京杭运河大桥牵索挂篮施工方案简介

贝宝华

【摘 要】随着技术水平的提高，大跨径的桥梁日渐增多。牵索挂篮的合理使用是大跨径悬浇桥安全、快速、优质施工的重要保证，其总的特点是方便简易、经济可行，深受施工建筑人员青睐。根据牵索挂篮结构的施工原理，并结合牵索挂篮在施工中的应用效果，介绍牵索挂篮的设计方案及施工技术，重点介绍牵索挂篮的传力机理、构造、安装及行走过程，同时对牵索挂篮施工中的注意问题进行阐述。

【关键词】斜拉桥 牵索挂篮技术 挂篮结构

1工程概括

京杭运河大桥为双塔双索面斜拉桥，全长464m，主跨248m。主梁桥面全宽37.1m，标准段为挂篮悬浇施工，节段长度6.5m，节段混凝土方量163m3，重430t。主桥跨越通航繁忙的二级航道—京杭大运河，施工期间不能封航。

2对牵索挂篮的技术要求

（1）挂篮横向刚度要高：本桥横断面宽度37.1米，前、中横梁计算跨度37米，通过主纵梁牵索系统作为支撑，结构跨度大，整体刚度要求高。

（2）走行下落空间小：主桥跨越通航繁忙的二级航道—京杭大运河，施工期间不能封航。

（3）横隔墙较薄厚度仅为30cm，梁体受力集中。

3牵索挂篮结构

牵索挂篮采用钢箱梁整体式底平台，通过两组主纵梁、两组横梁、及后交叉腹杆组成空间受力体系，保证挂篮的纵横向刚度，保证了节段纵横向线型；内模支架采用钢管拱结构，将荷载传递至主纵梁，减小中横梁受力从而达到控制横梁吊点的反力；走行采用走行挂钩及后反力轮结构。

3.1承重系统

承重系统主要由主纵梁、次纵梁、顶板拱勒、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。

3.2悬吊系统

悬吊系统由挂篮前端牵索锚固结构，中吊杆、后吊杆等组成。牵索锚固结构由新制成品索、张拉杆、连接头、张拉螺母、锚固螺母组成。中外吊杆材质为40Cr，中内吊杆及后吊杆为精轧螺纹钢筋。

3.3水平抗剪系统

水平抗剪系统包括水平抗剪档块、梁体预埋钢盒组成，平衡由于牵索产生的水平力。

3.4走行系统

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，滑道上设置4mm不锈钢板，走行挂钩上设置四氟板，走行前需涂润滑油。走行前，将顶板模板的拱架系统下放到低于横隔板，将横隔板侧模放在顶上，一同过孔。

3.5模板系统

本套挂篮模板除顶板、齿块、横隔墙的近塔端侧模采用竹胶板，其余全部采用新制钢模。采用竹胶板做模板，可方便拆装，使挂篮顺利通过每节梁段的横隔墙。

4挂篮标准节段施工

主梁节段除0、1号块、边跨S12～S15块及S11、M19合拢段外，主梁边跨S2～S10、主跨M2～M18标准节段均采用牵索挂篮对称悬浇施工。在主梁0、1#块施工完成后拆除支架，在主梁下方拼装挂篮。拼装完成后利用后吊杆及吊机配合将整个挂篮提升至设计高程并锚固在主梁0、1#块上，然后安装模板系统。安装2#斜拉索并完成初张拉，再进行挂篮静载试验。静载试验完成后进行正常的主梁施工。

主梁牵索挂篮节段施工工序为（以S2、M2节段为例）：

① 静载试验完成后卸载压重，将索力调整至设计值，绑扎钢筋、安装预应力管道 ，检查挂篮各部位符合要求后，按照设计值对C2、C2进行第一次张拉，整个挂篮通过斜拉索受力。

②从挂篮前端开始浇筑 S2（M2）节段，至该节混凝土数量一半时，第二次张拉C2（C2）斜拉索。然后浇筑完成剩余部分混凝土。

③当浇筑段混凝土达到设计强度时，张拉各部分预应力筋，张拉完毕后，用500t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，将斜拉索受力由挂篮转换至主梁上。

④拆除模板，用倒链将拱架及内模系统下放到位，起顶后端50T千斤顶，将挂篮发反力转至50T千斤顶上，拆除后吊挂。同步调节中吊杆及后端50T千斤顶，使中锚点缓慢下降，直至挂篮平台下降50cm，使挂篮挂钩作用于主梁顶面的挂篮走道上，同时安装反力轮。解除中吊点锚固，安装前移千斤顶将挂篮向前移动。

⑤挂篮前移6.5m就位后，起顶50T千斤顶，卸下反力轮，利用50T千斤顶及中吊挂同步提升挂篮至底模与已浇筑主梁密贴，对吊点处抄垫，安装后吊杆、安装斜拉索并与牵索系统连接。提升拱架，安装挂篮模板及绑扎钢筋、安装预应力管道、安装外侧模，按照设计值进行斜拉索第一次张拉，浇筑50%节段混凝土，进入下个循环。

5施工要点

（1）弧形首为牵索的张拉设施，为整个挂篮的顺利施工提供保证。因此弧形首尤为重要。该桥斜拉索布置为扇形双索面，拉索顺桥向角度变化较大，挂篮中充分考虑各个块段的牵索角度，用整长板焊接扇形箱型结构来满足在张拉时弧形首的受力，通过在箱型结构底板上开孔来满足角度的变化。

（2）剪力键是平衡拉索水平力的重要设施，施工时要通过剪力键传递牵索的水平力至已施工梁体，因此在设计剪力键时通过在梁体预埋整体钢盒使剪力键与钢盒直接接触，使结构受力明确，传力直接明了。通过在梁体对应钢盒位置预埋钢筋网片来保护已浇筑梁体。

（3）挂篮的吊挂及后锚固系统为牵索挂篮的重要受力结构，采用40Cr吊杆作为主要受力杆件，在已浇注梁体布置分配梁及千斤顶来完成挂篮系统的标高调整及下落。

（4）拱架是荷载分配的主要受力杆件，通过设置合理的高矢比来保证宽幅顶板的受力。并且通过拱架将施工荷载传至两侧主纵梁，使整体结构受力更合理；通过在主纵梁上设置拱架滑道，施工完成后将拱架整体下滑过孔，保证了通航净空。

（5）走行系统：该挂篮的走行系统为在箱梁两侧腹板位置设置走行挂钩，在梁体上铺设滑道。在主纵梁后端设置反力轮，在已施工梁体前端设置前移千斤顶来保证挂篮的前移。这种前移系统传力明确直接，现场操作简单，方便。

6结语

此挂篮在特大斜拉桥上的成功运用，满足了对航道无影响，对主梁的影响小的要求，保证了安全、质量、施工进度。经济性高，适用性强。为后续类似宽幅桥牵索挂篮的实施提供了成功经验。