独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究

独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究

（中铁上海工程局集团第一工程有限公司）

【摘要】随着桥梁施工技术的发展，越来越多少市政交通采用斜拉桥。斜拉桥造型优美，梁

体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大；受桥下净空和桥面标高的限制少；抗风稳定性比悬索桥好，不需悬索桥那样的集中锚碇构造；便于悬臂施工等。斜拉桥施工大多利用斜拉桥自身的

在结构上的优点，悬臂浇筑施工时选择前支点牵索式挂篮，由斜拉索和已浇梁段共同承担待

浇梁段的全部重量，以减轻施工设备承担的荷载，充分发挥斜拉索的作用。斜拉桥采用挂篮

施工时，由于其结构复杂，超静定次数多，挂篮的设计直接影响斜拉桥施工质量和施工安全，因此进行独塔单索面复合型前支点挂篮施工技术研究十分必要。

【关键词】独塔单索面；斜拉桥；复合型前支点挂篮

1．研究背景

当涂县山水大道位于当涂县主城区东南面，为贯通现代农业示范区南北的重要通道。有我公

司承建的山水大道青山大桥为跨越姑溪河的一座大桥，大桥由北向南，跨越姑溪河规划三级

河道，主桥设计为塔梁固结的独塔单索面混凝土斜拉桥，主梁总长245m，跨径组合为

35m+75m+135m。主梁采用挂篮悬臂浇筑施工，主梁梁高3.6m，采用单箱三室结构，每个悬

浇节段长度为7m，桥面宽度为22.5m，每个节段重量为332t。

2．挂篮选型

悬臂浇筑施工的关键是挂篮的设计，挂篮的设计直接影响桥梁的质量和施工安全。从目前出

现的预应力混凝土斜拉桥悬臂现浇施工中，最常用设备是前支点挂篮和后支点挂篮。

传统的后支点挂篮适用于节段长度较小（节块长度在2～4m），重量较轻的结构（节段重量

在200t左右），这样的结构采用后支点挂篮可以更容易控制挂篮的横向刚度，调整梁体两端的标高。因而后支点挂篮主要应用于普通连续刚构桥中，对于当涂青山大桥节段长度为7m，桥面宽度为22.5m，若采用后支点挂篮施工，节块每个节段需分2次浇筑，每次浇筑3.5m，

分为无索区和有索区，理论上可行，但节块数较多，工期势必会增加，造成巨大的成本压力，后支点挂篮已不能满足施工要求。

而从国内外面的施工案例上看，前支点挂篮主要用双索面预应力混凝土斜拉桥和梁体宽度较小、节段重量较轻的单索面预应力混凝土斜拉桥（节段长度在6m以内，梁体重量在300t以内）。大多数预应力混凝土斜拉桥的主梁断面常采用近似倒三角形的形式，这种主梁断面轻

巧简便，横向宽度较大，顶板纵向悬臂长度大，底板宽度较小，整体呈倒三角形、单索面布置。这种梁体也同样具有结构轻、能耗省、抗风性能高、造型优美等特点。然而这种类型的

桥梁施工控制难度较大。由于主梁悬臂较长，普通的前支点挂篮很难保证悬臂施工时横向稳

定性及横向标高调整的需要，对于当涂青山大桥，主梁标准节段达到7m，桥面宽度22.5m，底板宽7m，悬臂长度约8m，浇筑重量达到332t，单纯的前支点挂篮很难满足要求。

复合型前支点挂篮由前支点挂篮和后支点挂篮组合而成，由于传统的后支点挂篮和前支点挂

篮在应用上有一定的局限性，而前后支点组合式挂篮在一定程度上弥补了这些不足。

复合型前支点挂篮主要由承重平台、主桁系统、行走系统、张拉机构、止推装置、模板系统、锚固系统、等7个部分组成。设置在主梁下方的承重平台前支点由斜拉索经接长拉杆牵引；

锚固系统则锚固在已浇主梁节段上；由斜拉索引起的水平力，则通过设置在牵索纵梁后部的

止推装置传递给主梁。在浇筑主梁砼时，可通过塔内千斤顶多次张拉来调整挂篮前支点标高。

3．复合型前支点挂篮施工工艺

（1）挂篮行走到位后安装挂篮中间锚固系统和后锚系统的锚杆，使底篮后端贴紧已浇梁段

底板。

（2）挂索：利用塔吊及塔顶提升设备将斜拉索上端牵引至塔内并临时锚固，利用梁顶的牵

引设施将斜拉索下端（安装有张拉牵引杆）牵引至底篮钢箱弧形梁底部并临时锚固。

（3）安装塔内及挂篮底张拉千斤顶，在塔内或挂篮底第一次张拉斜拉索，索力控制需根据

压载试验、理论计算、现场挂篮前端实际标高综合因素决定。

（4）底模标高的调整在上述步骤中同步完成。

（5）安装底板、腹板钢筋及预应力管道。

（6）安装模板。

（7）绑扎顶板钢筋、安装底板预应力管道。

（8）安装预埋件。

（9）浇筑砼至70％，第二次张拉斜拉索。

（10）继续浇筑完剩余砼并采用土工布或其他方式养生。

（11）拆除非承重模板，按设计顺序张拉三向预应力。

（12）斜拉索在挂篮底进行体系转换。

（13）斜拉索张拉至设计吨位。

（14）安装挂篮行走系统，拆除止推装置，利用桥面扁担梁和千斤顶将底篮整体下放20cm。（15）全面检查行走系统，完好后开始挂篮前移至下一梁段。

（16）重复上述步骤进行下一块段的施工。

4．施工控制要点

（1）锚杆组的拆卸：各锚杆组的拆卸应注意先后顺序，即先拆卸张拉机构，再依次后锚杆组、前锚杆组。此外，还应注意对称同时拆卸，即用两台千斤顶同时顶升，松开锚杆锁紧螺帽，然后同时放松千斤顶进行拆卸。

（2）挂篮的纵向定位：挂篮的纵向定位由行走装置完成。操作时应预估挂篮由倾斜变为水

平状态纵向定位量的变化，控制纵向定位误差小于15mm。

（3）预埋件：所有预埋件均应按照设计要求进行预埋，并保证定位精度。

（4）挂篮的横向调整：①当挂篮前端产生横向偏移时，可在挂篮后横梁与腹板间设置反向

顶推予以调整；②在牵引挂篮前移时，应尽量保证挂篮整体平移，并不断观测，随时纠正挂

篮的偏位；③模板体系的按照应控制挂篮承载平台轴线偏差不大于10mm；④挂篮整体横

向定位相对桥梁轴线偏差不大于15mm。

（5）张拉机构定位：①应根据设计和施工状态控制最终确定的斜拉索流线几何特征及梁端

标高情况计算并放样确定前支点位置，并精确定位；②初张拉完成后及浇筑过程中应保证张

拉机构各连接构件与斜拉索成一条直线，以防止张拉杆偏心受力。

（6）偏载：浇筑混凝土时，控制桥梁中线两侧的偏载不超过10t。

5．结语