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宁波大榭岛跨海公铁两用桥斜拉挂篮的设计与施工方案

宁波大榭岛跨海公铁两用桥斜拉挂篮的设计与施工于军辉（铁道部大桥工程局第一桥梁工程处）【摘要】宁波大榭岛跨海公铁两用桥，正桥主梁为123．6m＋170m＋123．6m三跨连续刚构，采用斜拉挂篮对称悬浇施工。速度快，质量好，效益优。【关键词】斜拉挂篮设计施工

二、挂篮设计挂篮作为一种移动支架，其结构形式多种多样。桁架式、三角式、型钢式、混合式、斜拉式。前四种挂篮均通过若干竖直吊杯将挂篮重量、混凝土荷载、施工荷载传于横梁，再传力于主梁。挂篮走行时依靠后端压重对前支点产生的力矩，平衡挂篮自重产生的倾覆弯矩。挂篮自重较大，一般每立方米混凝土用钢量为2～3.5t。不能满足该桥梁挂篮重量不超过节段混凝土重量60％的要求。故决定采用斜拉挂篮。1．设计构思挂篮所受荷载前端主要由四根斜拉索锚固于斜上横梁，后端主要靠四根后吊索锚固于已成梁段底板上。内模及测模所受竖向荷载，分别由其滑梁吊带竖直吊挂于挂篮前上横梁及混凝土梁顶板上。主梁尾部锚固于箱梁顶板，为平衡挂篮斜拉索产生的水平分力，挂篮设上、下限位器。挂篮分三次走行到位：第一，主梁走行；第二，外侧模及底模走行；第三，内模走行。走行方式滑移。2．挂篮结构挂篮主要由主梁系统、斜拉索、后吊索系统、限位走行系统、底模及底摸平台、外模、内模等构成，其构造如图2所示。

（4）抗剪往（图5）挂篮四个抗剪柱所受水平力的总和等于斜拉索水平分力的总和。抗剪柱设计中四个抗剪住结构形式相同，考虑由两个抗剪柱受力。即单个抗剪柱承受水平力的一半。抗剪柱预留孔壁混凝土的侧抗力为一力偶，平衡外力。侧抗力作用在混凝土面内1/6厚度的位置。

C22号梁块水平力最大，抗剪柱所受弯矩最大，控制设计。混凝土箱梁底板厚40cm，一根抗剪柱承受水平力H1=43t。由计算得R1=69t，R2＝112t。R1，R2作用位置设24mm厚预埋钢板100VMM*400mm钢板后混凝土共同受力。规定梁体混凝土强度达80％才移动挂篮，进入下一节段施工。故混凝土强度按设计强度的80％计。即Ra=0.8*420＝336kgf／平方厘米。[Nc]=40*10*336＝134400kg＝134．4t＞112t（5）后上限位（图6）挂篮后上限位最大承受86t水平力（C22号梁块施工）。但三个后上限位受力很不均衡，中主梁后上限位承受62％的水平力，两边主梁后上限位仅承受38％水平力。三个后上限位结构相同，中主梁后上限位控制设计。

为防止挂篮倾覆，主梁走行到位后，其后部须上好两个后锚固及一个后反压。后锚固每个受力35t，后反压单个受力20t。倾覆力矩：M倾=40*5+2.5*6+0.34*6.6*6.6*0.5=222.4t*m抗倾覆力矩：M抗倾=20*3.1+35*（4.3+4.7）+0.34*5*5*0.5＝381.2t*m抗倾安全系数n＝M抗倾/M倾=381.2/222．4＝1．71＞1．5

三、挂篮施工以C1，C2节段为例来说明挂篮施工过程。1．C1节段施工（1）C0施工完毕，开始挂篮拼装：在墩旁支架上组拼挂篮模平台，在0块顶组拼挂篮主梁，安装后锚固及后上限位，组拼前上横梁，斜上横梁；将底模平台提升到位，拼装外侧模及支架。（2）挂设斜拉索，按C1节段重的1.2倍加载做静载实验，观察挂篮各部件受力及变形情况。（3）绑扎底板及腹板钢筋，立内模，绑扎顶板钢筋。（4）调整挂篮斜拉索及后吊索索力，使挂篮底模平台后端锁死，前端预抬约1cm。（5）混凝土灌注、养生，张拉预应力。2．C2节段施工（1）安装底模平台临时吊挂，放松解除斜拉索、后上限位、后锚固，放松内外滑梁吊带，前移主梁支承垫块2.5m，主梁前移至C2节段施工位置。安装主梁后锚固。（2）拆除底模平台临时吊挂。调整挂篮底模宽度，外侧模及底模前移2.5m，至C2节段施工位置。（3）安装挂篮后吊索、后下限位、两边斜拉索。将前托梁挂在挂篮主梁前端。绑扎底板及腹板钢筋。（4）调整挂篮内模并走行至C2节段施工位置，安装挂篮中斜拉索，解除前托梁与主梁间吊挂，绑扎顶板钢板。（5）调整挂篮斜拉索及后吊索索力，使挂篮底模平台后端锁死，前端预抬约1cm。（6）混凝土灌注、养生，张拉预应力。

四、挂篮特点（1）挂篮重量轻，降低桥梁悬臂施工过程中端部荷载，使桥梁设计更为经济，对于大跨度桥梁更是如此。（2）挂篮构造简单，机加工量少，一般可在现场自制。大型结构件采用螺栓连接，拆除后可做其他用途，提高了构件的重复利用率。（3）挂篮斜拉索采用张拉杆式设计，斜上横梁与主梁间使用球形铰座，自动适应斜拉索角度变化，使斜拉索安装方便，调索简单。后下限位采用抗剪柱加螺旋千斤顶。受力明确，结构安全可靠。（4）挂篮主要受力部件为钢箱梁，而非桁架，混凝土灌注过程中总变形＜1cm。灌注前只需预抬5～10mm，就无需再做其他调整。挂篮后吊索的预紧，有效防止了新、旧接缝的错台、开裂。

五、结语斜拉挂篮用于混凝土连续梁的悬浇施工，已有诸多成功的先例。但运用于如此大的梁块的悬浇施工，尚不多见。该挂篮运用于宁波大榭岛桥的工程实践取得了成功。正常施工条件下11～12d完成一个节段。目前该桥两边跨已顺利合龙，中跨合龙将于5月底6月初完成。该挂篮不足之处：挂篮走行过程，特别是外侧模支架与底摸平台间连接有待进一步优化。

参考文献[1]华有恒重庆市历史建筑修复建设技术导则（重庆市住房和城乡建设委员会2021年1月）.pdf，王仲康．短平台复合型牵索挂篮的设计与计算．桥梁建设，1995（3）[2]平复强，杨世福．滑动斜拉式挂篮的设计与施工．桥梁建设，1989（4）

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