摘要：斜拉桥作为目前国内最为流行的几种桥型之一，为国家的社会经济发展作出重大贡献。斜拉桥的设计与施工高度相关，为达到合理成桥状态，必须运用科学精细的施工控制系统对施工过程进行监测。
关键词：无背索斜拉桥；关键施工技术
引言：无背索斜拉桥是斜拉桥的一种。其索塔向岸或向边跨方向倾斜，并仅在靠主跨一侧布置斜拉索，另一侧无拉索，故称为无背索斜拉桥。由于索塔倾斜，给人一种独特的不对称稳定感，因仅在索塔一侧布置斜拉索，又有一种轻盈又惊险的感觉，高耸的塔身更体现出气势和力度，形成壮丽的画面。
一、无背索斜拉桥的结构体系
1.1刚塔刚梁类
塔梁刚度相当，为一般斜拉桥的特殊情况，即无背索斜拉桥。其力学特征是索塔自重效应完全平衡主梁竖向荷效应后，主塔在恒载状态下根部只有轴向力而弯矩为0。这种结构体系应用较早，如西班牙Alamillo桥、哈尔滨太阳岛桥。
1.2柔塔刚梁类
其力学特征是桥塔自重效应不能完全平衡主梁竖向荷载效应。由塔、梁、索三者组成的结构依靠自身只能达到部分平衡。索塔可以成为一个轴心受压构件，而梁只能达到部分平衡，还需依靠主梁的强度和刚度分担一部分荷载效应。其力学特征与部分斜拉桥（亦称矮塔斜拉桥）类似。因此可引入竖向荷载分配系数f与拉索活载应力变幅，分别衡量恒载与活载状态下拉索和主梁各自承担竖向荷载的比值。因此，这类无背索斜拉桥，也可以称为无背索矮塔斜拉桥（或部分斜拉桥），以区别于一般无背索斜拉桥。如合肥铜陵路南淝河桥、河南新密市溱水路桥。
二、独塔无背索斜拉桥的力学特性
无背索斜拉桥的特别之处在于索塔的功能发生改变。索作为悬臂梁主要用来承担由斜拉索传递过来的梁面载荷。塔身的倾斜设计原理是利用自身重量去平衡斜拉索的索力，这是一个较为科学的设计。主梁、索塔之间利用斜拉索形成一个内部自我平衡的结构体系，在受力方面和常规的斜拉桥存在很大区别。
无背索斜拉桥的桥塔仅在一侧有索，如果只把桥塔当作受力分析的对象，可将其看作是自身重力、斜拉索索力二者综合作用下的悬梁臂。为了优化索塔的受力情况，将塔身置于倾斜状态，利用其本身重量所形成的力矩去平衡斜拉索的倾覆力矩，将是此类结构设计的一个整体性构思。
整体平衡概念较好解决索塔整体力矩平衡及塔索根部的受力问题，还要重视塔索结构中其他截面的受力情况。于索塔上任意某处取一截面，截面上部塔柱自重力矩减去相关的斜拉索索力对其作用的力矩即可得到该截面所要承受的力矩，很明显，这个力矩不能确定是否为0。整体平衡并不代表局部平衡，结构本身将会承受因局部不平衡载荷而生成的力矩。为了尽可能实现局部平衡，最好使所有梁、塔对应节段的载荷全都维持在一个平衡状态，这种情况下，相邻塔索节段之间将不传递水平力，只传递竖向力。
三、主要施工技术探讨
3.1主梁施工
主梁的施工工艺流程如下：1.处理桥位地基；2.布置满堂脚手架；3.铺设垫木；4.支模板；5.预压；6.绑扎钢筋；7.浇筑梁体混凝土。
桥位地基经分析确定为杂填土，因而适宜采用水泥搅拌桩。碗扣架布置满堂脚手架，在顶托的上端铺设垫木，将其用作分配梁及支模板。预压力取设计载荷的1.2倍。考虑支架非弹性变形的因素，应在实测弹性变形量的基础上预留一定拱度，并对底模标高进行适当调整，然后绑扎钢筋。按照横向分层、纵向分段的原则，由下坡端到上坡端浇筑梁体混凝土，还要兼顾“底板→腹板→顶板”的顺序。
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3.2沉井基础施工
沉井基础的施工工艺流程如下：1.沉井刃脚预制；2.接高沉井；3.开挖下沉；4.沉井就位；5.浇封底砼；6.沉井内填土压实；7.封闭砼浇筑。
沉井基础的施工过程中，通常采用墩位现场预制、接高的方法进行。基础开挖大多采用人工、小型机具相互配合的方式进行，利用自重及压重实现泥浆润滑下沉的效果。用于封底的混凝土使用泵车进行浇筑，浇筑过程中需要按规定扦插、振捣。沉井填土及压实施工要分层进行。沉井顶面封闭混凝土浇筑施工时，应按照设计要求，将桥墩钢筋埋设在规定位置。
3.3主塔施工
主塔的施工工艺流程如下：1.支架法施工配重箱梁；2.临时支墩施工；3.安设劲性骨架；4.绑扎主塔底节钢筋；5.支模浇筑主塔节混凝土；6.接高劲性骨架；7.绑扎钢筋并翻模浇筑主塔混凝土。
配重箱梁底部分所承受的拉应力和主塔的高度成正比，当拉应力超出自身结构所能承受的范围时，则要判断是否需要加设支撑。在距离主墩（即109号墩）8m、18m、25.5m、30m等4个位置处进行扩大基础支撑的施工，并采用旋喷桩对其进行加固处理。旋喷桩彼此间距为0.6m，深度为12m，且要保证加固处理后的地基具备200MPa的承载力。
主塔身浇筑混凝土时，翻模设计为3节，每一节的高度为2m。完成顶节模板混凝土的浇筑后，通过安设劲性骨架的方式，接长塔身钢筋，然后把底节模板安置于第三节模板的上方。重复上述操作，直至主塔高度到达设计高度。浇筑混凝土后的模板通过两种作用完成支撑，一是钢筋拉杆，二是混凝土与模板之间的摩擦力。劲性骨架可帮助翻升模板完成定位。模板翻升、钢筋提升均需要塔吊从旁协助，另外，混凝土需要借助泵车送入模中。
长束真空压浆技术被用作主塔预应力管道的注浆施工。冬季气温较低时，混凝土的拌制过程中要适当加热拌合用水的温度，要掺加适量的防冻剂，条件许可的情况下，最好使用热空气对预应力孔道进行预热。
3.4斜拉索施工
钢索穿束应该按照由下到上的过程完成施工。将索架放置于主梁下方的临时支架上，将软牵引钢索的一端穿过主梁预留孔并连接到塔顶牵引卷扬机上，接着利用塔吊完成提升、锚固及梁侧张拉。该工程中，采用冷铸墩头锚用作斜拉索的锚头。挂索先后顺序和预应力筋张拉需要对应操作，张拉应按照设计的初索力值进行控制。在成桥、成桥4个月、成桥12个月三个时间点，分三次张拉不断调整索力直至符合设计值的要求。无论是初索力张拉，还是三次索力调整，都需要使用计算机对其进行仿真模拟，判断斜拉索中应力大小及相应变形情况，以此指导实际的施工。
四、实体检测
为了较好把握施工情况，保证整个工程稳步进行，施工过程中要做好必要的实体检测，特别是混凝土浇筑过程中的结构内力及位移部分。通过实体检测能及时收到反馈信息，方便施工调整。实体检测主要包括以下内容：主塔塔臂下缘控制截面应力、位移和临时扩大基础沉降；主塔侧移、主梁轴线和标高；主塔和桥墩沉降监测；各个控制截面应力、位移和温度监测；斜拉索索力测试。
结束语：无背索斜拉桥造型美观且安全可靠，在近些年来获得广泛的认可与应用。本文通过对该工程主要施工技术（沉井基础施工、主梁施工、主塔施工、斜拉索施工等）进行详细探讨，并简单介绍监控量测所包含的主要内容，对类似工程具有一定的参考价值。
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论文作者:廖新辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：斜拉桥论文; 沉井论文; 混凝土论文; 力矩论文; 拉索论文; 钢筋论文; 截面论文; 《基层建设》2018年第3期论文;