甘竹溪特大橋主橋施工概述

【摘 要】 本文以甘竹溪特大橋為背景，詳細介紹了主橋牽索掛籃施工過程，為此類橋梁施工提供參考。

【關鍵詞】 甘竹溪特大橋、牽索掛籃施工

1、工程概況

甘竹溪特大橋主橋采用獨塔雙索面、墩塔梁固結體系的預應力混凝土斜拉橋，主跨210m，邊跨165m，邊跨設置1個輔助墩，主橋跨徑組合為50+115+210=375m（如圖1）。

2、基礎承臺施工

主塔承臺為分離式啞鈴型承臺，承臺及系梁體積約為3924m3。承臺基礎由2組共18根直徑為3.0m～2.8m變截面灌注樁組成，承臺外輪廓尺寸為為2個17m×17m矩形承臺，中間有4m×19.3m×6m系梁連接2個承臺。主塔位于甘竹溪河灘一魚塘中央。主塔樁基施工需先回填魚塘，樁基施工完成后插打拉伸Ⅳ型鋼板樁圍堰，開挖承臺基坑，澆筑封底混凝土和承臺混凝土，完成主塔承臺施工。

3、下塔柱施工

甘竹溪特大橋下塔柱塔底為直徑8m的圓形塔柱，向上線性變化到下塔柱橫梁下底面寬4m長8m的圓端形，下塔柱高9.492m。施工時采用滿堂式腳手架施工。滿堂式腳手架采用φ48*3.5mm的鋼管搭設而成，直接支撐在承臺上，下塔柱施工用的勁性骨架和模板均自行設計加工。

4、上塔柱施工

中、上塔柱采用ZPM-100型液壓自爬模進行施工，考慮到塔身為傾斜式，每次澆注高度為4.5m，共分26次澆筑完成。砼澆筑到第14層時，在塔柱橫橋向兩側各減一榀模板支架；砼澆筑到第17層時需將附加支架的埋件埋于相應位置，以便第18層時重新調整平臺，更換軌道。

5、主橋下橫梁B0段及現澆段施工

甘竹溪特大橋主橋索塔下橫梁高6m，寬6.5m，橫梁位于索塔兩立柱之塔梁固結處。主塔橫梁主要材料為C60鋼筋混凝土，橫梁底部部分構件采用CF60鋼纖維混凝土，預應力材料為鋼絞線和精軋螺紋粗鋼筋。

邊跨現澆梁段采用鋼管柱支架現澆施工，支架基礎設計使用2.0m×2.0m×2.0m小承臺及預應力管樁和φ100cmδ10mm鋼管作支承。

邊跨壓重現澆段總長52.5m，總方量為2008.65m3，該處底板厚40cm，壓重為鐵礦砂，每延米填19.4t，總共填重4250t。

6、主梁牽索掛籃施工

甘竹溪特大橋主橋箱梁采用前支點式牽索掛籃施工，該掛籃除模板外總重約為140t，走道自重約20t，為方便吊裝作業，最重的構件不超過15.8t（如圖2）。

6.1 牽索掛籃安裝工藝流程

①、準備工作：包括預埋提升吊帶孔、場地整平硬化、測量放樣拼裝支架臺座等；

②、掛籃承重系統拼裝：掛籃承重系統拼裝時要注意構件編號與加工廠家編號對應安裝。

③、安裝反力架；

④、安裝吊桿：吊桿采用φ32精扎螺紋鋼；

⑤、頂升：使用8臺150t液壓千斤頂頂升；

⑥、安裝后橫梁及主縱梁主吊桿并預緊；

⑦、安裝底模系統及相關附屬設施；

⑧、安裝主縱梁尾端反拉吊桿并預緊；

⑨、安裝掛籃前端牽索系統；

⑩、掛設L02、R02斜拉索并進行初張拉，調整模板標高。

6.2、掛籃預壓試驗

由于本橋標準節段方量大，荷載重，且橋幅很寬達到了38.7m，對掛籃在施工過程中受力的安全性和剛度具有很高的要求。因此掛籃在施工前應進行加載試驗確保掛籃的安全及性能。通過對掛籃進行荷載試驗，驗證了該掛籃結構強度、剛度和穩定性方面均能滿足規范要求，并有較高的應力安全儲備。

6.3、標準節段牽索掛籃懸澆施工

6.3.1、主梁標準段掛籃懸澆施工工藝流程如下

6.3.2、掛籃前移

6.3.2.1掛籃前移準備工作

①拆除主梁風嘴區錨塊處底模及支架；

②索力轉換，使索力傳至已澆混凝土梁段上；

③拆除止推機構，安裝行走軌道系統（兩側滑道高差小于3mm）；

④安裝落籃吊桿，拆除掛籃錨固拉桿；

⑤落籃，C型掛鉤落至縱移軌道上，此過程底模脫離；

⑥安裝行走反滾輪；

⑦安裝頂推機構。

6.3.2.2掛籃前移

掛籃具有自行步履移機功能。步履移機作業是在軌道和掛籃C型掛鉤之間，借助0.45m行程油缸頂推完成。油缸固定端銷接在滑道滑塊上，活塞桿端的橫銷嵌入移運器耳板內。掛籃前移前先測出橋中軸線，確定掛籃在縱橋向的位置。掛籃前移過程中應盡量保證掛籃整體平移，并隨時對偏位進行糾正。

掛籃前移時，先拴接固定軌道于橋面，再開機泵油使油缸活塞桿頂推。油缸頂推最大行程約0.45m，需要回縮活塞桿頭并借助人工將滑塊重新嵌入前方開孔內，完成另一個0.35m（軌道開孔距離）的頂推行程。軌道長度設計長為8.1m，因而掛籃在軌道上頂推17次移機6m后，需要再一次移動軌道方可完成下一次6m頂推。

軌道在梁面設置有螺栓固定孔位，可確保掛籃在指定的位置移機就位。

6.3.3、掛籃提升、定位、錨固和調整立模標高

6.3.4、索導管、模板、鋼筋、預應力、預埋件、混凝土施工

6.3.4.1.模板施工

模板系統由箱梁底模及風嘴側模、內模及支撐架組成。

6.3.4.2.索導管的安裝與定位

掛籃前移到位，調好外模標高安裝好錨塊模板后，即可利用吊車吊裝索導管和墊板到設計位置臨時固定，再安裝勁性骨架到位，進行索導管調整固定。根據索導管角度、索導管處的箱梁錨塊幾何尺寸，施工前設計一個勁性骨架，在索導管在每節梁段的空間角度測量中線位置預留鐵板。安裝過程在勁性骨架上測量放樣處索導管中線兩點，用吊球法引線校正、調整索導管位置，調整好用型鋼在勁性骨架上加固索導管固定。定好位后，勁性骨架四個腳在模板上做好標記，就可以安裝斜拉索。梁端索導管口處，用木板和麻袋在勁性骨架上墊實索導管出口處，將安裝斜拉索產生的水平力傳遞給混凝土箱梁和避免磨損PE護套。勁性骨架分臨時支撐骨架和定位骨架。索導管定位骨架由型鋼做成框架形式，用以抵消安裝斜拉索時產生的水平力，斜拉索安裝到位拆除臨時勁性骨架鋼筋綁扎好后加固索導管定位勁性骨架，澆筑混凝土。

索導管的定位指標有兩項：其一是錨板中的位置和高程，其二是索導管的傾斜度。其定位分初定位和精確定位兩個步驟。

6.3.4.3.鋼筋、預埋件工程

6.3.4.3.1鋼筋安裝

由于主梁標準段模板分兩次安裝成形，故鋼筋應根據施工情況進行安裝，箍筋按混凝土澆筑標高進行控制。

鋼筋安裝如遇斜拉索索導管和預應力管道，可適當挪動，但不得任意取消或剪斷。

6.3.4.3.2預埋件施工

主梁標準段施工時的預埋件包括泄水管，欄桿預埋件，拉索減震裝置埋件及施工預埋件。預埋件埋設必須嚴格安裝設計圖的位置尺寸進行埋設，并控制好表面平整度。

6.3.4.4.混凝土施工

主梁為C55（頂板為C60鋼纖維）高強混凝土，具有高集料、低水膠比、高泵揚程、早強、緩凝等特性。采用泵送，對混凝土的可泵性、和易性、泌水性以及緩凝早強性能要求很高。混凝土配合比要求：坍落度為18～22cm，粗骨料最大直徑不超過25mm。

鋼筋、預應力筋及管道、模板安裝檢查合格后，即可進行混凝土澆注。澆筑順序從掛籃前端往后澆，左右對稱，先中箱后邊箱。

6.3.4.5.預應力施工

主梁采用縱、橫向預應力體系。主梁橫向預應力布置于主梁橫隔梁內，采用和高強低松弛鋼絞線，縱向預應力采用高強度低松弛鋼鉸線和JL32精軋螺紋粗鋼筋混合使用。張拉后均采用真空壓漿工藝灌漿。

橫向預應力束張拉施工平臺以主梁側模支架為依托鋪設木板而成，縱向預應力張拉施工平臺以前懸橫梁走道為依托鋪設平臺。

7、斜拉索施工

7.1、斜拉索基本規格

甘竹溪特大橋斜拉索為PES（FD）7-139～PES（FD）7-265規格的雙層HDPE防護低應力半平行熱鍍鋅拉索（輔墩內拉索采用PES（FD）7-61拉索），全橋共66對，最長索長226.125m，重18.13t。梁上標準索距6m，邊跨錨跨區段為3m，塔上豎向標準索距為2m；斜拉索為平行索面，兩索面橫向間距36.3m。斜拉索直接錨固在預應力混凝土主塔身上。

7.2、施工工藝方法

施工方案選擇：斜拉索安裝施工主要包括運輸、索上橋面、展索、掛設、張拉、索力檢測、調整以及減振裝置安裝等工序。根據斜拉索的重量、錨固牽引力的大小以及張拉施工空間要求，采用不同的方法進行施工。中跨索采用汽車吊吊到橋面臥式放索機上，用卷揚機牽引斜拉索移動到中跨對應錨點梁段，橫移，采用塔吊和塔頂卷揚機提升展開斜拉索，利用塔內手拉葫蘆、卷揚機牽引錨頭進入索導管錨固；梁端卷揚機輔助牽引進行梁端臨時錨固，在梁端進行一張，最后在塔端進行張拉及調索。邊跨由于梁端采用止槽的錨固形式，在梁端牽引是不實際的，所以采用塔吊、橋面吊機和塔內卷揚機牽引臨時錨固。主梁端卷揚機牽引進行錨固之后，在塔端牽引、錨固、張拉、調索。

7.3 斜拉索的張拉及索力調整

7.3.1 第一次張拉

一般來說，第一次張拉時施工荷載同步加載，所以第一次張拉控制在該節段斜拉索控制應力的30%左右（該值需根據具體項目監控實際給出）。

7.3.2 第二次張拉

第二次張拉安排在標準節段澆注到1/2砼時進行。

7.3.3 第三次張拉（體系轉換）

節段砼經過3天以上養護后（強度、彈模均滿足要求后），張拉體內預應力，然后進行體系轉換，即第三次張拉。

7.3.4 第四次張拉

斜拉索第四次張拉是斜拉索控制索力的建立過程，此次張拉拉索的增量大約占整個拉索控制應力的45%～50%，彈性伸長和垂度變化值全部建立在拉索軸線方向上，此種情況下對張拉設備的安裝縱向尺寸必須嚴格要求。

7.3.5 第五次張拉（階段性調索）

主梁超寬超重，所以施工過程中要求掛籃必須滿足承載要求，這勢必增大了掛籃的實際重量，按照0.45節段重來考慮掛籃就基本上達到了300t，所以在節段懸澆時為掛籃提供牽引，該工況下索力估計有所偏大（根據實際情況而定），待到掛籃前移一定距離之后，需要對已經安裝的斜拉索進行索力調整，調整范圍根據施工過程控制而確定，但張拉調整量不會對設備安裝造成影響。

7.3.6 第六次張拉（邊跨合龍調索）

7.3.7 第七次張拉（中跨合龍調索）

7.3.8 第八次張拉（全橋調索）

主橋合龍之后，進行二次恒載的加載，此時根據橋面線形和拉索實際索力，對全橋斜拉索應力和主橋線形進行大調整，基本上完成該橋在恒載作用下和使用過程中的實際索力。

8、結語

甘竹溪特大橋主梁標準節段采用了結構安全新穎、操作簡便的牽索掛籃施工，大大降低了工人的勞動強度，提高了效率，為南二環高速公路的順利如期通車奠定了基礎。