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摘要：桥梁是我国的基础建设项目，在恶劣的地质环境条件下，对施工技术提出了较高要求。在此背景下，新型桥梁结构应运而生，大跨度混合梁斜拉桥就是一个典型代表。本文结合工程案例，首先指出施工技术要点，然后分析了关键部位的施工技术控制方法和效果。
关键词：大跨度；混合梁斜拉桥；施工技术；控制方法
斜拉桥属于高次超静定结构，施工技术、主梁安装，均会影响成桥线形和内力。而且，施工期间环境复杂、工序繁多，随着结构体系、荷载的变化，容易出现施工误差，如果不能及时修正，成桥就不符合设计要求。因此，施工期间必须加强技术控制，促使结构体系处于最优状态，以下对此进行探讨。
1．工程案例
以国内某大跨度混合梁斜拉桥为例，桥梁全长1476m，跨径设计为（3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5）m。其中，主梁采用钢—混凝土混合梁，中跨采用PK断面钢箱梁，边跨采用相同截面的混凝土箱梁。钢混结合段，设置在中跨距离索塔中线12.5m处；南塔北塔的中跨、侧边，分别设置30对斜拉索。如下图1，是该桥梁的整体结构布置图。
图1：大跨度混合梁斜拉桥的整体结构布置图
2．大跨度混合梁斜拉桥的施工技术要点
2.1 桥塔施工
桥塔在自重和斜拉索的作用下，会发生弹性变形、徐变、基础沉降等，影响钢锚梁、斜拉索塔端锚固块的施工。为了保证这两个部位施工完成后，能满足设计标高的要求，桥塔施工期间，要对钢锚梁、斜拉索塔端锚固块预设抬高量。大跨度混合梁斜拉桥施工的质量对城市交通建设有着重要的意义。大跨度混合梁斜拉桥工程大多数由政府主动出资进行施工的，桥梁的施工会造成公众的生活不便。在施工时要尽量减少因为施工给市民造成的生活影响，造成的交通不顺畅。工期要较早结束就给施工单位的施工能力提出了较高的标准。施工单位在施工的过程中要尽量缩短不同阶段施工工程的施工周期。经实际测量和计算后，最终确定钢锚梁底板底面高程预抬高61mm，斜拉索塔端锚固块预抬高54mm。
2.2 主梁施工
第一，钢箱梁。准确计算主梁在无应力状态下的制造线形，才能保证拼装精度，确保成桥线形满足设计要求。理论分析时，主梁线形不考虑制造中的温度变化、焊缝收缩影响；实际制作时，则要进行调整、修正。具体来说，以梁端间夹角、梁段长度为控制点，促使主梁线形接近无应力状态下的线形。该工程主桥桥面纵坡为2.8%，主跨中心线位于半径为16000m的圆曲线上。完善科学合理的施工进度方案是大跨度混合梁斜拉桥道路桥梁工程保质保量完工结算的重要保障。大跨度混合梁斜拉桥道路桥梁的开工日期确定后，工期相对比较仓促。在施工时，为了尽量减少施工给市民造成的生活影响以及交通不顺畅的问题，施工工期要较早结束。这就给相关的施工单位以及其施工能力提出了较高的标准。钢箱梁预制时，以设计线形为准，结合竖曲线、设计预拱度等因素，对各梁段的长度进行分割；工作环境温度控制在20℃左右，还要分析焊接焊缝收缩变形的影响，最终得到实际梁段的长度。
第二，混凝土箱梁。混凝土箱梁施工期间，技术控制从支架变形量、模板标高、梁段预加长量、斜拉索管道预偏量、过渡墩和辅助墩支座的顶板预偏量等入手。桥梁道路施工的管道大多与地下的供热、供水、煤气、电力等管道相互连接在一起，错综复杂。管道本身的铺设就具备一定的难度，再加上管道的错综复杂，排列非常密集，这又给施工的难度加码了。所以，在施工时要了解不同的管道分布，避免因为不了解情况盲目施工，造成管道被破坏，给整个施工造成极大的损失。如此控制，能抵消混凝土箱梁的压缩变形、收缩徐变，保证成桥后的箱梁长度、梁端伸缩缝宽度、线形均满足设计要求。
2.3 斜拉索施工
在无应力状态下，斜拉索的下料长度，依据索力、张拉拔出量、制作规范等因素进行计算，并考虑成桥后结构的永久状态。
3．关键部位的施工技术控制方法和效果
3.1 控制部位
关键控制部位如下：①索塔，要控制钢锚箱的无应力构形、安装线形；控制索塔位置偏差；对索套管进行准确定位。②主梁：控制钢箱梁的无应力线形、安装位置；准确计算边跨立模标高；边跨和中跨的竣工线形，应该满足理想状态。③斜拉索，作为受力构件和传力构件，应该控制无应力长度；控制斜拉索的锚点坐标，避免受到混凝土现浇带来的影响。④受力状态，控制拉索施工和竣工时的索力；控制主梁和索塔在施工、竣工时的应力状态。
3.2 允许误差
第一，线形误差。施工期间误差不可避免，对竣工线形误差进行控制，要分析混凝土的收缩徐变对线形、内力的影响。在20℃的基准温度下，①主梁线形中跨的误差允许值（Δ1）见式1，式中x代表中跨跨中和塔中线的间距：
第二，受力误差。在20℃的基准温度下，索力、应力竣工后的指标控制如下：①索力控制允许误差为中跨±8%、边跨±5%。②上下游索力的误差允许，中跨和边跨均为2%。③边跨混凝土箱梁的应力允许误差为15%，且数值结果不低于1.5MPa。④钢箱梁应力允许误差值为10MPa。⑤索塔混凝土的应力允许误差为15%，且数值结果不低于1.5MPa。
3.3 控制方法
施工技术控制分为三个阶段：①计算分析阶段。建立全桥分析模型，首先分析参数敏感性，确定影响线形和内力的敏感参数；然后计算得到主梁、拉索、钢锚箱等构件的无应力尺寸、加工尺寸，确定边跨现浇混凝土主梁的立模标高；最后确定理想目标线形、合理内力，建立预警机制。②预制阶段。对预制过程的准确性进行评价，包括每个批次的制造成果，确定误差情况，并纠正后续制造参数，作为安装作业误差调整的依据。③安装阶段。利用现场监测系统，将索塔、主梁、斜拉索、钢混结合段作为控制要点，开展误差分析和修正。
3.4 控制成果
以中跨为例，成桥线形的设计和竣工对比见图2。分析可知，中跨线形光滑平顺，和设计目标线形基本吻合，最大误差值为132mm，满足施工精度控制要求。
图2：成桥中跨线形的设计和竣工对比图
结语
综上所述，大跨度混合梁斜拉桥是常见的桥梁结构体系，桥塔、主梁、斜拉索是施工技术控制要点。文中结合工程案例，介绍了施工期间的主要控制部位、允许误差、控制方法，结果显示满足施工精度控制要求。希望为类似工程提供经验借鉴，提高技术水平和施工质量。
参考文献：
[1]林晶，肖汝诚.大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险评估[J].同济大学学报（自然科学版），2015，（3）：364-370.
[2]苗润池，李龙安，屈爱平.基于地震作用的大跨度混合梁斜拉桥钢混结合点位置优化分析[J].世界桥梁，2017，（5）：76-80.
论文作者:呼葆俊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/2
标签：线形论文; 斜拉桥论文; 误差论文; 应力论文; 拉索论文; 混凝土论文; 大跨度论文; 《建筑细部》2018年第11期论文;