獨(dú)塔雙索面雙跨式斜拉橋主塔施工技術(shù)

郭鐘群，潘濤

(1.江西理工大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院，江西贛州341000；2.南京市市政管理處，江蘇南京210036)

獨(dú)塔雙索面雙跨式斜拉橋主塔施工技術(shù)

郭鐘群1，潘濤2

(1.江西理工大學(xué) 建筑與測繪工程學(xué)院，江西贛州341000；2.南京市市政管理處，江蘇南京210036)

斜拉橋是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。文章介紹了徐葛大橋獨(dú)塔雙索面雙跨式預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋索塔施工方案，索塔施工采用的主要設(shè)備和施工中采用的新工藝、新技術(shù)。

斜拉橋；索塔；施工技術(shù)

1 工程概述

徐葛大橋位于江蘇溧陽市開發(fā)區(qū)境內(nèi)徐葛村，為蕪申線航道改線截?cái)嗉扔械缆范黾拥臉蛄海L569.08 m。主橋采用獨(dú)塔雙索面雙跨式預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，半漂浮體系，跨徑組合75 m+ 95 m，單幅橋?qū)?7.5 m。橋梁左右幅分開布置，兩幅橋的橋塔布置在河道的不同側(cè)。橋梁效果如圖1所示。

圖1 徐葛大橋效果圖

主塔為倒Y型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高69.95m，兩側(cè)塔柱在橋面以上向內(nèi)1:3.25傾斜，在上塔柱底部合龍；在中塔柱和下塔柱的折點(diǎn)處設(shè)置一道塔橫梁，梁高3 m，寬5 m。下塔柱為實(shí)心矩形截面；中塔柱為傾斜塔柱，高22.712 m，采用單箱單室截面，順橋向5 m，橫橋向3 m，塔柱壁厚60 cm；上塔柱為斜拉索的錨固區(qū)，為單箱雙室截面。外形尺寸順橋向?yàn)? m，橫橋向?yàn)?.5 m，順橋向壁厚1.2 m，橫橋向外壁厚0.6 m，中隔板厚0.4 m。斜拉索錨固點(diǎn)布置于中隔板兩側(cè)，錨點(diǎn)橫向間距1.6 m，直接錨于混凝土塔壁。在塔壁縱橫向施加預(yù)應(yīng)力，錨固點(diǎn)豎向標(biāo)準(zhǔn)間距1.5 m。每個塔橫向采用雙索面，縱橋向索呈扇形分布，縱向每個塔設(shè)14對拉索。索距6 m，為平衡結(jié)構(gòu)不對稱重量，在邊跨壓重區(qū)索距加密為2.7 m。拉索采用Φ7平行鋼絲。

主塔施工是徐葛大橋的關(guān)鍵控制點(diǎn)，施工工程量大、難度大，本文重點(diǎn)闡述了主塔施工方案，索塔施工采用的主要設(shè)備和施工中采用的新工藝、新技術(shù)。

2 主塔施工機(jī)械配置

2.1 塔吊

根據(jù)索塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分段施工的要求，主墩承臺施工完成后，在每個主塔墩側(cè)面布置1臺ST60/ 15型自升式高塔吊進(jìn)行塔柱和橫梁施工的垂直運(yùn)輸，塔吊起升高度為80 m，一次直接安裝自由高度為40 m，塔吊固定在承臺預(yù)埋件上，塔吊隨塔柱升高而頂升，與主塔之間設(shè)置三道附著。結(jié)合現(xiàn)場的起重距離和起重重量的需要，采用120 t.m的塔吊。

2.2 施工電梯

在主塔施工期間，每座塔柱在橫橋向沿塔柱一側(cè)布置一臺SC100型施工電梯，承臺施工時埋設(shè)預(yù)埋件，電梯安裝時底座與預(yù)埋件焊接。其額定載重為1 000 kg，起升速度為38 m/min，安裝高度均為65 m左右,承擔(dān)主塔施工人員和零星材料、小型工具的上下運(yùn)送。

2.3 混凝土輸送設(shè)備及管路

塔柱混凝土采用高壓地泵進(jìn)行輸送，兩主墩共配2臺（一臺備用）泵送高度為100 m的地泵。為便于泵管的安裝、維護(hù)與更換，泵管沿塔柱橫橋向一面外壁鋪設(shè)至塔頂，泵管安裝時與塔壁隔開，以免損傷塔柱混凝土。為防止?jié)仓^程中發(fā)生堵管，每根塔柱布設(shè)兩套管路，一套作為堵管后的備用管路，以便保證混凝土連續(xù)澆筑。泵管的安裝利用塔吊配合完成，并利用塔身內(nèi)預(yù)埋的H型螺母和特制管道夾具進(jìn)行固定。為滿足冬、夏季混凝土施工的保溫、隔熱要求，泵管用草帶進(jìn)行包裹，以減少環(huán)境溫度對混凝土的影響。主梁混凝土采用汽車泵輸送，汽車泵臂長47 m，一臺即可滿足箱梁節(jié)段的澆筑需求，1臺汽車泵備用。

2.4 其他主要機(jī)械設(shè)備

除以上設(shè)備之外，還需準(zhǔn)備50 m3/h的砼工廠2座，8 m3砼攪拌車6臺，交流電焊機(jī)15臺，全站儀與水準(zhǔn)儀各2臺，壓漿設(shè)備2套，各種型號千斤頂若干等，以保證正常施工機(jī)械需要。

3 施工工藝及施工方法

主塔承臺頂至塔頂高69.95 m，塔頂標(biāo)高+ 74.526（+75.371）m，共分18個節(jié)段，下塔柱實(shí)心段與下橫梁一起澆筑高7.928 m，分2個節(jié)段施工，中塔柱高29.572 m，分為7個節(jié)段施工，上塔柱高32.45 m，分為9個節(jié)段施工，主塔施工柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)4.5 m高，采用爬模施工，爬模制作高度為4.8 m，下塔柱采用翻模施工，與下塔柱附著的下橫梁同期澆筑。塔柱具體分節(jié)情況如下：69.95 m=3.65 m+ 4.278 m+4.5 m×6+2.572 m+3.0 m×3+4.5 m×5+0.95 m。

3.1 下塔柱施工

塔下塔柱實(shí)心段1#節(jié)段為梯形節(jié)段，下口尺寸為4.5 m×5 m，上口尺寸為3.447 m×5 m，高3.65 m，按照普通墩柱的施工方法施工。先檢查預(yù)埋在承臺上的塔柱鋼筋和勁性骨架的平面位置，合格后安裝勁性骨架和1#節(jié)段鋼筋，勁性骨架組拼完成后整體吊裝就位，與預(yù)埋的勁性骨架聯(lián)成整體。豎向鋼筋采用直螺紋套筒接長。模板采用爬模的面板組拼而成，設(shè)置M24對拉拉桿。1#節(jié)段尺寸較大，混凝土采用大體積混凝土配合比，并設(shè)置冷卻水管通水降溫，防止混凝土內(nèi)外溫差過大造成開裂。

3.2 橫梁施工

2#節(jié)段高4.278 m，與下橫梁連成整體一起施工。根據(jù)荷載的不同，采用碗扣鋼管支架和鋼結(jié)構(gòu)支架作為下橫梁橫梁支架。立柱模板采用爬模面板及帶肋，橫梁模板采用竹膠板模板設(shè)置拉桿，外側(cè)均設(shè)置施工腳手架。下橫梁混凝土澆注完畢并等混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉、壓漿。待全橋施工完畢再拆除下橫梁支架，張拉剩余下橫梁預(yù)應(yīng)力鋼筋。

3.3 中塔柱施工

3#至8#節(jié)段高度均為4.5 m，中塔柱合攏段9#節(jié)段高度為2.572 m。進(jìn)入中塔柱施工后，對模板進(jìn)行改制。3#節(jié)段施工方法同1#節(jié)段，4#節(jié)段安裝爬模爬靴結(jié)構(gòu)，開始爬模施工。因塔柱內(nèi)側(cè)下方空間不夠，4#節(jié)段采用3面爬模，內(nèi)側(cè)面暫不安裝爬模結(jié)構(gòu)。中塔柱合攏段9#節(jié)段底模支架采用鋼管支架，兩支腿的爬模在此節(jié)段合并成整體。

根據(jù)受力計(jì)算，中塔柱在5#節(jié)段和7#節(jié)段，設(shè)置兩道橫向水平撐，水平撐采用2根Φ600、δ= 10 mm的螺旋鋼管，對中塔柱進(jìn)行主動施加1 500 kN的橫向頂推力。

3.4 上塔柱施工

上塔柱10#~18#節(jié)段同樣采用爬模施工。上塔柱施工10#~12#節(jié)段高度均為3.0 m，13#~17#節(jié)段高度均為4.5 m，18#節(jié)段高度0.95 m。該段施工難點(diǎn)是索道管的定位和鋼筋、預(yù)應(yīng)力的安裝。因上塔柱鋼筋、索道管、預(yù)應(yīng)力筋錯綜復(fù)雜，在上塔柱施工前，選擇13#節(jié)段作為模擬試驗(yàn)段，在地面進(jìn)行勁性骨架、索道管和鋼筋安裝，檢查鋼筋、索道管、預(yù)力筋的沖突情況，發(fā)現(xiàn)問題及時提交設(shè)計(jì)院處理。

3.5 模板工程

主塔外模采用中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的爬升模板系統(tǒng)，模板由平面模板系統(tǒng)、爬架系統(tǒng)、工作平臺系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)組成。全橋共制作4套模板。其中1#、2#、3#節(jié)段采用模板組拼，4#節(jié)段開始進(jìn)行爬模施工。模板拼裝后效果如圖2所示。

圖2 模板拼裝后效果圖

主塔內(nèi)模由鋼模板制作，分為三種類型：主塔標(biāo)準(zhǔn)節(jié)內(nèi)模、主塔中塔柱標(biāo)準(zhǔn)短節(jié)內(nèi)模、中塔柱倒角內(nèi)模。主塔標(biāo)準(zhǔn)節(jié)內(nèi)模制作4套，主塔中塔柱標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)模、主塔中塔柱標(biāo)準(zhǔn)短節(jié)內(nèi)模、主塔中塔柱倒角內(nèi)模各制作2套，三種類型每套模板均分為大面平面板兩塊，兩邊帶陰角的小面板2塊，豎向采用法蘭連接，主塔標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模板考慮中塔柱受傾角影響，將模板邊長增加至4.8 m，豎向法蘭連接時注意要考慮拆模的方便，采用斜企口接連，分塊位置根據(jù)既有模板確定。塔內(nèi)模板施工平臺用型鋼與已澆筑節(jié)段的檢修梯道預(yù)埋件進(jìn)行連接，然后鋪木板形成施工平臺。模板系統(tǒng)組拼后基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.6 斜拉索施工

圖3 墩身模板系統(tǒng)

每個塔橫向采用雙索面，縱橋向索呈扇形分布，縱向每個塔設(shè)14對拉索。索距6 m，為平衡結(jié)構(gòu)不對稱重量，在邊跨壓重區(qū)設(shè)置索距加密為2.7 m。

斜拉索為成品索，采用Φ7 mm低松弛鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲。斜拉索鍍鋅鋼絲扭絞成纜后涂防腐涂料，澆包聚脂復(fù)合帶，熱擠黑色PE外包彩色PE護(hù)套。斜拉索要由制造廠家成套供貨，成套產(chǎn)品包括斜拉索、錨具、張拉端錨具螺母下球形支座，保護(hù)罩等，所有構(gòu)件必須經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)。

斜拉索錨具采用冷鑄錨，塔端張拉，梁端錨固，張拉和施工期間的調(diào)索均在塔上進(jìn)行。

4 施工實(shí)時監(jiān)測體系

施工監(jiān)測即按照監(jiān)控單位制定的監(jiān)測方案，通過在施工現(xiàn)場設(shè)立的實(shí)時測量體系，對施工過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移(線形)、索力和溫度進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時跟蹤測量，為施工監(jiān)控工作提供實(shí)測數(shù)據(jù)，以保證結(jié)構(gòu)主體施工過程結(jié)構(gòu)的安全及為監(jiān)控計(jì)算提供實(shí)測結(jié)構(gòu)參數(shù)和校核。也就是說，通過對這些測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較以判斷結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計(jì)的要求，結(jié)構(gòu)的狀態(tài)是否和監(jiān)控的目標(biāo)相一致，結(jié)構(gòu)是否處于安全狀態(tài)，并根據(jù)需要對結(jié)構(gòu)的狀態(tài)及監(jiān)控目標(biāo)作出必要的調(diào)整。徐葛大橋的施工監(jiān)測內(nèi)容如表1所示。

表1 徐葛大橋的施工監(jiān)測表

5 結(jié)語

徐葛大橋主塔斜度大、高度大、工程質(zhì)量要求高，施工中采用主動對拉和起頂控制技術(shù)，有效地控制了主塔結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及線形，并使主塔某些部位產(chǎn)生一定的預(yù)壓力，抵消了部分拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)比原設(shè)計(jì)更安全，主塔的線形控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，能很好地控制施工質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益明顯，保證了主塔施工的安全。

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The main girder of cable-stayed bridge is directly pulled in the cable support tower by many cables.It is a combination structure system which is composed of pressure towers,tension cables and bent beams.This paper introduces the cable support tower construction scheme of Xuge Bridge which is the double span prestressed concrete cable-stayed bridge with the single tower and double cable planes,and describes the new construction technology and the main equipment of the tower construction.

cable-stayed bridge;cable support tower;construction technology

郭鐘群（1987-）男，碩士，助教，土木工程專業(yè)。

蔚清）（

2013-12-21）