斜拉桥前支点牵索挂篮悬浇混凝土梁段施工技术

2020-11-30李树喜傅斐中交四航局第一工程有限公司

珠江水运 2020年11期

李树喜傅斐中交四航局第一工程有限公司

1.工程概况

沥桂大桥主桥为（120+160）m独塔双索面预应力混凝土梁斜拉桥，边中跨比0.75，全长280m。通过观察主桥的横断面可以发现，具体包括2个长度为3m的人行道、2个长度为2m的拉索区、2个长度为15.5m的车行道以及1个长度为1m的分隔带。主桥上部箱梁的总宽度为42m，纵桥向被支座分为1个空腹，横断面被腹板分为3个空腹；箱梁中心线处的高度为3m，箱梁横坡可通过腹板高度进行调整。根据本项目的施工设备条件、施工环境、经济水平等对比，针对沥桂大桥主桥混凝土梁段，施工单位选择了前支点牵索挂篮悬臂浇筑工艺。

2.牵索挂篮制作和安装

2.1 牵索挂篮结构简述

挂篮呈“井”字型，属于下承式结构，主要杆件和连接件分别为钢箱梁结构和工字钢。同时，中间上、下移动平台的组装主要通过贝雷杵片进行。挂篮的连接和固定主要通过挂篮中部前吊杆和尾部吊杆进行，且吊杆按只受拉考虑。挂篮中部存在一个止推系统，对主梁进行施工时，施工人员应将钢板提前埋设好。止推键的主要作用是对斜拉索的水平方向分力形成阻碍。因此，要想使挂篮保持稳定，且不会后退，施工人员应在安装斜拉索之前先安装好止推键。每个挂篮上的主纵梁数量为两个。一般情况下，主纵梁分为前、中、尾三段。前段的长、宽、高分别为4m、2m和1.8m，呈弧形结构。中段主梁的宽和高与前段相同，长度约为前段的两倍。尾段主梁的长和中段主梁相同，宽和前段及中段的高相同。与其他两段相比，尾段主梁的高要稍微低一点，大约为1.5m。尾段主梁不仅与挂篮行走系统C型钩紧密连接，而且设置有反力轮和定位轮，因此能保证挂篮在不携带任何重物的情况下能够纵向行走，且不会与原定方向发生偏离。高强度螺栓是主纵梁前、中、尾各段进行连接的主要部件。每个挂篮上的两个主纵梁是一个整体，通过前、中、后三道横梁进行连接。前横梁属于钢箱结构，一般利用钢板焊接而成，是主梁横梁底模支架。前横梁的高和宽分别为1.5m和1.35m。中横梁和前横梁相同，均属于钢箱结构，且位于C型钩处，能够承受前吊杆传递的拉力。中横梁的高和宽分别为1.2m和0.8m。后横梁位于主梁尾部，拼装的主要材料为贝雷桁片，并且能够承受后吊杆的拉力。

2.2 前支点牵索挂篮制作

（1）挂篮施工的过程中，施工人员应按一定的流程和规范进行施工。无论是顶板和底板，还是各种梁腹板，都应采用单面剖口焊进行焊接。其中，焊接的高度为10mm，焊接的形式为自动焊接。在主梁内部应设置横隔板，并利用双面间断焊的方式对横隔板和其他板进行焊接，使焊接高度为8mm，此举能够有效控制钢板因焊接而产生的变形。对主梁隔板进行加工前，精下料的工序必不可少。施工人员应先制作胎模，经过测量保证验收合格后再进行主梁隔板的加工，从而减少了加工过程中可能出现的主梁侧弯及竖弯等情况。主梁制作时，施工人员应严格按照设计图的要求对加工好的隔板进行固定。固定好隔板后，还应仔细观察隔板的垂直度和中心偏位，并适当进行调整。确定隔板的位置后，采用点焊的方式对隔板进行固定，并补全其余焊缝。

（2）施工人员将现场的挂篮沿主梁纵向轴线进行移动，使其移动至0#块外侧位置，接着再对其进行拼装。上述操作完成后，挂篮在千斤顶的作用下沿着滑轨移动至0#块位置，随后再对其进行起吊。

2.3 牵索挂篮安装步骤

（1）安装前的准备工作。安装前，施工人员应将挂篮安装过程中可能涉及到的各个点位进行测量和标记。对施工过程中可能会用到的材料进行清点，并将其堆放至指定位置。仔细测量放样，并提前安装好拼装平台。

（2）安装桥面挂篮滑道。滑道以钢板为主要材料，厚度和宽度分别为2cm和30cm。当滑道表面不够平整时，施工人员可利用干硬性砂浆进行找平，保证滑道和梁面之间是紧密贴合的。同时，还应将黄油均匀涂抹至滑道表面，起到润滑的作用。

（3）安装挂篮承载平台。安装过程中，施工人员应保证安装是前后两端同时进行的，从而保证不平衡荷载得到有效控制。如果采用了单端安装的形式，设计院应对不平衡荷载进行检验和计算，确保主梁不受其影响。

（4）安装挂篮承载平台、桥面悬吊桁架及起重设备。安装过程中，合理控制安装的位置偏差，使其不超过5cm。对挂篮进行拼装时，施工人员应对放样进行测量，使滑移槽位置与吊杆预埋孔相对应。拼装完成后，使挂篮滑移至指定位置。此时，应确保吊杆位置和预埋孔相对应，避免钢绞线因受力不直而产生扭曲。限位装置的焊接能在一定程度上保证挂篮箱梁底吊梁安装过程中起吊位置的正确性。

（5）安装操作走道。施工人员先在桥下对操作走道进行焊接，使其基本成型，然后再利用塔吊将其吊至指定位置。到达指定位置后对其进行焊接，使其固定在挂篮主纵梁上，同时设置安全防护网。

3.挂篮悬浇混凝土施工技术

3.1 挂篮悬浇施工工艺

挂篮悬浇施工工艺的具体流程如下：（1）将N节段边主梁挂篮安装到位，并进行连接和固定；（2）对N节段边主梁的索导管、底模和外侧模进行安装；（3）利用钢筋对N节段主梁底板、腹板以及横隔板进行绑扎；（4）对N节段主梁底板的预应力管道以及主梁内模进行安装；（5）利用钢筋对N节段主梁顶板进行绑扎；（6）对顶板的预应力管道进行安装；（7）对N 节段主梁砼进行浇筑，浇筑过程中保持对称；（8）养生及砼等强；（9）对N节段边主梁纵向预应力钢束进行对称张拉；（10）压浆，并降下挂篮，使其向前移动，到达N+1节段后方可停止；（11）做好下一节段的施工准备。

3.2 挂篮悬浇施工

主梁悬浇施工的工序较为复杂，具体分为六个方面，包括前移挂篮、对挂篮进行调整，并将其连接固定、对钢筋和孔道进行安装、灌注并养护混凝土、施加预应力以及孔道压浆。在施工过程中，施工人员应循环进行上述操作。

（1）前移挂篮。上一梁段的施工结束后，解除并放松各吊点，使模板与梁体相分离。同时，将梁上后锚点解除，并将挂篮力系转换在滑道上，在千斤顶的作用下使移动挂篮，使其到达下一梁段处。挂篮移动的过程中要对放出主梁的中心点进行测量，且对挂篮进行实时监控，确保挂篮的移动方向不会出现偏移。当挂篮移动方向出现偏移时，施工人员应及时对其进行调整。需要明确的是，整个前移挂篮的操作都应在相关操作流程的规范下进行。

（2）对挂篮进行调整，并将其连接固定。施工人员首先应进行锚固转换。转换完成后，施工人员利用测量仪器测量并定位中线及高程。接着再在千斤顶的作用下适当调整标高，使各项数据均符合相关要求。最后，进行全方位的连接和固定。

（3）上述操作完成后，施工人员按工艺流程进行其他工序的施工。