邵學(xué)文

（吳江市建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，江蘇蘇州 215200）

0 前言

江蘇蘇北某跨河橋梁的主橋設(shè)計為雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，主跨跨徑為218 m，結(jié)構(gòu)體系為半漂浮體系。主梁為單箱三室斜腹板箱形截面，中心梁高2.8 m，頂板寬26.5 m，底板寬10.5 m，兩側(cè)懸臂長度各4 m。采用復(fù)合式單索面牽索掛籃進(jìn)行主梁懸澆節(jié)段的施工，斜拉索橫橋向間距為1.1 m，呈扇面平行布置于中央分隔帶之內(nèi)，并錨固于箱梁內(nèi)橫梁上，懸澆節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)長度為6.0 m。

該工程項目采用的復(fù)合式牽索掛籃由承重系統(tǒng)、定位錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、張拉系統(tǒng)、施工輔助系統(tǒng)等組成。掛籃總長度20.0 m，自重（包括模板系統(tǒng)）約160 t。掛籃具體構(gòu)造見圖1所示。

圖1 牽索式前支點(diǎn)掛籃立面布置圖

1 掛籃拼裝、提升就位及靜載預(yù)壓主要施工步驟

1.1 掛籃拼裝

（1）主梁0#塊段施工完畢后，拆除承重支架，保留水中鋼管樁，并根據(jù)掛籃拼裝工作面積的需要另行補(bǔ)打鋼管樁。

（2）搭設(shè)掛籃拼裝平臺。在鋼管樁頂設(shè)置縱、橫向分配梁。

（3）在拼裝平臺上準(zhǔn)確施放主、次縱梁位置，采用滑移法（履帶吊配合）將各構(gòu)件移送到安裝位置。在拼裝平臺上安裝牽索掛籃的主、次縱梁，底模及側(cè)模桁架系統(tǒng)，模板系統(tǒng)，部分吊掛系統(tǒng)及施工附屬設(shè)施。

（4）在已澆筑的箱梁0#塊頂面鋪設(shè)鋼軌滑道，拼裝輔助主梁及走行主梁，并安裝后錨固及走行主梁吊掛系統(tǒng)。

1.2 掛籃提升就位

（1）利用內(nèi)中吊掛和走行主梁前吊掛將掛籃平臺整體水平提升一定高度后安裝走行框。

（2）繼續(xù)提升掛籃至預(yù)定高程，完成次縱梁前、后吊掛，主縱梁后吊掛及吊掛梁前、后吊掛等的安裝。掛籃提升過程見圖2。

圖2 掛籃提升過程照片

1.3 斜拉索張拉系統(tǒng)安裝并實(shí)施初張拉

（1）對掛籃系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查驗收，對中內(nèi)吊掛、后吊掛及剪力鍵處進(jìn)行抄墊，并按設(shè)計要求預(yù)拉吊桿。

（2）在掛籃弧形首沿斜拉索延長線安裝接長桿，并安裝承壓支撐座、張拉撐腳、螺母及墊板、牽引撐腳、千斤頂?shù)葟埨到y(tǒng)。

（3）按照設(shè)計圖紙及監(jiān)控量測部門提供的噸位對斜拉索實(shí)施初張拉。

1.4 掛籃靜載試驗

（1）收緊輔助主梁前吊掛，并松開或拆除走行主梁前吊掛。

（2）模擬箱梁節(jié)段混凝土的澆筑順序?qū)克鲯旎@實(shí)施靜載預(yù)壓。

（3）完成掛籃預(yù)壓總結(jié)，按設(shè)計圖紙及監(jiān)控量測部門提供的相關(guān)數(shù)據(jù)對模板標(biāo)高及斜拉索拉力進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)入箱梁節(jié)段正式施工。

2 各施工環(huán)節(jié)的主要技術(shù)要求及質(zhì)量控制重點(diǎn)

2.1 牽索掛籃加工及拼裝

（1）掛籃各構(gòu)件加工完成后，要按設(shè)計圖紙及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》進(jìn)行工廠預(yù)拼，以檢驗裝配精度及加工質(zhì)量，經(jīng)制造、使用、監(jiān)理等各方共同驗收合格后方可出廠交貨。主要檢查內(nèi)容有各構(gòu)件的尺寸規(guī)格、焊縫質(zhì)量、原材料質(zhì)量、銷孔位置及尺寸、重要焊縫（弧形首、剪力鍵、銷軸鉸座連接處等）的探傷檢查、外觀質(zhì)量等。對重要掛籃連接件要進(jìn)行試拼裝，如主縱梁和焊縫之間的連接、張拉體系的連接等。

（2）確保掛籃拼裝平臺平整、牢靠。按正確位置和方向安裝主、次縱梁接頭板，底、側(cè)模桁架系統(tǒng)大多采用銷軸或螺栓連接，安裝及驗收過程中要逐個檢查銷軸及保險卡是否安裝到位、螺栓是否旋緊，并嚴(yán)禁對銷孔隨意擴(kuò)孔。

（3）掛籃的鋼軌滑道一定要支墊平穩(wěn)、固定牢靠，要求采用方木及道釘進(jìn)行固定，滑道與梁頂混凝土之間要抄墊密貼。前、后支腿一般采用槽鋼，滑道與槽鋼之間須制作專門的U型螺栓固定,使用雙螺帽并逐個旋緊。

（4）為消除橋面橫坡的影響，走行主梁和輔助主梁的支腿高度不同，另外各支腿在施工過程中的受力差別較大，在掛籃設(shè)計時采用的型鋼規(guī)格也有區(qū)別，安裝時應(yīng)特別注意核對。

（5）走行主梁和輔助主梁由貝雷片和加強(qiáng)弦桿拼裝組成，橫向采用標(biāo)準(zhǔn)支撐架連接。安裝完成后保證貝雷梁順直，各節(jié)點(diǎn)銷軸保險卡等安裝齊全。

2.2 掛籃提升就位及斜拉索初張拉

（1）掛籃主要構(gòu)件安裝完畢并檢查合格后，在提升前將臨邊的人行通道、弧形首部位的張拉工作平臺、安全圍護(hù)等施工輔助設(shè)施安裝齊全，盡可能減少高空作業(yè)量。

（2）吊掛系統(tǒng)的安裝是本環(huán)節(jié)控制的關(guān)鍵，由吊掛梁、千斤頂、吊桿、分配梁、起頂梁、螺母及墊板等組成。首先要全面檢查確保各組件本身的質(zhì)量滿足規(guī)定，再嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量。安裝前根據(jù)頂、底錨固點(diǎn)的高差確定吊桿的長度及接長位置，精軋螺紋鋼吊桿兩端須使用鋼墊板及雙錨固螺母。吊桿的接長要采用專門的連接套筒，并預(yù)先在待接長的兩根吊桿端頭1/2連接套筒長度處明顯標(biāo)記，再精確對中并將標(biāo)記范圍內(nèi)的全部絲扣旋入套筒，接長后的吊桿必須順直，不許出現(xiàn)彎折。安裝分配梁、起頂梁時，吊桿要在吊桿孔內(nèi)居中穿過。千斤頂在使用前應(yīng)進(jìn)行檢修并標(biāo)定，確保工作性能正常。

（3）底、側(cè)模平臺系統(tǒng)整體提升過程中，各吊點(diǎn)要保持同步、均衡，高差控制在10 cm以內(nèi)。提升過程中要同步擰緊固定螺母，擰螺母時不得帶動吊桿，防止連接套筒或底部螺母被旋落。底、側(cè)模平臺系統(tǒng)提升至一定高度后安裝走行框，提升到位后，在梁內(nèi)安裝后走行框錨固系統(tǒng)并抄平鎖死，再安裝剩余全部吊掛系統(tǒng)。

（4）準(zhǔn)確調(diào)整主縱梁前后位置，按澆筑100%混凝土后斜拉索梁端索偏角計算設(shè)置牽索與弧形首交點(diǎn)位置，使?fàn)恳龔埨瓧U與斜拉索同軸，且軸線位置準(zhǔn)確。在進(jìn)行第一次牽索預(yù)拉前應(yīng)調(diào)整好次縱梁上的剪力鍵裝置，抄墊鋼板保證剪力鍵與預(yù)埋鋼盒全斷面接觸。

（5）掛籃上的斜拉索臨時錨固裝置應(yīng)加強(qiáng)檢查。位于主縱梁內(nèi)的張拉桿應(yīng)保證獨(dú)立于周邊任何結(jié)構(gòu)，不得和任何剛性結(jié)構(gòu)貼在一起，防止產(chǎn)生橫向支點(diǎn)力。方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活可用，對于空間索體系，臨時錨固錨環(huán)應(yīng)緊緊錨固在掛籃前支點(diǎn)上，即保證錨環(huán)應(yīng)垂直于張拉桿，錨環(huán)不得形成局部受力的懸空狀態(tài)，一旦發(fā)生應(yīng)及時調(diào)整。

（6）第一次牽索預(yù)拉前，在中支點(diǎn)處抄墊預(yù)定高度墊塊并鎖死，后錨點(diǎn)錨桿按掛籃設(shè)計單位給定的噸位進(jìn)行預(yù)張拉，以使底模緊貼0#塊梁段混凝土，并在牽索張拉及混凝土澆筑時不出現(xiàn)明顯變形或位移。后錨點(diǎn)錨桿的預(yù)拉力按照給定的牽索拉力、待澆梁段重量、掛籃自重及施工荷載等最不利荷載組合通過計算確定，以R2處不出現(xiàn)負(fù)反力進(jìn)行控制。受力簡圖見圖3，計算公式如下。

圖3 牽索掛籃受力簡圖

式中：R1——后錨點(diǎn)反力；R2——中支點(diǎn)反力；H——水平止推反力；G——掛籃自重；

W——梁段混凝土重；

T——斜拉索拉力。

（7）掛籃提升到位后，盡快完善錨固系統(tǒng)，并按監(jiān)控量測部門按實(shí)計算確定的拉力進(jìn)行斜拉索張拉，盡量縮短掛籃懸空時間，完成掛籃從懸臂到彈性簡支的體系轉(zhuǎn)換。

2.3 掛籃靜載預(yù)壓

（1）掛籃靜載預(yù)壓的目的：檢驗掛籃系統(tǒng)的使用安全性，以及各構(gòu)件在不同工況下的應(yīng)力與變形參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求；測定主縱梁、橫梁和模板桁架系統(tǒng)的彈性變形和掛籃高程變化量，用于指導(dǎo)后續(xù)各主梁節(jié)段的立模標(biāo)高和平面位置；測定斜拉索張拉索力與掛籃變形量的關(guān)系，用于指導(dǎo)后續(xù)梁段施工；消除掛籃的非彈性變形。

（2）預(yù)壓荷載一般取最大懸澆節(jié)段鋼筋混凝土重量加臨時荷載總量的1.1倍即可，將施工荷載等效代換為容量相同的砂袋后，盡可能模擬混凝土澆筑過程進(jìn)行對稱、同步堆載，各個部位的加載量要根據(jù)實(shí)際情況通過計算確定。加載預(yù)壓時，掛籃前端斜拉索的索力也必須按照規(guī)定分級施加。

（3）分級加載標(biāo)準(zhǔn)一般要求按四級來實(shí)施，即0→50%→75%→100%→110%。卸載是加載的逆過程，實(shí)際工作中可適當(dāng)簡化為110%→100%→50%→0。

（4）事先合理確定實(shí)測參數(shù)及測點(diǎn)布置。主要的實(shí)測參數(shù)有兩類，一是變形位移參數(shù)，二是局部應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)。變形位移參數(shù)有高程，縱橋向位移，局部構(gòu)件位移、撓度等；局部應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)有錨桿、止推器、主縱梁、橫梁的應(yīng)變值等。測點(diǎn)分布位置根據(jù)掛籃體系的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)來具體布置。由于前支點(diǎn)的絲桿受力較為復(fù)雜，一般還應(yīng)對前支點(diǎn)絲桿進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測。

（5）預(yù)壓過程中的監(jiān)控量測及數(shù)據(jù)處理。在掛籃預(yù)壓的全過程，技術(shù)人員必須隨時在場認(rèn)真檢查各構(gòu)件有無異常變形和異常聲響，如發(fā)現(xiàn)異常則立即暫停加載，查找原因并妥善處理。施加荷載的過程中，待分級荷載施加穩(wěn)定且在斜拉索力測試和調(diào)整后再進(jìn)行各項參數(shù)指標(biāo)的觀測，以保證數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。在全部加載完成后，還應(yīng)觀測不同氣溫條件下的應(yīng)力應(yīng)變值，以便于甄別和處理監(jiān)測數(shù)據(jù)。每一級加、卸載后得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)要在事先制定的專用表格上如實(shí)記錄，并進(jìn)行階段性分析，確認(rèn)無異常時方可繼續(xù)施工。

（6）掛籃預(yù)壓結(jié)論：掛籃預(yù)壓完成后首先要對掛籃各結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行詳細(xì)的外觀質(zhì)量檢查，確定是否有異?，F(xiàn)象發(fā)生，主要檢查走行及輔助主梁、張拉桿、前支點(diǎn)、中錨點(diǎn)、后錨點(diǎn)、剪力鍵、吊掛系統(tǒng)等部位；然后及時對取得的各項監(jiān)測數(shù)據(jù)整理分析，作出荷載-變形曲線，對照預(yù)壓目的評價掛籃工作性能，并編制預(yù)壓總結(jié)報告送審。

3 結(jié)語

斜拉橋復(fù)合式牽索掛籃安全、可靠的工作性能是整個懸臂箱梁施工的有力保證，其可靠性主要通過嚴(yán)格的加工及組拼質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)，并經(jīng)過靜載預(yù)壓進(jìn)行驗證。施工技術(shù)人員及各級管理人員要把掛籃的加工、組拼及預(yù)壓作為斜拉橋施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，在制定科學(xué)合理的施工方案和工藝的前提下，還必須對施工全過程的質(zhì)量和安全嚴(yán)加管理。對主梁、主塔、掛籃及斜拉索的監(jiān)控量測要由專業(yè)單位使用專門的測試儀器來實(shí)施，并依據(jù)設(shè)計文件及科學(xué)的計算模型及時提供準(zhǔn)確無誤的監(jiān)控指令。

[1]張軍.斜拉橋施工監(jiān)理[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2005.

[2]尚勇.復(fù)合式牽索掛籃施工技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2007.

[3]中鐵大橋局集團(tuán)設(shè)計事業(yè)部.復(fù)合式牽索掛籃施工設(shè)計圖[Z].武漢：中鐵大橋局集團(tuán)有限公司，2012.