广东长宏公路工程有限公司 511300
摘要：斜拉桥是公路、铁路及城市道路交通特大跨径桥梁常用桥型之一。施工方法和施工控制是斜拉桥施工过程中的一项关键技术，其对斜拉桥施工的成败与效率起着关键性作用。只有对斜拉桥的设计注重理论与具体的斜拉桥实际情况相结合，重点对主梁和索塔进行设计分析和施工研究，才能够真正确保斜拉桥的施工质量，发挥斜拉桥应有的交通功能和经济、社会效益。
关键词：斜拉桥施工技术；广东中山纵四线1标
1.工程概况
纵四线工程起点段I标段桂洲水道大桥主桥北起中山市黄圃镇大岑村，起点桩号K0+924.030，终点中山市黄圃镇大雁村，终点桩号K1+167.17，桥长243.14m。本桥梁在既有大雁桥右侧新建半幅桥梁跨越桂洲水道，新旧桥之间主桥净距为8.5m。采用一级公路标准，设计行车速度为60km/h，单向三车道。主桥为（36.07+68.5+138.57）米独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，全长243.14m。桥幅布置为：1.3m（布索区）+0.5m（防撞栏）+0.75m(路缘带)+10.5m（行车带）+0.75m（路缘带）+0.5m（防撞栏）+3.0m（人行道）+0.25m（栏杆）+1.3m（布索区）=18.85m。
2.工程特点
斜拉桥主塔高度82m，菱型主塔箱型截面，主塔砼数量不多，但工程占有空间特别大，需要设备及辅助设施特别多。斜拉索安装及应力调整是工程优劣的一项关键工序。由于本桥主桥距离旧桥（大雁桥）只有8.5m，施工过程中有可能对旧桥有影响，因此施工过程中要采取措施尽量减少对旧桥的安全影响，同时要加强对旧桥的沉降及位移观测。全桥混凝土需求量大，运输浇筑方法及养护，在不利的自然条件下存在很大难度。
3.主梁施工工艺
3.1主梁概况
主塔基础采用8根φ2.5m钻孔灌注桩，桩身采用C30混凝土，按嵌岩桩设计。桩间距为5.0m，顺桥向2排，承台采用整体式钢筋混凝土承台，承台高度为5.0m，承台平面尺寸22.0m×9.0m。承台采用C40混凝土，承台底设置100cm厚C25素混凝土封底。主梁纵向按全预应力构件设计，横隔梁按A类预应力构件设计，桥面按普通钢筋混凝土构件设计。根据预设的施工方式（包括支架现浇、挂篮悬浇），主梁划分为以下梁段：主塔横梁及墩顶0#梁段长19m（对称于主塔墩中心线向两侧各9.5m）,采用支架现浇施工；边、主跨1#梁段长为6m，采用支架现浇施工。边跨2#～7#、主跨2#～15#梁段为标准梁段，长为8m，边跨8#～11#梁段长为6m，边跨2#～11#梁段、主跨2#～15#梁段均采用挂篮悬浇施工。边跨现浇段长15.8m，主跨现浇段长9.8m，采用支架现浇施工；边、主跨合拢段长为2.5m，采用吊架现浇施工。
3.2主梁1#块体施工
本工程1#块位于河道中，且远离承台位置，支架搭设必须在水中施打钢管桩。本项目拟使用原施工平台的钢管桩作为本支架受力钢管桩（钢管桩施工方法及钢管桩受力参考本桥水中施工方案）。支架由钢管桩（水面以下部分）；钢管柱（水面以上部分）；纵向承重梁；横向承重梁；小钢管支架；方木；模板系统组成。
本工程主梁施工工艺流程：
3.2.1支架施工
钢管桩、钢管柱均采用φ630螺旋钢管，壁厚8mm，纵向布置3排，中心间距300cm；横向布置5排，中心间距400cm，600cm，600cm，400cm。钢管桩采用原桩基施工平台的钢管桩，桩顶标高为4.0m，钢管桩长度为36m，河床以下为26m，河床以上部分为10m；钢管柱长度为12.86m（在施工的时候根据桥梁的横纵坡进行调整）。钢管桩与钢管柱连接采用开斜口通缝焊接，焊缝厚度≥7mm，同时用6块20×30cmA3钢板（1cm厚）作为加劲肋均匀布设，并与钢管桩、钢管柱上下焊接连接，焊缝厚度≥7mm。由于桩柱连接后，河床面以上钢管桩与钢管柱为一个整体受力部分，为了不增加钢管柱的长细比，在钢管桩顶部位置增加一道钢系梁。钢系梁采用I25b工字钢，在同一平面位置纵横方向与钢管桩焊接在一起。为了加强支架整体稳定性，钢管柱纵横之间采用16#槽钢交叉连接焊接在一起，上下各一道；同时用25#槽钢在1#块支架顶部与原0#块支架连接在一起。
3.2.2纵向承重梁
纵向承重梁采用双拼I36b工字钢，长度为9m（往2#块方向外挑，作为施工工作平台施工）。为了增加整体稳定性，钢管柱顶部沿纵向方向开设一个宽30cm，深度为20cm槽口，纵向承重梁直接支撑在钢管柱顶部槽口上。
3.2.3横向承重梁
横向承重梁采用I25b工字钢，长度为24m（外挑部分作为施工工作平台），间距为90cm，共8根。在施工过程中如遇到锚箱位置，间距可适当调整，但要保证间距不大于90cm。梁肋位置横向承重梁顶部布设I10工字钢分配粱@30cm。
3.2.4小钢管支架
主梁顶板支架采用碗扣式支架，支架纵向间距为90cm，横向间距为90cm，步距为120cm，但顶层步距为60cm。支架立杆直接支撑在横向承重梁上。支架上设置双钢管作为模板体系的大楞，间距均为60cm，大楞上设置10*12cmTC13A级木枋，间距为0.3cm，方木上模板为18mm厚复合胶合板。支架设顶托座，底部与横梁连接处采用交叉焊接，顶托座伸出肢长度控制在35cm以内，从顶层杆至小楞高度控制在70cm以内，如果无法做到，则增加顶层杆，以确保高度控制。
整体稳定措施：在支架外侧及每腹板下设置一道纵向剪刀撑，共计每半幅设置五道纵向剪刀撑，水平剪刀撑由于支架高度约为2米，故在支架底部、中部及顶部各设置一道水平剪刀撑。支架在靠近0#块处用钢管架将支架与0#块支架有效连接，撑杆必须与立杆保证有三个有效连接。碗扣支架搭设应按照《碗扣式钢管脚手架安全技术规范》的相关技术要求进行施工。
3.3预应力施工
3.3.1预应力钢绞线施工要点
（1） 钢绞线进场后，必须按有关规定对其强度、外形尺寸、物理及力学性能等进行严格试验。锚头应进行裂缝探伤检验，夹片应进行硬度检验，锚具应进行锚具－钢绞线组装件的锚固性能试验，同时应就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量作修正。
（2）所有预应力钢材不许焊接，凡有接头的预应力钢绞线部位应予切除，不准使用。
（3）钢绞线应用圆盘切割机切割，不允许用电、气切割。
（4） 纵向预应力钢束在箱梁横断面应保持对称张拉，纵问钢束张拉时两端应保持同步，应严格按设计顺序、张拉控制应力及工艺进行。预应力张拉、干斤顶与油泵压力表应按有关规定配套及定期标定。
（5）纵向预应力钢束采用两端张拉时，两端应保持同步。
（6）钢束张拉时，混凝土强度须达到设计强度的90％以上，且养生时间不小于7天。钢束张拉原则：按腹板束、顶板束、底板束的顺序，对称均匀张拉。需要在箱内张拉的钢束可在箱梁顶板距支承中心线L/5处开施工入孔，入孔尺寸可取60*100cm，钢束张拉完成后将施工入孔封闭并用钢筋加强。
为确保预应力实施质量，严格按交通部规范实施。
3.3.2施工注意要点
施加预应力前，应对混凝土构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求；张拉时强度不应低于设计要求的混凝土强度。穿束前应检查锚垫板和孔道，锚垫板应位置正确，孔道内应畅通、无水份和杂物。浇筑混凝土前穿束的孔道，在可能条件下，应在管道安装后，浇筑混凝土前检查预应力钢绞线是否能在管道内自由滑动。张拉必须按照设计要求的顺序进行各阶段预应力的张拉工作。后张预应力钢绞线断丝、滑移不得超过JTG/T F50－2011规定。预应力钢绞线在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。
4.主梁挂篮施工工艺
由于本主梁横向较宽、重量大，为满足结构平衡受力的需要，施工中应注意两节段前后对称浇注砼，每一节段本身应注意左右对称浇注。挂篮牵移也应对称前进。
4.1牵索挂篮构造
根据本桥投入挂篮，属于前支点挂篮。前支点挂篮遵循安全、功能齐备，重量轻、操作灵活、的原则进行设计，挂篮主体是由钢主梁构件组织的框架结构，结构用材主要为Q235、A3钢，一些构件采用了40Cr，45号钢、精扎螺纹钢筋等材料。根据断面的结构形式，主梁采用前支点挂篮悬臂浇筑施工，与后锚点挂篮相比，其特点是充分发挥斜拉索的作用改挂篮的悬臂受力状态为简支受力状态，挂篮施工用材消耗较小，从而减轻施工荷载。我公司委托了专业厂家进行设计、生成。根据设计图纸要求悬浇挂篮及模板重量按1200KN计算。本工程使用挂篮及模板重量为111T，小钢管支架（顶板支架）3.2T，其它操作平台约4.8T，共119T，能满足设计要求。
4.2挂篮的安装施工
当挂篮制作结束之后，就应及时的进行挂篮的安装，在挂篮安装之前，应严格按照水平中线测量结果进行轨道的铺设，并将安装之后的挂篮移动到指定的位置进行固定，且在首先使用时应对挂篮进行试压，常见的试压方法主要有加载水箱和千斤顶以及高强度钢筋加力等方式对挂篮安装的质量进行检查。
4.3切实加强模板的安装
在挂篮安装的基础上，就应及时的进行模板的安装。在模板安装过程中，由于其主要有内外模板之分，所以在模板安装过程中，应将侧模和底模与内模板进行安装，并在挂篮地段纵横梁的上端进行底模的安装，而侧模则从外框架进行搭建，从而形成一个有机的整体，但是内模和框架之间相互分散，所以不会形成一个整体，这就需要在模板安装过程中加强对其的修改，才能确保模板安装质量。
4.4 前支点挂篮的关键技术
前支点挂篮有2 种主要受力工况: 一是浇筑混凝土时要承受自身重量和混凝土重量; 二是脱模和行走阶段要承受其自身重量。前者挂篮由前端的斜拉索和后部的已浇梁体提供支点, 后者则由已浇梁体纵向2 个支点来抵抗挂篮的倾覆趋势。为此在挂篮上设置了挂在梁面上的C 型挂钩结构和顶在梁底面的后顶结构。C 型挂钩位于前支点(斜拉索在挂篮上的锚固点) 与后顶点之间, 当浇筑混凝土时, C 型挂钩位于已浇梁段的端部, C 型挂钩与斜拉索提供挂篮的支点；当挂篮处于脱模和行走状态, 则由C 型挂钩和后顶点来抵抗挂篮的倾覆趋势。为了使已浇主梁受力合理, 后顶点应位于梁底面的2 个纵隔板位置上。斜拉索锚头与挂篮之间必须设置连接件。因为梁段都是标准的, 那么连接件顺斜拉索方向, 围绕斜拉索上的一个相对固定的标准点等半径地在挂篮上锚固, 方为简单和合理。连接件采用全部梁段都使用的固定钢制连杆, 这样节约了拉杆用材并简化了施工方法。连杆一端与斜拉索锚头相连, 另一端需通过适应不同斜拉索空间角度变化的转动装置锚固在挂篮上，为此专门设计了转动锚座系统来解决该问题。
结束语：鉴于斜拉桥的主塔作为斜拉桥的关键受力构件，应当对主塔施工质量提出更高要求。文章通过结合广东中山纵四线1标斜拉桥工程施工实例，针对整个主塔施工工艺展开探讨，总结出本斜拉桥主塔施工的关键技术措施，有效地确保了索塔施工质量。
参考文献
[1]石润民，刘豪.斜拉桥主塔施工技术探讨[J].交通世界(运输.车辆)，2015(04)：118-119.
[2]王文双.斜拉桥施工技术解析[J].民营科技，2015(09)：197.
论文作者:李斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/7
标签：挂篮论文; 钢管论文; 支架论文; 斜拉桥论文; 预应力论文; 纵向论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;