浅论复合型短平台前支点挂篮整体下放技术

许德妹

【摘要】：某大桥为独塔双索面斜拉桥，桥宽44米，主梁采用复合型短平台牵索挂篮悬浇施工，单节施工长6米，施工时整体行走、提升及锚固，主梁合拢后挂篮整体下放拆除。现以该大桥为工程案例，简要介绍斜拉桥前支点挂篮整体下放施工工艺及施工要点，经实践证明该方法施工经济简便、安全可靠。

【关键词】：短平台 前支点 挂篮下放 施工技术

1.工程概况：

某大桥全长764.5米，桥跨布置为4*30+30*30+120+160+4*30+50*30米，其中主桥桥梁跨径布置为（120+160）m，长280m，为独塔双索面塔梁墩固结体系斜拉桥。

斜拉桥主梁采用预应力混凝土双边箱梁，梁顶宽44m，底面宽27m，中心处梁高3.5m，箱梁顶板厚0.28m，标准段底板厚0.35m，在边跨45.65m配重段内底板加厚为0.5m，斜腹板厚0.3m，直腹板厚0.5m，锚索区边肋厚1.2m。主梁标准节段长6.0m，标准段内每6.0m设置一道横梁，横梁厚0.30m，横梁采用底部带马蹄型断面;每6.0m设置一道横隔板，横隔板厚0.25m，主梁采用C55混凝土。

主梁悬浇梁浇筑节段长度均为6m，标准节段砼重量568t，全桥主梁共设35个悬浇节段，主跨侧24个悬浇节段;边跨侧11个悬浇节段，主梁尾部13#段长为45.8m，采用支架整体现浇。

配合前支点挂篮施工的斜拉索采用双索面扇形布置，拉索在梁上标准间距为6.0m，边跨压重段索距3.4m;塔上标准间距为2.2m，斜拉索采用标准强度1860MPa高强低松弛镀锌钢绞线。斜拉索单侧24对，全桥共48对。拉索型号为15.2-73、61、55、43四种，斜拉索HDPE护管采用外层带双螺旋线的白色护套。斜拉索在塔内采用张拉段锚具，在主梁处采用固定端锚具。最长索169.8m，最大拉索重14.4吨，全桥总重约740吨。

本次下放的前支点挂篮主要由承载系统，提升锚固系统，止推系统，定位调整系统，行走系统，索力转换系统，模板及安全防护及液压系统电气系统组成，挂篮自重230吨

2.施工工艺

2.1总体安排

主梁边跨施工至边跨合拢后，边跨挂篮保持不动作为主跨配重的一部分，此时直至主跨悬浇施工结束并待混凝土满足强度要求后，开始进行主边跨前支点挂篮的整体下放，挂篮下放前两侧现浇段支架拆除完毕。

挂篮下放采用千斤顶配合精轧螺纹钢进行，将精轧螺纹钢穿过主梁固定到挂篮上，安装下放千斤顶并将千斤顶接通到控制液压泵站，通过千斤顶的出油、回油分步将挂篮下放到地面。

前支点挂篮的下放顺序为：封闭道路→锚固力的转换→三角桁架的拆除→挂腿拆除→下放千斤顶安装→接力千斤顶安装→千斤顶调试→挂篮整体下放→下放精轧螺纹钢接长→下放结束→挂篮分解。

整体下放按照“重安全、重过程、重观察、轻速度”三重一轻的施工方法，重点关注下放的安全性，确保安全为首位，下放速度在保证安全的基础上可以适当加快。由于整体下放时挂篮自重仍达到200吨以上，为减轻单个吊点对主梁的瞬间冲击，下放时必须保证整体水平，前支点挂篮下放工艺流程为：

2.2挂篮下放施工准备

2.2.1预埋件安装

前支点挂篮施工至最后一个节段时，进行挂篮下放预埋件的安装。由于复合型牵索挂篮的设计特点，挂篮前吊点正常情况下由桥面上的三角桁架提供，因此为了满足下放时的要求，必须将挂篮前吊点从三角桁架转移到主梁上。

浇筑最后一节挂篮混凝土时，保持三角桁架中间位置挂点不变，在主梁两侧挂篮主纵梁上方预埋PVC塑料管，作为三角桁架两侧挂点的转换点。

预埋时通过全站仪进行放点，确保预埋位置的准确，浇筑混凝土时在放料、振捣过程中避开预埋管，防止因浇筑混凝土导致预埋管偏位。

2.2.2吊点位置及数量的确定

复合型短平台前支点挂篮工作状态下自重230吨，下放前经拆除三角桁架及挂篮两侧挂腿后，挂篮全重210吨，为了保证下放时的安全性，必须进行挂点位置及挂点数量的计算。

根据挂篮的设计特点，挂篮前后共9个锚固点36根精轧螺纹钢，精轧螺纹钢材质为930φ32型号。

单根精轧螺纹钢考虑到锈蚀等因素的存在按照设计强度的90%进行计算，根据

F= 0.9×P×S

F为精轧螺纹钢承受的张拉力，单位N

P为精轧螺纹钢强度，单位MPa

S为精轧螺纹钢理论截面面积，单位mm2

带入计算有：F= 0.9×P×S=0.9×930×846.5=708520.5N=70.8T

因此单根精轧螺纹钢能提供70.8吨的张拉力，理论上4根精轧螺纹钢就可以提供挂篮所需的吊点力，实际施工中为了安全起见，我们采用前三后三共6个吊点进行，这6个吊点提供425吨的张拉力，而挂篮自重210吨，整个挂篮下放过程中提供了1倍的安全系数。

吊点位置选择时，每个吊点处设置两根精轧螺纹钢，其中一个为下放杆，另一个只是转换杆。

2.2.3千斤顶的选择

液压千斤顶由于它結构简单、体积小、重量轻、举升力大、出油回油速度快，同时采用泵站供油，操作简单省时省力，因此挂篮下放采用液压千斤顶进行。

考虑到下放采用精轧螺纹钢进行，单根精轧螺纹钢最大受力62.9吨，在下放过程中由于部分挂篮偏心的原因，某处吊点受力会超过精轧螺纹钢的平均分配力，所以液压千斤顶采用100吨型号，并且为穿心型，千斤顶的穿心直径保证精轧螺纹钢连接器顺利通过。

2.2.4技术及现场准备

为确保挂篮拆除工作的安全进行，组建挂篮拆除施工班组， 其指挥人员挂篮施工经验丰富、安全意识强、责任心强，进而进行统一培训。

拆除前施工班组人员都应经过相应的安全教育培训并考试合格，确保关键岗位人员及特种作业人员均持有特种作业证。

桥上桥下同时做好防护设施：桥梁外侧设围栏并安装安全网防止落物，桥下做好封闭作业面下方车道工作并设专人引导行人、车辆安全行驶。

2.3三角桁架及挂腿的拆除

挂腿作为挂篮行走时承担挂篮大部分重量的受力部位，其拆除前必须保证挂篮后锚点已经将挂篮重量转移到主梁之上，拆除时利用汽车吊将挂腿提前通过钢丝绳固定，然后利用扳手打开挂腿与挂篮相接位置的螺栓，在拆除过程中不允许采用猛烈敲打然后强扭等方法拆除，打开螺栓后，通过吊车缓慢将挂腿吊放到主梁平板拖车上，绑扎牢固后由指挥人员指挥开平板车开至指定定点。

三角桁架拆除时，由于桁架位于主梁之上其安全性相对来讲比较高，但由于三角桁架过高过大，且数量为三片，因此拆除时首先要求防止其单片时倒塌。先将每片三角架后方的配重块利用吊车进行拆卸，并将三角架前后方下侧安装板凳，防止其前倾。松开后锚精轧螺纹钢，采用吊车将三角桁架各个连接部位拆解，拆解过程中，为了防止其倒伏利用多个10t的倒链将桁架临时固定。

三角桁架拆解时，连接的各个部位除螺栓外还有大量插销，经长时间使用后，插销生锈拆除困难，因此拆解三角桁架前一天，可用螺栓松动剂涂抹生锈插销，方便桁架的拆除，加快拆除速度。

2.4挂篮下放设备的安装

前支点挂篮下放主要设备为液压千斤顶及泵站、精轧螺纹钢。

挂篮下放采用的千斤顶为穿心式液压千斤顶，型号大重量重，安装时采用汽车吊进行配合。安装前检查吊点处主梁混凝土表面，若表面混凝土质量较差或梁面不平可在安装千斤顶前利用钢板对梁面加强或补平。

利用吊车将千斤顶起吊后穿入吊点两根精轧螺纹钢中的其中一根，千斤顶安装到梁面后，再依次安装钢板、螺母。启动与千斤顶相连的油泵，对千斤顶供油，将此处吊点承受的荷载转移到此根精轧螺纹钢上，这根精轧螺纹钢作为下放杆，此时吊点处另一根精轧螺纹钢处于松动状态，然后将另一个千斤顶安装到松动状态的精轧螺纹钢上，完成转换杆千斤顶的安装。

千斤顶安装完成后，此时由于精轧螺纹钢较短，还需安装精轧螺纹钢，单个吊点安装的精轧螺纹钢高度必须相差2m左右，即下放杆与转换杆顶端高度相差2m，以保证挂篮下放时精轧螺纹钢的接长。

2.5挂篮下放过程

准备工作完成以后即进行挂篮的下放工作，下放时，每个吊点位置安排一组两名操作工人，前三个下方点六个千斤顶接通一个泵站，后三个下放点千斤顶接通一个泵站，保证前后下放时各自的同步性，以及通过两个泵站前后下放过程中的配合。下放前主梁面安排一名指挥人员，负责挂篮下放的整体指挥工作，挂篮下方即桥面下，安排两名观察人员，进行观察。观察人员有两项重要的工作，一时负责现场的警戒，严禁任何车辆、行人接近或通过挂篮下放区域;二是负责观察挂篮下放过程中出现的任何问题，比如当某点下放过快精轧螺纹钢松动或挂篮水平方向前后不一致时，及时提醒主梁指挥人员调整两个泵站保证挂篮下放的水平。

桥面上指挥人员及桥面下观察人员配备对讲设备，下放过程中及时沟通，出现任何异常情况必须立即停止下放工作，查明出现异常的原因，否则不允许继续进行下放。

下放时，采取前后异步的操作方式，既前三个吊点通过相连的泵站先进行下放，一个行程结束后，此泵站停止，然后后三个吊点通过泵站进行下放，同样操作一个行程，两个泵站交替开动进行挂篮下放，这样任何情况下均能保证挂篮的稳定。

开始下放时，首先将挂篮的荷载固定在转换杆上，将下放杆液压千斤顶顶升，顶升过程中当千斤顶行程达到一定程度后，挂篮的荷载由转换杆转移到下放杆，继续顶升达到下放控制伸长量，此时转换杆已经不承担荷载，转换杆精轧螺纹钢处于松动状态，旋动转换杆螺母，使其高度低于下放杆螺母3公分，完成下放前的荷载转换。

当前或后三个下放点都具备下放条件后，继续通过液压泵站控制千斤顶，三个吊点的下放杆千斤顶同时回油，进行挂篮的一次下放行程，由于转换杆螺母高度低于下放杆钢螺母高度，在下放杆千斤顶回油到位之前，转换杆螺母已经触及其下放的钢板，继续进行下放杆千斤顶的回油，荷载从下放杆转移到转换杆，完成一个下放的行程。

前后各三个吊点重复以上动作，直至挂篮下放完成。在整个过程中，转换杆及装换千斤顶的作用有两点，一是配合下放杆及下放千斤顶的工作，由于下放杆高度低于转换杆2m左右，在下放过程中，当下放杆高度不足时，此时的转换杆在1-2个行程之内暂时替代下放杆的功能，当下放杆精轧螺纹钢连接器通过千斤顶以后，挂篮就可以正常下放;二是起辅助作用，当某个下放点下放杆卡住动不了时，开动转换杆连接的千斤顶顶升配合，保证挂篮下放的顺利进行。

挂篮下放时为了保证其重心的位置，前后吊点必须严格执行交替程序，且不能连续交替两次，同时每次下放的高度须严格控制，所有下放千斤顶的工作行程必须保持一致，防止某点下放过慢或过快导致荷载变大发生危险。

由于主梁高度较高，一个工作日内挂篮下放工作无法完成，而且夜间不允许进行下放施工，因此当白天工作结束后，下班前，所有下放杆、转换杆都要保持受力状态，所有螺母均需拧紧，两台液压泵站断电锁好，并指派专人值班看护，防止无关人员误操作，引发安全质量事故。

挂篮整体下放结束后，切断与之相连的精轧螺纹钢，利用气动扳手，打开连接高強螺栓，将挂篮原地分解，分解完成后，利用设备将挂篮装车运输到指定地点，前支点挂篮整体下放施工结束。

3.经验总结

前支点挂篮整体下放技术，对挂篮基本上不拆解即可方便的将大吨位挂篮下放到地面，精轧螺纹钢作为吊杆，长短调节方便，可以适应不同高度的下放距离，;采用液压千斤顶进行施工，整个操作流程简单快速，大大减轻了工人的劳动强度;液压泵站的使用，优化了对千斤顶的控制，确保挂篮下放时精确可控。

主梁质量是斜拉桥的生命线，为全桥的主要受力结构部分，前支点挂篮整体下放技术，挂篮下放过程中安全、平稳，对主梁无任何冲击，主梁质量得到了保证。