陳琿

摘 要：本文概述了南通市東沙大橋主梁的施工方法，結(jié)合牽索掛籃在邊主梁（Π型梁）施工中的應(yīng)用，重點介紹牽索掛籃的設(shè)計結(jié)構(gòu)、施工工藝，對類似橋梁具有較強的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：邊主梁；牽索掛籃；施工工藝

1 工程概述

東沙大橋位于南通市通州區(qū)沿江高等級公路與五接鎮(zhèn)興武大道交叉處，向南與長江大堤平交，跨越天生港水道及通州區(qū)固沙護(hù)灘工程北堤。主橋采用41.6+78.4+270+78.4+41.6m雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，半漂浮結(jié)構(gòu)體系。

本橋主梁為雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號為C55，截面為邊主梁形式，主梁全長510m，標(biāo)準(zhǔn)段主梁頂面寬27.5m，邊主梁高為2.3m，橋梁中心線處梁高2.515m，肋寬2.2m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段順橋向每隔6.4m設(shè)一道橫梁，標(biāo)準(zhǔn)段采用牽索掛籃施工。

2 主梁總體施工方案

主梁按施工方法的不同分為4個部分：主梁A0、A1節(jié)段、邊跨現(xiàn)澆段、標(biāo)準(zhǔn)懸臂澆筑節(jié)段及合龍段。

A0、A1節(jié)段主梁采用支架法施工，施工完成后，對0#塊臨時錨固，在A1#（A1′#）節(jié)段下方搭設(shè)掛籃拼裝平臺，進(jìn)行掛籃的組裝，然后提升掛籃到位并進(jìn)行靜載試驗，試驗結(jié)束進(jìn)行后主梁對稱2#～10#節(jié)段的施工，同時進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段施工。然后進(jìn)行邊跨合龍施工，并在對邊跨現(xiàn)澆段進(jìn)行壓重的同時完成中跨11#～20#節(jié)段施工，最后進(jìn)行中跨合攏施工。

3 牽索掛籃設(shè)計構(gòu)造

牽索掛籃應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋主梁的結(jié)構(gòu)不同，索面在縱橫方向的坡度變化，以及斜索在主梁上固定交點的規(guī)律，斜拉索的張拉牽引條件，以及掛籃在下降前移時其下方的凈空大小等各方面的因素進(jìn)行選型及具體設(shè)計，根據(jù)施工圖設(shè)計結(jié)合邊主梁的截面特征及拉索位置，設(shè)計采用長平臺型牽索掛籃結(jié)構(gòu)。

本牽索掛籃不計施工臨時支架等總重量為169.4t，主要由承重系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等組成。

承重系統(tǒng)主要由主縱梁、次縱梁、頂板拱肋、前橫梁、中橫梁、及普通縱梁等桿件組成。除去普通縱梁為型鋼外其余均為加勁鋼箱梁。承重系統(tǒng)間連接均采用φ24，S8.8級精制螺栓連接。

懸吊系統(tǒng)由掛籃前段牽索錨固結(jié)構(gòu)，中、后吊桿等組成。牽索錨錠系統(tǒng)是指以一定的加長裝置錨固在掛籃主縱梁前端成為牽索，主要由臨時張拉桿、連接頭、張拉螺母、錨固螺母等組成。中外吊桿、中內(nèi)吊桿及后吊桿采用φ32mm精軋螺紋鋼筋。

走行系統(tǒng)由走行掛鉤、滑道及走行輪組成。為減小走行時阻力，走行前需涂潤滑油。

模板系統(tǒng)分為頂板、邊主梁兩部分，為方便掛籃模板順利通過橫隔墻，頂板模板支持系統(tǒng)采用整體升降式拱肋+鋼模；邊主梁外側(cè)模及外側(cè)隔板模板采用可調(diào)節(jié)撐桿支撐鋼模，走行時無需拆除。為方便安裝、拆除，邊主梁內(nèi)側(cè)模及內(nèi)側(cè)隔墻模板采用鋼管腳手架支撐系統(tǒng)，模板采用方木+竹膠板，具有重量輕，方便人工操作。

4 掛籃拼裝及靜載試驗

4.1 牽索掛籃的拼裝

（1）牽索掛籃拼裝方法

掛籃在0#塊施工結(jié)束后進(jìn)行拼裝，拼裝工作分梁上、梁下兩部分，梁上主要進(jìn)行提升系統(tǒng)安裝；梁下主要進(jìn)行掛籃承重平臺、升降式拱肋、模板的拼裝。梁下掛籃拼裝位置設(shè)在掛籃進(jìn)行2#節(jié)段施工時掛籃位置的投影正下方，拼裝工作在臨時拼裝平臺上進(jìn)行。

（2）牽索掛籃拼裝步驟及要求：

①拼裝前各構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行檢查，并拆除0#塊部分妨礙的現(xiàn)澆支架，后搭設(shè)拼裝平臺，并保證拼裝件抄墊平直。

②依次拼裝掛籃主縱梁、次縱梁、前后橫梁、模板系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)及附屬設(shè)施（走行掛鉤不得安裝）。構(gòu)件安裝后應(yīng)檢測幾何尺寸，并擰滿全部螺栓。

③在0#塊上拼裝提升系統(tǒng)主梁，并安裝后錨固，安裝提升系統(tǒng)。

④利用前后提升點將掛籃平臺整體緩慢水平提升脫離抄墊后停止，檢查提升裝置，如無異常提升掛籃到設(shè)計高程。

⑤掛籃進(jìn)行定位鎖定。掛籃提升就位后，按設(shè)計圖安裝掛籃走行掛鉤、中內(nèi)外吊掛、后吊掛，對中內(nèi)吊掛、中外吊掛、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。

⑥安裝2#懸澆節(jié)段索道管，掛設(shè)斜拉索C2（C2），并初張拉至設(shè)計牽索索力。

⑦拆除掛籃提升系統(tǒng)，牽索掛籃進(jìn)行靜載試驗。

4.2 牽索掛籃靜載試驗

主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段利用牽索掛藍(lán)懸臂澆注，在施工過程中，需模擬主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段懸澆施工步驟，得出主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工各階段下的索力、線型和梁體應(yīng)力值，同時檢驗牽索掛籃結(jié)構(gòu)安全性及掛籃主縱梁和橫梁彈性變形值，在第一個懸澆段位置（2#節(jié)段）按懸澆階段施工步驟進(jìn)行靜載試驗。荷載的布置形式盡量與實際荷載分布吻合，以保證試驗的可靠性和準(zhǔn)確性。

試驗按照25%、50%、75%、100%、120%預(yù)壓荷載進(jìn)行分級均勻?qū)ΨQ加載，直至加載至最重梁段邊跨8#節(jié)段混凝土自重的1.2倍，卸載按75%、50%、0%進(jìn)行。加載過程中密切觀測、記錄撓度數(shù)據(jù)。每級工況至少維持2個小時，最大荷載持載要求12個小時。

①將掛籃各吊掛施加預(yù)緊力，斜拉索牽索張拉到第一張牽索索力，測索力、溫度、塔變位、掛籃變位及主梁線形；

②對稱加載到主梁2#懸澆混凝土灌注總量的1/4重量，測量掛籃主縱橫梁的彈性變形值，對吊掛、各焊縫和螺栓、牽索頭處各受力部件安全檢查，要求靜壓時間2h；

③對稱加載到主梁2#懸澆混凝土灌注總量的1/2重量，斜拉索牽索第二次張拉到設(shè)計牽索索力，觀測項目同上，要求靜壓時間2h；

④對稱加載到主梁2#懸澆混凝土灌注總量的3/4、1倍的重量，觀測項目同上；

⑤對稱加載到主梁2#懸澆混凝土灌注總量的1.2倍的重量，測量溫度、塔變位、掛籃變位、主梁線形及索力。同時監(jiān)測主梁應(yīng)力，要求靜壓時間8h；

⑥對稱加載到主梁最重節(jié)段（邊跨8#節(jié)段）混凝土灌注總量的1.2倍的重量，要求觀測項目同上。要求滿載12h；

⑦按75%、50%、0%進(jìn)行反向?qū)ΨQ卸載，直至卸載完成后放索力至零。

5 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段懸澆施工工藝

5.1 掛籃走行準(zhǔn)備及走行

（1）走行準(zhǔn)備

①當(dāng)節(jié)段混凝土達(dá)到設(shè)計強度后張拉各向預(yù)應(yīng)力完畢后，用千斤頂張拉牽索端張拉桿，使張拉桿螺母離開錨固點，上緊斜拉索錨固螺母，松開牽索系統(tǒng)，將斜拉索由牽索體系轉(zhuǎn)化至主梁上。

②牽索掛籃走行之前，需整體下降，首先拆除模板，用拱架下放系統(tǒng)下放拱架，起頂主縱梁后端千斤頂，將掛籃后反力轉(zhuǎn)化至千斤頂上，拆除后吊掛，同步調(diào)節(jié)中吊桿及起頂后端千斤頂（注意抄墊與頂升循環(huán)進(jìn)行），使中錨點緩慢與反力輪上升同步進(jìn)行，直至掛籃平臺下降500mm，掛籃掛鉤作用于梁頂掛籃走道上之后，安裝反力輪，解除吊掛系統(tǒng)，安裝前移千斤頂，鋪設(shè)滑道，并在軌道頂面涂上黃油做潤滑劑，以減小主梁走行時的摩阻力。

（2）掛籃走行

①掛籃走行依靠反力輪及走行掛鉤走行，利用滑道上安裝的反力座與60t穿心千斤頂，張拉φ32精軋螺紋鋼筋提供掛籃走行動力。

②掛籃走行過程中必須控制好兩側(cè)走行掛鉤的走行速度，施工時在走行滑道上每5cm畫上刻度記號，走行時以每5cm為單位保證掛籃同步走行。同時掛籃在走行中應(yīng)同步觀測掛籃中線變化情況，若中線產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，應(yīng)及時對兩側(cè)走行掛鉤走行的速度進(jìn)行糾偏。

③掛籃在走行中應(yīng)派專人觀測，若情況異常應(yīng)立即停止走行，待查明原因并確保安全后方可繼續(xù)前移。

④掛籃走行到位后，按監(jiān)控要求進(jìn)行索力，主梁線型、塔變位及溫度測量。

5.2 掛籃提升就位、底模調(diào)整

掛籃提升高度約0.5m。起頂主縱梁后端千斤頂，卸下反力輪，利用千斤頂及中吊掛同步提升掛籃，至底模與已澆梁段密貼，對吊點處抄墊，安裝后吊桿，按設(shè)計要求預(yù)拉中、后吊桿，安裝斜拉索，并與牽索系統(tǒng)連接，提升拱架，安裝模板、鋼筋等。掛籃提升過程中各個提升點應(yīng)保持同步進(jìn)行。千斤頂上吊桿分配梁下面必須抄墊死，保證其頂面水平，使吊掛垂直受力。并使止推裝置坎入預(yù)埋槽口，確保斜拉索螺母離開錨墊板一定距離，按設(shè)計值預(yù)拉斜拉索，錨固牽索系統(tǒng)。

根據(jù)施工監(jiān)控給定的各節(jié)段掛籃到位的底模標(biāo)高，利用升降拱肋豎向微調(diào)超墊塊來設(shè)定。利用待澆節(jié)段前后端的相對高差及已澆節(jié)段之間的夾角來設(shè)定標(biāo)高。標(biāo)高調(diào)整完畢后將縱橫梁、剪力鍵后端與梁體之間抄死，使掛籃與梁體牢固連成一體，完成牽索掛籃的縱向鎖定工作。掛籃立模標(biāo)高應(yīng)在掛籃所有錨固點錨固到位后再復(fù)測，應(yīng)減小溫度對掛籃立模標(biāo)高的影響。

5.3 斜拉索張拉

斜拉橋牽索掛籃施工的特點就是在施工過程中對索力分階段進(jìn)行調(diào)整，每根斜拉索至少需要4次張拉調(diào)整過程。第一次為掛籃走形、提升到位并按設(shè)計及監(jiān)控要求對吊掛超墊、預(yù)拉后，對掛籃錨固時的第一次調(diào)索；第二次為在混凝土澆注50%后調(diào)索；第三次為在梁體砼達(dá)到設(shè)計強度、預(yù)應(yīng)力施工完畢后，上緊斜拉索錨固螺母，松開牽索系統(tǒng)，將斜拉索由牽索體系轉(zhuǎn)化至主梁上，后進(jìn)行調(diào)索；第四次為全橋合攏后橋面系施工前根據(jù)監(jiān)控情況進(jìn)行最終調(diào)索。

各階段索力的調(diào)整，要嚴(yán)格依據(jù)監(jiān)控及設(shè)計的指令進(jìn)行調(diào)整。

6 結(jié)語

根據(jù)東沙大橋π 型邊主梁形式主梁的結(jié)構(gòu)特點，主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段采用牽索掛籃施工，施工工藝較復(fù)雜，通過現(xiàn)場不斷優(yōu)化方案，施工控制精度達(dá)到設(shè)計及規(guī)范要求，主梁線形、索力及主梁應(yīng)力均達(dá)到控制范圍。通過牽索掛籃施工成功實現(xiàn)了邊主梁形式、節(jié)段較長、重量重的斜拉橋施工，對后續(xù)類似工程提供了成功的經(jīng)驗。

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