斜拉橋長(zhǎng)短平臺(tái)牽索桂籃構(gòu)造探析
楊大偉
摘要：自斜拉橋牽索掛藍(lán)構(gòu)造施工技術(shù)出現(xiàn)后，國(guó)內(nèi)外采用此構(gòu)造形式建設(shè)的橋梁越來越廣泛，牽索桂籃是在建造現(xiàn)代斜拉橋時(shí)進(jìn)行主粱懸澆施工的一項(xiàng)技術(shù)，可分為長(zhǎng)與短平臺(tái)復(fù)合型牽索桂籃。本文分析了兩者構(gòu)造形式及工藝區(qū)別，施工單位可根據(jù)實(shí)際工程選擇應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：斜拉橋；牽索桂籃；掛籃平臺(tái)；工藝區(qū)別
引言
自1956年瑞典的Stromsund橋開創(chuàng)了現(xiàn)代斜拉橋的先例后，1975年，四川省云陽縣建造了跨徑為76m的云陽橋，開創(chuàng)了中國(guó)建造斜拉橋的歷史。目前，國(guó)內(nèi)施工的牽索掛籃大多根據(jù)工程需要，由施工單位自己開發(fā)設(shè)計(jì)、制造，形式很多，但歸納起來大致可按平臺(tái)的長(zhǎng)短分為兩類，一類是短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃，另一類是長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃。下面分別介紹兩種不通形式牽索掛籃構(gòu)造。
1 短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃構(gòu)造
短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃，其結(jié)構(gòu)一般由三部分組成：三角架、施工平臺(tái)和懸吊伺服機(jī)構(gòu)(懸吊系統(tǒng)、牽索系統(tǒng)、抗水平力系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、調(diào)位系統(tǒng)等)，如圖1。

 

圖1
1．1 三角架
三角架是梁加勁桁。梁為箱形截面．下部設(shè)有平臺(tái)掛籃行走的平車軌道，上部設(shè)有吊桿橫梁。設(shè)置三角架，一是可以縮短平臺(tái)的長(zhǎng)度，減輕平臺(tái)掛籃的自重，減小平臺(tái)掛鉤處的反力：二是使平臺(tái)可以在簡(jiǎn)支狀態(tài)下平穩(wěn)行走。
1．2 掛籃平臺(tái)
掛籃平臺(tái)主要由前后橫梁、牽索縱梁、吊桿縱梁、普通縱梁、水平桁架和安全尾梁共六部分組成。前后橫梁是平臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)，它承受著節(jié)段砼、模板、支架、臨時(shí)施工荷載和平臺(tái)自重，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。牽索縱梁是直接固定牽索和承受牽索力的結(jié)構(gòu)。吊桿縱梁一是可以方便平臺(tái)的升降，二是可以承受部分施工的荷載。水平桁架可將牽索縱梁傳來的牽索水平力傳遞給抗剪銷，同時(shí)也可以提高平臺(tái)的剛度。
1．3 懸吊和伺服機(jī)構(gòu)
1．3．1 懸吊系統(tǒng)：主要由前后吊桿、行走吊桿及挑梁組成
（1）前吊桿：施工階段，承受砼的部分荷載，平臺(tái)下降上升過程中，承擔(dān)平臺(tái)部分荷載，并在平臺(tái)下降和上升過程中完成力的轉(zhuǎn)換。在下降過程中，其將承受的平臺(tái)荷載轉(zhuǎn)換到挑梁上，在上升過程中，又將挑梁承受的荷載轉(zhuǎn)換到自身上。
（2）后吊桿：施工階段，承受砼的部分荷載，平臺(tái)下降上升過程中，承擔(dān)平臺(tái)部分荷載，并在平臺(tái)下降和上升過程中完成力的轉(zhuǎn)換。在下降過程中，其將承受的平臺(tái)荷載轉(zhuǎn)換到掛鉤上，在上升過程中，又將掛鉤承受的荷載轉(zhuǎn)換到自身上。挑梁：在下降過程中，將前吊桿所承受的荷載轉(zhuǎn)換到自身上，使三角架得以空載平穩(wěn)行走。
（3）行走吊桿：在行走過程中承受平臺(tái)的部分荷載，使平臺(tái)在簡(jiǎn)支狀態(tài)下平穩(wěn)行走。
1．3．2 牽索系統(tǒng)：主要由牽索接長(zhǎng)部分和錨固部分組成。接長(zhǎng)部分是為了適應(yīng)不同角度的斜拉索便于錨固，錨固部分是為了將施工中的荷載傳遞給索塔錨固，微調(diào)部分是為了能精確地控制斜拉索的位置。
1．3．3 抗水平力系統(tǒng)：主要由剪力銷組成，用于平衡由牽索產(chǎn)生的水平分力。
1．3．4 升降系統(tǒng)：主要由扁擔(dān)梁、千斤頂組成。其作用一是為拆模；二是使平臺(tái)系統(tǒng)在行走過程中不受橫隔梁的影響。
1．3．5 走行系統(tǒng)：走行系統(tǒng)可以是千斤頂和拉桿．也可以使用卷揚(yáng)機(jī)做動(dòng)力。其作用是為了使平臺(tái)掛籃系統(tǒng)由已成梁節(jié)段向前移動(dòng)。
2 長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃構(gòu)造
長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃由桁架承重系、模板系、牽索系、錨固系、走行系及調(diào)高系等六大部分組成。
2．1 桁架承重系
桁架承重系主要由縱橫桁架組成格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，組成承重系的縱橫桁架通常采用萬能桿件及部分加工件組拼而成。在砼澆注期間，所有施工荷載都通過與承重系相連接的錨固系統(tǒng)及牽索系統(tǒng)傳遞給主梁和索塔。
2．2 模板系統(tǒng)
模板系統(tǒng)主要由底模、側(cè)模、開箱內(nèi)模、閉箱內(nèi)模組成。底模通過縱、橫分配梁直接連接在主桁上，施工及轉(zhuǎn)移時(shí)始終隨桁架系統(tǒng)一起工作，模板采用型鋼及鋼板焊接而成；外側(cè)模除了由于各索錨頭處因錨頭的三向坐標(biāo)隨索的交角不同而變化必須采用部分木模外，其余均采用型鋼和鋼板焊成：內(nèi)模由于有橫梁相隔，模板均由橫梁上人孔拆出，故一般采用輕巧易拆的專用模板。
2.3 牽索系統(tǒng)
牽索系統(tǒng)由異形接頭、牽引桿、吊耳、水平調(diào)整螺桿、扁擔(dān)梁、元寶梁及千斤頂組成。吊耳位于主桁錨固滑槽內(nèi)，元寶梁與吊耳之間采用轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，異形接頭一端與纜索鑄錨聯(lián)接，另一端與牽引桿聯(lián)接．在元寶梁與扁擔(dān)梁之間安置千斤頂。牽索系統(tǒng)的主要作用是將掛籃前端的荷載直接傳至斜拉橋主塔上．以減少掛籃作用在主梁上的荷載。在安裝時(shí)通過千斤頂調(diào)整纜索到正確位置，并完成體系轉(zhuǎn)換，即施工時(shí)纜索錨固于掛籃上，施工后纜索錨固于斜拉橋主梁上。
2．4 錨固系統(tǒng)
錨固系統(tǒng)由側(cè)錨、中錨和后錨三部分組成。兩側(cè)錨固系統(tǒng)主要由墊梁、垂直聯(lián)桿、斜向聯(lián)桿、錨梁、分配梁、扁擔(dān)梁及千斤頂組成。墊梁放在已成主梁頂板上，墊梁與主梁間墊橡膠墊，以增加摩擦力；垂直聯(lián)桿與斜向聯(lián)桿一端錨固在主桁處的錨梁上，另一端錨固在墊梁上，并與扁擔(dān)梁聯(lián)接；在墊梁與扁擔(dān)梁間設(shè)有千斤頂，用來安裝和拆除錨固系統(tǒng)。該系統(tǒng)的作用主要是將掛籃的尾部與斜拉橋梁進(jìn)行錨固聯(lián)接，以增加掛籃與主梁之間的連接剛度。
2．5 走行系統(tǒng)
走行系統(tǒng)由滑塊、滑槽及走行輪組成�；瑝K安裝在桁梁的走行牛腿上，滑槽鋪在斜拉橋主梁頂面，走行輪安裝在尾端的調(diào)高楔塊上。該系統(tǒng)的主要作用是當(dāng)掛籃施工完工一段后．將其轉(zhuǎn)移到另一段。
2．6 調(diào)高系統(tǒng)
調(diào)高系統(tǒng)由兩種類型楔塊組成，一種位于掛籃主桁尾端橫梁上．另一種位于掛籃的中間橫梁上，它們主要由楔塊、楔座、對(duì)拉螺栓組成。上楔座與斜拉橋主梁底面接觸，下楔座與桁梁聯(lián)接．在上下楔座間安裝楔塊和對(duì)拉螺栓．其作用是調(diào)整掛籃標(biāo)高到設(shè)計(jì)位置，而且尾部調(diào)高楔塊在走行時(shí)又可用作走行輪的安裝架，采用這種調(diào)高系統(tǒng)，錨桿下可以不用砂箱。
3 短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃施工工藝
3．1 掛籃安裝
將掛籃三角架及后錨構(gòu)件吊上橋面，并安裝三角架，在主梁1號(hào)、2號(hào)的適當(dāng)位置預(yù)設(shè)四個(gè)吊孔，用倒鏈或千斤頂將組拼成整體的主桁承重系統(tǒng)和模板系統(tǒng)整體提升到安裝位置，先安裝牛腿掛鉤等伺服系統(tǒng)部分，再安裝走行部分，使其行走到位，之后提升掛籃并錨固，經(jīng)檢查無誤后，澆筑砼。
3．2 掛籃前移
等梁段砼強(qiáng)度符合張拉條件后，張拉各向預(yù)應(yīng)力束，張拉斜拉索，完成體系轉(zhuǎn)換(如圖3，將臨時(shí)錨固在掛籃上的斜拉索錨固到主梁上)；利用前后吊桿，將平臺(tái)下降一定高度(使掛籃平臺(tái)平移時(shí)不受橫隔梁影響)，并完成力系轉(zhuǎn)換；將吊桿所受的荷載轉(zhuǎn)移到后掛鉤和挑梁上(如圖4)；移動(dòng)三角架到下一梁段，使用千斤頂使挑梁所受的力轉(zhuǎn)移到走行吊桿上；利用千斤頂及拉桿移動(dòng)平臺(tái)到下一梁段，安裝前后吊桿，并利用前后吊桿提升掛籃；安裝剪力鍵，并將掛籃斜拉索臨時(shí)錨固在掛籃上，安裝鋼筋、預(yù)應(yīng)力束和模板，經(jīng)檢查無誤后，澆注砼。

圖 2

 

 

圖 3
4 長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃施工工藝
4．1 掛籃安裝
掛籃安裝如短平臺(tái)復(fù)合型牽索掛籃。
4．2 掛籃前移
在張拉、壓漿、體系轉(zhuǎn)換完成后．解除斜向聯(lián)桿的連接，裝上中支點(diǎn)及反頂輪處的千斤頂，中支點(diǎn)處利用垂直聯(lián)桿、扁擔(dān)梁、千斤頂?shù)炔考�，使掛籃下降，中支點(diǎn)處每下降20cm，反頂輪處便頂起20cm，安裝楔塊，如此反復(fù)循環(huán)，使掛籃掛鉤降落到滑槽內(nèi)，拆除垂直聯(lián)桿，安裝并利用千斤頂和拉桿使掛籃前移，掛籃到位后，拆除反頂輪，中支點(diǎn)處安裝垂直聯(lián)桿和千斤頂，利用千斤頂使掛籃上升，掛籃每上升20cm．反頂處隨即使用絲頂下卸20cm，直至掛籃提升到位。將斜拉索臨時(shí)錨固在掛籃上使掛籃成為簡(jiǎn)支，安裝鋼筋、預(yù)應(yīng)力束和模板，檢查無誤后，澆注砼。
5 結(jié)語
三角架結(jié)構(gòu)本身增加了掛籃結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，使橋面施工空間減�。蝗�角架在走行過程中使用平衡重，增加了掛籃結(jié)構(gòu)的荷載，沒有充分利用主梁本身的強(qiáng)度，故不可取，應(yīng)改為壓輪。長(zhǎng)平臺(tái)牽索式掛籃一般由萬能桿件組拼而成．由于桿件易得，其攤銷成本一般較低：長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃外形尺寸較大．與主梁連接的剛度大．橋面施工的空間也較大。長(zhǎng)平臺(tái)牽索掛籃在下降和提升平臺(tái)過程中．為使掛籃保持水平，需不停地調(diào)整反頂輪處的楔塊；在行走過程中，掛籃荷載全部由掛鉤承受，反力大，對(duì)主梁結(jié)構(gòu)本身要求高；除垂直聯(lián)桿外．根據(jù)平衡斜拉索的水平分力而設(shè)計(jì)的斜向聯(lián)桿，在施工中也需預(yù)留孔洞，且精度要求較高。
參考文獻(xiàn)
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