重庆蔡家嘉陵江大桥超宽挂篮设计技术

陈正旭

林同棪（重庆）国际工程技术有限公司 重庆 401121

摘要：介绍重庆蔡家嘉陵江大桥超宽挂篮主要设计指标，主桥结构和施工特点，阐述了大桥主梁施工采用的关键技术，超宽挂篮设计在整个施工过程中发挥的重要作用。

关键词：超宽 挂篮 设计 指导意义

一、项目概况

重庆市蔡家嘉陵江大桥跨嘉陵江，城市主干道、设计车速60Km/h，双向八车道，全长约1442m。主桥为双塔双索面等高塔斜拉桥，塔高225米，桥长600m（跨径布置为140m+320m +140m）；南、北引桥采用预应力混凝土连续箱梁，长418m和424m。桥面宽37.5m。

二、主梁技术指标

主梁为分离式混凝土的断面布置形式，预应力混凝土结构。梁高3.2m，全宽为39.3m，顶面宽37.5米。主梁顶板厚30cm，底板40cm，直腹板厚40～80cm，斜腹板厚30cm。全桥标准段横梁厚0.35m，端横梁厚3.2m。主梁采用纵向预应力布置，横梁配置横向预应力，纵向钢束由顶板钢束、底板钢束组成。主梁采用C55混凝土，断面如下图所示。

0-2号块渐变件断面

标准断面

桥面横向布置为：2.75m（拉索区+检修道）+15m（车行道0.5+4×3. 5+0.5）+2m分隔带+ 15m（车行道0.5+4×3. 5+0.5）+2.75m（检修道+拉索区）=37.5m。

三、挂篮设计

1、本挂篮特点：本桥施工桥面宽度37.5米（加水槽宽为39.3米，挂篮加上侧面操作平台，达42米），受力复杂，采用预应力混凝土主梁，在国内罕见。本文主要从挂篮超宽设计出发，对大跨径斜拉桥超宽混凝土主梁施工提供技术成功案例。

2、挂篮布置形式

（1）主梁结构参数

箱梁标准节段长度按索距划分为6m，中跨标准节段为3#～26#节段，边跨标准节段为3#～19#节段

1#块长4.7m，2#块长4.5m，20#～22#块长5.8m为非标准节段。

1#节段混凝土方量约340m³，重880t，挂篮重约315t，比值为0.36。

（2）挂篮构造

本挂篮为后支点挂篮，由主桁架、底模平台及吊挂系统、走行系统、后锚固、内外模、限位设施、千斤顶牵引系统等组成。

（3）挂篮传力体系：挂篮悬浇施工时，作用于底模平台上的荷载通过竖直吊杆吊挂于已成梁段及挂篮前上横梁上，前上横梁上的荷载传于主桁架，挂篮主桁架通过前支座支撑于前一节段混凝土梁面上，挂篮主桁尾部设后锚锚固，以平衡前端产生的倾覆力矩；挂篮反挂轮锚于主体箱梁上，后反挂行走小车反扣于主纵梁上，千斤顶顶推挂篮前拖子走行；

3#块及后续节段施工时挂篮形态

（4）挂篮承重系统

分下部平台及上部结构两部分。

A、下部平台

承载平台是挂篮的主体结构，主要有支承及模板体系的分配梁及底纵梁构成。底平台由十六根横梁、八根纵梁组成。底纵梁兼作砼浇筑时的支承梁及行走时的滑梁。横梁截面I45b，按间距45cm布置。

底纵梁横联系采用I28b型钢进行联系，保证整体稳定性。

底平台构造图（1#节段形态）

B、上部结构

上部结构采用三角斜拉式，其在砼浇筑时要承担一部分砼荷载，并兼作整个挂篮的行走装置。

（5）悬吊系统

挂篮前悬吊系统采用φ70螺杆+钢带，底纵梁各1根，后悬吊系统采用φ70螺杆。行走后吊杆为φ70螺杆。

（6）锚固系统

上三角挂篮后锚梁为2I56b型钢，采用6φ50螺杆作为挂篮的后锚杆。

（7）行走系统

利用三角桁片的底部主纵梁作为行走轨道，在主纵梁的底部前端分别对应设有一个前支座，且在主纵梁底部后端分别对应设有一个后支座反挂轮。行走时先用压梁将后支座反挂轮组锚固于箱梁顶面，再将前支座移动至悬臂端，拆除后锚系统，安装挂篮行走牵引所需的精扎螺纹钢，一端连接于三角主桁片主纵梁中间下弦底部，另一端连接于前支座，利用液压千斤顶循环连续牵引5根精轧螺纹钢作为顶推动力，带动挂篮三角主桁片、前上横梁及底纵梁移至下一节梁段位置。底平台底纵梁置于行走框内的托轮上行走。

行走时主纵梁后端设限位板，保证行走的安全。

反挂轮构造图

前支点构造图

（8）模板系统

模板系统分底模、内模、堵头模板系统。

底模采用10mm钢板，直接铺于底平台分配梁上，间距45cm。为适应箱底折线变化，底模分三部分：两侧翼板和中箱模板分开。

本桥主梁内有隔板，箱室内模采用组合钢模组拼。施工时可分箱室整体安装，拆除分散拆零后从隔板人孔中运出。

四、挂篮荷载试验 

（1）试验目的

为确保连续梁悬臂浇筑施工安全，检查挂篮的强度、刚度及稳定性，同时通过压重试验使销、栓孔连接密贴，减少挂篮的非弹性变形。测取挂篮自身的弹性变形和非弹性变形值，为悬灌梁段立模提供参数。通过预压实验，挂篮弹性变形约0.8厘米，非弹性变形月0.5厘米，满足设计要求。

结语：本桥挂篮由于桥面超宽，挂篮的宽度也不断打破以往挂篮记录。挂篮的施工安装和平移难度相当高。在现场施工技术上就要求有熟悉的技术员和操作工人。施工单位在充分的进行技术交底和反复的现场讲解后，已经成功的施工至22#快件。在施工过程中，本挂篮的设计充分保证了足够的刚度和强度，完全满足设计及施工要求。本挂篮的顺利实施，将对今后的超宽预应力混凝土斜拉桥施工具有很好的指导意义。

参考文献：

【1】《公路桥涵施工技术规范》2020

【2】交通部颁布实施的《公路桥位勘察设计规范》（JTJD60-91）

【3】《重庆蔡家嘉陵江大桥主塔、主梁、基础工程监测周报》.

【4】《钢结构设计标准》.GB50017-2017

【5】《钢结构施工质量验收规范》GB502205.

【6】《混凝土结构工程施质量验收规范》.GB50204-2015