牵索挂篮工艺

1、第四届技术交流会交流材料之（三）济南纬六路跨铁路特大桥牵索挂篮设计与施工一、概述济南市纬六路跨线桥为双塔双索面斜拉桥，其跨径组成为42+120+380+120+42米，主塔为“A”型塔，梁面宽30m，梁型为“”型，梁高2.4米，桥面板厚0.3米，设横向2%斜坡。主塔两侧各分24个砼块节段进行浇注（不包括0#块），每节段设横隔梁一道（其中边墩至辅助墩之间的16#24#节段以及0#、1#、1，#砼块节段为满堂支架现浇外，中跨的2，24，#、中跨合拢段、边跨215#以及边跨合拢段均为悬臂浇注施工）。每个悬臂砼浇注长度为7.5米，重量360吨，有关桥型结构及梁截面示意图见附图（一）。悬臂浇注部分梁段采

2、用牵索挂篮施工，本桥牵索挂篮采用下复平台式挂篮，挂篮主梁La、Lb、Lc、Ld、Le及挂钩均由10mm与12mm钢板焊接而成的钢箱梁，梁高1.6米，梁宽0.70.8米。桥面板部分承重结构采用5片系杆拱，这样不仅结构受力更趋合理，而且能够解决桥下施工操作净空狭窄等问题。主梁之间用M27的普通螺栓连接起来，系杆拱架与主梁间用铰连接。由于本挂篮要适应不同索的角度变化，且斜拉索又是空间索，故在梁La前端挂索区设计成弧形首，以满足各种角度需要。挂篮在砼浇注时前端用斜拉索锚固，中间用4根80mm的吊杆悬吊，吊杆由40Cr材料制成。挂篮尾端设斜向锚固索及竖向锚固索。挂篮结构形式详见附图（二）。二、挂篮的加工

3、制造牵索挂篮是一个大型受力结构，其加工制造的质量对保证其结构受力至关重要。本挂篮除中吊杆结构由40Cr材料制成外，其余材料考虑到材料之间的可焊性及可靠性全部采用Q235钢。主梁La、Lb、Lc、Ld、Le及挂钩等梁腹板与其顶板、底板的焊接全部采用单面剖口焊，焊高10mm。焊缝要求焊满、焊透，尽可能采用自动焊。主梁内设横隔板，横隔板与主梁顶板、底板、腹板之间采用8mm焊高的双面间断焊，以减少钢板的的焊接变形。为有效地控制主梁加工时的侧弯、竖弯及平面扭转，要求加工时先对主梁隔板进行精下料，采用先制作胎模，测量验收后再对其加工。制作主梁时，先将加工好的隔板按照设计图位置固定，并对所有隔板的垂直度及中

4、心偏位进行调整，然后将其与主梁顶板、底板、腹板点焊固定，待所有隔板都与主梁顶板、底板、腹板点焊固定后，再将其余焊缝补全。由于主梁设有十字接头，所以对主梁的误差精度要求较高，全套挂篮共有3种拼接板，2种填板，拼接板应先制作胎模钻孔，主梁上螺栓孔加工时应有胎模套钻，以保证相互连接的可靠性。加工时应做好各主梁相连接接头标志，以避免拼装时方向混淆及不同套挂篮之间调换。本套挂篮桥梁板处采用的系杆拱，主拱肋、系杆及立柱均为无缝钢管，主拱肋采用二次抛物线型，加工时为确保其拱轴线，应采用平面定位、多点协调、千斤顶施顶、强迫就位、热处理等方法将无缝钢管顶至设计轴线位置，系杆拱的平联、斜杆等均采用普通钢管，钢管间

5、的焊接全部采用相贯焊接，焊缝要求达到四级焊缝标准，拱肋采用三铰拱，销轴采用45#钢调质处理。三、挂篮拼装挂篮拼装原则上全部在桥下进行，待0#、1#块浇注后，1#索已经挂设完毕，拆除0#、1#块现浇支架，在0#、1#块桥下净空拼装施工挂篮。由于南北主塔都靠近铁路轨道，挂篮现浇从2#段开始，若在2#砼块段下拼装挂篮会长期占用轨道，这显然不可行，为解决轨道相碍问题，拟在桥下拼设一挂篮滑移支架，挂篮在滑移支架上拼装好后，通过向铁路部门事先要点，封闭轨道，将挂篮滑移到起吊位置起吊，这样占用铁路轨道时间较短。起吊时在梁面上设置两个起吊支架，每个支架上设置4台5吨卷扬机，待8台卷扬机全部就位后，统一指挥，协

6、调同步将挂篮整体平稳地吊起到设计高度，然后起吊梁上天车向主塔侧滑移两米至挂篮2#段砼浇注位置（具体安装方案见附图三）。挂篮在加工时要注意作好各个接头相互连接的标记，同一挂篮配套部件套钻连接较好，不应相互倒用，以免影响连接质量。系杆拱架在工厂分单件加工，每片主拱肋分两片加工，在现场拼焊连接，待挂篮主梁连接好后，安装主拱肋、系杆、立柱、平联、分配梁及模板等，全部拱肋安装完成后，用丝杆对系杆施加20t预拉力。挂篮底模在安装就位后，应将其与挂篮主梁点焊固定，以保证在挂篮升降过程中与其同步。四、挂篮悬臂浇注施工§1.施工操作流程牵索挂篮具体的操作流程如下图所示，下面就按照施工顺序作一一阐述：

7、挂篮施工操作流程图起吊挂篮、中吊杆预拉张拉后锚 张拉设备准备索导管加工 索导管初定位斜拉索加工验收 挂索锚固，斜拉索初张拉钢筋成型 精调索导管，绑扎钢筋，斜拉索预拉砼浇注、养生拆侧模、端模，预应力张拉斜拉索索力转换挂篮下降0.35米，拱架下降2.4米挂篮前移1、起吊挂篮、拱架挂篮走行到位后，在桥面预留孔处穿好4根中吊杆Mb，并将中吊杆张拉的分配梁、千斤顶安装就位，中吊杆与梁Lc上吊杆用连接螺母连接牢靠。在挂篮尾部后走行轮后部安放1台100t千斤顶，并抄好垫板，使其顶紧主梁，将后走行轮拆除，并按照设计图纸抄好此部分垫板。在挂篮两个挂钩处各放置一台100t千斤顶，挂钩处千斤顶及中吊杆处400t千斤

8、顶将挂篮提升0.35米，后走行结构处千斤顶配合回顶，以保持挂篮提升过程中平衡。挂篮提升过程中要注意统一指挥，协调一致，由于需多次倒顶，要求及时作好垫板的抄垫和拆卸，注意打好保险垛。待挂篮提升到位后，继续张拉中吊杆，使每一组中吊杆预拉力达290t力，然后抄紧挂篮尾部、中吊杆、走行支腿处垫板，同时千斤顶收顶。挂篮提升到位后，先将内侧侧模安装就位，然后按照设计图纸位置在挂篮主梁上设置4台10t倒链，将拱架提升2.4米，穿好拱架上连接销，将拱架固定。挂篮提升的工艺流程图如下：牵索挂篮提升工艺流程图挂篮走行到位 设备准备中吊杆安装 走行轮拆除挂篮挂钩、尾部、中吊杆处千斤顶顶紧三点协调提升挂篮0.35米中

9、吊杆预拉290t力抄紧垫块，千斤顶回油安装内侧模 提升拱架2.4米2、后锚张拉本挂篮后锚结构共有4套，其中2套斜向锚，2套竖向锚，斜向锚由12根75的钢铰线组成，竖向锚由7根75的钢铰线组成。后锚结构在挂篮提升到位后，开始穿钢铰线、安装夹片等，斜向锚预张拉力为280吨，竖向锚顶张拉力100吨。由于所有锚具都需多次倒用，故所有夹片及锚环均需采用工具夹片及工具锚环，并经常检查锚具的工作状况，以保证锚固效率。（1）索导管初定位在挂篮中吊杆及后锚张拉之后，在挂篮底模处安装预先加工好的索导管定位支架，并在支架上测出索导管的空间坐标，作好标记及支撑，利用吊机将索导管及锚箱在支架上初步固定。（2）挂索锚固，

10、斜拉索挂设及初张拉待索导管初步定位后，就进行斜拉索的挂设，斜拉索在塔上带帽后，在梁面上利用吊机、千斤顶等将斜拉索穿过索导管。梁端斜拉索冷铸锚通过过渡工具锚及钢铰线与挂篮前端的600t千斤顶相连接。通过张拉钢铰线对斜拉索施加拉力，斜拉索在挂篮施工期间分三步进行张拉，第一步初张拉以将挂篮标高抬至设计标高为原则，挂篮底模与设计梁底相符之后，要对索导管进行精确调整，调整至设计角度后将其与定位支架固定好，并开始绑扎主梁钢筋，主梁纵向主筋（20螺纹钢）拟采用钢筋直螺纹接长。在安装斜拉索锚圈时应注意锚圈与锚垫板之间预留不少于5cm的空隙。本桥主塔内操作空间有限，而梁下由于铁路行车限界的要求，梁下可供使用的空

11、间也极其紧张，使斜拉索的挂设方案较为复杂，具体的牵索挂设方案见附图（四）。（3）斜拉索张拉、砼浇注、养护主梁钢筋绑扎完毕后，安装外侧侧模，第二次张拉斜拉索，各个砼节段斜拉索张拉值见表一，此阶段斜拉索张拉以力控为主，关键在于要将斜拉索拉至设计吨位。表（一） 主梁各块段悬浇时斜拉索所需预拉力表梁段索号斜拉索拉力中跨边跨南塔北塔(t)2'2S2'S2N2'N2883'3S3'S3N3'N3964'4S4'S4N4'N41035'5S5'S5N5'N51106'6S6'S6N6'N6

12、1207'7S7'S7N7'N71268'8S8'S8N8'N81309'9S9'S9N9'N913010'10S10'S10N10'N1013511'11S11'S11N11'N1114012'12S12'S12N12'N1214013'13S13'S13N13'N1314514'14S14'S14N14'N1415015'15S15'S15N15'N1515516'S1

13、6'N16'16017'S17'N17'16018'S18'N18'16519'S19'N19'17020'S20'N20'17521'S21'N21'18022'S22'N22'18523'S23'N23'19024'S24'N24'190砼主梁的浇注以先前端，后后端，纵向分层一次性浇注，每节段砼约138m3，要求砼初凝时间大于8小时，待全部砼浇注完毕后，测量复核砼底面标高，若底面标高与

14、设计不相附，可通过张拉及放松千斤顶来调至设计标高，主梁调至设计标高后，将千斤顶锚固住，砼浇水养护。（4）拆侧模、张拉主梁预应力钢筋主梁砼强度达到设计强度的50%后，拆除侧模、端模。主梁砼强度达到设计强度的90%后，张拉本节段预应力筋。主梁砼预应力筋分纵向预应力筋和横向预应力筋，其中纵向预应力筋分钢铰线及精扎螺纹钢筋，纵向预应力筋接长均采用专用连接器接长，19-75钢铰线用Ycw400型千斤顶张拉，32精扎螺纹钢筋采用Ycw60型千斤顶配撑脚张拉。（5）斜拉索索力转换主梁预应力筋张拉完毕后，应将斜拉索索力由挂篮转换到主梁上，具体操作程序如下：挂篮上600t千斤顶张拉斜拉索，使斜拉索具有一定的伸长

15、量，使斜拉索、冷铸锚露出锚垫板外，旋紧锚圈，使锚圈与锚垫板密贴，拆除YDCL600A型千斤顶的夹持架，千斤顶回油收顶，将力由挂篮转换到砼主梁上。（6）挂篮下降、走行挂篮上的索力转换到砼主梁上后，挂篮需要下降走行，移位到下一个砼节段上施工，施工步骤如下：通过张拉后锚钢铰线，解除后锚斜向锚、竖向锚约束。用4台10t倒链协调一致将拱架整体向下降2.4米，下降到位后将其与滑道销孔连接好。 将内侧侧模绕根部销轴转动，将模板放平，以便其顺利通过主梁隔墙。 在挂篮尾部、挂钩、中吊杆处安装好相应型号的千斤顶。 六个点统一指挥，协调一致将挂篮平稳地下降0.35米，在下降过程中注意各处垫板的抄垫与拆卸，并设置必要

16、的保险垛。由于千斤顶行程不足0.35米，中间需要倒顶几次。 待挂篮挂钩落在梁面滑道上后，拆除中吊杆。 调节挂篮后走行处挂篮顶到主梁距离，将挂篮后走行轮安装在挂篮主梁上。 调节四个挂篮导向轮与主梁砼之间的距离，让导向轮与砼面空隙保持在10mm左右。 按照设计要求在主塔上将斜拉索索力张拉拉至设计初张拉力。 在主梁上安装滑道及YC30A-1000千斤顶，通过顶推挂篮支腿将挂篮向前滑移7.5米，滑移过程中要注意两支腿走行速度一致，以防挂篮偏位。§2.挂篮施工防护由于纬六路主桥跨越济南火车站、车辆段、机务段、车轮厂、货场等单位所属的轨道共计有51条，有轨道区域列车作业频繁，区域内列车作业人员较

17、多，所以在牵索挂篮施工期间要确保该区段内的列车及地面人员的安全。我们除了在地面有条件的区域设置了地面防护系统外，还应主要从牵索挂篮这个空中作业平台上将防护措施做好做细，确保安全工作万无一失，主要应采取如下措施：1.在挂篮底部操作平台上用型钢、钢板网及防护网搭设一层防护系统，将挂篮底部封闭起来，即可作为施工人员的操作平台，又可防止坠物。2.挂篮四周设置扶手栏杆，在栏杆上挂设防护网。3.在斜拉索挂设软牵引时将从YDCL600A型千斤顶张拉出来的钢铰线通过导向将其挂设在挂篮上部，以免钢铰线垂落影响铁路行车。4.在桥上作业时严格作好防护工作，施工器具、材料等堆放整齐，以防止操作失误坠物。5.桥上电焊火花要尽量避免坠落地面，因为有些轨道有运油车经过。6.与铁路部门加强联系，危险性较大的施工作业尽量安排在桥下列车及作业人员较少的时间进行。7.作好地面管理疏通工作，加强地面与桥上的联系，确保安全万无一失。§3.牵索挂篮的拆除牵索挂篮在全部主梁施工完毕后，需要拆除。两边跨挂篮在施工完边跨合拢段后，就在原地用地面汽车吊机将其拆除