跨南水北调单索面斜拉桥挂篮后退拆除系统应用

李志华 王记涛

（1.河南省济新高速公路有限公司，河南 郑州 450000；2.河南金途科技集团股份有限公司，河南 郑州 450000）

商丘至登高速公路郑州段南水北调特大桥位于河南省新郑市周庄村北侧约500m处，与南水北调总干渠中心线呈130.12°斜交角。主桥跨越南水北调总干渠，全长551m，为143m+265m+143m跨径组合的双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，上部箱梁采用整幅设计，并采用塔梁固结、墩梁分离、墩顶设支座的结构形式。主桥以8#、9#墩为主墩，两墩分布于南水北调总干渠两岸保护区外侧，形成2个T构，每个T构各设30个对称节段。2个边跨各设置1个现浇段，中跨在南水北调总干渠正上方合龙。主梁采用单箱三室大悬臂变截面预应力混凝土连续箱梁，支点梁高8.5m，跨中梁高4.5m。索塔主体高度45m，布置在中央分隔带上，与主梁固结。拉索为单索面，扇形布置，双排布置在中央分隔带上，布置范围9#～28#梁段；在塔顶连续通过鞍座，两侧对称锚于主梁。

主梁施工工艺：主桥0#块和边跨现浇段在临时支架上立模现浇施工，1#～30#、1’#～30’#块采用挂篮悬浇法施工，边跨、中跨合龙段采用单侧挂篮合龙。施工挂篮为三角形挂篮，主要由六大部分组成，分别为承重系统（三角形组合主桁梁）、行走系统、模板系统、悬吊系统、锚固系统、工作平台。单套挂篮由4组三角形桁架组成，总重量约234t（含内外模板重量）。

一、单索面斜拉桥挂篮后退拆除系统应用研究过程

（一）存在问题

该特大桥跨南水北调总干渠施工，主桥中跨合龙时，挂篮处于总干渠正上方。南水北调总干渠为全封闭围挡防护，施工过程中严禁污染干渠水体，导致干渠上方无拆除挂篮需要的操作场地和可利用设备，必须将挂篮退回移出南水北调干渠范围之外拆除。

（二）问题分析

问题一：挂篮是全幅整体结构，主桥9#～28#梁段中央分隔带分布的斜拉索，会阻挡挂篮整体迁移，若迁移必须先拆除挂篮整体结构，使之左右幅分离；问题二：挂篮行走要转换模板悬吊，使挂篮完全脱离梁体、整体结构悬吊于挂篮上，并与挂篮同步行走；问题三：挂篮行走系统是单向的，迁移挂篮需要改造行走系统；问题四：挂篮行走状态必须平稳、安全、快捷，项目工期紧，必须在短时间内完成挂篮拆除工作。

（三）解决方案

一是改造挂篮结构，采用轮式小车新行走系统并与挂篮融合为一体，新行走系统与梁体之间、轨道之间无约束，自主平放在梁体表面的钢轨道上，建立自平衡体系结构；使挂篮在辅助牵拉作用下自由行走，达到既定拆除位置；二是采用新系统的挂篮解除与梁体之间的束缚，使之状态平稳、行走安全，将挂篮迁移至干渠之外的8#、9#主墩附近，利用主墩塔吊及汽车吊配合拆除挂篮。

二、单索面斜拉桥挂篮后退拆除实施

（一）工艺流程

挂篮后退拆除工艺流程依次为施工准备、挂篮模板悬吊转换、安装新行走系统、新旧行走系统转换、挂篮状态转换、挂篮左右幅分离、挂篮后退、挂篮拆除。

（二）挂篮后退拆除

1.施工准备

根据现场实际情况，单只挂篮施工配备2名管理人员、15名作业人员；25T汽车吊1辆、叉车1台、4只10t手拉葫芦（不包含挂篮悬吊手拉葫芦）；加工完成的新行走系统、43#导轨及配套型钢、吨包袋等物资。

2.挂篮模板悬吊系统转换

挂篮行走需将挂篮模板系统脱离梁体，悬吊在挂篮上。首先，保留、加固挂篮底篮四角在前后横梁、箱梁外侧面的4根精轧螺纹钢吊杆，并在这4根精轧螺纹钢吊杆旁边各布置1个20t手拉葫芦，使用手拉葫芦调整挂篮底篮高度；拆除其他阻挡挂篮行走的箱梁内和正前方吊杆、手拉葫芦等悬吊、锚固系统。其次，使用手拉葫芦将挂篮外侧模落放到挂篮底篮上并固定。为确保安全，4个手拉葫芦上下吊点必须牢固。

3.安装挂篮新行走系统

转换挂篮行走系统，采用轮式结构、43#钢导轨的新行走系统。挂篮行走系统主要由轮组结构、行走梁及43#钢轨组成。分别在左右幅挂篮距离箱梁边线1.75m、中线3m处安装新行走系统，废除挂篮原行走系统。距离箱梁边线1.75m、中线3m处铺设轨道，调平后固定。在前后横梁下、轨道上从下到上依次摆放轮组小车、分配梁并固定。

4.新旧行走系统转换

首先，使用千斤顶顶升挂篮，拆除挂篮原轨道；然后，缓慢落下千斤顶，将挂篮整体落放在新行走系统行走梁上，使挂篮前、后横梁与行走梁紧密接触；最后，焊接牢固。

5.挂篮状态转换

因挂篮悬吊系统转换后，挂篮模板系统悬吊重心靠前，前重后轻；同时，挂篮左右幅拆开后外重内轻，状态失稳，因此挂篮改装后需要施加配重，使挂篮达到自平衡状态。根据验算，需在挂篮主桁架第2组和第3组旁、三角桁架中柱后侧分别放置17.84t配重，确保挂篮平衡。

6.挂篮左右幅分离

挂篮整体结构主桁架共4组，需要将挂篮主桁架第2组和第3组之间的联结型钢全部拆除，使挂篮左右幅分离。此时，挂篮桁架结构分为左右幅两部分，挂篮模板底篮整体悬挂在左右幅挂篮的前后横梁两侧，挂篮配重后，处于自由、自平衡状态，此时只需将左右幅挂篮同步后退迁移至总干渠之外即可。

7.挂篮后退

挂篮后退为负载行走，应按照操作步骤进行。行走时，应确保左右幅挂篮均匀、同步进行，速度不能过快。需要注意，要根据行走情况适时降低挂篮模板高度，检查底模板与梁体之间的安全距离，保证挂篮后退时无阻碍；要根据行走情况提前铺设轨道，准确安装，使用砂浆调平、道轨钉固定，道钉间距不大于50cm；使用4个10t手拉葫芦牵引挂篮行走时，要严格控制行走速度，行走速度不能大于0.3m/min，并确保行走状态挂篮安全；挂篮行走时应确保左右幅挂篮同步、同速行走，前后距离偏差不得大于10cm；挂篮后退工作应连续，确需长时间停工时，应对挂篮采用固定措施，确保挂篮安全；挂篮后退至既定位置后拆除（8#墩后退至2#～3#块位置、9#墩后退至3#～4#块位置）；不利天气状况下不得进行挂篮后退工作，在挂篮后退时，应避免挂篮大幅摆动；挂篮模板采用4根JL40精轧螺纹钢悬吊，4个20t手拉葫芦仅作为调整模板高度使用，不得独立作为受力悬吊；在调整挂篮模板高度的同时，同步调整精轧螺纹钢，不得直接拆除精轧螺纹钢吊杆。

8.挂篮拆除

挂篮拆除时，首先使用手拉葫芦将挂篮底模降落至地面；然后，使用塔吊和吊车拆除挂篮外侧模板、底模板；最后，在桥面上将挂篮结构解体，清理出场。拆除流程依次为挂篮底模降落、外侧模拆除、底模拆除、主桁架拆除、拆除轨道。拆除挂篮时应注意安全，防止挂篮构件倾倒或滑移伤人。

三、结语

本文研究成果应用在不改变现有预应力混凝土连续梁桥主要采用挂篮悬臂施工的基础上和保证南水北调水质条件下，改装主桁架结构、悬吊系统和行走系统，在保证安全的情况下尽可能提高施工效率，使挂篮退回到南水北调渠面以外拆除；施工过程中确保南水北调干渠中不掉落任何杂物和杂质，同时，降低挂篮长时间悬停安全风险，符合国家对跨南水北调桥梁施工相关要求。