独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究

独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究

王永明

（中铁上海工程局集团第一工程有限公司）

【摘要】随着桥梁施工技术的发展，越来越多少市政交通采用斜拉桥。斜拉桥造型优美，梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面标高的限制少；抗风稳定性比悬索桥好，不需悬索桥那样的集中锚碇构造；便于悬臂施工等。斜拉桥施工大多利用斜拉桥自身的在结构上的优点，悬臂浇筑施工时选择前支点牵索式挂篮，由斜拉索和已浇梁段共同承担待浇梁段的全部重量，以减轻施工设备承担的荷载，充分发挥斜拉索的作用。斜拉桥采用挂篮施工时，由于其结构复杂，超静定次数多，挂篮的设计直接影响斜拉桥施工质量和施工安全，因此进行独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究十分必要。

【关键词】独塔单索面；斜拉桥；复合型前支点挂篮

1．研究背景

当涂县山水大道位于当涂县主城区东南面，为贯通现代农业示范区南北的重要通道。有我公司承建的山水大道青山大桥为跨越姑溪河的一座大桥，大桥由北向南，跨越姑溪河规划三级河道，主桥设计为塔梁固结的独塔单索面混凝土斜拉桥，主梁总长245m，跨径组合为35m+75m+135m。主梁采用挂篮悬臂浇筑施工，主梁梁高3.6m，采用单箱三室结构，每个悬浇节段长度为7m，桥面宽度为22.5m，每个节段重量为332t。

2．挂篮选型

悬臂浇筑施工的关键是挂篮的设计，挂篮的设计直接影响桥梁的质量和施工安全。从目前出现的预应力混凝土斜拉桥悬臂现浇施工中，最常用设备是前支点挂篮和后支点挂篮。

传统的后支点挂篮适用于节段长度较小（节块长度在2～4m），重量较轻的结构（节段重量在200t左右），这样的结构采用后支点挂篮可以更容易控制挂篮的横向刚度，调整梁体两端的标高。因而后支点挂篮主要应用于普通连续刚构桥中，对于当涂青山大桥节段长度为7m，桥面宽度为22.5m，若采用后支点挂篮施工，节块每个节段需分2次浇筑，每次浇筑3.5m，分为无索区和有索区，理论上可行，但节块数较多，工期势必会增加，造成巨大的成本压力，后支点挂篮已不能满足施工要求。

而从国内外面的施工案例上看，前支点挂篮主要用双索面预应力混凝土斜拉桥和梁体宽度较小、节段重量较轻的单索面预应力混凝土斜拉桥（节段长度在6m以内，梁体重量在300t以内）。大多数预应力混凝土斜拉桥的主梁断面常采用近似倒三角形的形式，这种主梁断面轻巧简便，横向宽度较大，顶板纵向悬臂长度大，底板宽度较小，整体呈倒三角形、单索面布置。这种梁体也同样具有结构轻、能耗省、抗风性能高、造型优美等特点。然而这种类型的桥梁施工控制难度较大。由于主梁悬臂较长，普通的前支点挂篮很难保证悬臂施工时横向稳定性及横向标高调整的需要，对于当涂青山大桥，主梁标准节段达到7m，桥面宽度22.5m，底板宽7m，悬臂长度约8m，浇筑重量达到332t，单纯的前支点挂篮很难满足要求。

复合型前支点挂篮由前支点挂篮和后支点挂篮组合而成，由于传统的后支点挂篮和前支点挂篮在应用上有一定的局限性，而前后支点组合式挂篮在一定程度上弥补了这些不足。

复合型前支点挂篮主要由承重平台、主桁系统、行走系统、张拉机构、止推装置、模板系统、锚固系统、等7个部分组成。设置在主梁下方的承重平台前支点由斜拉索经接长拉杆牵引；锚固系统则锚固在已浇主梁节段上；由斜拉索引起的水平力，则通过设置在牵索纵梁后部的止推装置传递给主梁。在浇筑主梁砼时，可通过塔内千斤顶多次张拉来调整挂篮前支点标高。

3．复合型前支点挂篮施工工艺

（1）挂篮行走到位后安装挂篮中间锚固系统和后锚系统的锚杆，使底篮后端贴紧已浇梁段底板。

（2）挂索：利用塔吊及塔顶提升设备将斜拉索上端牵引至塔内并临时锚固，利用梁顶的牵引设施将斜拉索下端（安装有张拉牵引杆）牵引至底篮钢箱弧形梁底部并临时锚固。

（3）安装塔内及挂篮底张拉千斤顶，在塔内或挂篮底第一次张拉斜拉索，索力控制需根据压载试验、理论计算、现场挂篮前端实际标高综合因素决定。

（4）底模标高的调整在上述步骤中同步完成。

（5）安装底板、腹板钢筋及预应力管道。

（6）安装模板。

（7）绑扎顶板钢筋、安装底板预应力管道。

（8）安装预埋件。

（9）浇筑砼至70％，第二次张拉斜拉索。

（10）继续浇筑完剩余砼并采用土工布或其他方式养生。

（11）拆除非承重模板，按设计顺序张拉三向预应力。

（12）斜拉索在挂篮底进行体系转换。

（13）斜拉索张拉至设计吨位。

（14）安装挂篮行走系统，拆除止推装置，利用桥面扁担梁和千斤顶将底篮整体下放20cm。

（15）全面检查行走系统，完好后开始挂篮前移至下一梁段。

（16）重复上述步骤进行下一块段的施工。

4．施工控制要点

（1）锚杆组的拆卸：各锚杆组的拆卸应注意先后顺序，即先拆卸张拉机构，再依次后锚杆组、前锚杆组。此外，还应注意对称同时拆卸，即用两台千斤顶同时顶升，松开锚杆锁紧螺帽，然后同时放松千斤顶进行拆卸。

（2）挂篮的纵向定位：挂篮的纵向定位由行走装置完成。操作时应预估挂篮由倾斜变为水平状态纵向定位量的变化，控制纵向定位误差小于15mm。

（3）预埋件：所有预埋件均应按照设计要求进行预埋，并保证定位精度。

（4）挂篮的横向调整：①当挂篮前端产生横向偏移时，可在挂篮后横梁与腹板间设置反向顶推予以调整；②在牵引挂篮前移时，应尽量保证挂篮整体平移，并不断观测，随时纠正挂篮的偏位；③模板体系的按照应控制挂篮承载平台轴线偏差不大于10mm；④挂篮整体横向定位相对桥梁轴线偏差不大于15mm。

（5）张拉机构定位：①应根据设计和施工状态控制最终确定的斜拉索流线几何特征及梁端标高情况计算并放样确定前支点位置，并精确定位；②初张拉完成后及浇筑过程中应保证张拉机构各连接构件与斜拉索成一条直线，以防止张拉杆偏心受力。

（6）偏载：浇筑混凝土时，控制桥梁中线两侧的偏载不超过10t。

5．结语

复合型前支点挂篮成功的应用于长节段、宽桥面、倒三角、节段重量大的单索面斜拉桥的悬臂施工。为独塔单索面不对称结构的预应力混凝土斜拉桥施工积累了经验，促进了独塔单索面斜拉桥桥型的发展。

参考文献：

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