九江長江公路大橋斜拉橋索塔施工

陳杏枝 趙金霞 黃繼旺

1 工程概述

九江長江公路大橋位于江西省境內九江區段，是福州至銀川高速公路的主要橋梁之一，跨越長江，將江西省九江市與湖北省黃梅縣相連。該橋建設能夠緩解過江交通壓力，完善贛鄂兩省高速公路網絡，加強長江兩岸經濟社會聯系，促進兩岸的交流，帶動兩岸的經濟發展，加快沿江經濟帶開發建設，具有重要的社會經濟意義。

九江長公路大橋全長8462 m，主橋為空間索面雙塔不對稱混合梁斜拉橋，全長1405 m，主跨跨徑818 m，跨度組合為(70+75+84)m+818 m+(233.5+124.5)m。其中南邊跨總跨度為229 m，設置2個輔助墩和1個交界墩，南邊中跨比為0.280，北邊跨總跨度為358 m，設置1個輔助墩和1個交界墩，北邊中跨比為0.438。該橋全線采用雙向六車道高速公路標準，設計時速100 km，路基寬33.5 m，主橋橋面寬 38.9 m，副孔、引橋橋面寬 33.5 m。橫橋向斜拉索索距為35.5 m，主橋南邊跨采用預應力混凝土箱梁，順橋向標準索距為7.5 m;中跨和北邊跨采用了鋼箱梁，順橋向標準梁段索距為15 m，北邊跨尾索區標準索距為10.5 m;拉索在北索塔內壁上間距為2.5 m～4.2 m，南索塔內壁上間距為2.6 m～4.4 m，拉索按空間扇形布置，北塔每個索面由26對高強度平行鋼絲斜拉索組成，南塔每個索面由28對高強度平行鋼絲斜拉索組成，全橋共54對斜拉索。設計荷載采用汽車公路Ⅰ級，主通航孔通航凈寬不小于600 m，凈高不小于24 m，預計2012年年底建成通車。

全橋平面示意圖如圖1所示。

圖1 九江長江公路大橋橋型布置圖

2 橋梁特點

2.1 橋梁建設特點

1)技術含量高。大橋跨江部分橋體為雙塔混合梁斜拉橋，主跨跨徑818 m，居世界已建和在建同類橋梁第六位。

2)環保壓力大。大橋臨近九江城區和廬山風景區，跨越水域眾多，降噪環保、生態保護要求更高。尤其是大橋南塔位于九江永安大堤迎水面二坡道上，大堤安全倍受關注，環保、水保壓力大。

3)協調工作復雜。本項目為江西、湖北兩省共建，涉及兩省交通、水利、航道、海事、國土、環保等多個部門，涉及范圍廣、溝通部門多、協調難度大。

2.2 施工主要難點

1)臨堤大型基礎施工:主橋南塔基礎中心線距九江永安堤外肩僅32 m，在同類橋梁中離長江大堤最近，基礎施工對大堤的安全、穩定性威脅很大。

2)深水基礎施工:主橋北塔基礎位于深水區域，常水位深20多米，流速急、流向亂、土層軟弱;且有局部巖溶、斷裂破碎帶等不良地質，地質條件復雜，是項目進度控制的關鍵。

3)高塔施工:主橋橋塔高達200多米，大風和溫差對塔柱混凝土作用大，塔柱抗風與靜力穩定性矛盾突出，橋塔施工精度、施工質量、結構耐久性都面臨嚴峻挑戰。

4)主梁架設:主梁塊件數量多、重量大、懸臂長，架設周期長，抗風安全突出，其施工技術要求高、施工控制難度大。

5)超寬混凝土箱梁施工:主橋混凝土梁寬達38.9 m，按常規做法將不可避免產生溫度裂縫，直接影響到主梁運營的安全性及后期的結構耐久性。

6)鋼橋面的鋪裝:本項目區域交通量大、重載車多，如何避免坑槽、推移，保證鋼橋面鋪裝的質量與耐久性，是又一個關鍵技術難題。

3 施工要點

3.1 塔柱施工

1)主塔施工分為下塔柱、下橫梁、中塔柱、中橫梁、上塔柱、上橫梁和塔頂結構等施工階段。下塔柱施工可采用外部安裝平衡膺架、內部預埋勁性骨架方法進行施工;中、上塔柱可采用爬升模板法逐段連續施工。

2)中塔柱施工時每隔18 m左右設置一道水平橫撐，水平橫撐必須具有足夠的強度和剛度，并與塔柱固結。考慮塔柱施工時的變形，塔柱立模時必須設置相應的預偏量，預偏量數值應根據具體的施工方案計算確定，從而保證塔柱受力和變形符合要求。水平橫撐設計時應特別注意施工期橫橋向風荷載的影響，確保支撐和塔柱的安全。

3)塔柱施工時，應注意預埋人行爬梯、電梯、防雷系統、景觀照明、航空障礙燈、塔內照明、電力管線孔、監測系統等各種預埋件及預埋鋼筋。

4)嚴格控制塔柱傾斜度、高程及各斷面尺寸，要求塔柱傾斜度的誤差不大于塔高的1/3000，且不大于30 mm;每一節段塔柱傾斜度誤差不大于該段高度的1/450，同時應避免塔柱呈蛇形;外輪廓尺寸允許偏差±20 mm，壁厚允許偏差±5 mm;塔頂高程允許偏差±10 mm，斜拉索錨固點高程允許偏差±10 mm，斜拉索錨具軸線偏差±5 mm;索塔的索道孔、錨梁位置及錨梁錨固面與水平面的交角均應控制準確，錨墊板與孔道必須互相垂直。

5)塔柱施工時應隨時觀測塔柱變形，并進行相應調整，以保證塔柱幾何形狀符合設計要求;對索塔壓縮進行分析計算時應考慮混凝土收縮、徐變和彈性壓縮對高程的影響，索塔應設置預抬量，在塔柱施工至一定標高時須對該處標高進行適當的抬高(特別是拉索錨固點定位處)，實際抬高的數值應根據中、下塔柱施工過程中的實際壓縮變形和基礎沉降情況綜合考慮，施工時應動態監控該數值，以確保斜拉索在塔上錨固位置的準確。

6)塔柱采用C50混凝土。在施工前必須進行配合比試驗及泵送工藝試驗，以保證泵送混凝土的流動性、和易性及緩凝、早強等性能。

7)塔根、中下塔柱連接段、上中塔柱連接段為大體積混凝土，應進行大體積混凝土的施工設計，采用冷卻水管等措施降低水化熱，注意保溫和養生，防止因水化熱過高而使塔柱開裂。

8)應盡量縮短塔柱各起步段混凝土與已澆混凝土段之間的齡期。實體段與塔柱壁變化連接處應一次澆筑。塔底與承臺塔座結合部，由于結構差異大，混凝土齡期不同，易出現溫度、收縮內應力，施工時應予特別注意，要求對混凝土加強養護，要求不間斷養護8 d以上。

9)塔柱施工模板應保證足夠的剛度，并應確保混凝土外觀質量和耐久性，每段混凝土澆筑高度控制在4 m～6 m，且每次銜接面的處理應整齊、清潔，以保證新老混凝土的接縫質量。

10)對于與拉索套管相沖突的縱向主筋，應將縱向主筋向索套管兩側移動，貼近索套管兩側布置。考慮到上塔柱連接段索套管布置復雜，個別縱向主筋向索套管兩側移動困難，可截斷相應位置縱向主筋，截斷后的縱向主筋應與索套管焊接成整體。對于與索套管發生干擾的分布鋼筋，應于干擾處斷開，并在相應位置與索套管焊接，焊接長度應不小于5d(雙面焊，d為鋼筋直徑)。由于普通鋼筋與索套管相互干擾造成鋼筋布置稀疏的局部位置，采用鋼筋網片局部補強，鋼筋網片留出足夠的錨固長度或與附近鋼筋焊接。

3.2 上、中、下橫梁施工

1)下橫梁采用搭設支架現澆的施工方法，分兩次澆筑混凝土。第一層澆筑高度4 m，第二層澆筑高度4 m。第二次澆筑混凝土前，應對第一層混凝土與第二層混凝土結合面鑿毛并清洗干凈。

為克服支架變形、混凝土收縮及第二次澆筑混凝土時對底面產生的裂縫，第一次澆筑混凝土后需張拉部分預應力束;第二次澆筑混凝土后，張拉剩余批預應力束。下橫梁施工全部完畢后，可拆除下橫梁支架。下橫梁預應力張拉時間及根數按表1進行。

表1 預應力張拉要求

2)上、中橫梁施工亦采用支架現澆法，分兩次澆筑混凝土。上橫梁第一次澆筑混凝土后需張拉10束預應力束;第二次澆筑混凝土后，張拉剩余批預應力束。中橫梁第一次澆筑混凝土后需張拉16束預應力束;第二次澆筑混凝土后，張拉剩余批預應力束。上、中橫梁均分兩層澆筑，第一層厚2.5 m，第二層厚2.5 m。

3)橫梁預應力鋼束均為兩端同時張拉，同一批張拉預應力束的張拉順序為:先從腹板中部向上、下緣依次進行，腹板兩側同一高度的預應力鋼束應對稱張拉，再從頂、底板中部向左右對稱張拉。每束鋼絞線的設計錨下張拉控制應力為 σk=0.75fpk=1395 MPa，張拉時對控制張拉力和引伸量采用雙控，引伸量實際伸長值與理論伸長值應控制在±6%以內，斷絲率不得超過規范要求。

4)豎向支座及限位支座墊塊等主梁約束裝置預埋件應在索塔施工時預埋，可在索塔全部施工完畢后再澆筑支座墊塊，保證豎向支座頂面標高準確無誤。

3.3 索塔錨固區預應力施工

1)索塔混凝土全部澆筑完畢，鋼錨梁安裝就位后，再對索塔錨固區預應力進行張拉，上、下游塔柱平行進行。同一拉索區，先張拉順橋向預應力束并壓漿，后張拉橫橋向預應力束，順橋向預應力束和橫橋向預應力束張拉應交替進行，各預應力束均應兩端對稱張拉。每束鋼絞線的設計錨下張拉控制應力為σk=0.75fpk=1395 MPa，張拉時對控制張拉力和引伸量采用雙控，引伸量實際伸長值與理論伸長值應控制在±6%以內，斷絲率不得超過規范要求。

2)預應力鋼束張拉完畢，嚴禁撞擊錨頭，鋼束工作長度一律用砂輪切割機切割，留下的錨頭以外鋼束長度應不小于3 cm，也不得大于5 cm。穿鋼束前采用空氣壓縮機清除管道雜質，張拉后24 h內進行管道壓漿。壓漿采用真空吸漿工藝，在正式壓漿前應通過稀漿配合比試驗和真空吸漿工藝試驗。

3)預應力鋼束張拉端槽口設置間距10 cm×10 cm的φ6封錨鋼筋網。塔內應設置封錨預埋鋼筋，以保證封錨鋼筋的可靠錨固。壓漿完畢，經檢查后應立即布筋，立模澆筑封錨混凝土，封錨混凝土應抹平，以滿足索塔整體景觀要求。

4)對鋼筋或錨具等需較長時間裸露在外的部分建議采用涂刷阻銹劑等方法進行防腐處理。

4 結語

本工程項目建設規模較大，索塔較高，工期相對緊張。采用相應的施工措施能夠有效的保障橋梁施工安全，確保結構的安全穩定性，保證橋梁的施工順利通暢。該橋的成功施工，是我國在斜拉橋事業上一次新的突破，為今后類似橋梁建設提供了寶貴的經驗。

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