淺談雙塔三跨自錨式懸索橋主橋施工方法

李文衛

摘要:本文介紹了某大橋主體結構特點和橋位處施工條件和施工方法。

關鍵詞:懸索橋;箱形梁;頂推法架橋;橋梁施工

1工程概況

某大橋位于湖南省境內，是湖南省規劃的高速公路跨越某河的一座特大橋。大橋主橋為雙塔三跨自錨式懸索橋，主橋跨度為(160十406十160)m (圖1)。橋塔為門式混凝土結構，包括上、下塔柱和上、下橫梁。塔柱為單箱單室截面;上橫梁為倒梯形截面，上緣寬8. 2 m，下緣寬7.6 m,高8m，長31m;下橫梁高7m，寬6m，長33. 6 m。橋塔墩承臺采用分離式，單個承臺尺寸為21. 3 m@21. 3 m@5m，承臺間采用系梁連接(系梁寬6 m,高5 m,南塔系梁長26. 831 m，北塔系梁長26. 575 m )。采用鉆孔樁基礎，單個承臺下設16根直徑2. 2 m的鉆孔

樁，樁長97 m;系梁下設3根直徑2. 2 m的鉆孔樁，樁長52 m。加勁梁為流線型鋼箱梁截面(圖2)，梁高3.5m，梁寬39 m，全長685. 75 m(不包括主纜錨固區)，分為53個節段，標準節段長13.5m。主纜采用高強鍍鋅鋼絲預制平行索股。每根主纜有37根索股。吊索為鋼絲吊索，上端為銷接式連接，下端為承壓式連接，共49組。

圖1主橋立面布置

圖2鋼箱梁截面

該橋設計技術標準:雙向6車道;設計速度100km /h;橋寬39 m，設計荷載為公路-?級@1. 3;設計基準期100年;設計安全等級為一級;設計防洪流量19 600 m 3 /s。

橋址處屬暖溫帶大陸性氣候，冷暖氣團交替頻繁，四季分明。橋位處白年一遇風速28. 7 m /s。該河段河槽不穩定，屬于游蕩型河道。主槽平均流速2. 48~3. 72 m /s。

根據該橋結構特點和橋位處的施工條件，上部結構施工按先梁后纜的順序進行，其中加勁梁采用頂推法施工，與鋼錨梁合龍后再施工主纜，最后施工橋面系。水中承臺采用鋼管樁圍堰施工，岸邊橋塔

采用大開挖配合深井降水施工，塔柱上橫梁采用托架法施工，下橫梁采用支架法施工，樁基采用旋挖鉆機與回旋鉆機結合施工。主要介紹該橋主橋的施工方案。

2工程特點

(1)主橋范圍內樁基鉆孔深度100~ 110 m，由于該橋位于河流中、下游分界線處，橋位處地質情況復雜，軟弱砂層和半成巖、巖層等地層交錯分布，且分布標高不同，同一墩位不同樁位地質情況差異大，

對鉆機鉆進過程控制要求高。

(2)由于環境限制，只能從側單側進場頂推。單側頂推重量大，達17 850 t;頂推距離長，達670 m;單節鋼箱梁最大塊重339 t;鋼箱梁在頂推過程中要承受較大的彎曲應力和局部壓應力。

(3)該河流不具備通航條件，鋼箱梁節段無法從水路運至橋位，只能在鋼梁加工廠制作成板單元，運至現場拼焊成標準節段，再利用大型起升設備起吊至頂推平臺頂面進行頂推。

(4)頂推全過程為高位頂推，鋼箱梁頂面距河床53~ 65 m，河床局部沖刷最深處達29 m，橋位處冬、春季盛行東、西風，兩季多數天數風力不小于6級，與橋梁順橋向垂直。臨時墩受橫向風力及縱向

頂推不平衡力共同作用，因此對臨時墩要求高，對頂推過程中的施工控制要求高。鋼箱梁頂面處于圓曲線上，頂推過程中的線形控制要求高。

3施工方案

該橋主橋施工的主要流程為:施工準備y棧橋施工y基礎施工y橋塔施工y搭建頂推平臺和臨時墩y鋼箱梁頂推(同時架設兩側鋼錨梁)y鋼箱梁合龍y主纜施工y橋面系施工y大型臨時設施拆除。

全橋施工總布置見圖3。 圖3全橋施工總布置

3. 1棧橋施工

首先貫通棧橋，棧橋長約410 m，棧橋中心線與橋梁中心線重合(棧橋布于橋中線的考慮:利于水中主墩和臨時墩施工、拆除，便于棧橋橫向與臨時墩連接成整體，棧橋結構穩定安全可靠)，采用型鋼梁面。在主橋南塔墩系梁處設1跨型鋼梁，在南塔及南塔北側臨時墩之間設一通航孔(通航孔采用貝雷桁梁，跨度為18m，貝雷桁梁下弦標高99. 5 m)。棧橋通行55 t重車(含自重)及70 t履帶吊機。棧橋在此

河流調水調砂期間限制重車通行，僅允許30 t及以下(含自重)運輸車通行。棧橋頂面設運輸道及水管、泥漿管等。

3. 2基礎施工

南主墩鉆孔樁施工:在棧橋兩側墩位處橫橋向插打鋼管樁，并形成墩位平臺。在墩位平臺上拼裝50 t龍門吊機用以基礎施工。鉆孔平臺頂至樁底長達110 m，采用K P 3000型氣舉反循環鉆機施鉆施

工。北主墩鉆孔樁為陸域施工，鉆孔深度為104 m ,填筑土平臺，采用旋挖鉆機與回旋鉆機2種鉆機施工。南、北共用墩1. 8 m直徑鉆孔樁采用旋挖鉆機施工。

南側橋塔墩承臺采用整體式鎖口鋼管樁圍堰施工，系梁上設置合龍段，兩側承臺分2次澆筑。北主墩及邊墩承臺采用大開挖方式施工，輔以井點及深井降水，在枯水期進行橋塔墩承臺施工。

3. 3橋塔施工

橋塔施工包括塔柱、下橫梁及上橫梁施工。

塔柱采用液壓自升式爬模施工，兩塔柱布置2臺10 t塔吊及施工電梯輔助施工，塔柱爬模施工過程中設置鋼筋綁扎勁性骨架，塔柱澆筑標準節段高6m,模板采用進口維薩板，根據塔柱形狀及變坡點

設置情況調整模板配置(塔柱下部由大變小，上部由小增大，外觀質量要求高)。

下橫梁采用支架法施工，由于棧橋布于橋中線，塔柱下橫梁的施工支架應避開棧橋，并設置安全設施，保證下橫梁施工期間施工通道的暢通。

根據工期的需要，鋼箱梁需在北橋塔下橫梁施工完成后即頂推至北主墩處，故上橫梁采用托架法施工，以確保鋼箱梁頂推的按期實施。塔柱上節為薄壁箱形結構，壁厚僅80 cm，而上橫梁高8m、長31m，如一次澆筑，傳于塔柱的力過大，對主體結構不利，故上橫梁需分2次澆筑。

3. 4搭建頂推平臺和臨時墩

在側共用墩與主墩之間設置鋼箱梁頂推組裝平臺及橫橋向龍門吊機走道，頂推平臺上設鋼箱梁節段拼焊場、滑道及頂推設備。在頂推平臺上拼裝龍門吊機，并利用龍門吊機拼裝鋼導梁。鋼導梁為變截面鋼板桁架梁，由2片主梁加聯結系組成，主梁截面呈工字形，節間用高強螺栓連接，以利于制造、拼裝和拆除。導梁前端一節底面設置成斜坡口，以便鋼導梁能順利達到臨時墩上。

在棧橋上利用履帶吊機在設墩位處插打水中臨時墩鉆孔平臺。臨時墩間設置水平拉索，兩端臨時墩與邊墩或頂推組裝平臺拉緊，使各臨時墩及橋塔形成整體。臨時墩頂設滑道、豎向起頂裝置、水平頂

推裝置及橫向限位裝置。臨時墩頂滑道線形按相應臨時墩及頂推平臺部位對應圓曲線線形及標高進行設計，保證鋼箱梁頂推至設計高程。

綜合考慮受力及工程造價等因素，采用橋梁博士軟件分析頂推全過程受力情況，結果表明，主體結構能夠滿足受力需要，并確定中跨406 m采用4排臨時墩，跨度為(80十82十82十82十80) m ,主體南

側邊孔考慮該河防洪控導工程影響及與南錨梁合龍的施工需要，北側邊孔考慮頂推平臺的因素，對臨時墩間距作了部分調整。臨時墩采用打入樁，滿足了河務部門相關要求，降低了后期樁基處理費用。

3. 5箱梁頂推及合龍施工

鋼箱梁在工廠加工成板單元，運至施工現場后拼裝成設計長度節段。為了保證鋼箱梁組焊質量及工期，在施工現場設1座鋼箱梁組拼場。在鋼箱梁組拼場將鋼箱梁拼焊成設計節段，由運梁臺車通過

運輸道運至起吊位，再由320 t提升吊機提升至頂推平臺，調整定位后與鋼導梁連接，開始頂推。頂推中，采用單向多點頂推計算機控制系統控制各點同步頂推。頂推過程中嚴格控制頂推精度，頂推至最前端與己架設好的南錨梁直接進行合龍施焊，頂推平臺后端設置合龍段鋼箱梁，提升至己架設的鋼箱梁上，根據實際尺寸調整合龍段鋼箱梁長度。

3. 6主纜施工

利用塔吊在塔頂拼裝塔頂吊架，利用塔頂吊架施工索鞍，架設貓道。采用PPW S法施工主纜梁面布設放索架，以貓道為支架，軌道小車牽引主纜索股，逐根架設主纜索股，調股、緊纜。主纜施工完成后，安裝索夾、吊索，按要求張拉吊索，完成體系轉換。

3. 7大型臨時設施拆除

主纜完成體系轉換后即可開始橋面系及主纜纏絲防護施工。同時按照從上到下的順序進行大型臨時結構拆除作業。首先拆除貓道;塔頂吊架拆成散件由塔吊吊至地面;從貫通的加勁梁上懸掛操作平臺至梁底，用履帶吊機拆除臨時墩;拆除頂推平臺;最后拆除棧橋，先回收橋面系型鋼梁，再拔樁。

4結語

某河大橋于2010年3月開工，根據該橋結構特點并結合現場施工條件，該橋大直徑深孔樁基采用旋挖鉆與回旋鉆機施工;鋼箱梁采用單向多點同步頂推施工。日前主橋鉆孔樁施工己近尾聲，旋挖鉆機的應用情況良好，頂推組拼平臺、臨時墩及鋼箱梁施工方案己確定并在實施中，具體施工方案在施工過程中需逐步完善，橋塔塔柱實施性方案正在編制中，以確保該橋施工的順利進行。該橋預計于2013年6月完工。

參考文獻:

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