1、铁道工程系高速铁路桥梁施工与维护本内容本内容是高速铁路是高速铁路桥梁施工中的重要基础内容之一。桥梁施工中的重要基础内容之一。学生应通过学生应通过学习掌握悬臂浇筑施工技术。学习掌握悬臂浇筑施工技术。任务3.4 连续梁(刚构）悬臂浇筑施工技术课堂任务课前任务课堂总结高速铁路桥梁施工与维护任务任务任务任务3.4 3.4 3.4 3.4 连续梁连续梁连续梁连续梁(刚构）悬臂浇筑施工技术刚构）悬臂浇筑施工技术刚构）悬臂浇筑施工技术刚构）悬臂浇筑施工技术学习学习学习学习任任任任务务务务高速铁路桥梁施工与维护学习目标学习目标知识目标知识目标能力目标能力目标高速铁路桥梁施工与维护1课前任务 总结1.悬臂臂浇筑2、施工的特点筑施工的特点2.挂挂篮的的类型及构造型及构造3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程2高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂浇筑施工的特点悬臂浇筑施工的特点特点优点缺点适用支架 现浇 整联现浇无体系转换 整体性好 需要大量支架，施工周期长，施工费用较高 桥址地形平坦、地面土质较好、且桥梁净空较低 支架逐孔现浇 移动模架法和移动（局部满堂）支架法 施工快速，施工费用低 需要一定的项目工程规模才能体现出优势,施工费用较高 仅仅适用于预应力混凝土连续梁。简支变连续 先预制梁段后吊装连接施工快速、施工费用低 张拉负弯矩预应力和体系转换质量要求较高中小跨径桥梁中广泛使用 顶推 施工 分段预制，连续作3、业，便于施工管理，避免高空作业用简易的施工设备建造长大梁 同时满足施工与运营的要求，将需较大的用钢量 中小跨径等高度连续梁 逐孔拼装 工厂化施工、质量可靠 质量可靠、施工快捷 需大型吊装设备 中小跨径大型桥梁工程 悬臂施工 悬臂现浇和悬臂拼装法经济性好 施工体系转化多次，线形较难控制 广泛适用 3高速铁路桥梁施工与维护2.挂篮的类型及构造挂篮的类型及构造挂篮的工作原理：挂篮的工作原理：挂篮是一种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4、悬灌，如此循环直至悬臂灌注完成，达到合拢成桥。4高速铁路桥梁施工与维护2.挂篮的类型及构造挂篮的类型及构造图1：平行桁架式挂篮 平行桁架式挂篮的尾部一般设有一平衡重（可用混凝土块制作），其作业是防止挂篮在行走时因前重后轻，失稳导致倾覆。挂挂篮主主桁桁结构构类型型5高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造图2：平行无平衡重挂篮 平行无平衡重挂篮取消了配重，因此减小了结构自重，由前吊挂系统和后锚固系统组成。6高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造图3：三角桁架式挂篮优点优点：结构轻巧简单、受力明确、安装方便。缺点缺点：主桁加工精度要求高，挂篮根据本工程特点计算设计，各5、构件需要使用型钢专门加工，通用性差。7高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造图4：弓弦式挂篮 弓弦式挂篮由平行桁架式挂篮演变而来，除具有桁架高随弯矩大小变化、受力合理的特点外，安装时还可在结构内部预施应力以消除非弹性变形，故也可取消平衡重，所以一般重量较轻。缺点缺点：杆件数量多、制作安装较麻烦，且易丢失。8高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造图5：菱形桁架式挂篮 菱形挂篮自重轻，结构简单、受力明确，加工、运输、拼装、移动和拆除省力，节约资金；所有吊点均在梁面以上，因此施工操作空间大。主桁加工精度要求高，挂篮根据本工程特点计算设计，各构件需要使型钢专门加工，通用6、性差。9高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造挂挂篮底底篮（吊吊篮）结构构类型型 桁架自重轻，承载能力大，因此将吊挂横梁设计为桁架，在桁架上再设置H型钢纵梁，用于传递模板和混凝土施工荷载。特点是刚度大、自重轻，但桁架结构复杂。底篮纵横梁均采用桁架结构，结构自重轻、刚度大，施工过程变形小；但桁架结构复杂，加工精度要求高，因此增加了加工和拼装难度。图6：桁架与H型钢组合图7：全桁架底篮10高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造型及构造图8：大型钢底篮 大型钢结构简单，加工安装方便，但自重大、刚度较小，因此施工过程中变形较大。11高速铁路桥梁施工与维护2.挂挂篮的的类型及构造7、型及构造项目项目优点优点缺点缺点适用范围适用范围主主桁桁平行桁架式结构简单，一次性投入少，施工方便自重大，弹性变形大跨径100m内的梁体平行无配重式结构简单，一次性投入少，施工方便主桁长度大，弹性变形大跨径100m内的梁体三角桁架受力明确，结构轻巧，施工方便主桁加工精度高，通用性差可用于跨径200m以上的梁体弓弦式桁架受力合理，可消除非弹性变形杆件多，制作安装麻烦可用于跨径200m以上的梁体菱形挂篮自重轻，加工、安装、施工方便，刚度大变形小，操作空间大加工精度高，通用性差可用于跨径200m以上的梁体底底篮篮桁架与H型钢结合刚度大、自重轻桁架结构复杂普遍用于三角挂篮底篮大型钢结构简单自重大，刚度8、小很少采用全桁架刚度大、自重最轻结构复杂，加工安装麻烦常用于平行挂篮底篮挂挂篮及及底底篮结构构类型型对比比12高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程主轨主轨液压油缸液压油缸下拉油缸推进油缸主千斤顶主千斤顶（1 1）拼装挂篮）拼装挂篮 挂篮运至工地后，应在试拼台上试拼，以发现由于制作不精良及运输中变形造成的问题，保证正式安装时的顺利及工程进度。如图9。图9：挂篮拼装示意图13高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程前后工作车前后工作车主轨主轨液压油缸液压油缸图9：挂篮拼装示意图14高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程前9、后工作车前后工作车主轨主轨液压油缸液压油缸主框架主框架图9：挂篮拼装示意图15高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程前后工作车前后工作车主轨主轨液压油缸液压油缸主框架主框架 前后框架前后框架底框架底框架横梁横梁内模内模图9：挂篮拼装示意图16高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程前后工作车前后工作车主轨主轨液压油缸主框架主框架前后框架前后框架底框架底框架横臂横臂内模内模外模外模底模底模内模内模图9：挂篮拼装示意图17高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程前后工作车前后工作车主轨主轨液压油缸液压油缸主框架主框架前后工作10、车前后工作车底框架底框架横梁横梁液压油缸液压油缸内模内模外模外模底模底模内模内模端模端模工作平台工作平台图9：挂篮拼装示意图18高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程安全防护安装轨道找平找平挂篮安装流程主桁前、后吊带吊带底模内、外滑梁底模内、侧模千斤顶装置内侧模挂篮拆卸流程19高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程（2 2）悬臂浇筑施工流程）悬臂浇筑施工流程20高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程连续梁悬臂法施工连续梁悬臂法施工三阶段：三阶段：墩顶段施工（0#段）标准节段施工合龙段施工（含边跨合龙、中跨合龙）21高11、速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程桥梁基础、墩身工程施工完毕。安装托架，永久支座和临时支墩（座），施工0号块。安装施工挂篮，对称悬灌施工1号块。001 11 1典型三跨连续梁挂篮施工步骤流程图典型三跨连续梁挂篮施工步骤流程图22高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程移动挂蓝，连续对称悬灌施工标准节段。安装边跨永久支座和临时支架，现浇边跨混凝土。拆除挂篮。安装吊架，边跨合龙施工。拆除主墩临时固结，完成第一次体系转换。安装吊架，中跨合龙施工，完成第二次体系转换。全面成桥。23高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程施施工12、工步步骤骤合龙段施工合龙段施工边跨合龙拆除固结中跨合龙体系转换0#块施工块施工支架搭设临时支点0#块浇筑标准节段施工标准节段施工挂篮拼装挂篮预压标准节段施工拆除挂篮24高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程0#块施工块施工挂篮拼装挂篮拼装1#块施工块施工标准块施工标准块施工拆除挂篮拆除挂篮合龙段施工合龙段施工连连续续梁梁施施工工顺顺序序图图解解24高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程 施工准备施工准备安装安装0#梁段施工托架梁段施工托架安装安装支座支座、0#梁段模板梁段模板安装安装0#梁段梁段钢筋钢筋及及预应力管道预应力管道0#梁段砼施工梁13、段砼施工、墩墩梁临时固梁临时固0#梁段预应力施工梁段预应力施工安装挂篮及安装挂篮及1#梁段模板梁段模板1#梁段钢筋及梁段钢筋及预应力预应力管道管道安装、砼施工安装、砼施工1#梁段预应力梁段预应力施工施工24高速铁路桥梁施工与维护3.悬臂臂浇筑施工的工筑施工的工艺流程流程合龙口临时锁定，合龙梁合龙口临时锁定，合龙梁段施工吊架、模板、钢筋、段施工吊架、模板、钢筋、预应力管道安装预应力管道安装合龙梁段砼及合龙梁段砼及预应力预应力施工施工，体系转换，体系转换拆除支架、吊架等辅助工程拆除支架、吊架等辅助工程边跨非对称梁段支架、边跨非对称梁段支架、支座、模板、钢筋、支座、模板、钢筋、预应力管道安装预应力管14、道安装挂篮前移、进行挂篮前移、进行2#及及以后悬臂梁段施工以后悬臂梁段施工边跨非对称梁段砼及边跨非对称梁段砼及预应力施工预应力施工25高速铁路桥梁施工与维护课堂任务 讲授1.悬臂浇筑施工悬臂浇筑施工关键技术关键技术 2.本节课主要内容测试本节课主要内容测试26高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂浇筑施工悬臂浇筑施工关键技术关键技术0#块块施施工工图10-3：墩梁临时固结体外固结结构简图图10-1：墩梁临时固结体内固结结构简图图10-2：结构内体外相结合临时固结结构简图图10：0#段临时固结示意图27高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂浇筑施工悬臂浇筑施工关键技术关键技术满堂式落地支架：地基条件较好，支架搭15、建高度不高钢管落地支架：支架搭建高度高，功效快，可充分利用承台基础反托支架：充分利用墩身，墩身预埋，方法简单，有一定的先进性支架搭建完成后必须按规范进行预压28高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术预应力反力架预压：操作容易，容易模拟真正受力状态底模下挂水箱预压：不太容易操作，难于模拟真实受力状态堆载预压：常规预压方案，但难于模拟真实受力状态，容易压坏底模仅预压主桁，吊带变型通过计算确定。操作更容易，可在地面上操作，或在梁顶面上操作 注意预压荷载与使用过程中的荷载实际分布的差异性差异性29高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术当当墩顶块长度不能完全满足拼16、装挂篮时的措施墩顶块长度不能完全满足拼装挂篮时的措施1#块采用支架现浇挂篮主桁采用联体,浇筑后再二次体系分解 挂篮主桁错开安装方案30高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术挂挂篮篮拼拼装装试拼试压不可少，滑道锚固要记牢，主桁后锚最重要，系统检查五道保。挂篮的拼装、预压和移位是挂篮悬灌施工的关键环节，施工中应按部就班对五大系统进行安装、检查：第一道：地面对挂篮的主桁架、提吊系统、模板系统、走行系统、锚固系统分类检查构件尺寸、数量，然后进行试拼装，查找配件是否齐全，有无损伤、变形。第二道：挂篮拼装过程中，逐一检查五大系统，滑道安装要平整，主桁定位要准确，后锚加固要牢固，提吊连接17、要可靠，模板尺寸要规格。第三道：挂篮的荷载试压目的在于消除非弹性形变、测定弹性形变，同时也是对挂篮结构安全性进行检查。试压采用不小于最大梁段的1.2倍荷载。第四道：浇注之前的安装、检查，主要保证工作系统的完整性，通过拼装、预压，再次对各系统的连接部位进行检查，保证连接可靠。同时也应对下一节段施工时在本节段需要预埋的各项设施进行安装、检查。第五道：浇注之后的检查，主要在于查找如构件是否有变形、模板接缝是否严密、线形控制预计的挠度变化是否实现等。31高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术挂篮移动控制要点保证挂篮移动左右对称同步同步移动。在6级风以上大风天气下不得进行移篮作业。挂18、篮与箱梁的联结联结是否脱开，移动条件是否具备。应加强观察观察，遇有异常及时停下来处理。移篮限位装置限位装置是否设置，滑道滑道是否可靠。主桁的后锚最后松开后锚最后松开，最早安装最早安装。32高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术标标准准段段施施工工标准段施工控制要点混凝土混凝土灌筑前灌筑前检查：检查：挂篮结构挂篮结构是否与设计吻合。前吊杆前吊杆是否有效（不扭弯、持力）。后短吊杆后短吊杆是否预张。模板模板与既有箱梁节段是否密贴(模板的设计是否合理)挂篮后锚后锚及前支点前支点前一节段端部混凝土面混凝土面是否处理到位挂篮施工控制要点混凝土灌筑应注意：混凝土灌筑应注意：混凝土配合比配19、合比、供应能力供应能力与灌注时间灌注时间混凝土灌筑顺序灌筑顺序（先悬臂端后锚固端、先翼缘板再顶板）底板的压板设置压板设置及灌筑节奏灌筑节奏（控制底板的翻浆）挂篮对称施工对称施工原则（前后、左右）混凝土的振捣振捣（尤其是锚下）33高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术合合拢拢段段施施工工 合拢段施工为梁体施工最后一个节段，是连续梁施工的关键，包含线形控制、应力控制、体系转换、合拢精度一系列重点和难点。连续桥的合拢分中跨合拢、边跨合拢。中跨合拢为两个悬臂的合拢，边跨的合拢为一个悬臂梁和一个满堂支架现浇段的合拢。一般情况下，设计上的中跨、中边跨合拢段和边跨合拢段构造基本相同，施工20、工艺也大致一样。合拢方式一般先边跨、后中跨先边跨、后中跨的方式进行。34高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术边跨合拢施工步骤图“T构”悬臂浇注及边跨现浇段施工完毕。搭设合拢段支架。加平衡配重，钢筋绑扎，预应力管道安装，边跨合拢段锁定。选择当天最低温度时间浇注混凝土，逐级卸除配重。边跨合拢段预应力张拉及锚固完毕，拆除合拢段支架及临时锁定。拆除边跨模板、支架35高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术合龙块施工流程桥面清理测量观测安装支架、内外模板设置压重设置压重钢筋绑扎及预应力穿束合龙时机选定合龙口锁定合龙口锁定测量检查复核浇注砼等荷卸载等荷卸载过程测量观21、测拆除锁定体系转换预应力施加完成合龙，卸架合龙准备合龙准备合龙前合龙前合龙中合龙中合龙后合龙后36高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术劲性骨架的作用：劲性骨架的作用：（1）劲性骨架的作用是防止合拢段混凝土浇筑过程中产生变形，防止合拢段在施加预应力前开裂，以及在合拢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。（2）增强两个悬臂端连接的可靠性，确保连接过程中两悬臂端不产生明显的变形差异。劲性骨架劲性骨架的设置劲性骨架的设置 通常采用两“”槽钢对拼成闭合“口”型或“I”字型钢，支撑方式分三种：n 内刚性支撑法；n 外刚性支撑法；n 22、刚性支撑和张拉临时预应力（合拢束）钢束共同锁定法。37高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术 压重的作用：压重的作用：其作用分为基本配置基本配置和附附加配置：加配置：基本配重是指等量代换合拢段混凝土重量的配置（换重），除基本配重之外的即为附加配置（调节标高）。施工配置加载方式通常采用水箱或预压块之类的堆压材料，推荐考虑采用箱梁内腔作为水箱。设置压重分配梁分配梁配重配重水箱水箱合拢段合拢段中跨合龙块中跨合龙块配重配重水箱水箱合龙块施工示意图38高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术边边跨跨段段施施工工39高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键23、技技术施施工工监监控控技技术术目的：目的：全桥建成以后桥梁的内力状态、外形曲线与设计尽量相符，达到设计的几何状态要求。内容内容（施工阶段，主梁位置）变形为主，应力为辅裂缝观测变形应力温度应力监控方法：根据大桥的设计图纸和施工组织设计，应用桥梁设计计算软件进行结构分析计算。通过计算来确定桥梁结构施工过程中每个阶段受力和变形的理想状态，控制施工过程中每个阶段的结构行为，使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。仿真分析的计算仿真分析的计算模型：模型：采用平面杆系有限元原理，以主梁桥轴线为基准划分结构离散图。总体计算根据桥梁施工流程划分结构计算阶段。设计参数取用原则是尽量和实际相吻合；对于主要的可以测24、定的设计参数，则用试验数值，难以测定的则依照设计规范，根据以往的工程经验进行修正。施工阶段的施工阶段的划分：划分：根据桥梁施工流程划分结构计算阶段，严格模拟施工各临时荷载和永久荷载。挂篮采用集中力进行模拟，并考虑浇筑块件重量对挂篮自身产生的弯距。40高速铁路桥梁施工与维护1.悬臂臂浇筑施工筑施工关关键技技术 在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模高程的确定，是关系到主梁线形是否平顺、是否满足设计要求的一个重要问题。如果在确定立模高程时考虑因素符合设计，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较好；如果考虑的因素与实际情况不符合，控制不力，将会导致桥面与设计线形有较大的偏差。众所周知，立模高程并不等于设计中桥梁建成后的高程，总要留有一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形。立模高程计算公式如下：预计高程的计算公式为：式中：Hyjii节段预计高程值；fi块件浇筑完成后，i节段的下挠值。高速铁路桥梁施工与维护知识技能熟悉挂篮的类型及构造；掌握悬臂浇筑法施工流程及作业要点。以理论学习为基础，结合现场实际，能够进行悬臂浇筑法施工作业。小 结41高速铁路桥梁施工与维护42实训基地现场实践掌握悬臂浇筑施工关键技术完成 学习任务铁道工程系课堂学习课前学习课堂总结THE ENDTHE ENDTHE ENDTHE END