斜拉橋牽索掛籃前支點施工工藝工法

1、斜拉橋牽索掛籃（前支點）施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0602-2011）橋梁工程有限公司 廖文華 羅孝德1 前言1.1 工藝工法概況牽索掛籃又稱前支點掛籃，是一種用于混凝土斜拉橋主梁懸臂澆筑施工的設(shè)備，是一種具有國際先進水平的新型掛籃。我國自安徽銅陵長江公路大橋首次使用牽索掛籃以來，在大跨度、大節(jié)段的混凝土斜拉橋如武漢長江二橋、南昌新八一大橋、武漢江漢四橋、湖南岳陽洞庭湖大橋、江西鄱陽湖大橋、湖北荊洲長江公路大橋等的施工中，牽索掛籃施工工藝得到了廣泛的應(yīng)用。1.2 工藝原理利用斜拉索作為掛籃前支點的牽引索，后錨點錨于已澆梁段的底板上，中支點用C型掛鉤支撐于已澆主梁頂面，將后錨點

2、掛籃的懸臂受力狀態(tài)改變?yōu)榍昂笾c的簡支受力狀態(tài)，從而減小了掛籃的撓度與彎矩，提高了掛籃的承載能力，實現(xiàn)主梁全節(jié)段一次澆筑。承載系統(tǒng)模板系統(tǒng)錨固系統(tǒng)走行系統(tǒng)圖1 牽索掛籃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2 工藝工法特點采用鋼箱型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，整體性強，剛度大，承載能力大，安全性高，采用吊掛與斜拉索牽拉相結(jié)合的傳力，加大了節(jié)段施工長度，施工標(biāo)準(zhǔn)化程度高，施工速度快，施工質(zhì)量好，重量大，加工費用高。3 適用范圍大跨度長節(jié)段混凝土斜拉橋主梁懸臂澆筑施工。4 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 JTG/TF50公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范JTJ027公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范JTJ025鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205

3、公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)JTGB80-15 施工方法根據(jù)設(shè)計圖紙，主梁0、 1#段采用墩旁托架施工，掛籃從第2號段正式懸臂施工。結(jié)合現(xiàn)場條件，0、1#段施工時考慮用掛籃承載平臺作為施工平臺，掛籃承載平臺在墩旁托架上直接拼裝、焊接、平移、頂升到位。墩旁托架采用萬能桿件在塔墩頂拼裝而成。掛籃拼裝提升到位后，在掛籃后端設(shè)支承牛腿，前端設(shè)斜拉，掛籃主縱梁中部設(shè)斜向鋼支撐，以滿足0、1#段梁體施工。牽索掛籃作為主梁懸臂澆筑的承重結(jié)構(gòu)，通過錨固系統(tǒng)，將掛籃錨固在主梁底板上，通過牽索系統(tǒng)將斜拉索與掛籃弧形首相連，形成簡支結(jié)構(gòu)受力平臺，然后在掛籃平臺上進行立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土，張拉預(yù)應(yīng)力、壓漿等作業(yè)。在

4、掛籃懸臂施工過程中，斜拉索分三次張拉完成，第一次在掛籃錨固就位，立模標(biāo)高調(diào)整到位后進行，第二次在混凝土澆筑一半時進行，第三次在混凝土澆筑完成、等強、梁體預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索錨固體系從掛籃弧形首轉(zhuǎn)換到主梁上后進行。為平衡斜拉索產(chǎn)生的水平力，在掛籃與主梁之間設(shè)置止推機構(gòu)。掛籃前移時，C型掛鉤將掛籃吊在主梁頂面的滑板上，通過行走反滾輪，在千斤頂頂推C型掛鉤底面的滑移裝置時，掛籃前移。掛籃升降均通過千斤頂操作完成。6 工藝流程及操作要點6.1 施工工藝流程 牽索掛籃的安裝牽索掛籃的安裝與主梁0、1號段施工相結(jié)合，采用在索塔塔墩頂搭設(shè)好的萬能桿件支架平臺上分塊拼裝掛籃成整體的方法使掛籃承載平臺安裝就位，利

5、用掛籃承載平臺作為主梁0、1#段施工的托架平臺并完成主梁0、1#段施工后，完善掛籃C型掛鉤、拱架、行走反滾輪等，前移掛籃至主梁2#段進入牽索掛籃懸臂澆筑節(jié)段。掛籃的安裝可以根據(jù)施工現(xiàn)場條件采用地面拼裝整體提升等不同方法。 牽索掛籃的壓載試驗牽索掛籃在拼裝完成并錨固好后須進行預(yù)壓試驗，以檢測實際結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)及變形與設(shè)計是否吻合。預(yù)壓載荷不小于掛籃承載能力的1.2倍，采取分級施加的方式（至少為4級），荷載可采取模擬等代的方式施加，應(yīng)盡量與掛籃的實際受力狀況相吻合。受墩高、地形等因素影響，可以采用反支點預(yù)壓方法進行壓載試驗。 牽索掛籃的施工工藝流程圖2 牽索掛籃施工工藝流程圖6.2 操作要點 掛籃前

6、移掛籃下降到位，在C型鉤底面的滑移裝置落在梁面滑移鋼板上，行走反滾輪已安裝，錨桿約束全部解除后，掛籃準(zhǔn)備前移。在C型鉤側(cè)面安裝100t千斤頂頂推C型鉤，C型鉤在滑移鋼板上向梁端滑移，實現(xiàn)掛籃的前移。滑移鋼板與滑移裝置接觸面涂抹黃油，以減小摩阻力。掛籃前移時，應(yīng)保證掛籃平穩(wěn)前移，不走偏，出現(xiàn)走偏時，應(yīng)及時糾偏。掛籃的前移也可采用千斤頂牽拉C型鉤的方式。 掛籃錨固就位，形成前支點掛籃前移到位，經(jīng)測量放樣掛籃平面位置滿足規(guī)范要求后，安裝錨固系統(tǒng)錨桿。用主縱梁后部千斤頂反頂主梁底面，放下行走反滾輪，用梁面千斤頂提升中錨桿，使掛籃上升，掛籃上升過程中，主縱梁后部千斤頂同時回縮油缸，保證掛籃上升平穩(wěn)，直至

7、主肋底模與已澆梁底面緊貼。安裝掛籃微調(diào)頂升機構(gòu)、止推機構(gòu)，錨固掛籃。測量放樣掛籃牽索系統(tǒng)錨墊板位置，斜拉索塔端掛索完畢后，梁端斜拉索穿過索導(dǎo)管，錨頭安裝牽索系統(tǒng)上叉頭，用汽車吊配合卷揚機壓錨，使上叉頭與掛籃牽索系統(tǒng)下叉頭銷接，掛籃形成前支點。斜拉索通過掛籃牽索系統(tǒng)張拉桿錨固螺母錨固在弧形首的球形錨板上，同時使斜拉索錨圈離開索導(dǎo)管錨墊板設(shè)計位置一定距離。 掛籃立模標(biāo)高調(diào)校掛籃模板主要包括底模、內(nèi)頂模、外側(cè)模和內(nèi)側(cè)模。主肋、橫隔板底模焊固在掛籃上，隨掛籃升降實現(xiàn)安裝和拆除。內(nèi)頂模隨拱架升降實現(xiàn)安裝和拆除。內(nèi)、外側(cè)模施工用汽車吊、葫蘆配合進行安裝和拆除。掛籃立模標(biāo)高通過主縱梁后部千斤頂調(diào)整。標(biāo)高調(diào)整

8、到位后，頂緊頂升機構(gòu)，再次緊固錨固系統(tǒng)錨桿、頂緊止推機構(gòu)。同時清理掛籃模板，提升拱架。 斜拉索張拉斜拉索分三次張拉完成，第一次在掛籃錨固就位，立模標(biāo)高調(diào)整到位后進行，第二次在混凝土澆筑一半時進行，第三次在混凝土澆筑完成、等強、梁體預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索錨固體系從掛籃弧形首轉(zhuǎn)換到主梁上后進行。斜拉索張拉在塔端完成，采用索力監(jiān)控與梁端標(biāo)高雙控，以索力為主。塔端張拉時需配置張拉撐腳、600t以上千斤頂設(shè)備，千斤頂標(biāo)定后使用。張拉時，對稱同步進行。 鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力安裝、預(yù)埋件安裝斜拉索初張完成，拱架模板、主肋、橫隔板內(nèi)側(cè)模調(diào)整到位后進行。主肋底板鋼筋綁扎時，先在底模上放樣安裝止推預(yù)埋件，放樣錨桿預(yù)留孔位

9、置。索導(dǎo)管安裝在梁端斜拉索掛設(shè)時放樣確定。主肋、橫隔板鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力安裝完成后，再綁扎頂板鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力和預(yù)埋件。鋼筋直徑大于20mm時采用等強直螺紋連接，其余鋼筋采用搭接連接或單面焊接。接頭連接按設(shè)計及施工規(guī)范進行。預(yù)埋件在施工過程中必須做好檢查和保護，防止在鋼筋、混凝土施工中發(fā)生移動。在安裝過程中，鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道、索導(dǎo)管相沖突時，適當(dāng)挪動鋼筋，鋼筋必須截斷時，預(yù)應(yīng)力、索導(dǎo)管施工完后，將鋼筋按等強度原則進行補強。 混凝土施工混凝土澆筑采用泵送，沿主梁邊主跨各布置一條泵管。澆筑時，從前（懸臂端）向后（已澆段）的方向進行，并要相對于主塔和中線對稱、均衡澆筑，為防止堵管、離析，應(yīng)嚴格保證

10、混凝土的施工配合比和攪拌時間，嚴格控制混凝土坍落度。澆筑順序為先兩主肋、橫隔板、后頂板，單側(cè)左右對稱，邊主跨應(yīng)相互對稱，不平衡重控制在10t之內(nèi)。砼澆筑完成1/2時，暫停澆筑，按監(jiān)控指令對斜拉索進行第二次張拉，滿足要求后方可繼續(xù)澆筑直至澆筑完成?；炷翝仓瓿蓱?yīng)及時養(yǎng)生，防止混凝土表面干裂。6.2.7 主梁預(yù)應(yīng)力張拉主梁預(yù)應(yīng)力包括主肋鋼絞線束、橫隔板鋼絞線束以及頂板精軋螺紋鋼。預(yù)應(yīng)力鋼束、鋼筋在混凝土強度達到設(shè)計強度85%以上進行張拉，張拉按設(shè)計順序進行，先主肋、橫隔板，后頂板。張拉時采取張拉力與伸長量雙控，以張拉力為主。張拉油頂、油表標(biāo)定后使用，張拉完畢后采用真空吸漿法進行管道壓漿。 斜拉索

11、體系轉(zhuǎn)換主梁預(yù)應(yīng)力張拉完成后，進行斜拉索體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換時，張拉掛籃端牽索系統(tǒng)張拉桿，使張拉桿錨固在弧形首球形錨板上的錨固螺母擰開球形錨板一定距離，然后回縮油頂，使斜拉索錨圈錨固在主梁索導(dǎo)管錨墊板上，拆除掛籃牽索系統(tǒng)連接叉頭，實現(xiàn)斜拉索錨固從掛籃上到主梁上的體系轉(zhuǎn)換。 降拱架、掛籃，安裝行走系統(tǒng)拱架下降通過千斤頂下放精軋螺紋鋼完成，千斤頂必須對稱同步作業(yè)，保證拱架整體穩(wěn)定性。拱架下降后掛籃內(nèi)側(cè)模倒在拱架內(nèi)頂模上，下降高度以掛籃前移時能順利通過橫隔板底為準(zhǔn)。外側(cè)模則直接靠在掛籃操作平臺圍欄上。掛籃下降在斜拉索三張完成后進行。掛籃下降前，在主梁頂面安放滑移鋼板，解除止推系統(tǒng)、后錨桿等約束。在梁面

12、用千斤頂將中錨桿與主梁的錨固松開并下放，使掛籃下降，掛籃下降時，主縱梁后部千斤頂同時反頂主梁底面，保證掛籃下降平穩(wěn)，直至掛籃C型鉤底面的滑移裝置落在滑移鋼板上。解除中錨桿約束，再頂升主縱梁后部千斤頂，安裝行走反滾輪，下降微調(diào)頂升機構(gòu)，最后回縮千斤頂，使行走反滾輪頂在主梁底面上，準(zhǔn)備掛籃前移，進入下一節(jié)段施工。7 勞動力組織牽索掛籃施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，專業(yè)性強，工種多，現(xiàn)場組織一個作業(yè)隊伍便于協(xié)調(diào)管理，隊伍由各工種組成，流水作業(yè)施工，同時配備專業(yè)技術(shù)人員。實際施工時，可酌情增減。表1 勞動力配置表序號工種人數(shù)工作內(nèi)容備注1施工負責(zé)人1負責(zé)現(xiàn)場指揮總協(xié)調(diào)調(diào)度2質(zhì)檢員1負責(zé)現(xiàn)場質(zhì)量檢查及驗收3

13、技術(shù)員4負責(zé)現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量控制4汽吊司機3負責(zé)操作汽車吊5泵車司機2負責(zé)地泵操作6塔吊司駕人員3負責(zé)操作塔吊7電梯工2負責(zé)電梯操作8裝吊工20負責(zé)掛籃升降、前移9安全員1負責(zé)安全工作實施及檢查10鋼筋工40負責(zé)鋼筋加工及安裝11模板工16負責(zé)模板安裝及支架支設(shè)工作12砼工20負責(zé)砼澆筑及振搗等相關(guān)工作13電焊工10負責(zé)各種焊接工作14張拉工12負責(zé)斜拉索、預(yù)應(yīng)力體系的張拉及壓漿工作15電工2負責(zé)安裝及檢查電力設(shè)施及線路16修理工2負責(zé)修理機械設(shè)備17普工1020輔助各工種人員做好剩余工作8 主要機具設(shè)備牽索掛籃施工所使用的機具設(shè)備主要包括起吊設(shè)備、運輸設(shè)備、鋼筋、鋼材、模板、混凝土、預(yù)應(yīng)力

14、等施工設(shè)備。實際施工時，可酌情增減。表2 主要設(shè)備配置表序號機械名稱型號規(guī)格數(shù)量（臺套）工作內(nèi)容1輪胎吊16t1起重吊裝2電焊機BX3-500-26焊接3混凝土拖泵60C/80C2砼輸送4塔吊TC50231垂直起重5電梯SC1001輸送人員上下6千斤頂400t8張拉預(yù)應(yīng)力、頂升掛籃7千斤頂70t12張拉預(yù)應(yīng)力、升降拱架8千斤頂600t8張拉斜拉索9千斤頂300t8升降掛籃10高壓油泵36和千斤頂配套使用11壓漿機1灌注壓漿12空壓機3-6m3/min2打壓及清理13高壓水泵IS50-1202抽水養(yǎng)護14發(fā)電機150/200KW1備用電源15牽索掛籃2套設(shè)備平臺9 質(zhì)量控制9.1 易出現(xiàn)的質(zhì)量問

15、題 線形控制在主梁線形控制中，監(jiān)控單位所給定的掛籃立模標(biāo)高，由于實際施工與理論計算存在差異，導(dǎo)致主梁施工線形與理論線形不相符，在施工中若不及時調(diào)整，不嚴格控制各個環(huán)節(jié)的施工誤差，主梁施工線形將無法滿足規(guī)范要求。 外觀混凝土外露面平整度，色澤，錯臺等；容易出現(xiàn)露筋和孔洞，表面蜂窩麻面，梁體裂縫。9.2 保證措施 模板采用大面積鋼模，除強度應(yīng)滿足澆注砼的各項要求外，為保證其表面平整度，設(shè)計時主要以剛度控制。 對模板的拼接縫，力求做到設(shè)計合理，加工制作精細，減少或避免漏漿現(xiàn)象發(fā)生。 盡量減少對拉螺桿數(shù)量，以減少砼上的孔洞，并對主梁施工完成后留下的孔洞及時封堵修補。采用與主梁相同標(biāo)號的水泥漿進行，力求

16、做到與主梁砼顏色一致，并安排專人負責(zé)。 對砼配合比進行優(yōu)化選擇，砼攪拌均勻，保證其工作性能，確保砼整體上色澤一致。同時保護好已澆梁面免遭油污。 對模板的準(zhǔn)確安裝定位，砼的攪拌、泵送入模、振搗、養(yǎng)護等工藝過程采取有效措施，加強控制。對現(xiàn)場管理人員和操作人員進行質(zhì)量意識教育，做好每個關(guān)鍵工序的技術(shù)交底。通過保證各個工藝環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量來確保工程的質(zhì)量。 加強主梁平面位置與標(biāo)高的測量復(fù)核，特別是掛籃錨桿預(yù)留孔、預(yù)埋件、斜拉索張拉錨墊板的定位必須準(zhǔn)確。主梁在掛籃滑移前后、澆筑前后、斜拉索張拉前后均需測量標(biāo)高的變化，以指導(dǎo)下一節(jié)段的標(biāo)高控制。10 安全措施10.1 主要安全風(fēng)險分析 牽索掛籃施工屬高空作業(yè)

17、，作業(yè)人員施工過程中必須切實做好安全防護工作，防止高空墜落，防止物體打擊傷害。另外，在施工作業(yè)中，防止出現(xiàn)觸電事故。掛籃使用過程中，防止掛籃墜落。10.2 保證措施 制定主要分項工程的安全操作規(guī)程，作業(yè)前認真進行安全技術(shù)交底與安全教育培訓(xùn)。 掛籃在拼裝過程中，必須經(jīng)常檢查萬能桿件拼裝平臺的穩(wěn)固情況。平臺上應(yīng)設(shè)置封閉安全欄桿，包裹安全網(wǎng)，人行走道滿鋪腳手板或鐵皮，禁止上下雙層交叉作業(yè)，若必須采用則操作層必須全部封閉，防止落物傷人。吊裝作業(yè)應(yīng)有專人指揮，指揮按規(guī)定的哨聲和信號，必須清楚準(zhǔn)確，指揮者站在所有施工人員都能看到的位置，同時指揮者本人應(yīng)清楚地看到重物吊裝的全部過程。吊裝作業(yè)必須按安全技術(shù)規(guī)

18、范要求進行。 掛籃懸臂施工中，掛籃前移、升降、錨固等操作必須按安全技術(shù)交底進行，出現(xiàn)異常應(yīng)及時停止作業(yè)，待查明原因并排除安全隱患后方可繼續(xù)作業(yè)。 6級風(fēng)以上時，不得進行掛籃落架、頂升、滑移等作業(yè)，同時應(yīng)對掛籃錨固點加固。掛籃在工作狀態(tài)時，首先檢查各錨桿組的錨固情況，斜拉索與掛籃連接處的連接質(zhì)量，并進一步作出相應(yīng)的加固，期間不得有人滯留在掛籃上；在非工作狀態(tài)下，必須立即停止作業(yè)，做好防止掛籃模板在風(fēng)的作用下自動滑移的防護，并用鋼繩將掛籃掛退緊固在主梁上。 施工用電線路必須規(guī)范，不準(zhǔn)亂拉亂接，線路接頭不得裸露。11 環(huán)保措施環(huán)境的影響有兩層含義：一層含義是指內(nèi)部環(huán)境，即施工作業(yè)環(huán)境；另外一層是外部

19、環(huán)境，即對周邊環(huán)境的影響，對周邊環(huán)境的影響主要指因各種原因引起的地表下沉；水文條件變化、枯水、水位降低、水質(zhì)污染等；對周邊結(jié)構(gòu)物的影響；對社會、生活環(huán)境的影響。11.1 水環(huán)境保護針對現(xiàn)場實際情況，本標(biāo)段施工時，不對原地層造成較大的破壞，確保當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣盟粡U水排放前要經(jīng)過處理并排放到遠離居民生活用水區(qū)，并由環(huán)保協(xié)調(diào)部定期聯(lián)系當(dāng)?shù)丨h(huán)保監(jiān)督部門對水質(zhì)進行檢驗，確保當(dāng)?shù)厮|(zhì)不被污染。11.2 生態(tài)環(huán)境保護在施工準(zhǔn)備階段，結(jié)合設(shè)計圖紙，對現(xiàn)場各種材料拌和站的設(shè)置、棄碴場的選擇、施工便道的設(shè)置等進行進一步的調(diào)查，詳細掌握第一手資料，以“減少植被破壞，少占耕地”為原則，合理規(guī)劃臨時用地，最大限度地減

20、少施工用地。嚴格遵守環(huán)境保護法以及相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)章制度，嚴格執(zhí)行“三同時”即：同時設(shè)計、同時施工、同時竣工，不留尾巴、不留后患，采取一切合理措施保護現(xiàn)場內(nèi)外的環(huán)境，確保環(huán)保目標(biāo)圓滿實現(xiàn)。12 應(yīng)用實例12.1 工程簡介重慶巫奉高速公路何家坪特大橋主橋為（58+84+180）m三跨一聯(lián)獨塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土邊主梁斜拉橋，主跨24個節(jié)段，邊跨18個節(jié)段，共42個節(jié)段。其中0、1、b17、z23號段為現(xiàn)澆段，b16、z22為合攏段，其余為懸澆段。主梁截面頂全寬27.5m，截面端面高2.3m，中心高2.575m；主梁頂板厚0.32m，設(shè)雙向2%橫坡。節(jié)段長有8m、6m和24.78米三種，邊肋寬度有3m、4m和底寬28m的箱形截面三種，橫梁的基本間距是8m、6m和3.5m，主塔與主梁連接處固結(jié)。橫梁均設(shè)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線。主梁每節(jié)段在單根邊主梁內(nèi)各配置3根19股的鋼絞線，在橋面板內(nèi)配有32根32的精軋螺紋鋼。主梁合攏段長2.5m，合攏段內(nèi)各配置上、下緣合攏束。主梁混凝土標(biāo)號為C55，懸澆段最大重量434.6t。12.2 施工情況何家坪特大橋主梁懸澆段采用牽索掛籃懸臂施工。牽索掛籃采用舊掛籃改制而成，承載平臺在主梁位置搭設(shè)的萬能桿件平臺上分塊拼裝成整體。主梁0、1#段利用拼裝好的掛籃承載平臺作為托架平臺進行施工。在施工完成的主梁0、1#段梁面上利用汽車吊安裝掛籃C型鉤、拱架等，使