预应力砼连续刚构桥边跨现浇挂篮吊架法施工工法.docx

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1、预应力砼连续刚构桥边跨现浇挂篮吊架法 施工工法1 前言随着连续刚构桥边跨现浇段施工工艺技术在大跨径桥梁中的应用越来越广泛，边跨现浇 段的跨度及距地面高度越来越大，传统高墩边跨现浇段采用托架法及钢管支架法,存在支架 搭设难度大、受环境影响大及安全风险高等诸多问题,已不能满足实际施工要求。为保证边 跨现浇段施工的安全、质量、工期及成本控制要求，对边跨现浇段施工工艺进行优化研究。 针对以上传统高墩边跨现浇施工工艺存在的问题，项目采用了挂篮吊架法施工技术进行施工 取得良好的效果，为今后类似高墩连续刚构桥边跨现浇段施工提供参考。本工法的关键技术经 2017 年中国公路建设行业协会鉴定，技术水平达到国内领

2、先水平。2 工法特点2.1施工简便。该工法采用挂篮吊架法施工技术避免了传统高墩边跨现浇段托架法及钢 管支架法，支架搭设难度大、受地形条件影响大等诸多问题，能更好的适应山岭重丘区大跨度高墩施工。2.2费用低。用挂篮吊架法施工与传统高墩边跨施工所使用的人工费、机械费用大致相同，但所用材料费挂篮吊架法要低。采用挂篮吊架法施工，支架搭设简便，施工速度快。2.3安全性高。该工法避免了钢管支架法钢管搭设过高，稳定性低等安全风险。同时也避免了使用托架法在没有衡措施条件下，使墩身截面偏心受压，出现偏心弯曲，给墩的稳定性造成影响。3 适用范围该工法适用于各类连续梁桥边跨现浇段施工，特别适用高墩大跨度连续梁桥现浇

3、段边跨施工。4 工艺原理挂篮吊架系统主要由原挂篮系统、临时支座砂筒、承重梁、导梁、横向分配梁、底模、 侧模及内模组成。薛家坝2号大桥边跨现浇及合龙段导梁采用单支和双拼I25a工字钢，长度 为6.0m，横桥向以0.75m1.26m间距布置。导梁一端由挂篮底篮前横梁支撑，另一端以临时支座支撑。过渡墩顶临时支座采用直径为0.325m和0.3m壁厚8mm的钢管制成的砂筒。边跨现浇段施工时，在挂篮底篮上横向铺设1#、2#双拼I25a工字钢承重梁，形成两个支 点，和过渡墩盖梁上临时支座砂筒将导梁支起，构成连续梁体系，在导梁上每0.6m一道铺设横向分配梁，构成边跨现浇段及合龙段施工支架体系。图1 挂篮吊架系

4、统构造5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图2 挂篮吊架法施工工艺流程图5.2 准备工作5.2.1 挂篮预埋件应根据设计计算确定其尺寸和数量。5.2.2 双拼 I25a 工字钢按规范加工完成。5.2.3 落实对现场施工人员的技术交底。5.2.4 调整挂篮底篮到设计标高。5.2.5 做好天气预报工作，避免因气候变化对工程施工的影响。5.3 操作要点5.3.1 挂篮吊架系统安装1、挂篮行走将挂篮行走到前支点距 14#梁段截面 2.45m 处，将挂篮主桁调整水平进行锚固。将挂篮底篮进行向下落 75cm ，调整挂篮底篮纵桥向坡度与桥设计纵坡一致 2%。图3 挂篮行走位置示意图2、砂筒安装图3

5、 干砂夯实将临时支座砂筒按照纵梁横桥向间距布置在支座中线上，用于调节盖梁顶标高和拆除时卸落。砂筒上下底板采用 10mm 厚钢板，砂筒上、下钢管分别采用4808mm 和 5308mm 尺寸焊管。砂筒洞下钢管圆周均匀设置 4 个泄砂孔，采用 M24 螺栓控制，提前在下钢管上开设约 24mm 直径圆孔，将螺母与钢管焊接如图 3。根据盖梁顶标高和箱梁底标高计算砂筒高度。砂筒高度应严格控制，在安装时根据所需 高度，在后场统一加工并进行编号，以避免安装错误。砂筒装砂采用干砂，分层装砂并分层 夯实，每层砂高度不超过50mm。吊装时必须根据砂筒编号对应安装，以保证砂筒顶标高满足要求，确保底模标高的准确性。3、

6、承重梁施工1#承重梁采用双拼I25a工字钢，工字钢上下接缝采用间断焊接，每隔8cm焊接一处，焊缝长8cm，要求无漏焊缺焊现象，焊缝平滑，无气孔，夹渣。在边跨现浇施工时先将1#承重梁横桥向安放置在挂篮底篮上，待边跨现浇完成后，将2#承重梁安放到挂篮底篮上。4、纵梁施工将I25工字钢纵梁按设计横桥向间距进行布置到砂筒和承重梁上（如图5），在砂筒上焊接限位钢板。临时支座砂筒导梁图5 导梁安装施工照片5、横向分配梁施工横向分配梁采用I12.6工字钢，纵梁安装完成后，进行横向分配梁铺设，横向分配梁安 装间距为60cm一道如图6，如有与结构冲突，调整横向分配梁长度避让支座垫石等，横向分配梁最大间距不超过6

7、0cm。横向分配梁与纵梁采用电弧焊进行连接。导梁横向分配梁1#承重梁临时支 座砂筒图6 横向分配梁安装6、箱梁翼缘板扣件式支架搭设搭设完成纵梁和横向分配梁后，进行搭设箱梁翼缘板支架，翼缘板支架立杆纵距60cm、横距均为60cm，步距为75cm。顶托位置支架自由端长度不超过30cm。箱梁内模支架亦采用扣件式满堂支架，支架立杆纵距、横距均为60cm，步距为60cm。底托及顶托设置通长1010cm方木，与内模贴合，保证模板不漏浆。图7 箱梁翼缘板扣件式支架搭设5.3.2 模板安装1、模板设计现浇段施工底板模板均为承台模板，其余采用木模板。 箱梁外侧模板：侧模板次背楞采 用1010cm方木，方木中心到

8、中心间距为30cm。背楞采用双拼483mm钢管，对拉杆使用25螺纹钢与外模背楞对拉。图8 箱梁外侧模板箱室内模：采用木模板，面板为15mm厚竹胶板。内侧模板次背楞采用1010cm方木，方 木中心到中心间距为30cm，背楞采用双拼483mm钢管；内顶模次背楞为1010cm方木， 间距30cm，背楞为14槽钢，间距60cm，支撑架采用483mm钢管，纵距横距均为60cm，步距60cm。图9 箱室内模翼板底模板：采用木模板，面板为15mm厚竹胶板，背楞为14槽钢，间距30cm，次背楞为1010cm方木，间距60cm。采用扣件式脚手架进行支撑，纵距横距均为60cm，步距为75cm。图10 翼板底模板人

9、孔模板采用15mm竹胶板作为面板，背肋采用1010cm方木，间距不大于25cm，人孔模板支撑采用1010cm方木。2、安装顺序模板包括外侧模、翼缘模板、内模及封端模。成型后模板的强度应满足要求，其挠度及变形误差应符合规范要求。外侧模尺寸准确。模板表面平整光洁，装拆方便。模板安装顺序为底模外侧模（翼缘板模板） 内模封端模，脱模顺序则按照封端模 内侧模 内顶模外侧模及翼缘板模板底模。5.3.3 导梁法支架拆除边跨现浇完成后，将边跨现浇梁段的内模板和侧模板进行拆除。待边跨合龙段施工完成 后，混凝土强度达到90%强度后，将边跨合龙段预应力张拉、压浆施工后，压浆强度达到设 计要求后进行边跨现浇段支架下落

10、，先将砂筒卸落，再将挂篮前吊杆下落，最后将挂篮底篮 后锚下落。边跨现浇段导梁支架拆除工艺与安装工艺相逆，导梁支架安装由下到上，支架拆除工艺由上到下，支架拆除按照“先搭后拆 ”原则进行施工。图11 支架拆除照片6 材料与设备表1 一个边跨现浇段挂篮吊架法施工主要材料表序号名称规格型号数量单根长度（m）每延米重（kg）总计（kg）1横向分配梁I12.6131214.22215.22纵梁I25a22638.15029.23承重梁双拼 I25a21276.21828.84承台模板3971.5kg/2788.5合计11861.7表2 个边跨现浇段挂篮吊架法设备数量表名称数量型号备注安全绳4 条/电焊机2

11、 台17KW塔吊1 台80Tm可以用吊车代替挂篮1 套梯形挂篮7 质量控制7.1 导梁法质量控制标准表3 挂篮吊架系统质量控制标准项目允许偏差(mm)检验频率检验方法范围点数横向分配梁间距20每一根2用钢尺量纵梁间距0，102用钢尺量砂筒与纵梁轴线偏位51盖梁顶上临时支座砂筒与纵梁中心 线偏 位，用钢尺量吊杆长度102用钢尺量悬吊和后锚连接器两耳板间距0+2mm1用钢尺量同心度0.5mm1用钢尺量孔径0.5mm1用钢尺量焊缝角焊缝，焊缝高 度 10mm1用钢尺量7.2 吊杆质量要求7.2.1 吊杆（吊带）抗拉强度安全系数2.0。7.2.2 吊杆（吊带）表面损伤，无焊点。7.2.3 吊杆（吊带）

12、的锚固端采用加强处理，如是精轧螺纹钢吊杆，锚固端用双螺帽加固。7.3 质量保证措施7.3.1 挂篮前支点位置严格按照边跨现浇段施工方案要求进行行走到位，避免由于挂篮位置不同影响悬臂梁端头高程。7.3.2 导梁严格安装设计图纸加工，弯曲、扭曲的导梁不准使用。7.3.3 临时支座必须进行在安装前提前进行预压，保证梁底标高的准确性。7.3.4 临时支座砂筒按照导梁横桥向间距布置在永久支座中线上，保证在悬臂端上下摆动时，导梁与支座绕同一转动轴转动，避免箱梁梁底出现裂纹。7.3.5 导梁安装严格按照设计图纸进行布设安装，保证所有导梁高度在同一平面上，使每根导梁受力平衡。7.3.6 在导梁施工过程中，应注

13、意控制挂篮前吊杆的垂直度。7.3.7 如导梁与 1 、2#承重梁之间有间隙，应采用钢板进行垫实，保证导梁受力良好。7.3.8 横向分配梁严格按照设计图纸每 0.6m 布设一道，与垫石冲突时，应进行切断处理，保证横向分配梁间距不大于 0.6m。7.3.9 箱梁底模板采用钢模板，钢模板之间接缝和模板与支座之间的接缝应平顺严密，保证不漏浆。8 安全措施8.1 导梁安装施工是一项危险性较高的工作，施工前应制定严密的安全保证措施。明确各级人员的安全职责，并向相关施工人员做好施工安全技术交底，确保预压施工安全进行。8.2 加强场地内外的电力设施管理和规划，安排专人负责，确保电力设施的安全。施工 临时用电做

14、到一机一闸一漏和三级保护。总配电箱设在靠近电源的区域，分配电箱设在用电 设备或负荷相对集中的区域，分配电箱与开关箱的距离不得超过30m，开关箱与其控制的固定式用电设备的水平距离不宜超过去了3m。8.3 塔吊作业时，要制定可靠的防碰撞措施，操作人员应佩戴必要的安全装置，保证安全生产。8.4 挂篮的吊挂系统应充分考虑挂篮底模的倾斜工作状态，挂篮的锚固系统必须具有双 重以上保险措施，必须避免吊杆、吊带、后锚杆件承受剪切和弯曲作用。前下横梁应通过设置双向铰等措施现吊杆、吊带垂直受力。后下横梁应实现锚固筋与横梁顶面垂直。9 环保措施9.1 不得将施工垃圾，施工废料机随意排放污染环境。9.2 施工中注意选

15、用效率高、噪声低的机械设备，并注意维修养护和正确使用，使之保持最佳工作状态和最低声级水平，可视情况给强噪声设备装隔声罩。10 资源节约连续刚构边跨现浇段采用挂篮吊架法施工，充分利用挂篮及原有钢材，所需钢材量比钢管支架法要少，且挂篮吊架法不需破坏原地形地貌，在节约钢材及环境保护方面作用明显。11 效益分析11.1 经济效益11.1.1 材料费表4 挂篮吊架法与托架法、钢管支架法材料估算及费用对比表序号施工方法材料型号材料总重（吨）单价金额（元）摊销折算共计（万元）（元/吨）1钢管支架法钢管25.78300077346.2257.8工字钢9.19350032156.25角钢0.8130002444

16、.42托架法HM58830010.83500378005.5工字钢3.5350012250钢管5300015000精扎螺纹钢2.079500010395牛腿0.9350031503挂篮吊架法工字钢9.073500317452.4钢管0.9330002790注：以单个边跨现浇段计算。薛家坝2号大桥中共有4个边跨现浇段，采用4套支架进行施工，钢管支架法共31.2万元；托架法共22.0万元；挂篮吊架法共9.6万元。11.1.2 人工、机械1、人工对钢管支架法、托架法与挂篮吊架法在一个边跨现浇段中支架安装、拆除人工费比较分析详见如表5。表5 一个边跨现浇及合龙段中支架安装、拆除人工费使用情况施工方法工

17、期（天）人工（人）单价（元/工日）合计（万元）钢管支架法1562602.34托架法852601.04挂篮吊架法342600.31薛家坝2号大桥中共有4个边跨现浇，三种施工方法在4个边跨现浇段中所用的支架安装、拆除人工费为：钢管支架法9.36万元；托架法共4.16万元；挂篮吊架法共1.24万元。2、机械费对比分析在薛家坝2号大桥边跨现浇段对钢管支架法、托架法与导梁法中机械费用进行比较分析， 采用钢管支架法需在左右幅边墩中间处安装1台塔吊（边墩安装QTZ80塔吊(单台进出场费4.5 万元，租赁费1.64万元/月)，托架法与导梁法的吊装件较轻巧，拆卸均可利用原主墩处TC6517塔吊(单台进出场费7万

18、元，租赁费3.7万元/月)。表6 整个边跨现浇段机械费使用情况施工方法费用项目单价天数金额（元）备注钢管支架租赁费61500（元/月/台）15 天61500含进出场费托架法租赁费1430（元/天/台）8 天11440含进出场费挂篮吊架法进出场费1430（元/天/台）3 天4290含进出场费薛家坝2号大桥4个边跨现浇段，采用钢管支架需安装塔吊2台，机械费12.3万元；托架法机械费2.29万元；挂篮吊架法机械费0.86万元。11.1.3 总费用对比边跨现浇及合龙段挂篮吊架法、钢管支架及托架法施工费用主要体现在材料费、机械费及人工费，总费用对比如下表：表7 挂篮吊架法与托架法施工费用对比表序号施工方

19、法项目小计（万元）合计（万元）1钢管支架法人工9.3652.86材料31.2设备12.32托架法人工4.1628.45材料22.0设备2.293挂篮吊架法人工1.2411.7材料9.6设备0.864挂篮吊架法比钢管支架法节约 41.16 万元挂篮吊架法比托架法节约 16 75 万元薛家坝2号大桥边跨现浇段采用4套支架进行施工，使用挂篮吊架法比托架法节约16.75万元，挂篮吊架法比钢管支架法节约41.16万元。11.2 社会效益11.2.1 挂篮吊架法在薛家坝2号大桥边跨现浇段顺利完成施工，节约工期约7天，大桥成桥后，受力合理、线形顺畅美观，各项指标均满足设计及规范要求。11.2.2 通过采用挂

20、篮吊架法施工，降低了施工成本、简化了施工工艺、降低了施工风险。10.3 技术效益10.3.1 通过边跨现浇段施工的挂篮吊架法设计、受力验算及施工，培养了一批技术管理型人才。10.3.2 完成了边跨现浇段采用挂篮吊架法施工工艺总结，为以后类似工程施工提供参考。12 应用实例12.1 万利 07 合同段薛家坝 2 号大桥连续刚构边跨现浇段施工12.1.1 工程概况本次课题对万利六分部薛家坝2号大桥连续刚构边跨现浇段施工进行研究，薛家坝2号大 桥主桥为（65+120+65）m三跨预应力混凝土连续刚构桥，上部结构为单箱单室预应力混凝 土箱梁，三向预应力结构，箱梁顶面与路线横坡一致。右线3#和6#、左线

21、11#和14#为过渡墩， 过渡墩处于山体陡坡上，墩高为50.036m53.845m 。B#梁段（边跨现浇段）位于过渡墩上，梁段长3.84m，梁高3.0m，顶板厚度3080cm，腹板厚度5090cm，底板厚度3280cm。边跨H#梁段（边跨合龙段）位于边跨侧，梁段长2.0m，梁高3.0m，顶板厚度0.3m，腹板厚度0.5m ，底板厚度0.32m 。翼缘板高度从边缘到根部由0.18m0.75m 。过渡墩位于山体陡坡上。12.1.2 施工情况薛家坝2号大桥连续刚构边跨现浇段共采用了2套挂篮吊架法系统施工。边跨现浇及合龙 段导梁采用单支和双拼I25a工字钢，长度为6.0m，横桥向以0.75m1.26m

22、间距布置，导梁安 装完成之后在导梁上每0.6m一道铺设横向分配梁，构成边跨现浇段及合龙段施工支架体系。导梁一端由挂篮底篮前横梁支撑，另一端以临时支座支撑。过渡墩顶临时支座采用直径为0.325m和0.3m壁厚8mm的钢管制成的砂筒。12.1.3 导梁法施工效果薛家坝2号大桥连续刚构边跨现浇采用挂篮吊架法成功完成边跨现浇段施工。完成之后薛家坝2号大桥连续刚构线性平滑顺畅，得到了总包和业主的好评。图11 完成效果12.2 万利 08 合同段蜂子湾特大桥连续刚构边跨现浇段施工12.2.1 工程概况蜂子湾特大桥左右幅主桥上部采用（65+2120+65）m单箱单室、变高度、变截面连续 刚构结构，11# 、15#墩为过渡墩，左幅墩高分别为91.4m 、91.1m，右幅墩高分别为92.15m、85.85m 。边跨现浇段位于过渡墩上，梁段长3.76m；边跨现浇段边缘梁高3m ，顶板厚度3080cm，腹板厚度5090cm，底板厚度3280cm；翼缘板高度从边缘到根部由18cm85cm。12.2.2 施工情况目前蜂子湾特大桥边跨现浇段采用挂篮吊架法施工已全部施工完成，后期监控结果正常， 线型控制良好。经蜂子湾特大桥的成功实践证明，用此方法安全可靠，降低了成本，又因支架可一次性到位，先施工边跨现浇段，在施工合龙段，也方便了合龙段的施工，效果良好。