围内，由专从不停洒水养护。

(6)在第I合拢段混凝土灌注过程中，安排专人用水泵不断向放置在相邻T 构的另一悬臂端部的配重水箱中注水。

作业结束后时，所注水的重量为所灌混凝土重量的一半。

经过养护，当混凝土强度达到设计强度的50%时，一边拆除合拢段模板，一边将配重水箱中的水缓慢放掉。

最后，解除临时预应力束和相邻T 构永久支座的锁定。

(7)第I合拢段混凝土强度达到设计强度的90%时，预应力束按先顶板后底板，先短束后长束、顶板与底板交错进行、先张拉50%控制拉力（预应力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程）、第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉。