獨(dú)塔單索面復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃施工技術(shù)研究

【摘 要】隨著橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，越來越多少市政交通采用斜拉橋。斜拉橋造型優(yōu)美，梁體尺寸較小，橋梁的跨越能力較大；受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制少；抗風(fēng)穩(wěn)定性比懸索橋好，不需懸索橋那樣的集中錨碇構(gòu)造；便于懸臂施工等。斜拉橋施工大多利用斜拉橋自身的在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，懸臂澆筑施工時選擇前支點(diǎn)牽索式掛籃，由斜拉索和已澆梁段共同承擔(dān)待澆梁段的全部重量，以減輕施工設(shè)備承擔(dān)的荷載，充分發(fā)揮斜拉索的作用。斜拉橋采用掛籃施工時，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，超靜定次數(shù)多，掛籃的設(shè)計直接影響斜拉橋施工質(zhì)量和施工安全，因此進(jìn)行獨(dú)塔單索面復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃施工技術(shù)研究十分必要。

【關(guān)鍵詞】獨(dú)塔單索面；斜拉橋；復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃

【Abstract】With the development of bridge construction technology， more and more municipal traffic adopts cable-stayed bridges. The cable-stayed bridge has a beautiful shape， a small beam body size， and a large spanning capacity of the bridge； less restrictions on the clearance under the bridge and elevation of the deck； wind stability is better than a suspension bridge， and a centralized anchoring structure like a suspension bridge is not needed； Cantilever construction. Most cable-stayed bridges use the structural advantages of cable-stayed bridges themselves. When the cantilever is cast， the front fulcrum-type pull-type hanging basket is selected. The total weight of the beam section to be poured is shared by the cable stayed and the beam section. Reduce the load on construction equipment and give full play to the role of stay cables. When a cable-stayed bridge is used for hanging basket construction， because of its complex structure and many statically indeterminate times， the design of the hanging basket will directly affect the construction quality and construction safety of the cable-stayed bridge. Therefore， the construction technology of a single tower single cable surface composite front support point hanging basket is adopted. Research is very necessary.

【Key words】Single tower cable surface；Cable-stayed bridge；Composite front pivot

1. 研究背景

當(dāng)涂縣山水大道位于當(dāng)涂縣主城區(qū)東南面，為貫通現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)南北的重要通道。有我公司承建的山水大道青山大橋?yàn)榭缭焦孟拥囊蛔髽?，大橋由北向南，跨越姑溪河?guī)劃三級河道，主橋設(shè)計為塔梁固結(jié)的獨(dú)塔單索面混凝土斜拉橋，主梁總長245m，跨徑組合為35m+75m+135m。主梁采用掛籃懸臂澆筑施工，主梁梁高3.6m，采用單箱三室結(jié)構(gòu)，每個懸澆節(jié)段長度為7m，橋面寬度為22.5m，每個節(jié)段重量為332t（當(dāng)涂青山大橋見圖1，當(dāng)涂青山大橋橋型布置圖見圖2，主梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式圖見圖3）。

2. 掛籃選型

（1）懸臂澆筑施工的關(guān)鍵是掛籃的設(shè)計，掛籃的設(shè)計直接影響橋梁的質(zhì)量和施工安全。從目前出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋懸臂現(xiàn)澆施工中，最常用設(shè)備是前支點(diǎn)掛籃和后支點(diǎn)掛籃。

（2）傳統(tǒng)的后支點(diǎn)掛籃適用于節(jié)段長度較小（節(jié)塊長度在2～4m），重量較輕的結(jié)構(gòu)（節(jié)段重量在200t左右），這樣的結(jié)構(gòu)采用后支點(diǎn)掛籃可以更容易控制掛籃的橫向剛度，調(diào)整梁體兩端的標(biāo)高。因而后支點(diǎn)掛籃主要應(yīng)用于普通連續(xù)剛構(gòu)橋中，對于當(dāng)涂青山大橋節(jié)段長度為7m，橋面寬度為22.5m，若采用后支點(diǎn)掛籃施工，節(jié)塊每個節(jié)段需分2次澆筑，每次澆筑3.5m，分為無索區(qū)和有索區(qū)，理論上可行，但節(jié)塊數(shù)較多，工期勢必會增加，造成巨大的成本壓力，后支點(diǎn)掛籃已不能滿足施工要求。

（3）而從國內(nèi)外面的施工案例上看，前支點(diǎn)掛籃主要用雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋和梁體寬度較小、節(jié)段重量較輕的單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋（節(jié)段長度在6m以內(nèi)，梁體重量在300t以內(nèi)）。大多數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的主梁斷面常采用近似倒三角形的形式，這種主梁斷面輕巧簡便，橫向?qū)挾容^大，頂板縱向懸臂長度大，底板寬度較小，整體呈倒三角形、單索面布置。這種梁體也同樣具有結(jié)構(gòu)輕、能耗省、抗風(fēng)性能高、造型優(yōu)美等特點(diǎn)。然而這種類型的橋梁施工控制難度較大。由于主梁懸臂較長，普通的前支點(diǎn)掛籃很難保證懸臂施工時橫向穩(wěn)定性及橫向標(biāo)高調(diào)整的需要，對于當(dāng)涂青山大橋，主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段達(dá)到7m，橋面寬度22.5m，底板寬7m，懸臂長度約8m，澆筑重量達(dá)到332t，單純的前支點(diǎn)掛籃很難滿足要求。

（4）復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃由前支點(diǎn)掛籃和后支點(diǎn)掛籃組合而成，由于傳統(tǒng)的后支點(diǎn)掛籃和前支點(diǎn)掛籃在應(yīng)用上有一定的局限性，而前后支點(diǎn)組合式掛籃在一定程度上彌補(bǔ)了這些不足。

（5）復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃主要由承重平臺、主桁系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、張拉機(jī)構(gòu)、止推裝置、模板系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、等7個部分組成。設(shè)置在主梁下方的承重平臺前支點(diǎn)由斜拉索經(jīng)接長拉桿牽引；錨固系統(tǒng)則錨固在已澆主梁節(jié)段上；由斜拉索引起的水平力，則通過設(shè)置在牽索縱梁后部的止推裝置傳遞給主梁。在澆筑主梁砼時，可通過塔內(nèi)千斤頂多次張拉來調(diào)整掛籃前支點(diǎn)標(biāo)高（復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃見圖4，掛籃總體布置圖（一）見圖5，掛籃總體布置圖（二）見圖6）。

3. 復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃施工工藝

（1）掛籃行走到位后安裝掛籃中間錨固系統(tǒng)和后錨系統(tǒng)的錨桿，使底籃后端貼緊已澆梁段底板。

（2）掛索：利用塔吊及塔頂提升設(shè)備將斜拉索上端牽引至塔內(nèi)并臨時錨固，利用梁頂?shù)臓恳O(shè)施將斜拉索下端（安裝有張拉牽引桿）牽引至底籃鋼箱弧形梁底部并臨時錨固。

（3）安裝塔內(nèi)及掛籃底張拉千斤頂，在塔內(nèi)或掛籃底第一次張拉斜拉索，索力控制需根據(jù)壓載試驗(yàn)、理論計算、現(xiàn)場掛籃前端實(shí)際標(biāo)高綜合因素決定。

（4）底模標(biāo)高的調(diào)整在上述步驟中同步完成。

（5）安裝底板、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道。

（6）安裝模板。

（7）綁扎頂板鋼筋、安裝底板預(yù)應(yīng)力管道。

（8）安裝預(yù)埋件。

（9）澆筑砼至70%，第二次張拉斜拉索。

（10）繼續(xù)澆筑完剩余砼并采用土工布或其他方式養(yǎng)生。

（11）拆除非承重模板，按設(shè)計順序張拉三向預(yù)應(yīng)力。

（12）斜拉索在掛籃底進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。

（13）斜拉索張拉至設(shè)計噸位。

（14）安裝掛籃行走系統(tǒng)，拆除止推裝置，利用橋面扁擔(dān)梁和千斤頂將底籃整體下放20cm。

（15）全面檢查行走系統(tǒng)，完好后開始掛籃前移至下一梁段。

（16）重復(fù)上述步驟進(jìn)行下一塊段的施工。

4. 施工控制要點(diǎn)

4.1 錨桿組的拆卸：各錨桿組的拆卸應(yīng)注意先后順序，即先拆卸張拉機(jī)構(gòu)，再依次后錨桿組、前錨桿組。此外，還應(yīng)注意對稱同時拆卸，即用兩臺千斤頂同時頂升，松開錨桿鎖緊螺帽，然后同時放松千斤頂進(jìn)行拆卸。

4.2 掛籃的縱向定位：掛籃的縱向定位由行走裝置完成。操作時應(yīng)預(yù)估掛籃由傾斜變?yōu)樗綘顟B(tài)縱向定位量的變化，控制縱向定位誤差小于15mm。

4.3 預(yù)埋件：所有預(yù)埋件均應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行預(yù)埋，并保證定位精度。

4.4 掛籃的橫向調(diào)整：（1）當(dāng)掛籃前端產(chǎn)生橫向偏移時，可在掛籃后橫梁與腹板間設(shè)置反向頂推予以調(diào)整；（2）在牽引掛籃前移時，應(yīng)盡量保證掛籃整體平移，并不斷觀測，隨時糾正掛籃的偏位；（3）模板體系的按照應(yīng)控制掛籃承載平臺軸線偏差不大于10mm；（4）掛籃整體橫向定位相對橋梁軸線偏差不大于15mm。

4.5 張拉機(jī)構(gòu)定位：（1）應(yīng)根據(jù)設(shè)計和施工狀態(tài)控制最終確定的斜拉索流線幾何特征及梁端標(biāo)高情況計算并放樣確定前支點(diǎn)位置，并精確定位；（2）初張拉完成后及澆筑過程中應(yīng)保證張拉機(jī)構(gòu)各連接構(gòu)件與斜拉索成一條直線，以防止張拉桿偏心受力。

4.6 偏載：澆筑混凝土?xí)r，控制橋梁中線兩側(cè)的偏載不超過10t。

5. 結(jié)語

復(fù)合型前支點(diǎn)掛籃成功的應(yīng)用于長節(jié)段、寬橋面、倒三角、節(jié)段重量大的單索面斜拉橋的懸臂施工。為獨(dú)塔單索面不對稱結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工積累了經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了獨(dú)塔單索面斜拉橋橋型的發(fā)展。

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[文章編號]1619-2737（2018）03-05-708

[作者簡介] 凡春勝（1977-），男，籍貫：安徽蕪湖人，職稱：工程師，工作單位：中鐵上海工程局集團(tuán)第一工程有限公司昌贛鐵路常務(wù)副指揮長兼一分部項(xiàng)目經(jīng)理。市政工程、鐵路工程國家注冊一級建造師，先后參建過武廣客專西華海特大橋、大西鐵路晉陜黃河特大橋、重慶嘉陵江紅巖村特大橋、當(dāng)涂青山大橋等，在橋梁工程施工技術(shù)和管理方面積累了較為豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。