摘要：叠合梁由混凝土预制板和钢结构两种不同材料上下叠合而成，其施工控制方法有别于传统的混凝土梁。而合龙段施工的线形控制又是整座桥梁主体线形控制的重要环节。本文以某大桥双塔双索面叠合梁斜拉桥为例，介绍了平行钢绞线斜拉索等值张拉法的施工张拉工艺及索力控制计算方法，同时优化了混合式叠合梁斜拉桥的施工顺序，分析了施工过程中部分二期恒载提前加载对结构的影响，结果表明：提前施工部分二期恒载，可使结构处于可控状态，且能大大缩短工期，节约施工成本。
关键词：混合式斜拉桥；叠合梁；施工控制
斜拉桥由于其良好的经济效益、有利的受力形式、灵活的桥面布置及便利的施工在我国迅猛发展。钢－砼叠合梁因兼有钢材和混凝土的特点，相比于混凝土梁具有更好的力学性能和施工性能，是斜拉桥的发展方向。目前，我国现有的斜拉桥形式主要以混凝土梁斜拉桥为主，其研究成果也较多。而有更好力学性能的钢－砼叠合梁斜拉桥由于刚刚发展实桥并不多见，其研究成果也相对较少。由于钢－砼叠合梁斜拉桥施工方式有别于常见的混凝土斜拉桥，且桥梁合龙段的施工又是整座桥梁主体施工的关键部位及施工难点。因此有必要探讨叠合梁斜拉桥施工控制。
一、慨况
该工程双塔双索面叠合梁斜拉桥，跨度布置为（85+145+488+145+85）=948m；主梁采用混合梁结构，中跨主梁为钢混叠合梁，边跨主梁采用预应力混凝土梁。斜拉索采用平行钢绞线斜拉索，每个塔柱设有22对索，全桥共176根，斜拉索采用直径7mm镀锌高强度、低松弛平行钢绞线斜拉索。
二、斜拉桥施工监控内容
为了控制斜拉桥施工中构件的安装定位以及结构的变形和内力，必须具备一套现场施工中结构状态的监测手段，为施工控制提供必要的反映施工实际情况的数据和信息，控制施工阶段塔柱节段施工定位、主梁梁段安装标高等，掌握结构的真实内力与位移变化等。
1、索力监测。斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，施工过程中通过斜拉索索力改变可以调整结构内力、标高和消除不一致性等，因此索力是一个非常重要的控制因素，而控制索力的一个关键是控制斜拉索的张拉力。作为一个校核斜拉索张拉力的重要手段之一，在每次张拉完一根斜拉索之后，需对被张拉的索和其余斜拉索进行索力测试，以控制斜拉索索力在施工时具有一定的精度。
2、应力监测。在结构设计时，虽然可以采用各种方法来进行模拟结构计算，但实际施工中影响桥梁结构内力和变形的因素是众多和复杂的，因此实际结构中内力和变形往往不能与计算值相符。为了确保大桥施工过程的安全，并同时检验设计结果，进行主梁和主塔某些关键截面的应力测量是必需的。通过应力监测可迅速知道主跨受力状况，及时判定应力是否超限，从而可知道结构的安全状况。因此，每一施工节段都要进行，并贯穿整个施工过程。如果应力超限或突变，立即提交报告并查明原因。
三、平行钢绞线斜拉索等值张拉法
平行钢绞线斜拉索施工过程中常采用两种张拉方式：一种是传统的整体张拉，另一种是单根张拉。单根张拉普遍采用等值张拉法进行控制，单根钢绞线张拉力的计算和钢绞线张拉力的控制是等值张拉法的关键。
1、施工方法及原理。平行钢绞线斜拉索单根张拉过程中，随着每根钢绞线的张拉，桥梁结构均产生相应的变形，主梁产生上挠，索塔产生压缩，斜拉索梁端和塔端锚点间的相对距离逐渐缩短，已张拉钢绞线的工作长度随之缩短，导致已张拉钢绞线的索力不断变小。根据等值张拉法的基本理论，本桥的张拉工艺为第（m+1）根钢绞线施加拉力F1，第（m+2）根钢绞线施加拉力F2，在施加拉力F2过程中，F2增大，F1减少，当F2=F1时，完成第二根钢绞线张拉，按此方法循环直至完成所有钢绞线施工，使得每根钢绞线受力均匀。如图所示：
具体施工方法：在第（m+1）根钢绞线上安装索力传感器，张拉第（m+1）根钢绞线锚固后读取传感器读数F1-1，安装第（m+2）根钢绞线张拉至读取的第（m+1）根钢绞线传感器读数F1-2，安装第（m+3）根钢绞线张拉至读取的第（m+1）根钢绞线传感器读数F1-3，重复以上步骤（并补齐1-m 根）直至一束钢绞线单根张拉结束。
2、基准索力及张拉值确定。平行钢绞线斜拉索单根张拉索力采用“等值张拉法”进行控制，其中1～m 根钢绞线张拉力仅承受PE 护套的自重，张拉力由PE 护套垂度确定，一般为1 至4根，一般单根钢绞线的预张力取设计索力的0.15 倍到0.2 倍。计算方法如下：第1～m 根张拉力：
四、施工控制优化分析
施工控制计算中通过跟踪计算分析及成桥状态预测，可以优化施工步骤。在确保结构施工过程和成桥状态满足设计及规范要求的情况下进行优化，不仅保证施工过程及成桥状态结构受力安全，而且能大大缩短工期，降低施工成本。
1、施工步骤优化。该桥作为一座混合式叠合梁斜拉桥，其中跨钢混叠合梁的施工包含边主钢梁安装、桥面板架设等工序，是施工控制的关键。
（1）根据施工图，原设计施工步骤为：主塔施工→边跨混凝土梁支架施工→中跨边主钢梁安装→对称单根张拉钢绞线斜拉索→安装桥面板并浇筑湿接缝→二次整体张拉斜拉索→循环中跨主梁施工直至17#节段安装桥面板→边跨拆除支架→体系转换并合龙→安装合龙段桥面板→二次张拉17#斜拉索→浇筑合龙段桥面板湿接缝→张拉桥面板预应力→二期恒载施工→通车。
（2）施工控制过程中，根据施工过程的跟踪计算分析，对原设计施工步骤进行了优化。优化后施工步骤为：主塔施工→边跨混凝土梁支架施工→施工部分→中跨边主钢梁安装→对称单根张拉钢绞线斜拉索→安装桥面板并浇筑湿接缝→二次整体张拉斜拉索→循环中跨主梁施工直至14#索初次张拉完成后安装中跨纵向24.5m 的护栏基座→安装桥面板并浇筑湿接缝→二次整体张拉斜拉索→15#索初次张拉完成后继续安装中跨纵向24m 的护栏基座→安装桥面板并浇筑湿接缝→二次整体张拉斜拉索→16#索初次张拉完成后继续安装中跨纵向24m的护栏基座→安
2、结果分析。通过施工节段和成桥状态的两种施工步骤对比分析，结果表明，无论是成桥状态还是施工过程中，按工况二的方法施加部分的二期恒载力对结构内力、线形及索力的影响较小，结构处于可控状态。因此，在同类型桥梁结构施工过程中，装桥面板并浇筑湿接缝→二次整体张拉斜拉索→17#索初次张拉完成后继续安装中跨纵向24m 的护栏基座→安装桥面板→安装边跨护栏→边跨拆除支架→体系转换并合龙→安装合龙段桥面板→二次张拉17#斜拉索→浇筑合龙段桥面板湿接缝→中跨安装完成全部护栏基座及护栏→张拉预应力→二期恒载施工→通车。只要计算准确，提前施工小部分二期恒载，不仅结构处于可控状态，而且能大大缩短工期，节约施工成本。
结论：
介绍了平行钢绞线斜拉索等值张拉法的基本原理和施工工艺。根据施工控制中的计算分析，并与原设计施工步骤进行了对比分析，得到如下结论：
（1）等值张拉法是平行钢绞线单根张拉普遍采用的控制方法，单根钢绞线张拉力如何计算是等值张拉法的关键。
（2）在双塔双索面叠合梁斜拉桥施工过程中，可根据计算，提前施工小部分二期恒载，不仅结构处于可控状态，而且能大大缩短工期，节约施工成本。本文为今后同类型桥梁施工监控提供参考。
参考文献：
[1]王鹏，王根会.大跨斜拉桥主梁悬臂施工线形监控技术［J］．市政技术，2016，34（1）：5．
[2]陈林，徐建红，范厚彬.锚具夹片回缩引起预应力损失的研究[J].公路，2013（7）：96
论文作者:殷泽武
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/27
标签：斜拉桥论文; 叠合论文; 钢绞线论文; 桥面论文; 拉索论文; 结构论文; 拉力论文; 《基层建设》2018年第32期论文;