悬臂浇筑预应力梁斜拉桥复合式吊拉索挂篮施工技术

熊霞

（宜春市交通运输综合行政执法支队，江西 宜春 336000）

0 引言

复合式吊拉索挂篮系统，主要由承台系统、上部三脚桁支架系统以及伺服操作系统等三大功能部分组合构成，其伺服操作系统又包括吊索、悬吊、行走、锚固、水平支撑以及定位微调系统。复合功能，是指现场浇筑梁段重力，由上部三脚支架系统和吊索系统共同承担。该系统综合了中支点挂篮和常规前支点挂篮的功效特点，较好克服了悬臂浇筑预应力梁斜拉桥传统挂篮施工所面临的横向稳定性不足的工程难题。

案例斜拉桥具有宽主梁、单索面、长重节段等特点，应用传统的前支点C挂钩挂篮开展预应力梁悬臂浇筑施工较有难度。为此工程设计采用复合式吊拉索挂篮系统开展预应力梁悬臂浇筑，较好解决了应用传统前支点C挂钩挂篮的走行难题，有效地完成了预应力梁悬臂挂篮浇筑施工。本文梳理介绍该悬臂浇筑所应用的复合式吊拉索挂篮技术要点，可为同类挂篮浇筑工程应用提供技术参考。

1 工程概况

某混凝土预应力梁斜拉桥，全桥共分43个梁段，主跨210m，高低塔中心索面。长378m，高3.5m，双向六车道。标准段33.5m梁宽，C55混凝土箱形断面，单箱五室。其中G0段为高塔塔梁固结段，GS1～GS10段、DS1～DS4段为边跨梁段，DM7～DM1和GM1～GM19为中跨梁段，D0为低塔墩上梁段，MH为中跨合龙段。因为主梁选用单箱五室结构，故主梁和外翼缘相对比较宽，使用前支点C挂钩挂篮，主梁翼缘板上通常会产生比较大的集中力，挂篮运行相对困难，因此中跨梁段选用复合吊拉索挂篮进行施工。

2 吊拉索挂篮系统配置安装技术要点

2.1 总体配置安装方案

拆去0#块中跨侧存在干扰的贝雷片，挂篮承台和底模在施工平台组装完成，然后借助梁面三角形主桁架和穿心千斤顶，将它们整体吊装至0#梁段的底部。于0#梁段的梁面上装配挂篮的桥面走行系统、悬挂系统和挂篮承台的走行系统，连接挂篮承台与走行桁构间的结构部件，使挂篮成为一个整体系统。

2.2 挂篮安装过程与相关技术要点

（1）拉张0#块内纵向、横向、竖向预应力。

（2）部分拆卸0#块靠近中跨侧的贝雷片。

（3）装配桥面三角挂篮主桁架。

（4）组拼挂篮承台。

（5）垂直提升挂篮。

（6）装配带支座和滑板的纵梁。挂篮承台吊装就位后，先在主纵梁下方装配双45a工字横梁，将其焊接至0#块支撑架的钢管立柱上，再将该工字梁装配至主纵梁正下方设计位置。在装配纵梁和横梁时，需注意确保纵梁保持水平。

（7）装配挂篮系统。借助箱梁纵腹板与横梁交点区域的止推埋件，装配挂篮系统。

（8）装配挂篮纵移系统。挂篮承台下放，使主纵梁位于带有滑板的纵梁上面，在三角形主桁上装配纵移千斤顶、C形滑靴和接连钢索。千斤顶、C形滑靴和带支撑座滑板的横梁，采用f32精密轧钢连接。纵移C形滑靴、千斤顶、钢索和f32精轧钢，以构成挂篮的纵移系统。

（9）纵移挂篮。拆去垂直升降系统，借助挂篮纵方向移动系统，将挂篮承台沿桥梁方向向主塔移动3.5m，使挂篮装配至工作位置。

（10）调整挂篮坡度。挂篮纵移就位后，借助主纵梁上的锚件和副纵梁上的前吊拉杆，调整挂篮承台的坡率，然后挂置GS1和GM14斜拉索，拆下次纵梁前吊拉杆，调整梁面主桁架的坡率。

3 吊拉索挂篮系统预压试验技术要点

挂篮用于主梁悬臂浇筑前，需开展现场组装、吊装、预压，这样有助于混凝土浇筑过程中预防挂篮形变，使主梁施工质量和安全达到要求。

3.1 加载方法

试验最大载荷为挂篮所需总载荷的1.2倍。加荷分次进行，第1次为施工载荷的50%，第2次为施工载荷的100%，第3次为施工载荷的120%。

GM1段总方量为208.50m3，总重量为547.30t，压力载荷为656.76t，安全系数为1.2，需要172个预制块和256个沙袋，每个沙袋重1t。

DM1段总方量为251.70m3，总重量为660.70t，压力载荷为792.84t，安全系数为1.2，需要186个预制块和219个沙袋，每个沙袋重1t。

各荷载工况所需预压材料参数具体见1表。

表1 各荷载工况所需预压材料参数

3.2 分级预压加荷顺序

按总载重0→50%→100%→120%给予分级加荷，其顺序无论横顺桥方向，都是从外向内加荷，中间箱最后加荷。

3.3 监测点布置

在3个截面配置GM1段预压监测点，各截面监测点配置在翼缘板、纵腹板以及斜腹板区域。横桥方向对称配置8个点，其中4个对应底板，2个对应翼缘板，2个对应斜腹板，一共24个点。在3个截面配置DM1段预压监测点，各截面监测点配置在翼缘板、纵腹板以及斜腹板区域，横桥方向对称配置9个点，其中5个对应底板、2个对应翼缘板，2个对应斜腹板，一共27个点，且各点都需编码以便记录。

3.4 监测方法与频率

为控制挂篮在载荷影响下的弹塑形变，需空载斜拉索第1次拉张前监测1次、空载斜拉索第1次拉张后监测1次、50%载荷后监测1次、斜拉索第2次拉张之后监测1次、100%载荷后监测1次和120%载荷后监测1次。加荷过程中，每一级的保持时间不少于30min，满载后6h监测1次，12h监测1次。卸载之后，依据监测所记录的标高数据计算弹性降沉和塑性降沉，明确最终的上预拱度值。

3.5 卸载

加荷完毕后，在确认挂篮稳定后，即可进行卸荷。卸荷顺序与加荷相反。原则是先加荷的后卸，后加荷的先卸，按120%→100%→50%→0%分级卸荷。卸荷时需分级监测。

卸荷时，应均匀卸荷，先两侧后中间，先横梁后跨中，以确保挂篮在卸荷时的倾覆力矩达到最小。卸荷时应指定专人观察挂篮。一旦发生异常，立刻实施强化加固措施。GM1、GS1、DM1和DS1段卸荷至50%时，开展第2次拉张索力卸载，卸荷后装配箱梁配筋。

4 复合式吊拉索挂篮施工操作要点

4.1 各挂篮系统的操作方法

4.1.1 拉张系统

拉张系统所起的作用是：与斜拉索实现接连，构成前支撑点；在混凝土浇筑完成后，实现体系转换和分离斜拉索操作。其操作流程如下：

（1）拉张。即拉张系统与拉索锚具连接，其操作程序为：依据锚具尺寸选择接连器，在索导管内准确定位锚具；放松支撑脚内固定端的螺母和拉张千斤顶端头，将拉张杆对准拉索锚具，拧上接连器；通过倒链，拖动前支撑点调节装置在轨道上滑移，使拉张系统和拉索维持在一条直线；调节螺纹钢筋螺母，并固定拉张系统的位置；调节锁紧拉张杆及支承脚内固定螺母，使拉索力由拉张分配梁传递至挂篮。

（2）索力转换。在节段浇筑完成后，拉索力由挂篮转移至浇筑梁，挂篮和斜拉索分开。操作程序如下：通过拉张千斤顶，加施拉张力，拧紧锁紧螺母，取下固定端螺母；千斤顶放松拉张，使锚具承受拉索力；拆下接连器，挂篮与拉索分开。

4.1.2 牵引系统

借助500kN千斤顶，通过拉动主桁架前端的滑靴，带动挂篮前进，滑靴在专用轨道上运动。其操作流程如下：主桁架向前移动1个节段；承台下降200mm；装配滑轮且就位；精轧螺纹钢筋与千斤顶装配；千斤顶作业，牵引挂篮前进。

4.1.3 顶升系统

顶升系统是用来调节挂篮空载时的前端标高，操作流程是：挂篮纵方向定位以后，将千斤顶装配在挂篮尾端；伸长千斤顶的油缸，当调整螺杆上升时挂篮前端升起，相反则降低，可以调整的行程为300mm；待标高符合需求时，锁紧螺母。

4.1.4 止推系统

止推系统是用以抵抗斜拉索拉张时所发生的极大水平分力，以及对挂篮进行纵方向轻微调节，产生水平抗力支撑点。其操作流程如下：锚具、精轧螺纹钢筋及止推反力座装配；止推千斤顶装配；左右止推千斤顶同时操作，使挂篮前移就位；螺母锁紧，止推反力座顶紧；止推座锚固筋各施加预紧力50kN。

4.1.5 锚杆组

锚杆组分锚固与拆卸2个部分，操作程序如下：

（1）锚固。装配千斤顶、分配梁及锚杆；施加预拉力，系统锚杆每根50kN，锚杆每根100kN；锁紧螺母，放松千斤顶。

（2）拆卸。千斤顶顶升；锁紧螺母拧开；千斤顶放松，拆除分配梁和锚杆。

4.2 挂篮施工操作

主梁标准梁段挂篮施工主要流程为：挂篮前移至该梁段设计位置→检测放样、挂篮定位→提升挂篮、调节模板标高、挂篮锚固→装置斜拉索，按监测指令第1次拉张斜拉索，并重新检查梁端标高→绑扎底板钢筋→绑扎腹板钢筋→装配内模→绑扎顶板钢筋→浇筑梁段50%混凝土→对梁端标高进行监测。依据监测指令第2次拉张斜拉索→对梁端标高进行监测→余下混凝土浇筑→梁端标高监测→混凝土养护→龄期超过5d，强度高出90%设计强度→主梁预应力拉张且灌浆→挂篮主桁架前移到下一梁段→对斜拉索按监测指令进行索力转换和第3次拉张→对梁端标高进行监测→脱模，拆卸挂篮锚件组→装配滑轮→挂篮前移至下一段→挂篮就位→垂向预应力拉张并灌浆上一梁段→重复上述过程施工下一段主梁。每段施工均存在走行、筑浇两种工作状态。

4.3 拆卸挂篮

中跨合龙段施工完成后，在全桥纵方向预应力拉张后即可拆去挂篮。桥面主桁架后退至0#块，挂篮垂直下放。千斤顶由钢绞线下放至河面，然后由船运走。挂篮拆卸顺序：先拆去合龙吊架底篮，再拆去河北侧挂篮，最后拆去西坝侧挂篮。先用卷扬机分别拆去挂篮两侧的承重桁构，之后再拆去由主副纵梁所组成的承台。

挂篮拆卸步骤为：

（1）割除弧形首。跨中DM7与GM19梁段施工完成后，借助桥面汽车吊，在主纵梁割除弧形首。装配中跨合龙吊架。

（2）拆卸承重桁架。借助挂篮锚固系统将承重桁架整体降低1m，再借助梁面卷扬机，将挂篮两侧的承重桁构拆去，由卷扬机整体下放到河面，由船运走。

（3）挂篮承台拆卸。挂篮两侧的承重桁构拆去后，将挂篮的主副纵梁整体下放至河面，以船运走。

（4）挂篮主桁拆卸。拆卸挂篮锚固系统后，再拆去主桁架。

5 结语

综上所述，本文以某工程为例，详细阐述了复合式吊拉索挂篮施工操作技术，主要包括以下方面：①从总体配置安装方案，安装过程等方面，阐述介绍了吊拉索挂篮系统的配置安装技术要点；②从加荷方法、分级预压加荷顺序、监测点布置、监测方法与频率、卸载等方面，阐述了吊拉索挂篮系统预压试验技术要点；③从各挂篮系统的控制操作、挂篮施工操作、拆卸挂篮操作等方面，阐述了拉张系统、索力转换、牵引系统、顶升系统、止推系统、锚杆系统操作等一系列复合式吊拉索挂篮的施工操作技术要点。复合式吊拉索挂篮系统，能够解决应用传统前支点C挂钩挂篮所面临的走行控制难题，利于较好完成预应力梁悬臂挂篮浇筑施工操作，可为同类施工提供参考。