斜拉桥主梁牵索挂篮及斜拉索施工难点

熊新光卫千峰吴东生

中建八局第三建设有限公司江苏南京210046

摘要：随着社会经济的不断发展，大跨度桥梁建设项目逐渐增多。在大跨度桥梁施工中挂篮悬臂施工是一种因限空要求而采取的一种施工工艺。牵索挂篮施工和所有挂篮施工一样梁体的线性控制是施工中控制的重点，而挂篮的走行、定位、安全防护又是在施工过程中每一个节段施工控制的重点，牵索挂篮在砼浇筑施工过程中要对挂篮前端的拉索进行二次张拉，拉索的二次张拉对挂篮和主梁悬臂端的施工产生了二次附加力，会导致其内力和形变的产生。挂篮定位、砼的浇筑控制、索力的二次张拉、过程监控、最终索力调整是主梁成桥线型控制的重点。

关键词：斜拉桥；主梁牵索挂篮；施工

引言：大跨度桥梁中，斜拉桥是非常流行的一种桥梁形式。通常来说，斜拉桥对于跨度从200m到700m，甚至1000m的桥梁中都具有很大的优势。斜拉桥最主要的结构由主塔、主梁及斜拉索三部分组成。其受力情况主要是:荷载由主梁通过斜拉索传递给主塔，由主塔承担，主塔再将荷载传送到基础。它是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系，可看作拉索代替支墩的多跨弹性支撑连续梁。主梁由于弹性支撑被斜拉桥平衡荷载利用，大大降低了梁体内的整体弯矩值，从而得以减小结构尺寸，节省材料，增加了桥梁跨越能力。

1工程概况

本文以某大跨度斜拉桥为例，此桥梁全长1838.8m，主桥为120+270+120m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥。以下以此大桥为例从施工技术方面出发，对主梁牵索挂篮及斜拉索施工进行分析。

2斜拉桥主梁牵索挂篮施工技术

2.1挂篮拼装

挂篮构件为厂家定型钢构件，构件进场后现场进行拼装。挂篮拼装完毕后，通过千斤顶提升中内吊挂吊杆和前吊挂吊杆进行提升，挂篮提升要缓慢进行，四个提升点要同步进行，提升的偏差控制在10cm之内。挂篮在提升过程中禁止下方有任何的人员和机械施工作业。

2.2挂篮走行与定位

挂篮从施工完毕的砼梁体上脱落下来，次纵梁落到走行框内，挂篮的前端重量转移到前吊挂走行框上。通过在辅助纵梁上和后吊框上的千斤顶牵引前吊挂和后纵梁走行，前后结构走行同步性是走行安全控制的重点，施工应统一指挥进行，并做好走行标记。挂篮定位精度是整个梁段施工的安全和质量保证所在。挂篮走行到位后，初步提升到中内吊挂处贴敷到梁体底面约10cm距离，初步调整挂篮的平面位置和高程位置，对中吊挂剪力键和后吊挂抄垫处进行刚性抄垫，此时抄垫要留有富余量，初步调整之后，收紧中内吊挂位置，张拉力为最终张拉力的60%，张拉完中内吊挂后通过提升前后吊挂吊杆调整挂篮达到施工要求标高位置处，并最终抄垫中内吊挂剪力键和后吊挂抄垫处的抄垫。张拉中内吊挂、中外吊挂和后吊挂达到最终张拉力，将挂篮锁定在梁体上。

2.3挂篮前端挂索

拉索在吊放时要采用三个吊点或四个吊点进行索盘水平吊放，吊索的吊放索绳要采用专用的柔软的纤维绳，拉索应在放索盘上展开，严禁拖拽。拉索牵引通过汽车吊、卷扬机和手拉葫芦配合完成，将拉索的拉杆牵引通过模板、弧形首和定位系统（分配梁、楔形垫板、撑脚定位支座）后通过千斤顶锚固到挂篮的弧形首上，对拉索进行首次张拉。

2.4挂篮预压

挂篮在现场拼装而成，挂篮在第一次使用前对挂篮进行预压，消除挂篮的非弹性变形、掌握挂篮的弹性变形值并检验挂篮的设计强度，为挂篮上模板的施工提供数据支持。其观测主要是对挂篮的辅助纵梁、主次纵梁和前后横梁。在进行逐级预压的过程中观测监控位置的形变和内力情况，预压的过程中拉索按两次张拉（初张拉和上荷载后第二次张拉）。挂篮预压采用钢筋进行预压，预压荷载为施工荷载的120%。

2.5悬臂段钢筋砼施工

每一悬臂段的砼一次浇筑完成，砼的浇筑采用两台地泵同幅梁两侧对称施工：①砼强度等级C55；砼坍落度宜为160±20mm。砼浇筑应该根据施工天气温度合理的选择砼的工作性能指标。②在砼施工过程中为防止挂篮、模板变形等因素引起的浇筑砼裂缝的出现，砼在浇筑时应从挂篮前端向后端浇筑，从翼缘板向梁段的中心线处浇筑。同幅梁的两个挂篮浇筑要同步进行，浇筑的砼方量偏差要小于6m3，同一挂篮要从两侧翼缘板向梁体中心对称浇筑，浇筑的砼偏差要小于2m3，施工中要严格控制。③挂篮施工的砼一般要求早强、早脱模。斜拉桥一般跨度较大桥梁，桥面较宽，挂篮的整体刚度又较大，挂篮对梁体水化收缩徐变产生了很强的制约，而梁体又会很早的脱模，新浇筑梁体易出现裂缝，砼浇筑后和脱模后24h内应严格进行养护，不能保湿养护的应喷洒养护剂。

3斜拉索施工

按经复核的无应力状态下设计索长下料，同时按设计的长度对焊连接HDPE套管→HDPE套管安装→单根挂索、张拉（按竖向自上而下逐行进行、水平方向自外侧往内侧逐孔进行）→锚固筒内钢绞线剥皮、清洗→（紧索）安装索箍、减振器→梁端锚具安装防松装置→实施整体张拉、调索→塔端锚筒、索箍、减振器安装→边（中）跨合拢→塔端索鞍端口套管内钢绞线剥皮、并灌环氧树脂砂浆抗阻块→灌注防腐油脂及防护罩安装→结束。单根挂索示意图见下图1，挂索张拉施工中应注意采取上游穿挂张拉一根，下游穿挂张拉一根，这样交叉循环进行，直到整束索挂索完成。

图1单根挂索示意图

3.1HDPE管吊装及安装

塔吊平稳起吊HDPE管，并向主塔方向移动，在其自由段由人工扶稳，防止其左右偏摆。当HDPE管前端到达主塔预埋管出口处时，用钢丝绳配合手拉胡芦将卡箍与此处操作平台连接，HDPE管后端用麻绳与主梁临时连接。HDPE管与主塔和箱梁预埋管间均应留1m左右间隙，以利穿索施工。用人工或机械方式穿过主塔和梁内锚具，安装夹片并张拉，张拉力以HDPE管垂度消除为宜。

3.2钢绞线穿索、张拉

为确保组成斜拉索的各钢绞线平行，以及方便顺利穿索，根据斜拉索的特点，采用的合理穿索顺序为：从上至下、逐排穿索。第一根斜拉索C1位于第6号节块内，因此C1钢绞线的穿索和张拉工作要在第7号节块混凝土施工完成后进行，C2钢绞线的穿索和张拉工作要在第9号节块混凝土施工完成后进行，依此类推，C9钢绞线的穿索和张拉工作要在第23号节块混凝土施工完成后进行。

3.3索力检测及调索

所有拉索张拉完毕后，由监控单位对拉索索力进行检测，若实际索力与设计或监控要求不符，则进行调索。索力调整有两种情况：索力增加调索和索力降低调索。索力增加调索：利用整体千斤顶进行，其方式与钢绞线分级张拉相同；索力降低调索：为避免钢绞线受夹片夹持部位进入拉索受力段，索力降低调索不能采用对钢绞线卸载重新锚固的方式进行，而利用穿心式千斤顶将拉索卸载至规定索力后调节螺母位置。

3.4顶压夹片

索力调整完毕后，对夹片进行顶压操作，确保锚固可靠性。

3.5附件安装

所有拉索索力调整完毕、夹片顶压后，进行拉索附件安装工作，包括：索夹安装、锚具防松装置安装、减振器安装和锚具保护罩安装等。

结语：

坚持“主桥合拢前以线形控制为主，主桥合拢过程中及成桥后以应力控制为主”的原则，能保证主梁线形符合要求。因此本文以主梁施工为主分析其施工中常见的问题及难点，得出了一些利于现场施工的经验对策，为将来更大跨度、更大难度的高塔斜拉桥建设积累了宝贵的经验。

参考文献：

[1]石雪飞．斜拉桥施工控制方法的分类分析［J］．同济大学学报(自然科学版)，2013(1):129－135．

[2]闫维明，张志，陈彦江等．大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法［J］．土木建筑与环境工程，2013(5):132－135．