懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力梁斜拉橋復(fù)合式吊拉索掛籃施工技術(shù)

熊霞

（宜春市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)，江西 宜春 336000）

0 引言

復(fù)合式吊拉索掛籃系統(tǒng)，主要由承臺(tái)系統(tǒng)、上部三腳桁支架系統(tǒng)以及伺服操作系統(tǒng)等三大功能部分組合構(gòu)成，其伺服操作系統(tǒng)又包括吊索、懸吊、行走、錨固、水平支撐以及定位微調(diào)系統(tǒng)。復(fù)合功能，是指現(xiàn)場(chǎng)澆筑梁段重力，由上部三腳支架系統(tǒng)和吊索系統(tǒng)共同承擔(dān)。該系統(tǒng)綜合了中支點(diǎn)掛籃和常規(guī)前支點(diǎn)掛籃的功效特點(diǎn)，較好克服了懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力梁斜拉橋傳統(tǒng)掛籃施工所面臨的橫向穩(wěn)定性不足的工程難題。

案例斜拉橋具有寬主梁、單索面、長(zhǎng)重節(jié)段等特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的前支點(diǎn)C掛鉤掛籃開(kāi)展預(yù)應(yīng)力梁懸臂澆筑施工較有難度。為此工程設(shè)計(jì)采用復(fù)合式吊拉索掛籃系統(tǒng)開(kāi)展預(yù)應(yīng)力梁懸臂澆筑，較好解決了應(yīng)用傳統(tǒng)前支點(diǎn)C掛鉤掛籃的走行難題，有效地完成了預(yù)應(yīng)力梁懸臂掛籃澆筑施工。本文梳理介紹該懸臂澆筑所應(yīng)用的復(fù)合式吊拉索掛籃技術(shù)要點(diǎn)，可為同類掛籃澆筑工程應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 工程概況

某混凝土預(yù)應(yīng)力梁斜拉橋，全橋共分43個(gè)梁段，主跨210m，高低塔中心索面。長(zhǎng)378m，高3.5m，雙向六車道。標(biāo)準(zhǔn)段33.5m梁寬，C55混凝土箱形斷面，單箱五室。其中G0段為高塔塔梁固結(jié)段，GS1～GS10段、DS1～DS4段為邊跨梁段，DM7～DM1和GM1～GM19為中跨梁段，D0為低塔墩上梁段，MH為中跨合龍段。因?yàn)橹髁哼x用單箱五室結(jié)構(gòu)，故主梁和外翼緣相對(duì)比較寬，使用前支點(diǎn)C掛鉤掛籃，主梁翼緣板上通常會(huì)產(chǎn)生比較大的集中力，掛籃運(yùn)行相對(duì)困難，因此中跨梁段選用復(fù)合吊拉索掛籃進(jìn)行施工。

2 吊拉索掛籃系統(tǒng)配置安裝技術(shù)要點(diǎn)

2.1 總體配置安裝方案

拆去0#塊中跨側(cè)存在干擾的貝雷片，掛籃承臺(tái)和底模在施工平臺(tái)組裝完成，然后借助梁面三角形主桁架和穿心千斤頂，將它們整體吊裝至0#梁段的底部。于0#梁段的梁面上裝配掛籃的橋面走行系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)和掛籃承臺(tái)的走行系統(tǒng)，連接掛籃承臺(tái)與走行桁構(gòu)間的結(jié)構(gòu)部件，使掛籃成為一個(gè)整體系統(tǒng)。

2.2 掛籃安裝過(guò)程與相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)

（1）拉張0#塊內(nèi)縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力。

（2）部分拆卸0#塊靠近中跨側(cè)的貝雷片。

（3）裝配橋面三角掛籃主桁架。

（4）組拼掛籃承臺(tái)。

（5）垂直提升掛籃。

（6）裝配帶支座和滑板的縱梁。掛籃承臺(tái)吊裝就位后，先在主縱梁下方裝配雙45a工字橫梁，將其焊接至0#塊支撐架的鋼管立柱上，再將該工字梁裝配至主縱梁正下方設(shè)計(jì)位置。在裝配縱梁和橫梁時(shí)，需注意確?？v梁保持水平。

（7）裝配掛籃系統(tǒng)。借助箱梁縱腹板與橫梁交點(diǎn)區(qū)域的止推埋件，裝配掛籃系統(tǒng)。

（8）裝配掛籃縱移系統(tǒng)。掛籃承臺(tái)下放，使主縱梁位于帶有滑板的縱梁上面，在三角形主桁上裝配縱移千斤頂、C形滑靴和接連鋼索。千斤頂、C形滑靴和帶支撐座滑板的橫梁，采用f32精密軋鋼連接?？v移C形滑靴、千斤頂、鋼索和f32精軋鋼，以構(gòu)成掛籃的縱移系統(tǒng)。

（9）縱移掛籃。拆去垂直升降系統(tǒng)，借助掛籃縱方向移動(dòng)系統(tǒng)，將掛籃承臺(tái)沿橋梁方向向主塔移動(dòng)3.5m，使掛籃裝配至工作位置。

（10）調(diào)整掛籃坡度。掛籃縱移就位后，借助主縱梁上的錨件和副縱梁上的前吊拉桿，調(diào)整掛籃承臺(tái)的坡率，然后掛置GS1和GM14斜拉索，拆下次縱梁前吊拉桿，調(diào)整梁面主桁架的坡率。

3 吊拉索掛籃系統(tǒng)預(yù)壓試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

掛籃用于主梁懸臂澆筑前，需開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)組裝、吊裝、預(yù)壓，這樣有助于混凝土澆筑過(guò)程中預(yù)防掛籃形變，使主梁施工質(zhì)量和安全達(dá)到要求。

3.1 加載方法

試驗(yàn)最大載荷為掛籃所需總載荷的1.2倍。加荷分次進(jìn)行，第1次為施工載荷的50%，第2次為施工載荷的100%，第3次為施工載荷的120%。

GM1段總方量為208.50m3，總重量為547.30t，壓力載荷為656.76t，安全系數(shù)為1.2，需要172個(gè)預(yù)制塊和256個(gè)沙袋，每個(gè)沙袋重1t。

DM1段總方量為251.70m3，總重量為660.70t，壓力載荷為792.84t，安全系數(shù)為1.2，需要186個(gè)預(yù)制塊和219個(gè)沙袋，每個(gè)沙袋重1t。

各荷載工況所需預(yù)壓材料參數(shù)具體見(jiàn)1表。

表1 各荷載工況所需預(yù)壓材料參數(shù)

3.2 分級(jí)預(yù)壓加荷順序

按總載重0→50%→100%→120%給予分級(jí)加荷，其順序無(wú)論橫順橋方向，都是從外向內(nèi)加荷，中間箱最后加荷。

3.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

在3個(gè)截面配置GM1段預(yù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各截面監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置在翼緣板、縱腹板以及斜腹板區(qū)域。橫橋方向?qū)ΨQ配置8個(gè)點(diǎn)，其中4個(gè)對(duì)應(yīng)底板，2個(gè)對(duì)應(yīng)翼緣板，2個(gè)對(duì)應(yīng)斜腹板，一共24個(gè)點(diǎn)。在3個(gè)截面配置DM1段預(yù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各截面監(jiān)測(cè)點(diǎn)配置在翼緣板、縱腹板以及斜腹板區(qū)域，橫橋方向?qū)ΨQ配置9個(gè)點(diǎn)，其中5個(gè)對(duì)應(yīng)底板、2個(gè)對(duì)應(yīng)翼緣板，2個(gè)對(duì)應(yīng)斜腹板，一共27個(gè)點(diǎn)，且各點(diǎn)都需編碼以便記錄。

3.4 監(jiān)測(cè)方法與頻率

為控制掛籃在載荷影響下的彈塑形變，需空載斜拉索第1次拉張前監(jiān)測(cè)1次、空載斜拉索第1次拉張后監(jiān)測(cè)1次、50%載荷后監(jiān)測(cè)1次、斜拉索第2次拉張之后監(jiān)測(cè)1次、100%載荷后監(jiān)測(cè)1次和120%載荷后監(jiān)測(cè)1次。加荷過(guò)程中，每一級(jí)的保持時(shí)間不少于30min，滿載后6h監(jiān)測(cè)1次，12h監(jiān)測(cè)1次。卸載之后，依據(jù)監(jiān)測(cè)所記錄的標(biāo)高數(shù)據(jù)計(jì)算彈性降沉和塑性降沉，明確最終的上預(yù)拱度值。

3.5 卸載

加荷完畢后，在確認(rèn)掛籃穩(wěn)定后，即可進(jìn)行卸荷。卸荷順序與加荷相反。原則是先加荷的后卸，后加荷的先卸，按120%→100%→50%→0%分級(jí)卸荷。卸荷時(shí)需分級(jí)監(jiān)測(cè)。

卸荷時(shí)，應(yīng)均勻卸荷，先兩側(cè)后中間，先橫梁后跨中，以確保掛籃在卸荷時(shí)的傾覆力矩達(dá)到最小。卸荷時(shí)應(yīng)指定專人觀察掛籃。一旦發(fā)生異常，立刻實(shí)施強(qiáng)化加固措施。GM1、GS1、DM1和DS1段卸荷至50%時(shí)，開(kāi)展第2次拉張索力卸載，卸荷后裝配箱梁配筋。

4 復(fù)合式吊拉索掛籃施工操作要點(diǎn)

4.1 各掛籃系統(tǒng)的操作方法

4.1.1 拉張系統(tǒng)

拉張系統(tǒng)所起的作用是：與斜拉索實(shí)現(xiàn)接連，構(gòu)成前支撐點(diǎn)；在混凝土澆筑完成后，實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換和分離斜拉索操作。其操作流程如下：

（1）拉張。即拉張系統(tǒng)與拉索錨具連接，其操作程序?yàn)椋阂罁?jù)錨具尺寸選擇接連器，在索導(dǎo)管內(nèi)準(zhǔn)確定位錨具；放松支撐腳內(nèi)固定端的螺母和拉張千斤頂端頭，將拉張桿對(duì)準(zhǔn)拉索錨具，擰上接連器；通過(guò)倒鏈，拖動(dòng)前支撐點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置在軌道上滑移，使拉張系統(tǒng)和拉索維持在一條直線；調(diào)節(jié)螺紋鋼筋螺母，并固定拉張系統(tǒng)的位置；調(diào)節(jié)鎖緊拉張桿及支承腳內(nèi)固定螺母，使拉索力由拉張分配梁傳遞至掛籃。

（2）索力轉(zhuǎn)換。在節(jié)段澆筑完成后，拉索力由掛籃轉(zhuǎn)移至澆筑梁，掛籃和斜拉索分開(kāi)。操作程序如下：通過(guò)拉張千斤頂，加施拉張力，擰緊鎖緊螺母，取下固定端螺母；千斤頂放松拉張，使錨具承受拉索力；拆下接連器，掛籃與拉索分開(kāi)。

4.1.2 牽引系統(tǒng)

借助500kN千斤頂，通過(guò)拉動(dòng)主桁架前端的滑靴，帶動(dòng)掛籃前進(jìn)，滑靴在專用軌道上運(yùn)動(dòng)。其操作流程如下：主桁架向前移動(dòng)1個(gè)節(jié)段；承臺(tái)下降200mm；裝配滑輪且就位；精軋螺紋鋼筋與千斤頂裝配；千斤頂作業(yè)，牽引掛籃前進(jìn)。

4.1.3 頂升系統(tǒng)

頂升系統(tǒng)是用來(lái)調(diào)節(jié)掛籃空載時(shí)的前端標(biāo)高，操作流程是：掛籃縱方向定位以后，將千斤頂裝配在掛籃尾端；伸長(zhǎng)千斤頂?shù)挠透?，?dāng)調(diào)整螺桿上升時(shí)掛籃前端升起，相反則降低，可以調(diào)整的行程為300mm；待標(biāo)高符合需求時(shí)，鎖緊螺母。

4.1.4 止推系統(tǒng)

止推系統(tǒng)是用以抵抗斜拉索拉張時(shí)所發(fā)生的極大水平分力，以及對(duì)掛籃進(jìn)行縱方向輕微調(diào)節(jié)，產(chǎn)生水平抗力支撐點(diǎn)。其操作流程如下：錨具、精軋螺紋鋼筋及止推反力座裝配；止推千斤頂裝配；左右止推千斤頂同時(shí)操作，使掛籃前移就位；螺母鎖緊，止推反力座頂緊；止推座錨固筋各施加預(yù)緊力50kN。

4.1.5 錨桿組

錨桿組分錨固與拆卸2個(gè)部分，操作程序如下：

（1）錨固。裝配千斤頂、分配梁及錨桿；施加預(yù)拉力，系統(tǒng)錨桿每根50kN，錨桿每根100kN；鎖緊螺母，放松千斤頂。

（2）拆卸。千斤頂頂升；鎖緊螺母擰開(kāi)；千斤頂放松，拆除分配梁和錨桿。

4.2 掛籃施工操作

主梁標(biāo)準(zhǔn)梁段掛籃施工主要流程為：掛籃前移至該梁段設(shè)計(jì)位置→檢測(cè)放樣、掛籃定位→提升掛籃、調(diào)節(jié)模板標(biāo)高、掛籃錨固→裝置斜拉索，按監(jiān)測(cè)指令第1次拉張斜拉索，并重新檢查梁端標(biāo)高→綁扎底板鋼筋→綁扎腹板鋼筋→裝配內(nèi)?！壴敯邃摻睢鷿仓憾?0%混凝土→對(duì)梁端標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)。依據(jù)監(jiān)測(cè)指令第2次拉張斜拉索→對(duì)梁端標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)→余下混凝土澆筑→梁端標(biāo)高監(jiān)測(cè)→混凝土養(yǎng)護(hù)→齡期超過(guò)5d，強(qiáng)度高出90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度→主梁預(yù)應(yīng)力拉張且灌漿→掛籃主桁架前移到下一梁段→對(duì)斜拉索按監(jiān)測(cè)指令進(jìn)行索力轉(zhuǎn)換和第3次拉張→對(duì)梁端標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)→脫模，拆卸掛籃錨件組→裝配滑輪→掛籃前移至下一段→掛籃就位→垂向預(yù)應(yīng)力拉張并灌漿上一梁段→重復(fù)上述過(guò)程施工下一段主梁。每段施工均存在走行、筑澆兩種工作狀態(tài)。

4.3 拆卸掛籃

中跨合龍段施工完成后，在全橋縱方向預(yù)應(yīng)力拉張后即可拆去掛籃。橋面主桁架后退至0#塊，掛籃垂直下放。千斤頂由鋼絞線下放至河面，然后由船運(yùn)走。掛籃拆卸順序：先拆去合龍吊架底籃，再拆去河北側(cè)掛籃，最后拆去西壩側(cè)掛籃。先用卷?yè)P(yáng)機(jī)分別拆去掛籃兩側(cè)的承重桁構(gòu)，之后再拆去由主副縱梁所組成的承臺(tái)。

掛籃拆卸步驟為：

（1）割除弧形首?？缰蠨M7與GM19梁段施工完成后，借助橋面汽車吊，在主縱梁割除弧形首。裝配中跨合龍吊架。

（2）拆卸承重桁架。借助掛籃錨固系統(tǒng)將承重桁架整體降低1m，再借助梁面卷?yè)P(yáng)機(jī)，將掛籃兩側(cè)的承重桁構(gòu)拆去，由卷?yè)P(yáng)機(jī)整體下放到河面，由船運(yùn)走。

（3）掛籃承臺(tái)拆卸。掛籃兩側(cè)的承重桁構(gòu)拆去后，將掛籃的主副縱梁整體下放至河面，以船運(yùn)走。

（4）掛籃主桁拆卸。拆卸掛籃錨固系統(tǒng)后，再拆去主桁架。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文以某工程為例，詳細(xì)闡述了復(fù)合式吊拉索掛籃施工操作技術(shù)，主要包括以下方面：①?gòu)目傮w配置安裝方案，安裝過(guò)程等方面，闡述介紹了吊拉索掛籃系統(tǒng)的配置安裝技術(shù)要點(diǎn)；②從加荷方法、分級(jí)預(yù)壓加荷順序、監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)方法與頻率、卸載等方面，闡述了吊拉索掛籃系統(tǒng)預(yù)壓試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)；③從各掛籃系統(tǒng)的控制操作、掛籃施工操作、拆卸掛籃操作等方面，闡述了拉張系統(tǒng)、索力轉(zhuǎn)換、牽引系統(tǒng)、頂升系統(tǒng)、止推系統(tǒng)、錨桿系統(tǒng)操作等一系列復(fù)合式吊拉索掛籃的施工操作技術(shù)要點(diǎn)。復(fù)合式吊拉索掛籃系統(tǒng)，能夠解決應(yīng)用傳統(tǒng)前支點(diǎn)C掛鉤掛籃所面臨的走行控制難題，利于較好完成預(yù)應(yīng)力梁懸臂掛籃澆筑施工操作，可為同類施工提供參考。