菱形挂篮毕业论文

菱形桁架式挂篮施工方案一、工程简介南京长江第二大桥北汊大桥主桥上部结构为90+3*l65+90（m）的五跨预应力混凝土连续箱梁。其主跨165m为目前国内同类型桥梁中跨径之首。根据设计要求，施工方法需采用悬臂灌筑施工工艺然后通过合龙及体系转换成为连续梁。每个墩设23个悬浇段——5*＋5*＋5*＋8*。梁段最长，最大重量156吨。箱梁横截面：顶板宽，腹板宽，梁高由0号块的按二次抛物线渐变至23号块的。预应力设计为三向预应力：纵向采用27束及25束φ钢绞线；横向采用四束φ钢绞线；竖向采用φ32精轧螺纹钢筋。张拉控制应为。E2标为北汊主桥的一半，由中铁第十九工程局施工，根据该桥的特点并参照国内外已有各种型式挂篮，选择了菱形桁架式挂篮作为悬臂灌筑的主要设备。该挂盘为中铁建集团总公司附属设计院设计，已多次应用于国内连续梁悬准施工中，但应用在如此大跨的桥梁施工中尚属首次。二、菱形桁架式挂篮的构造菱形桁架式挂篮由主构架、行走及锚固装置、底模架、内外侧模板、前吊装置、后吊装置、前上横梁等组成（图1）。1．主构架 主构架由两片桁架连接系和门架组成。两片桁架均使用2［40栓接成菱形，由连接系和门架将之联成整体，组成该挂篮主要受力结构。2．底摸架及底模板 底摸架由六根纵梁和前后横梁组成，纵梁为桁架式结构，桁高12m，桁架长；前后横梁由2[40组焊而成。底模为竹胶板，下垫100mm*100mm的方木，竹胶模板和方木用 U形卡固定在纵梁上，以便脱模和固定。3.前上横梁 前上横梁由2［40工字钢组焊面成，连接于主构架前端的节点处，将两片主构架流架连成整体。 4.钢吊带 前后吊带均由150mm*32mm的16Mn钢板用销子连接而成，设置间距为100mm的调节孔，用LQ30千斤顶及扁担和垫梁调节所需长度。5.内外模板 箱梁外侧模采用5mm钢板和钢框组焊而成。两外侧模各支承在两个走行梁上，走行梁通过吊杆悬吊在前上横梁和已浇注好的箱梁翼板上。走行梁用2[30a组焊面成。内模由内模桁架、竖带、纵带及组合钢模板组成，内模桁架吊在两根内模走行梁上．走行梁吊在前上横梁和已浇梁段的顶板上，内模脱模后可沿走行梁前行。走行梁采用2[30a组焊面成。6.挂篮走行及锚固系统 走行装置由轨道、钢（木）枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由［16a及δ10钢板组焊成Ⅱ型断面，底板每隔500mm开椭圆形长孔，以便与竖向预应力筋锚定。竖向预应力筋为QL32精轧螺纹筋，外露，轨道根据梁段长度的不同分，两种。挂篮设前后支座各两个，前支座支承在轨道顶面，下垫聚四氯乙烯滑板，可沿轨道滑行。后支座以反扣轮的形式沿轨道下缘滑动，不需要加设平衡重。挂盘前移时，使用手动葫芦牵引前支座，带动整个挂篮向前移动。挂篮在灌注混凝土时，后端利用12根φ32精轧螺纹钢锚固在已成梁段上，轨道锚固在已成梁段的竖向预应力筋上，在锚固时，利用千斤顶将后支座钩板脱离轨道，然后锚固。三、挂篮强度及变形检算计算荷载：按挂篮自重，梁段自重，施工机具、人员产生荷载，振捣混凝土时产生荷载组合来检算，其中混凝土容重取／立方米，施工机具、人员荷载取，混凝土振捣荷载取。进行了主桁架、底模桁架及各部主要受力杆件的在最不利荷载位置的检算，并采用了同济大学的《桥梁结构综合计算程序》进行了相应复核。检算表明：单根上弦杆最大受力为72kN，小于单根上弦杆允许受力252kN；单很斜杆最大受力为39kN，小于单根杆允许受力129kN；单根竖杆最大受力为27kN，小于单根上弦杆允许受力为170kN。还进行了挂篮的变形检算，计算结果显示，针对北汊大桥的梁段，其最大变形发生在16号节段，此时挂篮弹性变形值为21mm。四、挂篮使用前的试验为了检验挂篮的计算变形值并消除首次安装后的非弹性变形，在工厂进行了挂篮的地面加载试验。同时在挂篮安装之后，为了检验地面试验结果，又选取了一对挂篮进行了现场压重试验。在工厂对主桁架、销座、销子、前后吊带、前上横梁等构件进行了试验。主桁架：采用背对背方式，将后锚位置使用精轧螺纹钢筋锚死，对前吊点使用YC60千斤顶按每10t一级加载，得出每对主析架的变形曲线。销座、销子、前后吊带、前上横梁也采用了类似方法进行了地面模拟加载试验，配以主桁架试验得出的结果取得每套挂篮的变形曲线。首对挂篮拼装完成后，使用砂袋按梁段实际荷载情况进行了现场模拟压重试验，将其结果与计算变形值、工厂试验值对比，得出每套挂篮的在施工备节段时的变形值指导各梁段的立模施工。参照挂篮设计及试验结果，挂篮变形使用公式： Y=＋2（其中， X为各节段前吊带处的受力值）。五、拼装工艺1.拼装准备在工厂将主构架的菱形桁架拼装成形，拼装后运至现场吊装，编写拼装工艺，准备好拼装工具及各种连接螺栓，培训拼装工人。2．铺枕用1：2水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位，铺设钢枕。3．安装轨道从0号段中心向两侧安装长轨各两极，轨道穿入竖向预应力筋，抄平轨道顶面，量测轨道中心距无误后，用螺母把轨道锁定。4．安装前后支座先从轨道前端穿入后支座，后支座就位后安放前支座，前支应安放前，在相应位置轨道顶面置放一块四氟乙烯滑板（300mm*500mm），然后安放前支座。5.吊装主构架主构架在工厂拼成菱形后运至现场分片吊装，放至前后支座上，并旋紧连结螺栓，为防止倾倒，用脚手架临时支撑。6.安装主构架之间的连结系、间架，旋紧连接螺栓。7.用长螺杆（φL32精轧螺纹钢）和扁担架将主构架后端锚固在已成梁段上，前支应处用扁担架将主构架下弦杆与轨道固定。8.吊装前上横梁将前上横梁上的4个千斤顶、上、下垫梁及2根钢吊带，一起组装好后，整体起吊安装。9.安装后吊带在1号梁段底板预留孔内，安装后吊带，先安放垫块，千斤顶和上垫梁，后吊带从底板穿出，以便与底摸架连接。10．吊装底模架及底模板。11.吊装内模架走行梁，并安装好后吊杆，前吊采用钢丝绳和倒链。12．安装外侧模板挂篮所用外侧模首先用于1号梁段施工，在上述拼装程序之前，应将外模走行梁先放至外模竖框架上，后端插入后吊架上。两走行梁前端用倒链和钢丝绳吊在前上横梁上。用倒链将外侧模拖至2号梁段位置，在1号段中部两侧安装外侧模走行梁后吊架，解除0号段上的后吊架。六、悬臂灌注施工工艺每个T构从2号段开始，对称拼装好挂篮后即可进行悬臂灌注施工。1.分片吊装底板及腹板构造钢筋并安放预应力管道。2.将1号梁段内的内模拖出。3.根据2号梁段的高度调整下部模板。4.在顶板和腹板安装下料串筒位置留洞，在腹板的捣固位置，预留位置进行捣固。5.安装端模板，并与内外模板连结。6.绑扎顶板钢筋。7.安放预应力管道、锚板等。8.对称灌注2号梁段混凝土。9.混凝土养护。10.预应力筋张拉。11.压浆。12.挂篮行走找平梁顶面并铺设钢（木）枕及轨道。放松底摸架前后吊带。底模架后横梁两侧的吊耳与外侧模走行梁之间安装10t倒链，即底摸架悬挂在走行梁上。拆除后吊带与底模架的连结。解除挂篮后端锚固螺杆。轨道顶面安装两个5t倒链（每套挂篮）并标计好前支座的位置（支座中心距梁端50cm）。倒链牵引前支座使挂篮、底摸架、外侧模一起向前移动。移动时挂篮后部应设10t保险倒链。安装后吊带，将底摸架吊起。在2号梁段上安装外侧模走行梁后吊梁，先解除一个1号段上的后吊架，移至2号段，再解除另一个后吊杆移至2号段。拉出内模，挂篮走行完毕。六、挂篮的拆除待合龙段施工前，便可拆除挂篮，拆除顺序如下： 1.在梁顶面安装卷扬机，吊着外侧模前后吊杆（底模架吊在走行梁上）徐徐下放，落至船上。或先放底模架，后放外侧模。2.合龙段不用的内模、走行梁，在合龙段施工前拆除，余者可从两端梁的出口拆除。3.拆除前上横梁。4.主构架可移至塔吊可吊范围内，分片拆卸。5.拆除轨道及钢（木）枕。八、在南京长江二桥北汊大桥应用的菱形桥架式挂篮的主要技求参数1.适用最大梁段重：160t2.最大梁段长：40m3.梁高：～.适用梁宽：16m5.走行方式：无平衡重走行6.挂篮自重：49t7.挂篮的倾覆稳定系数空载时：28灌注时：.挂盘系数；九、应用菱形挂篮进行悬浇施工的主要体会1.优点菱形挂篮自重轻，在本桥施工中的利用系数达到了，应是国内除滑动斜拉式挂篮外最轻的一种，由此而带来在加工、运输、拼装、移动、拆除等方面的省力，进而达到节省资金的目的。总之，应用该挂篮施工可有较大的经济回报。菱形挂篮内模、外模均采用纵向滑梁吊在桥面或挂篮上，纵向走行非常方便，且加固亦采用该滑梁，一梁两用。菱形挂篮结构简洁，受力明确，加载后的实际弹性变形与理论计算值相差不大，如曾使用过该挂篮，可省去试验加载的程序。挂篮由于设计成菱形，吊点均位于梁面以上空中，给施工人员提供的操作空间大，利于施工。2．缺点及建议修改措施外侧模设计略显单薄，加固时内外模间拉杆数量偏多，不利提高箱梁外观质量。可在下一次设计时增加外侧模桁架刚度，减少拉杆数量。挂篮横向纠偏无有力措施，如能在前吊带处加设液压式横移设备则会更好。

1.工程概况某桥总长，主桥部分为52m+3×90m+52m的五跨预应力混凝土变截面刚构-连续组合梁桥。本桥使用单箱单室截面，裸梁跨中中心梁高度，高跨比1/，裸梁中心跟部高，高跨比1/。全桥结构组成中箱梁为重要结构，该部分采取挂篮悬臂现浇的方式。悬臂现浇箱梁挂篮法是现代化桥梁工程建设领域所衍生出的全新方法，将梁结构分为多个部分，按照挂篮悬臂对称的方式组织施工作业，最终构成完整的梁体结构。挂篮悬臂浇筑的优势明显，但对施工技术的要求较高，合理应用施工技术是顺利成桥的必要前提，下文则就施工技术问题展开分析。2.挂篮法的主要施工流程①按照设计图纸拼装挂篮并采取预压处理措施②以轴线为基准，按照设计图纸完成底模和侧模的安装作业③绑扎底腹板钢筋④安装底板处的预应力管道⑤安装腹板⑥绑扎顶板处的钢筋，并设置垂直方向的预应力管道⑦支堵头模板⑧浇筑混凝土⑨凿毛、养生、拆堵头模板⑩全面清理孔洞，无误后张拉、压浆、拆模。3.挂篮法施工挂篮的结构组成及技术参数本工程选用菱形挂篮系统，具体包含底篮、主桁、模板、吊挂等多个细分系统。关于挂篮结构组成如图1所示。图1 挂篮结构示意图（单位：cm）挂篮技术参数包含自重、挠度、工作纵向坡等方面，具体如表1所示。表1 挂篮的技术参数以设计图纸为准，精准确定挂篮拼装控制线，在吊车的作用下依次吊装施工所需的杆件，使其精准就位于已完成浇筑作业的梁面，再安装挂篮，具体采取先主桁再底篮最后模板的工艺流程，期间将各类附属结构安装到位，如轨道梁、锚固系统、底模平台等。挂篮的预压作业挂篮组装拼接到位后全面检查挂篮，若存在非弹性形变现象则要及时处理，充分考虑弹性形变的曲线，从中获取具有参考价值的信息，采取科学的质量控制措施。挂篮各方面施工质量都满足要求后即可预压挂篮，设置12个监测点，监测对象包含挂篮前上横梁、后锚梁、前下横梁各自的左右方向移动情况。综合考虑箱梁和模板的承重能力以及包含机械设备在内的所有施工荷载，明确压载期间的实际重量情况，以此为依据配置适量的混凝土预制块。施工现场的天气条件将对施工质量带来明显影响，在雨水浸泡时易引发荷载增加的情况，此方面值得挂篮预压施工人员高度重视，有效规避不良天气。梁体结构中以2#块的自重最大，混凝土方量达，以此为参考配置千斤顶，经计算后得知该设备所提供的最大力应达到。钢筋的绑扎作业严格按照标准组织钢筋的绑扎作业，在绑扎护栏处的预埋钢筋时应同步绑扎翼板钢筋。分析顶板各处的结构特性，在最优区域设置大尺寸预留孔，以便给施工人员的上下通行创造便捷的通道，同时可满足设备的运输要求。混凝土的浇筑与养生作业依次将模板、钢筋及相关构件安装到位后，监理工程师全面检查，若满足要求即可组织混凝土浇筑施工。桥墩两侧两端悬臂应始终保持平衡的状态，因此采取对称浇筑的方式，从悬臂自由端开始逐步向固定端推进，加强对不平衡偏差量的控制，该值不可大于块段重的20%。为保证顶板表面的平整性，结束混凝土浇筑后及时拉毛并蒸汽养生，对于施工现场气温偏低的情况，需合理调整养生温度，使其维持在合理的区间内，若温度偏低则会对混凝土的凝结强度造成影响，温度偏高易产生温度裂缝。检测混凝土强度，该值上升至后便可拆除堵头模板，凿毛处理后再清理残渣以使其足够洁净。预应力的施工作业以混凝土的实际强度为准，若该值达到最终要求的90%便满足张拉施工的条件。张拉作业对悬臂现浇梁施工质量的影响较为明显，需配套高精度仪表用于检测张拉力，由专业人员完成张拉作业，保证张拉量的合理性。及时关注张拉应力，在该值维持稳定时方可组织预应力筋的锚固作业。鉴于压浆施工量较大的特点，本工程选用大循环智能压浆施工技术，在提高施工效率的同时可有效保证压浆质量。压浆施工应注重如下几点要求：一是控制水灰比，正常情况下以较为合适，若用水量增加应随之下调水灰比，以为宜；二是控制泌水率，最大为3%，超过该值将对浆液的质量造成不良影响，同时稠度应在14~18s；三是控制施工时间，自浆液拌制结束直至压入孔道所持续的时间应在30~45min，否则将由于浆液性能下降而导致压浆效果无法满足预期要求。挂篮落模和行走完成挂篮体系的转换作业后便可推动挂篮前移。为满足挂篮就位的精准性要求，在主桁处设标记线（与方向轴线保持垂直位置关系）。挂篮行走至设计位置后按照要求将后锚杆安装到位，若无误即可撤除行走小车。4.悬臂现浇梁施工期间的挠度控制挠度监测结合高程、预拱度的实际情况合理控制待浇筑梁段的立模高程。施工期间加强挠度观测，为减小温度对挠度监测结果准确性所造成的不良影响，应在早上7：50~8：50组织监测。每完成一个节段的施工作业后均要创建相对应的挠度曲线，根据图中信息分析梁的挠度情况，合理调整偏差。合龙精度确定相接悬臂末端的2~3个节段，联测以便掌握其安装情况，将所得结果作为合龙的依据。悬拼施工期间及时观测桥位纵轴线，分别在桥梁两端设测量三脚架并配套全站仪，主桥上部结构施工期间该装置应覆盖至桥面各测点，及时掌握测点的位置情况，明确与设计值所产生的偏差。对于拼装块件的高程控制需参考现浇块件假定的高程值，经过逐点测定后求得具体的绝对高度，以便快速完成悬拼作业。块件表面设长墨线和色线，以此为基准拼装预制块，在保证拼装质量的同时能够大幅提高施工效率。块件吊装伴有一定的扰动性影响，此过程中若线形偏离设计要求，需使用湿接缝纠正以尽可能减小施工误差，避免出现大范围的线形偏差现象。5.挂篮法的施工优势分析相较于传统方法而言，挂篮悬臂施工精简了施工环节，在人员、材料等方面的投入相对更少，确保了梁段施工质量，有助于提高工程的经济效益。总体上，挂篮悬臂的优势可总结为如下几点：（1）工作面更加宽敞，可快速完成预应力管道的安装作业，梁段施工循环周期较传统方法明显缩短，可创造较高的施工效率，实际结果表明梁段平均施工周期约6~8d，而传统方式至少约11d，因此施工时间缩短，可为后续其它环节的施工争取更充足的时间；（2）底模和外模的安装更加便捷，通常2~5h即可完成，挂篮仅需12m的梁端宽度便可快速完成挂篮拼装作业；（3）挂篮稳定性较好，其具有较大的刚度，结构变形可防可控，仅需一次标高调整便可顺利立模，后续混凝土浇筑过程中可始终维持稳定，无需再次调整。6.结语桥梁工程建设中，悬臂现浇梁挂篮施工技术的应用具有显著现实意义，在保证桥梁施工质量的同时可大幅缩短时间，提高桥梁工程的社会经济效益。当然挂篮法施工要点较多，因此施工企业及相关部门必须高度注重对施工技术的控制，要以实际情况为立足点优化施工技术，加强对各环节施工质量的控制，从而提高桥梁建设品质。

斜拉桥菱形挂篮施工1工程概况阿深高速开封黄河大桥主桥为六主跨七塔双索面部分斜拉桥，桥跨布置为×140+。主梁采用单箱三室变截面PC连续梁，支点处梁高5m，跨中梁高，梁高在跨中133m范围内按照次抛物线变化。箱梁顶宽，底板宽由支点处的渐变到跨中的。主桥上部结构施工方案为：在承台上安装钢管柱支架，在支架上施工箱梁0、1号块；0、1号块施工完成后在其上拼装菱形挂篮，逐段对称浇筑直至完成18＃块施工（其中7～17号块为有索块），形成最大悬臂状态T构，然后由边跨至中跨逐跨对称合拢。2、菱形挂篮结构和技术参数2．1菱形挂篮结构和技术参数菱形挂篮主要由菱形桁架、上横梁、底模平台、吊挂系统、走行系统、锚固系统、侧模、内模及支架等组成（见附图）。技术参数为：适用最大节段重400t；最大节段长4m；梁高～；适用梁宽；走行方式为无平衡重走行；挂篮自重（含模板及支架）为170t；挂篮的倾覆稳定系数，混凝土浇筑时为，走行时为11。主桁系统挂篮由内、外共4个单桁架构成。内单主桁架两个，均由两片菱形桁架栓接而成；外单主桁架两个，均由一片菱形桁架构成。内主桁架置于主桥箱梁直腹板上方，外主桁架置于主桥箱梁斜腹板与顶板相交处。主桁架之间采用横向和水平连接系连接成整体。底模平台挂篮底模平台由前、后下横梁，纵梁，底模，斜拉角钢，挑梁，前、后下横梁框梁等组成。前下横梁采用2［36b型钢加焊盖板构成；后下横梁采用2工45a型钢加焊盖板构成，前后下横梁通过框梁和吊带相连。下横梁上设纵梁，纵梁上设底模，其间均为栓接。纵梁为H400型钢，底模采用δ=6mm钢板作为面板，［10型钢作为背楞。在纵梁前端悬出部分直接铺设脚手板形成前工作平台。纵梁底面焊接斜拉角钢，将各纵梁连成稳定体系。吊挂系统吊挂系统分为底模平台和走行滑梁的前后吊挂系统。底模平台前后各8根吊带，吊带均为2片厚24mm的16Mn钢板焊接而成，底端与框梁销接。前吊带顶端上的销接,垫梁与前上横梁间设千斤顶以调整底模平台标高；后吊带顶端与部分斜拉桥箱梁底板上的垫梁销接。吊前上横梁由2工56a型钢构成，与主桁架前端栓接，将主桁架连成整体。走行滑梁吊挂系统分为前后吊带，材质均为16Mn钢。走行系统每只挂篮采用四根走行滑梁。走行滑梁用2［40b型钢加焊盖板构成。走行滑梁前吊点上端锚固于走行吊点分配梁（2［36b加盖板）上端，后吊点由吊带直接锚在主梁上。挂篮平衡及锚固系统挂篮在走行过程中，通过桁架下的前滑板及后钩板锚固于走道梁（采用1/2［40b加工而成）。挂篮走行到位后及时安装后锚系统，在主桁架尾端节点上设后锚分配梁，通过Ⅳ级φ32mm精轧螺纹钢筋锚固于已浇筑的箱梁节段。3挂篮安装安装菱形桁架走道梁在0、1号块混凝土浇筑后测量放样出挂篮走道的中心线、桁架位置，摆放挂篮走道梁，对走道梁进行抄垫，调整其标高和轴线。内主桁架锚固于主梁竖向预应力精轧螺纹钢筋上，外主桁架将主梁预埋钢筋打弯和走道梁焊接。安装菱形桁架及后锚固系统在安装好的走道梁上放样出前滑板、后钩板的位置，安装前滑板、后钩板，在前滑板、后钩板上分别摆放垫梁，上紧垫梁和前滑板、后钩板之间的螺栓连接。用塔吊吊装菱形桁架安装于走道梁上，和垫梁栓接牢固。安装后锚分配梁，穿入后锚精轧螺纹钢筋，安装YGD锚垫板和螺母，在单片桁架安装完毕后必须拉临时缆风，在横联安装到位后方可解除。安装横向和水平连接系,使其形成稳定结构利用塔吊将前上横梁分节吊装到菱形桁架上，上紧全部螺栓安装前、后下横梁吊挂系统在承台上拼装前下横梁和前下横梁框梁，在前上横梁上对应的吊带位置设转向滑车，用两台5吨卷扬机起吊、安装前下横梁。在承台上拼装后下横梁和后下横梁框梁，将钢丝绳穿过主梁边吊带预留孔并吊住后下横梁，用2台5t卷扬机起吊、安装后下横梁。测量检查前下横梁和后下横梁的轴线和平面位置。安装底模平台和纵梁分别将边、中3根纵梁安装到位，与前下横梁、后下横梁栓接并调整底模平台骨架，使底模平台形成一个标准矩形，经测量放样合格，再安装其他纵梁，由中向两边铺设底模，安装斜拉角钢。安装挂篮底模走行系统及附属设施挂篮全部安装完成后，复测其轴线、平面位置、标高，进行系统检查签证4主桥箱梁悬浇及挂篮走行施工挂篮走行方法与步骤对已浇筑梁段混凝土进行养护；混凝土强度达到设计强度的95%后，对称张拉该节段箱梁上的纵向、横向预应力锚固束；拆除内模支撑及内、侧模间的拉杆；将侧模支架落于底模平台，底模平台后吊带不拆除，前端用6台10t倒链将前下横梁临时吊挂于已浇筑好的梁块上；走道梁接长，其上涂黄油润滑。并由测量人员在走道梁上做好挂篮定位标记和控制点；做好挂篮走行前的其它准备与检查工作，主要检查后钩板受力情况，走道梁与锚固情况，挂篮模板与箱梁混凝土的脱空情况；解除挂篮后锚固、拆除底模平台前吊带；在已浇筑的梁块前端设受力点，利用手拉葫芦拉动挂篮主桁及走行滑梁向前走行，在走行过程中，必须控制走行速度，要确保上下游同步，避免挂篮主桁架受扭；挂篮主桁及走行滑梁走行到位后，安装挂篮后锚固；解除挂篮底模平台前、后吊挂；底模平台落至走行滑梁上，沿走行滑梁走行到位；挂篮底模平台到位后对挂篮底、侧模在里程与上下游方向进行初定位；上下游同步、前后吊带同步将挂篮底模平台向上提升，至底模平台与已浇节段混凝土底面距离20～30mm时止，对底模、侧模进行精定位。顺桥向偏差控制在±10mm以内；横桥向偏差控制在±5mm以内；两主桁相对偏差控制在±5mm以内。挂篮走行注意事项