跨南水北調(diào)單索面斜拉橋掛籃后退拆除系統(tǒng)應(yīng)用

李志華 王記濤

（1.河南省濟(jì)新高速公路有限公司，河南 鄭州 450000；2.河南金途科技集團(tuán)股份有限公司，河南 鄭州 450000）

商丘至登高速公路鄭州段南水北調(diào)特大橋位于河南省新鄭市周莊村北側(cè)約500m處，與南水北調(diào)總干渠中心線呈130.12°斜交角。主橋跨越南水北調(diào)總干渠，全長(zhǎng)551m，為143m+265m+143m跨徑組合的雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，上部箱梁采用整幅設(shè)計(jì)，并采用塔梁固結(jié)、墩梁分離、墩頂設(shè)支座的結(jié)構(gòu)形式。主橋以8#、9#墩為主墩，兩墩分布于南水北調(diào)總干渠兩岸保護(hù)區(qū)外側(cè)，形成2個(gè)T構(gòu)，每個(gè)T構(gòu)各設(shè)30個(gè)對(duì)稱節(jié)段。2個(gè)邊跨各設(shè)置1個(gè)現(xiàn)澆段，中跨在南水北調(diào)總干渠正上方合龍。主梁采用單箱三室大懸臂變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，支點(diǎn)梁高8.5m，跨中梁高4.5m。索塔主體高度45m，布置在中央分隔帶上，與主梁固結(jié)。拉索為單索面，扇形布置，雙排布置在中央分隔帶上，布置范圍9#～28#梁段；在塔頂連續(xù)通過(guò)鞍座，兩側(cè)對(duì)稱錨于主梁。

主梁施工工藝：主橋0#塊和邊跨現(xiàn)澆段在臨時(shí)支架上立模現(xiàn)澆施工，1#～30#、1’#～30’#塊采用掛籃懸澆法施工，邊跨、中跨合龍段采用單側(cè)掛籃合龍。施工掛籃為三角形掛籃，主要由六大部分組成，分別為承重系統(tǒng)（三角形組合主桁梁）、行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、工作平臺(tái)。單套掛籃由4組三角形桁架組成，總重量約234t（含內(nèi)外模板重量）。

一、單索面斜拉橋掛籃后退拆除系統(tǒng)應(yīng)用研究過(guò)程

（一）存在問(wèn)題

該特大橋跨南水北調(diào)總干渠施工，主橋中跨合龍時(shí)，掛籃處于總干渠正上方。南水北調(diào)總干渠為全封閉圍擋防護(hù)，施工過(guò)程中嚴(yán)禁污染干渠水體，導(dǎo)致干渠上方無(wú)拆除掛籃需要的操作場(chǎng)地和可利用設(shè)備，必須將掛籃退回移出南水北調(diào)干渠范圍之外拆除。

（二）問(wèn)題分析

問(wèn)題一：掛籃是全幅整體結(jié)構(gòu)，主橋9#～28#梁段中央分隔帶分布的斜拉索，會(huì)阻擋掛籃整體遷移，若遷移必須先拆除掛籃整體結(jié)構(gòu)，使之左右幅分離；問(wèn)題二：掛籃行走要轉(zhuǎn)換模板懸吊，使掛籃完全脫離梁體、整體結(jié)構(gòu)懸吊于掛籃上，并與掛籃同步行走；問(wèn)題三：掛籃行走系統(tǒng)是單向的，遷移掛籃需要改造行走系統(tǒng)；問(wèn)題四：掛籃行走狀態(tài)必須平穩(wěn)、安全、快捷，項(xiàng)目工期緊，必須在短時(shí)間內(nèi)完成掛籃拆除工作。

（三）解決方案

一是改造掛籃結(jié)構(gòu)，采用輪式小車新行走系統(tǒng)并與掛籃融合為一體，新行走系統(tǒng)與梁體之間、軌道之間無(wú)約束，自主平放在梁體表面的鋼軌道上，建立自平衡體系結(jié)構(gòu)；使掛籃在輔助牽拉作用下自由行走，達(dá)到既定拆除位置；二是采用新系統(tǒng)的掛籃解除與梁體之間的束縛，使之狀態(tài)平穩(wěn)、行走安全，將掛籃遷移至干渠之外的8#、9#主墩附近，利用主墩塔吊及汽車吊配合拆除掛籃。

二、單索面斜拉橋掛籃后退拆除實(shí)施

（一）工藝流程

掛籃后退拆除工藝流程依次為施工準(zhǔn)備、掛籃模板懸吊轉(zhuǎn)換、安裝新行走系統(tǒng)、新舊行走系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、掛籃狀態(tài)轉(zhuǎn)換、掛籃左右幅分離、掛籃后退、掛籃拆除。

（二）掛籃后退拆除

1.施工準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，單只掛籃施工配備2名管理人員、15名作業(yè)人員；25T汽車吊1輛、叉車1臺(tái)、4只10t手拉葫蘆（不包含掛籃懸吊手拉葫蘆）；加工完成的新行走系統(tǒng)、43#導(dǎo)軌及配套型鋼、噸包袋等物資。

2.掛籃模板懸吊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

掛籃行走需將掛籃模板系統(tǒng)脫離梁體，懸吊在掛籃上。首先，保留、加固掛籃底籃四角在前后橫梁、箱梁外側(cè)面的4根精軋螺紋鋼吊桿，并在這4根精軋螺紋鋼吊桿旁邊各布置1個(gè)20t手拉葫蘆，使用手拉葫蘆調(diào)整掛籃底籃高度；拆除其他阻擋掛籃行走的箱梁內(nèi)和正前方吊桿、手拉葫蘆等懸吊、錨固系統(tǒng)。其次，使用手拉葫蘆將掛籃外側(cè)模落放到掛籃底籃上并固定。為確保安全，4個(gè)手拉葫蘆上下吊點(diǎn)必須牢固。

3.安裝掛籃新行走系統(tǒng)

轉(zhuǎn)換掛籃行走系統(tǒng)，采用輪式結(jié)構(gòu)、43#鋼導(dǎo)軌的新行走系統(tǒng)。掛籃行走系統(tǒng)主要由輪組結(jié)構(gòu)、行走梁及43#鋼軌組成。分別在左右幅掛籃距離箱梁邊線1.75m、中線3m處安裝新行走系統(tǒng)，廢除掛籃原行走系統(tǒng)。距離箱梁邊線1.75m、中線3m處鋪設(shè)軌道，調(diào)平后固定。在前后橫梁下、軌道上從下到上依次擺放輪組小車、分配梁并固定。

4.新舊行走系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

首先，使用千斤頂頂升掛籃，拆除掛籃原軌道；然后，緩慢落下千斤頂，將掛籃整體落放在新行走系統(tǒng)行走梁上，使掛籃前、后橫梁與行走梁緊密接觸；最后，焊接牢固。

5.掛籃狀態(tài)轉(zhuǎn)換

因掛籃懸吊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，掛籃模板系統(tǒng)懸吊重心靠前，前重后輕；同時(shí)，掛籃左右幅拆開(kāi)后外重內(nèi)輕，狀態(tài)失穩(wěn)，因此掛籃改裝后需要施加配重，使掛籃達(dá)到自平衡狀態(tài)。根據(jù)驗(yàn)算，需在掛籃主桁架第2組和第3組旁、三角桁架中柱后側(cè)分別放置17.84t配重，確保掛籃平衡。

6.掛籃左右幅分離

掛籃整體結(jié)構(gòu)主桁架共4組，需要將掛籃主桁架第2組和第3組之間的聯(lián)結(jié)型鋼全部拆除，使掛籃左右幅分離。此時(shí)，掛籃桁架結(jié)構(gòu)分為左右幅兩部分，掛籃模板底籃整體懸掛在左右幅掛籃的前后橫梁兩側(cè)，掛籃配重后，處于自由、自平衡狀態(tài)，此時(shí)只需將左右幅掛籃同步后退遷移至總干渠之外即可。

7.掛籃后退

掛籃后退為負(fù)載行走，應(yīng)按照操作步驟進(jìn)行。行走時(shí)，應(yīng)確保左右幅掛籃均勻、同步進(jìn)行，速度不能過(guò)快。需要注意，要根據(jù)行走情況適時(shí)降低掛籃模板高度，檢查底模板與梁體之間的安全距離，保證掛籃后退時(shí)無(wú)阻礙；要根據(jù)行走情況提前鋪設(shè)軌道，準(zhǔn)確安裝，使用砂漿調(diào)平、道軌釘固定，道釘間距不大于50cm；使用4個(gè)10t手拉葫蘆牽引掛籃行走時(shí)，要嚴(yán)格控制行走速度，行走速度不能大于0.3m/min，并確保行走狀態(tài)掛籃安全；掛籃行走時(shí)應(yīng)確保左右幅掛籃同步、同速行走，前后距離偏差不得大于10cm；掛籃后退工作應(yīng)連續(xù)，確需長(zhǎng)時(shí)間停工時(shí)，應(yīng)對(duì)掛籃采用固定措施，確保掛籃安全；掛籃后退至既定位置后拆除（8#墩后退至2#～3#塊位置、9#墩后退至3#～4#塊位置）；不利天氣狀況下不得進(jìn)行掛籃后退工作，在掛籃后退時(shí)，應(yīng)避免掛籃大幅擺動(dòng)；掛籃模板采用4根JL40精軋螺紋鋼懸吊，4個(gè)20t手拉葫蘆僅作為調(diào)整模板高度使用，不得獨(dú)立作為受力懸吊；在調(diào)整掛籃模板高度的同時(shí)，同步調(diào)整精軋螺紋鋼，不得直接拆除精軋螺紋鋼吊桿。

8.掛籃拆除

掛籃拆除時(shí)，首先使用手拉葫蘆將掛籃底模降落至地面；然后，使用塔吊和吊車拆除掛籃外側(cè)模板、底模板；最后，在橋面上將掛籃結(jié)構(gòu)解體，清理出場(chǎng)。拆除流程依次為掛籃底模降落、外側(cè)模拆除、底模拆除、主桁架拆除、拆除軌道。拆除掛籃時(shí)應(yīng)注意安全，防止掛籃構(gòu)件傾倒或滑移傷人。

三、結(jié)語(yǔ)

本文研究成果應(yīng)用在不改變現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋主要采用掛籃懸臂施工的基礎(chǔ)上和保證南水北調(diào)水質(zhì)條件下，改裝主桁架結(jié)構(gòu)、懸吊系統(tǒng)和行走系統(tǒng)，在保證安全的情況下盡可能提高施工效率，使掛籃退回到南水北調(diào)渠面以外拆除；施工過(guò)程中確保南水北調(diào)干渠中不掉落任何雜物和雜質(zhì)，同時(shí)，降低掛籃長(zhǎng)時(shí)間懸停安全風(fēng)險(xiǎn)，符合國(guó)家對(duì)跨南水北調(diào)橋梁施工相關(guān)要求。