斜拉桥牵索挂篮(前支点)施工工艺标准工法.docx

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1、承载系统斜拉桥牵索挂篮(前支点)施工工艺工法( QB/ZTYJGYGF-QL-0602-2011)桥梁工程有限公司 廖文华 罗孝德1 前言1.1 工艺工法概况牵索挂篮又称前支点挂篮，是一种用于混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施工的设 备，是一种具有国际先进水平的新型挂篮。我国自安徽铜陵长江公路大桥首次使 用牵索挂篮以来，在大跨度、大节段的混凝土斜拉桥如武汉长江二桥、 南昌新八 一大桥、武汉江汉四桥、湖南岳阳洞庭湖大桥、江西鄱阳湖大桥、湖北荆洲长江 公路大桥等的施工中，牵索挂篮施工工艺得到了广泛的应用。1.2 工艺原理利用斜拉索作为挂篮前支点的牵引索，后锚点锚于已浇梁段的底板上，中支 点用 C 型挂钩支

2、撑于已浇主梁顶面，将后锚点挂篮的悬臂受力状态改变为前后支 点的简支受力状态，从而减小了挂篮的挠度与弯矩，提高了挂篮的承载能力，实 现主梁全节段一次浇筑锚固系统结构模板系统2 工艺工法特点采用钢箱型结构，结构紧凑，整体性强，刚度大，承载能力 采用吊挂与斜拉索牵拉相结合的传力，加大了节段施工长度，施工标 施工速度快，施工质量好，重量大，加工费用高。3 适用范围大跨度长节段混凝土斜拉桥主梁悬臂浇筑施4 主要技术标准公路桥涵施工技术规范 JTG/TF50公路斜拉桥设计规范 JTJ027公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025钢结构工程施工质量验收规范 GB50205公路工程质量检验评定标准 JTG

3、B80-15 施工方法根据设计图纸，主梁 0、 1#段采用墩旁托架施工，挂篮从第 2 号段正式悬臂 施工。结合现场条件， 0、1#段施工时考虑用挂篮承载平台作为施工平台，挂篮承 载平台在墩旁托架上直接拼装、焊接、平移、顶升到位。墩旁托架采用万能杆件 在塔墩顶拼装而成。挂篮拼装提升到位后，在挂篮后端设支承牛腿，前端设斜拉， 挂篮主纵梁中部设斜向钢支撑，以满足 0、1#段梁体施工。牵索挂篮作为主梁悬臂浇筑的承重结构，通过锚固系统，将挂篮锚固在主梁 底板上，通过牵索系统将斜拉索与挂篮弧形首相连，形成简支结构受力平台，然 后在挂篮平台上进行立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土，张拉预应力、压浆等作业。 在挂篮悬

4、臂施工过程中，斜拉索分三次张拉完成，第一次在挂篮锚固就位，立模 标高调整到位后进行，第二次在混凝土浇筑一半时进行，第三次在混凝土浇筑完 成、等强、梁体预应力张拉、斜拉索锚固体系从挂篮弧形首转换到主梁上后进行。 为平衡斜拉索产生的水平力，在挂篮与主梁之间设置止推机构。挂篮前移时， C型 挂钩将挂篮吊在主梁顶面的滑板上，通过行走反滚轮，在千斤顶顶推 C 型挂钩底 面的滑移装置时，挂篮前移。挂篮升降均通过千斤顶操作完成。6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程6.1.1 牵索挂篮的安装牵索挂篮的安装与主梁 0、1号段施工相结合， 采用在 索塔塔墩顶搭设好的万能杆件支架平台上分块拼装挂篮成整体的方法

5、使挂篮承载 平台安装就位， 利用挂篮承载平台作为主梁 0、1#段施工的托架平台并完成主梁 0、 1#段施工后，完善挂篮 C 型挂钩、拱架、行走反滚轮等，前移挂篮至主梁 2#段进 入牵索挂篮悬臂浇筑节段。挂篮的安装可以根据施工现场条件采用地面拼装整体 提升等不同方法。6.1.2 牵索挂篮的压载试验 牵索挂篮在拼装完成并锚固好后须进行预压试验，以检测实际结构内力状态 及变形与设计是否吻合。预压载荷不小于挂篮承载能力的 1.2 倍，采取分级施加 的方式（至少为 4 级），荷载可采取模拟等代的方式施加，应尽量与挂篮的实际受 力状况相吻合。受墩高、地形等因素影响，可以采用反支点预压方法进行压载试验。6.

6、1.3 牵索挂篮的施工工艺流程2拉索安装牛腿完善测量校核挂篮吊装挂篮固定及平台完善拉座实施肋板、顶板底模肋板内侧模板安装养护至砼强度达到 85设计强度值绑扎肋板钢筋拆模及预应力张拉图 2 牵索挂篮施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 挂篮前移挂篮下降到位，在C 型钩底面的滑移装置落在梁面滑移钢板上，行走反滚轮已安装，锚杆约束全部解除后，挂篮准备前移。在 C型钩侧面安装 100t 千斤顶顶 推 C型钩，C 型钩在滑移钢板上向梁端滑移，实现挂篮的前移。滑移钢板与滑移装 置接触面涂抹黄油，以减小摩阻力。挂篮前移时，应保证挂篮平稳前移，不走偏， 出现走偏时，应及时纠偏。挂篮的前移也可采用千斤顶牵拉

7、 C 型钩的方式。6.2.2 挂篮锚固就位，形成前支点挂篮前移到位，经测量放样挂篮平面位置满足规范要求后，安装锚固系统锚 杆。用主纵梁后部千斤顶反顶主梁底面，放下行走反滚轮，用梁面千斤顶提升中 锚杆，使挂篮上升，挂篮上升过程中，主纵梁后部千斤顶同时回缩油缸，保证挂篮上升平稳，直至主肋底模与已浇梁底面紧贴。安装挂篮微调顶升机构、止推机 构，锚固挂篮。测量放样挂篮牵索系统锚垫板位置，斜拉索塔端挂索完毕后，梁 端斜拉索穿过索导管，锚头安装牵索系统上叉头，用汽车吊配合卷扬机压锚，使 上叉头与挂篮牵索系统下叉头销接，挂篮形成前支点。斜拉索通过挂篮牵索系统 张拉杆锚固螺母锚固在弧形首的球形锚板上，同时使斜

8、拉索锚圈离开索导管锚垫 板设计位置一定距离。6.2.3 挂篮立模标高调校 挂篮模板主要包括底模、内顶模、外侧模和内侧模。主肋、横隔板底模焊固 在挂篮上，随挂篮升降实现安装和拆除。内顶模随拱架升降实现安装和拆除。内、 外侧模施工用汽车吊、葫芦配合进行安装和拆除。挂篮立模标高通过主纵梁后部 千斤顶调整。标高调整到位后，顶紧顶升机构，再次紧固锚固系统锚杆、顶紧止 推机构。同时清理挂篮模板，提升拱架。6.2.4 斜拉索张拉斜拉索分三次张拉完成， 第一次在挂篮锚固就位， 立模标高调整到位后进行， 第二次在混凝土浇筑一半时进行，第三次在混凝土浇筑完成、等强、梁体预应力 张拉、斜拉索锚固体系从挂篮弧形首转换

9、到主梁上后进行。斜拉索张拉在塔端完 成，采用索力监控与梁端标高双控，以索力为主。塔端张拉时需配置张拉撑脚、 600t 以上千斤顶设备，千斤顶标定后使用。张拉时，对称同步进行。6.2.5 钢筋绑扎、预应力安装、预埋件安装 斜拉索初张完成，拱架模板、主肋、横隔板内侧模调整到位后进行。主肋底 板钢筋绑扎时，先在底模上放样安装止推预埋件，放样锚杆预留孔位置。索导管 安装在梁端斜拉索挂设时放样确定。主肋、横隔板钢筋绑扎，预应力安装完成后， 再绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力和预埋件。钢筋直径大于20mm时采用等强直螺纹连接，其余钢筋采用搭接连接或单面焊接。接头连接按设计及施工规范进行。 预埋件在施工过程中必

10、须做好检查和保护，防止在钢筋、混凝土施工中发生移动。 在安装过程中，钢筋与预应力管道、索导管相冲突时，适当挪动钢筋，钢筋必须 截断时，预应力、索导管施工完后，将钢筋按等强度原则进行补强。6.2.6 混凝土施工 混凝土浇筑采用泵送，沿主梁边主跨各布置一条泵管。浇筑时，从前（悬臂 端）向后（已浇段）的方向进行，并要相对于主塔和中线对称、均衡浇筑，为防 止堵管、离析，应严格保证混凝土的施工配合比和搅拌时间，严格控制混凝土坍 落度。浇筑顺序为先两主肋、横隔板、后顶板，单侧左右对称，边主跨应相互对 称，不平衡重控制在 10t 之内。砼浇筑完成 1/2 时，暂停浇筑，按监控指令对斜拉 索进行第二次张拉，满

11、足要求后方可继续浇筑直至浇筑完成。混凝土浇筑完成应 及时养生，防止混凝土表面干裂。6.2.7 主梁预应力张拉 主梁预应力包括主肋钢绞线束、横隔板钢绞线束以及顶板精轧螺纹钢。预应 力钢束、钢筋在混凝土强度达到设计强度 85%以上进行张拉， 张拉按设计顺序进行， 先主肋、横隔板，后顶板。张拉时采取张拉力与伸长量双控，以张拉力为主。张 拉油顶、油表标定后使用，张拉完毕后采用真空吸浆法进行管道压浆。6.2.8 斜拉索体系转换 主梁预应力张拉完成后，进行斜拉索体系转换。体系转换时，张拉挂篮端牵 索系统张拉杆，使张拉杆锚固在弧形首球形锚板上的锚固螺母拧开球形锚板一定 距离，然后回缩油顶，使斜拉索锚圈锚固在

12、主梁索导管锚垫板上，拆除挂篮牵索 系统连接叉头，实现斜拉索锚固从挂篮上到主梁上的体系转换。6.2.9 降拱架、挂篮，安装行走系统 拱架下降通过千斤顶下放精轧螺纹钢完成，千斤顶必须对称同步作业，保证 拱架整体稳定性。拱架下降后挂篮内侧模倒在拱架内顶模上，下降高度以挂篮前 移时能顺利通过横隔板底为准。外侧模则直接靠在挂篮操作平台围栏上。挂篮下降在斜拉索三张完成后进行。 挂篮下降前， 在主梁顶面安放滑移钢板， 解除止推系统、后锚杆等约束。在梁面用千斤顶将中锚杆与主梁的锚固松开并下 放，使挂篮下降，挂篮下降时，主纵梁后部千斤顶同时反顶主梁底面，保证挂篮 下降平稳，直至挂篮 C型钩底面的滑移装置落在滑移

13、钢板上。解除中锚杆约束，再 顶升主纵梁后部千斤顶，安装行走反滚轮，下降微调顶升机构，最后回缩千斤顶， 使行走反滚轮顶在主梁底面上，准备挂篮前移，进入下一节段施工。7 劳动力组织牵索挂篮施工工艺复杂，技术要求高，专业性强，工种多，现场组织一个作 业队伍便于协调管理，队伍由各工种组成，流水作业施工，同时配备专业技术人 员。实际施工时，可酌情增减。表 1 劳动力配置表序号工种人数工作内容备注1施工负责人1负责现场指挥总协调调度2质检员1负责现场质量检查及验收3技术员4负责现场技术指导和质量控制4汽吊司机3负责操作汽车吊5泵车司机2负责地泵操作6塔吊司驾人员3负责操作塔吊7电梯工2负责电梯操作8装吊工

14、20负责挂篮升降、前移9安全员1负责安全工作实施及检查10钢筋工40负责钢筋加工及安装11模板工16负责模板安装及支架支设工作12砼工20负责砼浇筑及振捣等相关工作13电焊工10负责各种焊接工作14张拉工12负责斜拉索、预应力体系的张拉及压浆工作15电工2负责安装及检查电力设施及线路16修理工2负责修理机械设备17普工1020辅助各工种人员做好剩余工作8 主要机具设备牵索挂篮施工所使用的机具设备主要包括起吊设备、运输设备、钢筋、钢材、模板、混凝土、预应力等施工设备。实际施工时，可酌情增减。表 2 主要设备配置表序 号机械名称型号规格数量（台套）工作内容1轮胎吊16t1起重吊装2电焊机BX3-5

15、00-26焊接3混凝土拖泵60C/80C2砼输送4塔吊TC50231垂直起重5电梯SC1001输送人员上下6千斤顶400t8张拉预应力、顶升挂篮7千斤顶70t12张拉预应力、升降拱架8千斤顶600t8张拉斜拉索9千斤顶300t8升降挂篮10高压油泵36和千斤顶配套使用11压浆机1灌注压浆12空压机3-6m 3/min2打压及清理13高压水泵IS50-1202抽水养护14发电机150/200KW1备用电源15牵索挂篮2套设备平台9 质量控制9.1 易出现的质量问题9.1.1 线形控制 在主梁线形控制中，监控单位所给定的挂篮立模标高，由于实际施工与理论 计算存在差异，导致主梁施工线形与理论线形不相

16、符，在施工中若不及时调整， 不严格控制各个环节的施工误差，主梁施工线形将无法满足规范要求。9.1.2 外观 混凝土外露面平整度，色泽，错台等；容易出现露筋和孔洞，表面蜂窝麻面， 梁体裂缝。9.2 保证措施9.2.1 模板采用大面积钢模，除强度应满足浇注砼的各项要求外，为保证其 表面平整度，设计时主要以刚度控制。9.2.2 对模板的拼接缝，力求做到设计合理，加工制作精细，减少或避免漏 浆现象发生。9.2.3 尽量减少对拉螺杆数量，以减少砼上的孔洞，并对主梁施工完成后留 下的孔洞及时封堵修补。采用与主梁相同标号的水泥浆进行，力求做到与主梁砼 颜色一致，并安排专人负责。9.2.4 对砼配合比进行优化

17、选择，砼搅拌均匀，保证其工作性能，确保砼整 体上色泽一致。同时保护好已浇梁面免遭油污。9.2.5 对模板的准确安装定位，砼的搅拌、泵送入模、振捣、养护等工艺过 程采取有效措施，加强控制。对现场管理人员和操作人员进行质量意识教育，做 好每个关键工序的技术交底。通过保证各个工艺环节的工作质量来确保工程的质 量。9.2.6 加强主梁平面位置与标高的测量复核，特别是挂篮锚杆预留孔、预埋 件、斜拉索张拉锚垫板的定位必须准确。主梁在挂篮滑移前后、浇筑前后、斜拉 索张拉前后均需测量标高的变化，以指导下一节段的标高控制。10 安全措施10.1 主要安全风险分析 牵索挂篮施工属高空作业，作业人员施工过程中必须切

18、实做好安全防护工 作，防止高空坠落，防止物体打击伤害。另外，在施工作业中，防止出现触电事 故。挂篮使用过程中，防止挂篮坠落。10.2 保证措施10.2.1 制定主要分项工程的安全操作规程，作业前认真进行安全技术交底与 安全教育培训。10.2.2 挂篮在拼装过程中，必须经常检查万能杆件拼装平台的稳固情况。平 台上应设置封闭安全栏杆，包裹安全网，人行走道满铺脚手板或铁皮，禁止上下 双层交叉作业，若必须采用则操作层必须全部封闭，防止落物伤人。10.2.3 吊装作业应有专人指挥，指挥按规定的哨声和信号，必须清楚准确， 指挥者站在所有施工人员都能看到的位置，同时指挥者本人应清楚地看到重物吊 装的全部过程

19、。吊装作业必须按安全技术规范要求进行。10.2.4 挂篮悬臂施工中，挂篮前移、升降、锚固等操作必须按安全技术交底 进行，出现异常应及时停止作业，待查明原因并排除安全隐患后方可继续作业。10.2.5 6 级风以上时，不得进行挂篮落架、顶升、滑移等作业，同时应对挂 篮锚固点加固。挂篮在工作状态时，首先检查各锚杆组的锚固情况，斜拉索与挂 篮连接处的连接质量，并进一步作出相应的加固，期间不得有人滞留在挂篮上； 在非工作状态下，必须立即停止作业，做好防止挂篮模板在风的作用下自动滑移 的防护，并用钢绳将挂篮挂退紧固在主梁上。10.2.6 施工用电线路必须规范，不准乱拉乱接，线路接头不得裸露。11 环保措施

20、环境的影响有两层含义：一层含义是指内部环境，即施工作业环境；另外一 层是外部环境，即对周边环境的影响，对周边环境的影响主要指因各种原因引起 的地表下沉；水文条件变化、枯水、水位降低、水质污染等；对周边结构物的影 响；对社会、生活环境的影响。11.1 水环境保护针对现场实际情况，本标段施工时，不对原地层造成较大的破坏，确保当地 居民的生活用水；废水排放前要经过处理并排放到远离居民生活用水区，并由环 保协调部定期联系当地环保监督部门对水质进行检验，确保当地水质不被污染。11.2 生态环境保护在施工准备阶段，结合设计图纸，对现场各种材料拌和站的设置、弃碴场的 选择、施工便道的设置等进行进一步的调查，

21、详细掌握第一手资料，以“减少植 被破坏，少占耕地”为原则，合理规划临时用地，最大限度地减少施工用地。严 格遵守环境保护法以及相关的法律、法规、规章制度，严格执行“三同时” 即：同时设计、同时施工、同时竣工，不留尾巴、不留后患，采取一切合理措施 保护现场内外的环境，确保环保目标圆满实现。12 应用实例12.1 工程简介重庆巫奉高速公路何家坪特大桥主桥为( 58+84+180)m 三跨一联独塔双索面 预应力混凝土边主梁斜拉桥，主跨 24个节段，边跨 18 个节段，共 42个节段。其 中 0、1、 b17、z23 号段为现浇段， b16、 z22 为合拢段，其余为悬浇段。主梁截面 顶全宽 27.5m

22、，截面端面高 2.3m，中心高 2.575m；主梁顶板厚 0.32m，设双向 2% 横坡。节段长有 8m、 6m和 24.78 米三种，边肋宽度有 3m、4m和底宽 28m的箱形 截面三种，横梁的基本间距是 8m、6m和 3.5m，主塔与主梁连接处固结。横梁均设 有预应力钢绞线。主梁每节段在单根边主梁内各配置 3 根 19 股的钢绞线，在桥面 板内配有 32 根 32 的精轧螺纹钢。主梁合拢段长 2.5m，合拢段内各配置上、下 缘合拢束。主梁混凝土标号为 C55，悬浇段最大重量 434.6t 。12.2 施工情况何家坪特大桥主梁悬浇段采用牵索挂篮悬臂施工。牵索挂篮采用旧挂篮改制 而成，承载平台

23、在主梁位置搭设的万能杆件平台上分块拼装成整体。主梁0、1#段利用拼装好的挂篮承载平台作为托架平台进行施工。在施工完成的主梁0、1#段梁面上利用汽车吊安装挂篮 C 型钩、拱架等，使挂篮转换到主梁上，完善挂篮 系统后实现挂篮的正常悬臂浇筑。挂篮自 2010 年 7 月 17 日正式悬臂浇筑，边跨 于 2010年 12月 20日合拢，主跨于 2011年 5 月 11 日实现全桥合拢。挂篮正常悬 臂浇筑 9 天每个节段。12.3 工程结果评价何家坪特大桥主梁施工挂篮通过对挂篮弧形首、牵索系统重新设计、加工改 制，采用球形锚板， 解决了空间索横桥向角度变化的张拉锚固难题。 挂篮上桥与 0、 1 号段施工相结合， 采用在塔墩顶搭设万能杆件支架平台， 在平台上拼装挂篮成整 体，再利用挂篮承载平台作为 0、1 号段施工支承托架的施工方案。该方案无需大型起吊设备，不必搭设挂篮整体吊装平台，简化了施工工艺，提高了施工速度， 减少了施工投入。主梁牵索挂篮悬臂施工形成了一整套工艺，积累了丰富的施工 经验，对今后施工类似桥梁打下了坚实的基础。主桥成功合拢，安全质量控制良 好，在重庆地区创造了良好的声誉，获得了业主的一致好评，社会经济效益明显12.4 建设效果及施工图片图 3 托架拼装平台图 4 挂篮分块拼装图5 0 、1#段施工图 6 挂篮悬臂浇筑施工