摘 要：介紹了江六高速京杭運(yùn)河特大橋主橋預(yù)應(yīng)力混凝土主梁牽索掛籃施工技術(shù)及關(guān)鍵控制點(diǎn)。通過(guò)特種牽索掛籃實(shí)現(xiàn)了寬度大、節(jié)段長(zhǎng)、重量重、跨越航道的π型邊主梁形式的斜拉橋主梁施工，施工控制精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)類似工程具有較強(qiáng)的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：寬幅；邊主梁；牽索掛籃；施工技術(shù)

1 概述

現(xiàn)代斜拉橋以其良好的結(jié)構(gòu)性能和跨越能力以及優(yōu)美的建筑造型在現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的地位。70年代中期進(jìn)入我國(guó)后，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，越來(lái)越多的預(yù)應(yīng)力混凝土（P.C.）斜拉橋在我國(guó)建成或正在規(guī)劃設(shè)計(jì)之中，這不僅體現(xiàn)在我國(guó)P.C.斜拉橋數(shù)量已躍居世界各國(guó)之首，而且其跨徑也愈來(lái)愈大，寬度越來(lái)越寬。

牽索掛籃具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理利用了永久結(jié)構(gòu)斜拉索參與臨時(shí)受力、整體受力性能好的特點(diǎn)，前端借用斜拉橋斜拉索作為臨時(shí)受力結(jié)構(gòu)，后端與普通掛籃相類似，同時(shí)具有橫向整體剛度好的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)寬幅橋面、大節(jié)段、大跨度P.C.斜拉橋的重要裝備。

江六高速京杭運(yùn)河斜拉橋是江六高速上的主要控制性橋梁，跨越繁忙的京杭大運(yùn)河，主跨采用邊主梁形式的斜拉橋一跨跨越京杭大運(yùn)河，施工中采用了牽索掛籃施工主梁。

2工程背景

江六高速京杭運(yùn)河特大橋全長(zhǎng)1131.2m。主橋橋型為H型橋塔的雙塔雙索面混凝土斜拉橋，主橋全長(zhǎng)464m，橋孔布置為28.5m+79.5m+248m+79.5m+28.5m。

主梁為縱橫雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)C55，截面為邊主梁形式，主梁頂面全寬37.1m，橋梁中心線處梁高2.635m，邊主梁梁高為2.3m，寬2.2m，主塔附近主梁肋寬變厚至2.75m。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)為6.5m，節(jié)段混凝土量為167.3m？，節(jié)段自重437t。

斜拉索為φ7鍍鋅高強(qiáng)鋼絲索，R=1670MPa，聚乙烯擠壓護(hù)套，冷鑄錨頭。梁上間距6.5m，邊跨現(xiàn)澆段上索距加密為3.25m；塔上索距1.5m，兩排索距為35.5m，為平行的雙索面。

由于主梁寬、節(jié)段長(zhǎng)、重量大，還要跨越繁忙的京杭大運(yùn)河，為了實(shí)現(xiàn)主梁的懸澆施工，本橋采用了利用斜拉索作為懸澆施工輔助設(shè)備的前支點(diǎn)牽索掛籃施工工藝，成功實(shí)現(xiàn)主梁懸澆。

3牽索掛籃簡(jiǎn)介

牽索掛籃根據(jù)構(gòu)造及行走方式，分為短平臺(tái)牽索掛籃、長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃和復(fù)合型牽索掛籃。長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃具有構(gòu)造加單、構(gòu)件受力明確、行走方式簡(jiǎn)單，前后節(jié)段混凝土接縫良好的特點(diǎn)而廣泛使用。

本工程即采用長(zhǎng)平臺(tái)型牽索掛籃，牽索掛籃總重195t，主要分5大部分：其主要由主桁承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、水平抗剪系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。

主桁承重系統(tǒng)是牽索掛籃的骨架，是承受荷載的重要構(gòu)件，一般由主縱梁、前后橫梁構(gòu)成平面框架體系，次縱梁及普通縱梁作為形成平面穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的輔助構(gòu)件。

懸吊系統(tǒng)是將掛籃與已澆筑主梁有效連接、傳遞荷載到已澆梁段上的連接系統(tǒng)，一般由前吊掛、中吊掛、后吊掛以及牽索系統(tǒng)組成。

水平抗剪系統(tǒng)是承受前支點(diǎn)斜拉索水平分力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，主要是由設(shè)置在主縱梁上的抗剪塊組成。有明設(shè)和暗設(shè)兩種：明設(shè)法不需要在主梁上設(shè)置預(yù)留槽，不破壞主體結(jié)構(gòu)，僅設(shè)置預(yù)留孔即可，但掛籃上構(gòu)造復(fù)雜，一般適用于帶懸臂翼緣板的主梁結(jié)構(gòu)；暗設(shè)法構(gòu)造簡(jiǎn)單，直接在主縱梁上做抗剪塊，主梁上預(yù)留體積相當(dāng)?shù)念A(yù)留槽口，對(duì)主體結(jié)構(gòu)有一定影響，一般用于不帶翼緣板的主梁。

走行系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)掛籃在主梁上移動(dòng)的構(gòu)件，一般由與主桁固結(jié)的C型掛鉤、走行小船及臨時(shí)固定在主梁頂面的走行滑道、行走牽引系統(tǒng)組成。

模板系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形狀的構(gòu)件，一般由重量適中的鋼模板組成，拆?；虬惭b困難的內(nèi)模，也可用木?；蚩梢匀斯ぐ膊鸬男K鋼模板。

牽索掛籃總成見(jiàn)圖1。

1.1承重系統(tǒng)主要由主縱梁、次縱梁、前橫梁、中橫梁及普通縱梁等桿件組成。

承重系統(tǒng)各構(gòu)件除普通縱梁采用I30型鋼外，其余桿件均為矩形截面鋼箱梁。主縱梁長(zhǎng)16.65m，為減輕重量，采用變高度截面形式，前段10.2m長(zhǎng)截面為1.8*1.2m，后端截面為1.2*1.2m。前橫梁為1.8*1.2*35.5m等截面。中橫梁為變高度截面形式，與主縱梁連接部位為1.8*1.2，中部27.5m截面為1.2*1.2m。次縱梁為1.2*1.2*6.5m。

1.2模板系統(tǒng)

本套掛籃模板除頂板、齒塊、橫隔墻的近塔端側(cè)模采用竹膠板，其余全部采用新制鋼模。采用竹膠板做模板，可方便拆裝，使掛籃順利通過(guò)每節(jié)梁段的橫隔墻。

橫隔墻后端的混凝土梁頂板采用拱架支撐，將頂板混凝土荷載直接卸載到邊上的主縱梁上，減小中內(nèi)吊掛的受力。

1.3懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)主要將掛籃懸吊在已澆梁段和主塔上，提供垂直方向的反力，同時(shí)承擔(dān)掛籃起落功能的實(shí)現(xiàn)。懸吊系統(tǒng)由掛籃前端牽索錨固結(jié)構(gòu)，中吊桿、后吊桿等組成。

牽索錨固結(jié)構(gòu)由新制成品索、張拉桿、連接頭、張拉螺母、錨固螺母組成。拉索的接長(zhǎng)采用特制的接長(zhǎng)桿，采用Cr40材質(zhì)的鋼棒車制螺紋，采用全螺紋。一端接過(guò)渡套，一端接張拉桿。

中外吊桿由Cr40材質(zhì)的鋼棒車制螺紋的吊桿，為主吊桿，承受全部掛籃自重，為掛籃起落的掛念部件，同時(shí)也是懸澆梁段時(shí)將掛籃與已澆梁體錨固的關(guān)鍵部件。中內(nèi)吊桿及后吊桿采用Φ32精軋螺紋鋼。

1.4水平抗剪系統(tǒng)

水平抗剪系統(tǒng)包括水平抗剪檔塊、梁體預(yù)埋鋼盒組成，水平抗剪系統(tǒng)支撐在主梁的梁底預(yù)埋鋼盒側(cè)壁上，平衡由于牽索產(chǎn)生的水平力。水平抗剪檔塊要承受最大索力的水平分力，故采用多塊整鋼板鑲嵌在主縱梁內(nèi)與底板、側(cè)板均進(jìn)行焊接，以確保施工安全。

1.5走行系統(tǒng)

走行系統(tǒng)由走行掛鉤、滑道及走行輪組成。走行動(dòng)力為2臺(tái)100t千斤頂，牽引2根JL32，fpk=785Mpa級(jí)精軋螺紋鋼筋。

為減小走行時(shí)阻力，滑道上設(shè)置4mm不銹鋼板，走行掛鉤上設(shè)置四氟板，走行前需涂潤(rùn)滑油。走行前，將頂板模板的拱架系統(tǒng)下放到低于橫隔板，將橫隔板側(cè)模放在頂上，一同過(guò)孔。邊主梁的側(cè)模放在小縱梁平臺(tái)上。

3牽索掛籃施工技術(shù)

由于牽索掛籃系利用后端錨固在已澆梁段上， 把待澆段斜拉索利用工具拉桿錨固到掛籃前端， 由已澆段和斜拉索共同承擔(dān)待澆段混凝土重量， 從而實(shí)現(xiàn)掛籃懸澆懸臂受力形式轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)支受力形式， 提高了掛籃承載能力。但同時(shí)受斜拉索自身柔度及掛籃本身剛度影響， 斜拉索初始張拉力不能過(guò)大（相對(duì)于索永久索力） ， 因而需要在混凝土澆筑過(guò)程中不斷補(bǔ)充拉索力， 以保持掛籃在施工過(guò)程中撓曲變化的穩(wěn)定。

3.1 掛籃下落、行走

掛籃的提升及下放均采用中外吊桿及主縱梁后端的千斤頂來(lái)完成，在掛籃提升及下放過(guò)程中隨著千斤頂?shù)纳炜s，需即時(shí)增減抄墊的鋼板，保證掛籃安全的提升及下放。

提升過(guò)程中、尾部千斤頂?shù)男逗膳c中外吊桿千斤頂?shù)捻斏η笸剑箳焖{(lán)水平上升、下降，避免吊桿受彎折斷；剪力鍵位置墊板在剪力鍵進(jìn)入預(yù)留槽30mm后安裝，注意提升過(guò)程中觀察防止偏斜、掉落等情況發(fā)生；安裝前暫停提升，檢查縱向位置，偏差超出規(guī)定時(shí)糾偏后再提升。提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，掛藍(lán)尾部與梁底接觸（有70mm厚永久墊板），前端底模與已澆段梁底混凝土接觸。

掛藍(lán)下放是提升的逆過(guò)程，在體系轉(zhuǎn)換完畢、橋面軌道安裝后進(jìn)行，先解除中內(nèi)吊掛，再解除后吊掛，按照以上逆過(guò)程水平下落，直到走行掛鉤的走行小船落入軌道，再翻轉(zhuǎn)梁底反力輪安裝好限位銷，抽出鋼墊板，拆除中外吊桿。

3.2掛籃錨固、立模，斜拉索初張拉

根據(jù)監(jiān)控單位給定的各節(jié)段掛籃到位的底模標(biāo)高，利用前支點(diǎn)斜拉索張拉來(lái)設(shè)定。并在標(biāo)高設(shè)定時(shí)應(yīng)采取底模預(yù)設(shè)上（下）拱的措施來(lái)消除掛籃自身變形的影響。

標(biāo)高設(shè)定完畢后在中吊掛、后吊掛處進(jìn)行抄墊，最后將中、后吊桿與主梁鎖定，鎖定力量為：中外吊桿按100t/每根吊桿，中內(nèi)及后吊桿按30t/每根吊桿。

將剪力鍵后端和上端前部與梁體之間用鋼板抄死，鋼板抄墊時(shí)應(yīng)形成面接觸。使掛籃與梁體牢固連成一體，完成長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃的設(shè)定標(biāo)高及鎖定工作。因剪力剪受力較大且與縱梁是焊接連接，所以每節(jié)段混凝土澆注前，應(yīng)重點(diǎn)檢查。

牽索主縱梁精確定位錨固后，水平抗剪設(shè)施安裝完畢，即可進(jìn)行牽索安裝，先將延長(zhǎng)桿與錨頭內(nèi)撐套連接好，調(diào)整好錨杯位置，保證錨杯螺母與錨墊板間4㎝左右空隙。走行到位后，應(yīng)準(zhǔn)確調(diào)整主縱梁前后位置，按澆注100%砼后斜拉索梁端索偏角計(jì)算設(shè)置牽索與弧形首交點(diǎn)位置，使?fàn)恳龔埨瓧U與斜拉索同一軸線，且軸線位置準(zhǔn)確。

立模標(biāo)高確定后，進(jìn)行斜拉索第一次張拉，張拉在塔上進(jìn)行操作。按照監(jiān)控指令進(jìn)行，分級(jí)張拉到要求的噸位對(duì)應(yīng)額油表讀數(shù)。張拉時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)索力，達(dá)到需要的精度后停止張拉。

3.3鋼筋綁扎、澆筑50%混凝土后斜拉索第二次張拉，澆筑完100%混凝土

斜拉索第一次張拉后，進(jìn)行混凝土的澆筑?；炷凉嘧那岸送蠖诉M(jìn)行，按照邊主梁前端→橫梁→邊主梁后端→頂板，橫向?qū)ΨQ澆注，兩懸臂端對(duì)稱澆注，澆注方量一致。

寬幅雙懸臂主梁節(jié)段混凝土澆筑須嚴(yán)格按照對(duì)稱的原則進(jìn)行。對(duì)稱分兩個(gè)層面：橫斷面上，澆筑要對(duì)稱，確保掛籃上下游側(cè)的混凝土澆筑速度相同，澆筑的方量相同，防止不對(duì)稱荷載將掛籃橫梁扭傷破壞掛籃結(jié)構(gòu)；縱橋向兩個(gè)懸澆端的混凝土澆筑速度要一樣，澆筑的方量要一樣，防止偏載使主塔產(chǎn)生無(wú)法恢復(fù)的傾斜。一般縱橋向澆筑偏差不能大于5方混凝土，橫橋向偏差不能大于2方混凝土。

澆筑到50%節(jié)段混凝土量后，須測(cè)量梁端標(biāo)高和索力，進(jìn)行第二次索力調(diào)整，其目的是調(diào)整掛籃前端標(biāo)高，本質(zhì)是使掛籃主縱梁預(yù)偏，使?jié)仓炷廉a(chǎn)生的變形在主縱梁承受范圍內(nèi)。張拉在塔上進(jìn)行操作。按照監(jiān)控指令進(jìn)行，分級(jí)張拉到要求的噸位對(duì)應(yīng)額油表讀數(shù)。張拉時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)索力，達(dá)到需要的精度后停止張拉。

調(diào)整完索力和標(biāo)高，要立即繼續(xù)澆筑混凝土。澆筑時(shí)仍需要按照上述對(duì)稱原則進(jìn)行，直到澆筑完全部混凝土。注意控制混凝土澆筑總量，不得超過(guò)理論數(shù)量的3%。

3.4混凝土養(yǎng)護(hù)，張拉梁段預(yù)應(yīng)力，壓漿

混凝土養(yǎng)護(hù)采用橋面全覆蓋土工布，頻繁澆水保濕養(yǎng)護(hù)地方措施。冬季施工時(shí)，采用篷布全包裹，并在拱架內(nèi)設(shè)置暖風(fēng)機(jī)加溫，過(guò)程中做好溫度監(jiān)控，確?；炷琉B(yǎng)護(hù)溫度。

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到5Mpa時(shí)拆除端模并鑿毛。達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)拆除邊箱內(nèi)側(cè)模，70%時(shí)拆除錨塊模板。

混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上，同時(shí)混凝土彈性模量達(dá)到90%時(shí)才能施加預(yù)應(yīng)力。張拉順序?yàn)橄瓤v向束后橫向束，斷面內(nèi)遵行對(duì)稱的原則。張拉嚴(yán)格按工藝流程進(jìn)行，張拉以張拉力為主，伸長(zhǎng)量作為校核，誤差應(yīng)在±6%以內(nèi)，預(yù)應(yīng)力張拉完畢，24h內(nèi)壓漿，壓漿采用專用灌漿料。

3.5體系轉(zhuǎn)換，第三次張拉斜拉索

預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完畢后，檢查梁體標(biāo)高與設(shè)計(jì)吻合后，操作人員進(jìn)入弧形首，旋緊斜拉索錨固螺母；開(kāi)動(dòng)油泵掛藍(lán)前端的千斤頂張拉斜拉索，放松弧形首上的錨固螺母，行程應(yīng)大于斜拉索齒塊處錨固螺母的旋緊行程；放松千斤頂使齒塊處錨固螺母受力，將牽索力轉(zhuǎn)移到主梁齒塊處，完成體系轉(zhuǎn)換。

體系轉(zhuǎn)換之后，旋開(kāi)斜拉索錨頭處過(guò)渡套，使斜拉索與接長(zhǎng)索完全分離。

斜拉索第三次張拉在塔端進(jìn)行。按照監(jiān)控指令進(jìn)行，分級(jí)張拉到要求的噸位對(duì)應(yīng)額油表讀數(shù)。張拉時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)索力，達(dá)到需要的精度后停止張拉。

4 牽索掛籃施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)

4.1本橋主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土主梁，施工過(guò)程控制時(shí)，應(yīng)以標(biāo)高控制為主，兼顧索力和混凝土應(yīng)力。如果索力與標(biāo)高有偏差，應(yīng)在合攏后，進(jìn)行個(gè)別調(diào)整。過(guò)程中一味追求索力，極可能標(biāo)高超標(biāo)，引起梁體拉應(yīng)力超限，造成結(jié)構(gòu)損傷。

4.2用于中、后錨點(diǎn)的吊桿為Φ32精軋螺紋，由于施工時(shí)易發(fā)生因現(xiàn)場(chǎng)電弧焊電擊而發(fā)生脆斷， 應(yīng)盡量避免因電弧焊接線不良造成電擊損傷，斷裂后危及掛籃安全。為避免出現(xiàn)此情況，本橋采用了外套Φ40PVC管防護(hù)。

4.3梁底抗剪塊設(shè)置充分考慮混凝土局部承壓能力。本橋施工時(shí)，在預(yù)埋件周圍焊接圓柱頭焊釘后方設(shè)置4層鋼筋網(wǎng)片， 提高局部承壓能力，避免混凝土局部破壞。

4.4為控制牽索掛籃懸澆變形，防止一次調(diào)索造成掛籃主縱梁損傷，采用過(guò)程中分次調(diào)索的措施。本橋施工時(shí)規(guī)律性調(diào)索分三次：掛籃就位時(shí)調(diào)至施工索力的15～20 %；混凝土澆筑50 %時(shí)二次調(diào)索，索力控制在施工索力的50～65%；縱橫向預(yù)應(yīng)力張拉后進(jìn)行掛籃體系轉(zhuǎn)換，再調(diào)至100%施工索力。另外邊跨、中跨合攏前根據(jù)標(biāo)高情況對(duì)全橋索力檢測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)索。對(duì)于個(gè)別標(biāo)高偏差滿足要求，索力偏差大的拉索，在中跨合攏后通測(cè)全橋索力，再根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)索。

4.5本橋結(jié)構(gòu)為塔梁分離梁墩支撐的半漂浮體系，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，主梁在懸臂施工前塔梁之間應(yīng)設(shè)置縱向、橫向及豎向臨時(shí)約束。該約束主要承受主梁懸臂施工過(guò)程中主梁兩側(cè)產(chǎn)生的不平衡力矩。該約束將在中跨合攏段鋼支撐安裝完畢后拆除，并作好約束解除前后主梁的位移變化觀測(cè)記錄。

4.6施工中應(yīng)對(duì)主要構(gòu)件的受力狀態(tài)、變形情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。在特征點(diǎn)設(shè)置應(yīng)變計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控構(gòu)件應(yīng)力應(yīng)變；通過(guò)精密水準(zhǔn)測(cè)量，監(jiān)測(cè)構(gòu)件在施工各階段變形情況，確保構(gòu)件受力安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

本橋采用牽索掛籃施工，施工工藝相對(duì)復(fù)雜，通過(guò)實(shí)踐中優(yōu)化工序，節(jié)段施工周期最快達(dá)到7天/節(jié)段，施工控制精度達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求：節(jié)段施工時(shí)最大拉應(yīng)力1.2MPa，最大壓應(yīng)力16MPa；中跨合攏時(shí)自然狀態(tài)梁端標(biāo)高偏差最大15mm，中線偏差最大6mm。完全達(dá)到設(shè)計(jì)及監(jiān)控目標(biāo)，主梁線形、索力及結(jié)構(gòu)內(nèi)力始終處于控制狀態(tài)。

本橋主梁施工時(shí)，采用了特種設(shè)備——牽索掛籃，成功實(shí)現(xiàn)了π形邊主梁形式、節(jié)段長(zhǎng)度長(zhǎng)、塊段重量重、航道影響復(fù)雜等不利條件下的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋主梁懸澆施工，施工過(guò)程控制合理，成橋狀態(tài)達(dá)到理想狀態(tài)，為今后類似工程提供了很好的借鑒和參考意義。

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