时间：2018-11-14 分类：建筑设计
这是一篇关于挂篮施工过程质量控制的建筑施工论文,什么是挂篮施工?挂篮是悬臂施工中的主要设备，按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式4种。根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮的要求，综合比较各种形式挂篮特点、重量、采用钢材类型、施工工艺等;挂篮设计原则：自重轻、结构简单、坚固稳定、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性，受力后变形小等特点，并且挂篮下空间充足，可提供较大施工作业面，利于钢筋模板施工操作。
改革开放以来，我国为不断推动经济的发展，因而不断的推进公路桥梁建设。以促进交通事业发展，加快车辆流通。而在桥梁建设中，挂篮施工是一个重要的环节，挂篮对于保证施工质量，加快施工进度有重要的作用。而为了确保桥梁施工中合龙施工以及线性要求等符合规范，就要对挂篮的施工质量进行有效的控制，选用符合质量要求的建材，确定科学的工艺流程，进行有效的环境条件控制，从而才能保证挂篮施工的高效、安全进行。因此，本文就以挂篮施工过程质量控制展开探讨，主要讨论了挂篮施工工艺流程、挂篮施工控制要点、合拢施工质量控制等几个方面，意在为挂篮施工提高施工质量，以促进桥梁施工快速、稳定、安全的进行。
关键词：建筑施工论文,挂篮施工,质量控制,施工流程,桥梁建设
在现代中大型桥梁建设中，悬臂浇筑法已经成为一个重要的施工方法，我国很多大桥的建设都采用这种方法。在悬臂浇筑法中，挂篮是重要的施工设备，他不需要支架，也无需大型的吊机等设备，它对于提高桥梁施工质量、提高施工速度有着重要的作用。因此，在桥梁建设过程中，就要注重挂篮的施工质量控制，保证挂篮质量，但是，目前在不少工程中挂篮施工仍然存在了诸多的问题，因此，本文就挂篮的施工质量控制展开探讨，从而为挂篮的施工提供一些指导意见，提高挂篮施工质量，降低损失。
1.1 挂篮施工的研究意义
现代桥梁建设中，挂篮是悬臂浇筑施工方法中重要的设备，它由主梁桁架、悬吊系统、锚固系统、行走系统、模板系统、上下横梁、承重系统、横向联接系等八部分组成。施工过程较多，需要控制的环节也较多，因此，时常会出现一些失误，延误工期，更有甚者造成施工人员人身损伤，造成巨大的损失，因此，本文立足于建立一套安全、科学的施工、管理作业流程，可有效避免施工中出现以上问题。施工实践表明：精确把握施工方案建立一套科学、行之有效的施工作业流程，并进一步完善管理是工程创收的必经之路。挂篮施工也不例外，并且随着高效率、高速度时代的到来，大跨径高速、高架桥梁必将取代原有桥梁网络而占据主导地位。而大跨径桥梁的增加又给挂篮施工带来了广阔的使用前景。所以，有必要建立一套安全、科学的施工、管理作业流程，进一步统一类型和标准，避免因重复劳动带来人力、物力和财力的巨大浪费。
1.2 国内外研究现状
在预应力混凝土梁式桥体系中，简支梁、悬臂梁和连续梁是三种古老的梁式体系，但限于施工技术及材料工艺的发展水平，其跨越能力受到了限制。施工方法的变革促进了桥梁体系的变化和桥梁跨径的发展。20 世纪 50 年代随着预应力技术的发展和不断完善，预应力混凝土梁式桥中的悬臂体系得到了新的发展。这种新体系充分发挥了预应力混凝土结构的受力特点，大大提高了桥梁的行车性能和跨越能力，20 世纪 80 年代以来国内运用平衡悬臂法修建了大量的连续梁桥和连续刚构桥。
国外修建大跨连续刚构桥的历史相对稍早一些。20 世纪 50 年代初至 60 年代中期是连续刚构桥发展的早期阶段，其代表性的桥梁是西德的科布伦茨桥、莫塞尔桥、本道夫桥和英国的麦德威桥。从此以后直至 20 世纪 80 年代，T 型刚构是预应力混凝上桥梁的主要桥型。但 T 型刚构桥存在一些问题，如全桥的伸缩缝过多，引起行车不舒适当。
80 年代以后，世界各国相继建成了多座不带铰的连续刚构体系，如原联邦德国的杜赛而多夫大桥、加拿大多伦多西部的伊丽莎白皇后立交桥、美国旧金山机场桥等。其中，以 1985 年澳大利亚建成的主跨跨径 260m 的门道桥和 1998 年挪威建成的主跨跨径 301m 的 RaftSunde 大桥最为著名，其充分体现了连续刚构——连续体系的优点。
我国预应力混凝土连续刚构桥发展较晚。1965 年首次采用悬臂施工法建成了第一座 T 型连续刚构桥。1990 年建成第一座跨径为 180m 的广州洛溪大桥(65m+125m+180m+110m)，该桥第一次采用大吨位预应力体系与平弯束,提高了预应力桥梁的跨越能力，是中国大跨径连续刚构桥发展历史上的一个重要里程碑。此后，连续刚构桥在我国得到了广泛的应用和推广。1997 年，虎门大桥辅航道桥落成，主跨跨径 270m，充分体现了连续刚构连续体系结构的跨越能力。该桥在设计、施工和科研方面均取得了重要的成果，如上部结构轻型化设计、纵向预应力布束取消弯起束和连续束等，为连续刚构桥的进一步发展作了充分的技术准备。国内现在已提出了跨径 318m 的伶仃洋通道横门连续刚构方案，可以相信在不久的将来，跨径超过 300m 的连续刚构桥将在中国出现。#p#分页标题#e#
1.3 本文主要研究内容
本文就以挂篮施工过程质量控制展开探讨，主要讨论了挂篮施工工艺流程、挂篮施工控制要点、合拢施工质量控制等几个方面，意在为挂篮施工提高施工质量，以促进桥梁施工快速、稳定、安全的进行。文章内容主要包括以下几个部分。(1)挂篮的施工工艺流程，主要包括了0号段施工工艺流程、悬臂浇筑节段施工工艺流程、合拢段施工工艺流程。(2)从挂篮设计、挂篮拼装、挂篮试验、钢筋安装、混凝土浇筑、预应力施工、挂篮走行、线性控制论述了挂篮施工控制要点。(3)从边跨合拢质量控制、中跨合拢质量控制两个方面探讨了合拢施工质量控制。
2 挂篮施工工艺流程
2.1 0号段施工工艺流程
2.1.1 支架的结构形式及设计要求
为了使主梁能有一定的起步长度，必须用施工支架浇筑一段主梁。施工支架常用的有斜撑式、门式、斜拉式三种，分别如图 2-1、图 2-2、图 2-3 所示。斜拉式支架与斜撑式支架一般用于墩柱较高、墩身断面较大的场合，而门式支架则用于墩柱较低或墩身较柔的场合。红枫湖大桥主梁与承台连接方式如图 2-4，考虑到支架空间布置的可行性，拟采用由万能杆件拼装的门式支架形式。
2.1.2 支架的设计要求
(1)支架虽属临时性结构，但要承受大部分恒载，并要保证结构位置和尺寸的精确，因此必须有足够的强度、刚度和稳定性。支架计算仍采用空间模型进行分析，以准确的模拟支架结构的真实受力行为，本文未列出该结构的计算分析过程及分析结果。(2)支架在受载后会产生挠度变形，在安装前要有充分的估计和计算，并在安装前设置预拱度，使结构成形后的曲线能与设计线性相吻合。(3)模板的接缝必须密合。如有缝隙，必须塞堵严密，如用胶带、泡沫塑料等，以免漏浆。(4)0 号块支架及模板的设计，既考虑了0号块构造受力的需要，同时又尽量照顾今后挂篮桁架平台及模板重复利用。即浇筑0-1号块时的模板大部分可作为浇筑 0-2 号块的模板使用，同时也是今后挂篮悬臂施工其它节段的部分模板。用于浇筑 0-2 号时的门式支架的纵向桁梁及前横梁就是挂篮的一部分，这样，大大提高了模板和结构的重复使用率。
2.1.3 0号块的施工
0#块按设计要求又分为四阶段。第一阶段浇筑承台与主梁固结块;第二阶段浇筑0-1#块。在浇筑 0-1#块时，鉴于此处桥下净空较小，故采用满堂支架法施工。待混凝土达到强度要求时，张拉纵向预应力筋;第三阶段浇筑 0-2#块。在浇筑 0-2#块时，采用本节已确定的门式支架法施工。待混凝土达到强度要求后，张拉纵向预应力筋、横梁预应力筋。第四阶段安装并张拉 1#斜拉索。(如图2-5)
2.2 悬臂浇筑节段施工工艺流程
梁段挂篮悬臂浇筑施工工艺流程主要包括：挂篮就位→1#梁段底模→1#梁段外模→吊装、底板、腹板钢筋→安装底板、腹板波纹管→1#梁段内模就位→绑扎顶板钢筋→安装顶板波纹管→安装梁端模板及锚具→对称浇筑 1#梁段混凝土→养护→穿钢绞线、张拉→压浆→挂篮前移→下一梁段施工。图 2-6为梁段挂篮悬臂浇筑施工工艺流程图。
2.3 合拢段施工工艺流程
合拢段及体系转换合拢是连续梁施工和体系转换的重要环节，合拢施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形，控制合拢段的施工误差。利用连续梁成桥设计的负弯矩预应力筋为支承，是连续梁分段悬浇施工的受力特点。悬程中各独立T构的梁体处于负弯矩受力状态，随着各T构的依次合拢。梁体也依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式，这一转化就是连续梁的体系转换。通常多跨连续梁合拢段施工的顺序为先各边跨，再各次边跨，最后为中跨。次边和中跨合拢段施工的原则和要求类似边跨合拢施工，中跨合拢段因温差引起的变形变位大。由此产生的应力也大，对合拢临时连续约束的设施亦有更高要求。
3 挂篮施工控制要点
3.1 挂篮设计
3.1.1 挂篮设计原则
(1)减轻挂篮自重。除满足桥梁设计对挂篮自重的要求外，应尽量减轻挂篮自重;挂篮宜采用自锚平衡式，充分利用箱梁竖向预应力筋平衡倾覆力矩。(2)缩短挂篮施工周期。挂篮施工中宜采用各梁段全断面一次性浇筑。(3)保证悬浇砼质量及施工安全。模板设计中注重砼的外观质量，一般以刚度为主来设计模板;满足高空超重施工的安全要求。(4)改善施工条件和作业环境。箱梁顶面施工作业空间尽量宽敞，以便于放置施工机具及施工人员往返。(5)对某一具体工程，应根据梁的分段情况和对挂篮重量的要求、承受荷载及施工经验设计挂篮，除必须满足强度、刚度和稳定性要求外，还要使其行走和锚固方便、可靠，重量不大于设计规定。
3.1.2挂篮设计
(1)主桁架。主要杆件通常由2片槽钢组焊而成，槽钢的截面由结构分析确定，各杆件间的连接为高强螺栓或销接。(2)走行系统。由钢枕、滑道及上滑板构成，其中钢枕为槽钢加1块钢板焊接而成，滑道为2根槽钢组焊而成，上滑板为厚钢板。滑道由竖向预应力钢筋锚固在桥面上，用来平衡挂篮空载走行时的倾覆力矩。(3)内外模板系统。内模分顶模和内侧模，由型钢组焊成模架。内模工作时由滑梁支承在内吊梁上，脱模时松开内吊梁，滑梁落在内吊梁上，即可滑行前移;顶模板为组合钢模板，内侧模板由部分木模组成，以适应梁高的变化。外模由侧模板和底模构成，侧模由外吊梁悬挂，为型钢和钢板组焊的整体钢模板;底模由底纵梁、底横梁及模板组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、已浇梁段和外吊梁上，随主桁一起前移;底纵梁由型钢组焊成桁架，底纵梁由工字钢组焊成格构式梁。(4)悬吊系统。由螺旋千斤顶、小横梁、吊带及精轧螺纹钢组成，用于悬挂模板，调整模板的标高。(5)张拉操作平台。悬挂于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑砼、张拉预应力束及移动挂篮的工作面。桁架、锚固、平衡系统、吊杆和纵横梁等根据挂篮设计图纸加工而成。#p#分页标题#e#
3.2 挂篮拼装
3.2.1加工制作
1)严格按设计及公差要求进行挂篮杆件的加工和制作。2)加工主构架节点板及杆件前，必须制作样板，精确加工，确保栓孔间距。3)制作外侧模竖框架时，应设置工作平台及夹具，加工时尽量消除焊接变形，确保模板平整度。4)重要部位(如底模架前后横梁上的吊耳)应由有经验的焊工施焊，保证焊接质量。焊缝及加工件质量要求与验收办法参照钢结构工程施工及验收规范执行。
5)对出厂杆件，应派专人进行检查验收，不合格者禁止出厂。
3.2.2组装试拼
1)主构架在平台上试拼，尺寸合格后，拧紧各节点板的螺栓，施拧时要均匀施力，防止松紧不一。2)底模架试拼，检查前后横梁和纵梁的连接、前后吊点的尺寸和整个外形尺寸。3)检查前后吊带销孔与销子的配合情况。4)所有杆件齐全及相互连接均满足要求后分组编号，做出明确标记，运往现场正式拼装。
3.3 现场拼装
(1)找平铺枕。待1#梁段张拉完毕后，用1:2水泥砂浆找平梁顶面铺枕部位(包括0#梁段)。(2)铺设钢枕，前支座处铺3根，钢枕间距不大于50cm。(3)安装轨道。从0#段中心向两侧安装2.5m长钢轨各2根，轨道穿入竖向预应力筋，找平轨道顶面，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。安放前支座前，在相应轨道顶面铺1mm不锈钢板，不锈钢上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。主构架分片吊装，放至前后支座上并旋紧连接螺栓。为了防止倾倒，用脚手架临时支撑。(6)安装主构架之间的连接系。7)用长螺杆和扁担梁将主构架后端锚固在已成梁段上，前支座处用扁担梁将主构架下弦杆与轨道固定。(8)吊装前上横梁。吊装前上横梁前，在主构梁前端安放作业平台。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#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，以便与底模架连接。(10)吊装底模架及底模板。吊装底模架前，拆除1#梁段底部部分支架，以便底模架后部能吊在1#段底部，前端与前吊带用销子连接，如起重能力不足，可先吊装底模架，再铺装底模板。(11)吊装内模架走行梁，安装后吊杆，前吊采用钢绳和倒链。(12)安装外侧模板。外侧模首先用于1#梁段施工，在进行上述拼装程序之前，应将外模走行梁放至外模竖框架上，后端插入后吊架(0#段顶板上预留孔，把后吊架安放好)。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#梁段，在1#段中部两侧安装外侧模走行梁后吊架，解除0#段上的后吊架。每个后吊点应预留2个孔，间距约15cm。(13)调整立模标高。以挂篮弹性及非弹性变形与设计立模标高之和作为2#段的立模标高。
3.3 挂篮试验
试拼完成后，用油压千斤顶采用分级加压模拟施工荷载的方法对菱形架的使用性能进行测试，从而验证挂篮是否和设计参数吻合并有能力完成预计施工任务。将拼装好的两片主桁对称平置于混凝土面上(如图3-1)，将其后端锚在一起，前端用千斤顶对拉吊带位置分级加压进行模拟施工荷载试验。加压采用两套(4个)油压千斤顶，分别在早晨、中午不同温度工况下进行。实测对应于低温、高温状态下的变形与压力的相对关系。并观察构件有无塑性变形，经反复加载卸载，取得在不同温度下的弹性范围的变形模量，取相应形变结果的1/2即为单套菱形架的实测数据。
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