东沙大桥斜拉桥边主梁牵索挂篮施工技术

陈珲

摘 要：本文概述了南通市东沙大桥主梁的施工方法，结合牵索挂篮在边主梁（Π型梁）施工中的应用，重点介绍牵索挂篮的设计结构、施工工艺，对类似桥梁具有较强的借鉴意义。

关键词：边主梁；牵索挂篮；施工工艺

1 工程概述

东沙大桥位于南通市通州区沿江高等级公路与五接镇兴武大道交叉处，向南与长江大堤平交，跨越天生港水道及通州区固沙护滩工程北堤。主桥采用41.6+78.4+270+78.4+41.6m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，半漂浮结构体系。

本桥主梁为双向预应力混凝土结构，混凝土标号为C55，截面为边主梁形式，主梁全长510m，标准段主梁顶面宽27.5m，边主梁高为2.3m，桥梁中心线处梁高2.515m，肋宽2.2m，标准节段顺桥向每隔6.4m设一道横梁，标准段采用牵索挂篮施工。

2 主梁总体施工方案

主梁按施工方法的不同分为4个部分：主梁A0、A1节段、边跨现浇段、标准悬臂浇筑节段及合龙段。

A0、A1节段主梁采用支架法施工，施工完成后，对0#块临时锚固，在A1#（A1′#）节段下方搭设挂篮拼装平台，进行挂篮的组装，然后提升挂篮到位并进行静载试验，试验结束进行后主梁对称2#～10#节段的施工，同时进行边跨现浇段施工。然后进行边跨合龙施工，并在对边跨现浇段进行压重的同时完成中跨11#～20#节段施工，最后进行中跨合拢施工。

3 牵索挂篮设计构造

牵索挂篮应根据预应力混凝土斜拉桥主梁的结构不同，索面在纵横方向的坡度变化，以及斜索在主梁上固定交点的规律，斜拉索的张拉牵引条件，以及挂篮在下降前移时其下方的净空大小等各方面的因素进行选型及具体设计，根据施工图设计结合边主梁的截面特征及拉索位置，设计采用长平台型牵索挂篮结构。

本牵索挂篮不计施工临时支架等总重量为169.4t，主要由承重系统、悬吊系统、走行系统、模板系统等组成。

承重系统主要由主纵梁、次纵梁、顶板拱肋、前横梁、中横梁、及普通纵梁等杆件组成。除去普通纵梁为型钢外其余均为加劲钢箱梁。承重系统间连接均采用φ24，S8.8级精制螺栓连接。

悬吊系统由挂篮前段牵索锚固结构，中、后吊杆等组成。牵索锚锭系统是指以一定的加长装置锚固在挂篮主纵梁前端成为牵索，主要由临时张拉杆、连接头、张拉螺母、锚固螺母等组成。中外吊杆、中内吊杆及后吊杆采用φ32mm精轧螺纹钢筋。

走行系统由走行挂钩、滑道及走行轮组成。为减小走行时阻力，走行前需涂润滑油。

模板系统分为顶板、边主梁两部分，为方便挂篮模板顺利通过横隔墙，顶板模板支持系统采用整体升降式拱肋+钢模；边主梁外侧模及外侧隔板模板采用可调节撑杆支撑钢模，走行时无需拆除。为方便安装、拆除，边主梁内侧模及内侧隔墙模板采用钢管脚手架支撑系统，模板采用方木+竹胶板，具有重量轻，方便人工操作。

4 挂篮拼装及静载试验

4.1 牵索挂篮的拼装

（1）牵索挂篮拼装方法

挂篮在0#块施工结束后进行拼装，拼装工作分梁上、梁下两部分，梁上主要进行提升系统安装；梁下主要进行挂篮承重平台、升降式拱肋、模板的拼装。梁下挂篮拼装位置设在挂篮进行2#节段施工时挂篮位置的投影正下方，拼装工作在临时拼装平台上进行。

（2）牵索挂篮拼装步骤及要求：

①拼装前各构件应进行检查，并拆除0#块部分妨碍的现浇支架，后搭设拼装平台，并保证拼装件抄垫平直。

②依次拼装挂篮主纵梁、次纵梁、前后横梁、模板系统、吊挂系统及附属设施（走行挂钩不得安装）。构件安装后应检测几何尺寸，并拧满全部螺栓。

③在0#块上拼装提升系统主梁，并安装后锚固，安装提升系统。

④利用前后提升点将挂篮平台整体缓慢水平提升脱离抄垫后停止，检查提升装置，如无异常提升挂篮到设计高程。

⑤挂篮进行定位锁定。挂篮提升就位后，按设计图安装挂篮走行挂钩、中内外吊挂、后吊挂，对中内吊挂、中外吊挂、后吊挂及剪力键处进行抄垫，并按设计要求预拉吊杆。

⑥安装2#悬浇节段索道管，挂设斜拉索C2（C2），并初张拉至设计牵索索力。

⑦拆除挂篮提升系统，牵索挂篮进行静载试验。

4.2 牵索挂篮静载试验

主梁标准节段利用牵索挂蓝悬臂浇注，在施工过程中，需模拟主梁标准节段悬浇施工步骤，得出主梁标准节段施工各阶段下的索力、线型和梁体应力值，同时检验牵索挂篮结构安全性及挂篮主纵梁和横梁弹性变形值，在第一个悬浇段位置（2#节段）按悬浇阶段施工步骤进行静载试验。荷载的布置形式尽量与实际荷载分布吻合，以保证试验的可靠性和准确性。

试验按照25%、50%、75%、100%、120%预压荷载进行分级均匀对称加载，直至加载至最重梁段边跨8#节段混凝土自重的1.2倍，卸载按75%、50%、0%进行。加载过程中密切观测、记录挠度数据。每级工况至少维持2个小时，最大荷载持载要求12个小时。

①将挂篮各吊挂施加预紧力，斜拉索牵索张拉到第一张牵索索力，测索力、温度、塔变位、挂篮变位及主梁线形；

②对称加载到主梁2#悬浇混凝土灌注总量的1/4重量，测量挂篮主纵横梁的弹性变形值，对吊挂、各焊缝和螺栓、牵索头处各受力部件安全检查，要求静压时间2h；

③对称加载到主梁2#悬浇混凝土灌注总量的1/2重量，斜拉索牵索第二次张拉到设计牵索索力，观测项目同上，要求静压时間2h；

④对称加载到主梁2#悬浇混凝土灌注总量的3/4、1倍的重量，观测项目同上；

⑤对称加载到主梁2#悬浇混凝土灌注总量的1.2倍的重量，测量温度、塔变位、挂篮变位、主梁线形及索力。同时监测主梁应力，要求静压时间8h；

⑥对称加载到主梁最重节段（边跨8#节段）混凝土灌注总量的1.2倍的重量，要求观测项目同上。要求满载12h；

⑦按75%、50%、0%进行反向对称卸载，直至卸载完成后放索力至零。

5 标准节段悬浇施工工艺

5.1 挂篮走行准备及走行

（1）走行准备

①当节段混凝土达到设计强度后张拉各向预应力完毕后，用千斤顶张拉牵索端张拉杆，使张拉杆螺母离开锚固点，上紧斜拉索锚固螺母，松开牵索系统，将斜拉索由牵索体系转化至主梁上。

②牵索挂篮走行之前，需整体下降，首先拆除模板，用拱架下放系统下放拱架，起顶主纵梁后端千斤顶，将挂篮后反力转化至千斤顶上，拆除后吊挂，同步调节中吊杆及起顶后端千斤顶（注意抄垫与顶升循环进行），使中锚点缓慢与反力轮上升同步进行，直至挂篮平台下降500mm，挂篮挂钩作用于梁顶挂篮走道上之后，安装反力轮，解除吊挂系统，安装前移千斤顶，铺设滑道，并在轨道顶面涂上黄油做润滑剂，以减小主梁走行时的摩阻力。

（2）挂篮走行

①挂篮走行依靠反力轮及走行挂钩走行，利用滑道上安装的反力座与60t穿心千斤顶，张拉φ32精轧螺纹钢筋提供挂篮走行动力。

②挂篮走行过程中必须控制好两侧走行挂钩的走行速度，施工时在走行滑道上每5cm画上刻度记号，走行时以每5cm为单位保证挂篮同步走行。同时挂篮在走行中应同步观测挂篮中线变化情况，若中线产生偏移现象，应及时对两侧走行挂钩走行的速度进行纠偏。

③挂篮在走行中应派专人观测，若情况异常应立即停止走行，待查明原因并确保安全后方可继续前移。

④挂篮走行到位后，按监控要求进行索力，主梁线型、塔变位及温度测量。

5.2 挂篮提升就位、底模调整

挂篮提升高度约0.5m。起顶主纵梁后端千斤顶，卸下反力轮，利用千斤顶及中吊挂同步提升挂篮，至底模与已浇梁段密贴，对吊点处抄垫，安装后吊杆，按设计要求预拉中、后吊杆，安装斜拉索，并与牵索系统连接，提升拱架，安装模板、钢筋等。挂篮提升过程中各个提升点应保持同步进行。千斤顶上吊杆分配梁下面必须抄垫死，保证其顶面水平，使吊挂垂直受力。并使止推装置坎入预埋槽口，确保斜拉索螺母离开锚垫板一定距离，按设计值预拉斜拉索，锚固牵索系统。

根据施工监控给定的各节段挂篮到位的底模标高，利用升降拱肋竖向微调超垫块来设定。利用待浇节段前后端的相对高差及已浇节段之间的夹角来设定标高。标高調整完毕后将纵横梁、剪力键后端与梁体之间抄死，使挂篮与梁体牢固连成一体，完成牵索挂篮的纵向锁定工作。挂篮立模标高应在挂篮所有锚固点锚固到位后再复测，应减小温度对挂篮立模标高的影响。

5.3 斜拉索张拉

斜拉桥牵索挂篮施工的特点就是在施工过程中对索力分阶段进行调整，每根斜拉索至少需要4次张拉调整过程。第一次为挂篮走形、提升到位并按设计及监控要求对吊挂超垫、预拉后，对挂篮锚固时的第一次调索；第二次为在混凝土浇注50%后调索；第三次为在梁体砼达到设计强度、预应力施工完毕后，上紧斜拉索锚固螺母，松开牵索系统，将斜拉索由牵索体系转化至主梁上，后进行调索；第四次为全桥合拢后桥面系施工前根据监控情况进行最终调索。

各阶段索力的调整，要严格依据监控及设计的指令进行调整。

6 结语

根据东沙大桥π 型边主梁形式主梁的结构特点，主梁标准节段采用牵索挂篮施工，施工工艺较复杂，通过现场不断优化方案，施工控制精度达到设计及规范要求，主梁线形、索力及主梁应力均达到控制范围。通过牵索挂篮施工成功实现了边主梁形式、节段较长、重量重的斜拉桥施工，对后续类似工程提供了成功的经验。

参考文献

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