前支点挂篮吊装方案的探讨

汪江洪

(北京联东钢结构有限公司，北京市 100021)

0 前言

前支点挂篮悬臂现浇法是目前大跨度混凝土斜拉桥施工的常用方法。它是将挂篮后端锚固在已浇梁段上，并将待浇梁段的斜拉索牵挂在挂篮纵梁前端，以形成前支点。它能充分发挥斜拉索的作用，由斜拉索和已浇梁段来共同承担待浇梁段混凝土荷载。待浇混凝土达到所需强度后，拆除斜拉索与挂篮的连接，使节段荷载转换到斜拉索上，再前移挂篮。

1 工程概况

Mbini大桥位于赤道几内亚大陆部分的中部WELE河入海口，大桥路线起点接北岸改建道路，跨越WELE河后在南岸接现况道路。大桥全长1 057 m，其中大桥主桥跨径为120 m+120 m，为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，平面位于直线上，斜拉索呈扇形布置（见图1主桥布置图）。结构形式采用塔梁墩固接的刚构体系，大桥桥面车道组成为人行道2.0 m+行车道4.50 m+行车道4.50 m+人行道2.0 m，桥面全宽为13.0 m。

主梁采用肋板式断面，肋板边缘处梁高2.5m，梁顶设2%的双向横坡；主梁顶面宽度为13.0 m，底宽为13.4 m，肋板底宽2.2 m，顶宽2.0 m，顶板厚32 cm。斜拉索锚固点设在肋板底面距外边缘105 cm处，对应斜拉索锚固点设置横隔板，横隔板厚30～32 cm。主梁形式见图2主梁结构示意图。

主梁设计按挂篮悬臂浇筑法施工，0号块和1号梁段采用托架施工。其中0号块节段长20.0m，合拢段长2.0 m，1～13号节段长8 m，每节段重约为312 t，挂篮自重不大于最重的梁段自重的0.5倍。

图1 主桥布置图

图2 主梁结构图

2 挂篮构造

该桥所采用的前支点挂篮包含承重系统、提升挂钩及锚固系统、抗剪机构、走行机构、牵索系统和模板系统等组成。挂篮主要采用箱形结构，外形总长为19.7 m，主梁弧形首高2.255 m，前端箱形高1.8 m，宽1.4 m，后端高1.4 m，宽1.0 m。挂篮前端利用锚索斜拉，中横梁处预埋提吊钢筋孔，同时利用液压千斤顶作用于C型梁上。后横梁处设提吊点并设剪力键。挂篮结构见图3挂篮纵向布置图。

图3 挂篮纵向布置图

承重系统主要由两根主纵梁、内模边梁和前、中、后三根横梁构成钢平台体系。

提升挂钩及锚固系统:提升挂钩为C形梁结构，锚杆采用精轧螺纹钢精组，后端采用液压千斤顶及机械撑杆配合挂篮升降。承重系统见图4挂篮承重系统图。

图4 挂篮承重系统图

抗剪机构：主要采用钢柱穿过主梁肋板，平衡挂篮斜拉索产生的水平分力。

走行机构：后端底部采用反力轮，前端上部采用滚轴式轨道，轨道锚固在梁顶面。挂篮前移时，将后端反力轮转到主纵梁上固定，再将挂蓝系统整体下降，轮面接触梁底面，同时C型梁降到轨道上的滚轴上，利用液压千斤顶顶推C型梁，使挂蓝前进。行走系统见图5挂篮行走系统图。

图5 挂篮行走系统图

牵索系统：该桥采用塔端张拉，主要由张拉机构和斜拉索组成。张拉机构中的空心千斤顶通过撑脚固定在主纵梁弧形首上的垫块上，垫块可沿弧形首滑动调整张拉角度。

3 挂篮提升准备

挂篮承重系统的拼装主要是在主桥以下14 m的栈道桥面进行。为保证挂篮在起吊过程中的安全，挂篮在桥下安装位置需与桥面提吊点一一对应，调整好位置后拼接第一根主纵梁的两段梁，将第一根主纵梁调整到位，安装前横梁及两根内模边梁，然后安装中、后横梁，安装另一侧主纵梁，最后安装后斜杆并将提吊点吊耳安装到位。挂篮提吊点布置见图6中的墨点。

图6 挂篮提吊点布置图

拼装承重平台的同时，在0号、1号段梁面上安装挂篮提吊系统。

前端提吊桁架悬臂长度为3 m，为防止提吊过程中将梁混凝土压坏，前支点距梁断面需大于500 mm。后端采用提吊扁担梁，直接锚固在梁面上，外端悬臂，提吊点在梁外侧500 mm，防止滑轮组在提吊过程中磕碰到混凝土梁损伤钢丝绳，见图7前后提吊装置图。

图7 前后提吊装置图

（1）先连接两片提吊桁架成整体并锚固，安装前端提吊用横梁及导向轮。之后将前提吊卷扬机安装在离提吊桁架较远的塔底，保证钢丝绳顺序排绳，防止钢丝绳跳槽，同时需要把钢丝绳在卷筒上卷4～5圈，另一端依次绕在定滑轮组与动滑轮组上，最后将该端钢丝绳固定于定滑轮组上。

（2）安装并锚固后提吊扁担梁、卷扬机、滑轮组及钢丝绳等。将动滑轮组缓慢下降到承重平台处，连接滑轮组、提吊带及承重平台。需要注意的是，连接到位后需反复调节四组钢丝绳长度，防止四个提吊点位置不同时受力，造成安全隐患。此外，在提吊前需将安全备用装置安装到位，该挂篮采用四组PSB930精轧螺纹钢精束作为安全保护装置。

（3）将挂篮锚筋从梁面穿下锚固好准备就绪挂篮准备提升。提吊系统安装完毕见图8提吊系统安装完成图。

图8 提吊系统安装完成图

4 挂篮提升

启动卷扬机，先缓慢将挂篮提起离地面20 cm，持荷30 min，再将挂篮缓慢降落到栈道桥平面，如此反复3次，不断调整前后四台卷扬机盘绳速度及各钢丝绳长度，尽量控制同步提升，必要时可在后端增加适当配重，保证前后平衡。此外在试提升过程中随时观察挂篮吊耳、销轴、滑轮组、卷扬机及钢丝绳等使用情况，一旦出现状况应立即停止检修或更换提升设备，提升用卷扬机需具有良好的刹车功能。

挂篮提升以5 cm提升高度作为控制，每提升一高度保持5 min，采用间断提升方法，方便控制调整。若采用不间断连续提升，挂篮自重较大，不能及时刹车，造成安全隐患。

安全备用装置在梁面采用空心千斤顶，随挂篮升高进行高度调整。

由于赤道几内亚施工条件受限，挂篮吊装时采取单侧依次吊装的方法，即先进行一侧挂篮的吊装就位后，再进行另一侧挂篮的吊装，为了确保主梁平衡，在吊装前，同时将主梁两端的挂篮进行提升，使吊装钢丝绳受力达到挂篮的80%的重力，此时挂篮尚未离开挂篮拼装平台，在确保各吊装系统安全的情况下，暂时锁定主梁一端的挂篮不再提升，等另一侧挂篮吊装完成并与主梁锚固好后，再起吊另一端的挂篮。

挂篮提升到位后对挂篮进行锚固，并将斜拉索挂好，之后再拆除提吊用装置。挂篮提升现场见图9所示。

图9 挂篮吊装施工实景

5 结语

（1）赤道几内亚Mbini大桥前支点挂篮在提升设计中精确计算挂篮承重系统的重心，确定前后提吊点位置，确保提吊过程保持平衡，同时使提吊桁架和扁担梁悬臂设计达到最优化。

（2）挂篮在提升前做了多次试提及调整，保证每个提吊点受力均匀速度相同，达到指导后期工作的目的。

（3）采取一个挂篮在主梁一端低位半悬空使主梁受力，另一挂篮在主梁另一端吊装的方法确保主梁施工平横，同时又解决了非洲施工条件受限的困难。

（4）充分考虑安全因素，挂篮在提升时采用间断提升法，并安装了备用装置。

赤道几内亚Mbini大桥主梁前支点挂篮的成功吊装，为以后同类项目施工积累了成功的经验。