楠溪江斜拉橋掛籃施工工藝研究

王玉志

(北京鐵研建設監理有限責任公司，北京 102628)

混凝土斜拉橋由于具有經濟節約、結構剛度大、維修養護工作量小等優勢，廣泛應用于公路市政橋梁。在鐵路橋梁工程應用上，受限于鐵路活載重、工后徐變大、現有混凝土材料受壓強度、預應力配置可行性等諸多因素和技術難題，混凝土斜拉橋僅應用于少數幾座中小跨度橋梁，在大跨度鐵路橋梁上未見應用。

根據項目交通功能、線路標高、梁高限制、地形條件、通航防洪、濱海環境等建橋條件，并以經濟節約為原則，杭溫鐵路楠溪江特大橋主橋采用雙塔雙索面混凝土斜拉橋，具有建設條件嚴苛、技術含量高、設計難度大、施工要求高等技術重難點。

1 牽索掛籃施工工藝概述

掛籃及外側模板在廠家完成加工，后用浮吊運至現場進行組拼，掛籃組拼完成并吊裝到位后，進行靜載試驗，測定掛籃相關參數。然后掛設斜拉索，斜拉索梁端錨固端通過接長器錨固于掛籃弧形首，根據試驗測試結果，第一次對稱張拉斜拉索(17#墩為S2，M2，18#墩為S4，M4)以調整主梁外側模標高。然后綁扎鋼筋，安裝預應力管道和預埋件，立內模。對稱澆筑兩懸臂側混凝土，并在混凝土澆筑50%混凝土后進行第二次索力張拉；混凝土達到張拉條件后張拉預應力完成，然后進行第三次索力調整并進行體系轉換。兩次張拉力由掛籃前橫梁與主縱梁交點處的變形值確定，根據監控單位指令可適當調整。當前一節段主梁節段施工完成后，兩組掛籃同步前移8m。掛籃錨固完畢后，對此段斜拉索進行張拉調整外側模標高，然后參照前一階段施工下一節段主梁，直至邊跨最后一個懸澆塊施工完成。

邊跨合龍段施工完畢后，中跨掛籃繼續施工。MG18號節段施工完畢后，拆除一側掛籃，另一側掛籃拆除弧形首并前移至合龍位置。進行全橋調索，線形符合要求后安裝合龍口勁性骨架、錨固掛籃，施工中跨合龍段。根據懸澆梁線形調整的需要，在懸澆時，一般對懸澆塊段的后面4對索進行微調，具體根據監控指令進行。全橋合攏后拆除掛籃。

2 牽索掛籃施工斜拉索掛設

采用“先塔后梁”方式掛設斜拉索，工藝流程為：施工準備→斜拉索吊裝上橋→塔端掛設→橋面展索→梁端安裝。

2.1 斜拉索塔端掛設

梁端掛設采用軟牽引方式，以鋼絲繩作為牽引體。先利用塔吊將置于橋面放索盤上的索體拉出10m長度放置在梁面上，在斜拉索錨杯后端旋入連接板(滿絲扣)；再將塔頂卷揚機鋼絲繩從塔內放下，通過塔內轉向滑車、錨杯螺母，然后從索導管穿出，放到梁面并與連接板連接；然后在距錨杯6-9m左右處索體上用軟質吊帶設置吊點，采用塔吊與塔頂卷揚機相互配合起吊索體至錨杯接近塔身索道管出口；最后塔頂卷揚機收繩將斜拉索錨杯牽入索塔直至錨杯露出錨墊板，錨杯螺母旋入至平帽位置完成塔端掛設。

2.2 斜拉索橋面展索

為縮短展索周期、降低操作人員工作量、保護索體護套，采用脫空式橋面展索。斜拉索塔端掛設完成后，采用塔吊提升索體(后期索體長度、重量大，可利用橋面汽車吊輔助提升)，直至斜拉索梁端錨杯脫離放索盤懸空0.5～1.0m，橋面卷揚機鋼絲繩繞過梁端轉向滑車組并穿過梁端索道管(此時梁端索道管平放于橋面，并未安裝定位)后與斜拉索梁端錨杯相連；下放索體，將錨杯安置在錨杯小車上，下放索體同時卷揚機收繩進行水平牽引；展索過程中索體每隔2m～3m放置一臺單軸小車，小車與索體之間鋪墊橡膠皮，以保護索體。

2.3 斜拉索梁端安裝

梁端安裝采用軟硬牽引組合方式，軟牽引的牽引體為鋼絲繩、硬牽引的牽引體為張拉桿。

牽索掛籃懸澆的梁段，索道管先于梁體鋼筋安裝，即斜拉索在橋面展索過程中穿過索道管，臨時套掛于索體。斜拉索展索到位后，將張拉桿安裝于斜拉索梁端錨杯；利用橋面汽車吊及塔吊起吊索體以調整索體及張拉桿角度，利用橋面卷揚機將張拉桿向梁下牽引并穿入掛籃弧形首處的分配梁，張拉桿下端露出張拉分配梁15cm時，停止牽引，將錨固螺母旋至平扣，以保證后期牽引安全；卷揚機繼續牽引，當張拉桿下端露出分配梁80cm左右時，停止牽引，組裝張拉機具；卷揚機繼續牽引，當張拉桿下端露出千斤頂后端面15cm時停止牽引，安裝張拉螺母；改用千斤頂將梁端錨杯拉到設計位置(此階段通過控制牽索掛籃弧形首處承壓支承座下平面距錨杯下平面的實際距離來實現)；將張拉錨固桿螺母擰緊，千斤頂回油；梁端索導管精確定位后，斜拉索梁端錨杯上的錨固螺母應往下旋離錨墊板5cm以防主梁節段懸澆過程中此部位受力。

3 牽索掛籃懸臂澆筑施工設計

(1)施工過程中以精軋螺紋和臨時支座、型鋼構件、主梁橫向抗風支座作為三向約束，將塔梁臨時固結以抵抗施工過程中可能出現的不平衡荷載和風載。其中縱向臨時約束采用型鋼構件將主梁阻尼器塔端擋塊和梁端擋塊相連，安拆簡便、可靠度高。

(2)利用既有主梁索塔區節段現澆支架立柱搭設掛籃臨時存放平臺，掛籃在后場組拼成型后利用大型浮吊浮運、吊放于臨時存放平臺，最后整體提升安裝。采用掛籃后場組拼、整體吊裝的方法使主梁索塔區節段施工與掛籃組拼二者平行作業，壓縮了施工關鍵線路、節約了工期。

(3)采用貝雷梁吊架和KTTS200型液壓提升系統安、拆掛籃。KTTS200型液壓提升系統提升或下放動作連續進行，可在吊裝工況下實現帶載升降與停留，掛籃升降過程中不需人工反復松、緊吊桿螺帽或接長、拆除多余的吊桿，簡化了施工工序、加快了作業速度；其控制系統可準確反饋各吊點受力大小，且具備多點聯動和單點調整功能，能夠使各吊點均勻受力、同步升降，保證了施工安全。

(4)采用鋼絞線和千斤頂以反拉方式進行掛籃靜載試驗，既能克服常規堆載方法加載重量不易精確控制的缺陷，又可節約材料、加快進度。

(5)牽索掛籃懸澆施工采用吊桿及斜拉索錨固。掛籃中吊掛吊桿設置于主梁橫隔梁和斜拉索錨固塊范圍以外，通過橋面型鋼錨梁將反力分配給主梁腹板，既使吊桿避讓了梁體鋼筋、便于預留孔的埋設，又避免了主梁頂板承受過大彎矩；掛籃后吊掛錨固于主梁底板，不占用橋面作業空間。掛籃尾部設走行輪，走行過程不需配重，使得掛籃全重較小。

(6)掛籃懸澆施工采用地泵及布料機整體一次性澆筑主梁節段混凝土。施工過程中兩懸臂端應對稱同步布料。澆筑時現場操作人員通過敲擊模板、目測和尺量等方式確定混凝土高度，反饋給梁面指揮人員，指揮人員及時調整混凝土下料速度，保證澆筑方量相差不得超過5m3，以避免不平衡荷載過大。

(7)在底板頂面滿鋪15mm厚竹膠板作為壓板，壓板與梁體鋼筋間設墊塊控制保護層厚度；采用型鋼及方木作為背肋，利用拉桿及壓桿將壓板牢固固定以防止澆筑過程中壓板上浮。通過設置壓板的方式，即能保證混凝土成型美觀，又有利于主梁混凝土方量控制，有效減小了梁體超重對全橋結構體系造成的不利影響。

4 結 語

本文從牽索掛籃的施工工藝、斜拉索的掛設施工、主梁懸臂澆筑施工設計等方面闡述，采取了科學合理、切實可行的措施，解決了大跨度橋梁主梁澆筑方量大、主梁懸臂平衡、斜拉索掛設等難題，提出了合理的大跨度預應力混凝土斜拉橋主梁牽索掛籃施工工藝，確保了主梁施工的質量和進度，取得了一定的經濟效益。

本橋長平臺式牽索掛籃全重約181t，約為主梁懸澆節段最大重量的32.7%，頂推阻力小、走行速度快，懸澆節段平均工效達12d/節段，相比普通掛籃平均14d/節段，直接經濟效益約119萬元；掛籃組拼與主梁索塔區節段施工平行施工，壓縮了工期，減少了租賃材料及機械設備的使用時間3d，節省了成本，直接經濟效益約83.57萬元；主梁索塔區節段現澆支架可改制為掛籃臨時存放平臺，節約了施工材料，直接經濟效益約12萬元；

通過經濟對比測算，牽索掛籃施工方案較普通掛籃施工方案，費用節省約227.86萬元。