雙塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋索塔施工探索

黃 盛

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

1 項(xiàng)目概況

六沖河特大橋?yàn)?95 m+438 m+195 m雙塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。5、6號(hào)主塔靠河而建。5、6號(hào)主塔相同，為鉆石型塔，塔高157.6 m(從塔柱底面算起)，其中橋面以上高107.95 m，橋面以下高49.65 m。下塔柱高43 m，中塔柱高56.4 m，上塔柱高58.2 m，塔柱截面為變截面箱型結(jié)構(gòu)，順橋向塔底箱寬10.8 m，并逐漸減小至7.2 m，塔柱斜率為2.326∶100 和 1.418∶100。橫橋向下塔柱寬由 7.6 m 逐漸變化至4.53 m，成外張八字結(jié)構(gòu)，斜率為12.849∶100;上塔柱箱寬4.5 m，由下橫梁處直至塔頂交匯處，斜率為11.627∶100。主塔共設(shè)兩道橫梁，下橫梁高6 m，寬8.1 m，長約25 m左右;上橫梁高4 m，寬5.9 m，長13 m左右，橫梁均采用箱形截面，為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。斜拉索均錨固于上橫梁以上塔柱(包括上橫梁)，斜拉索錨固區(qū)設(shè)置環(huán)向預(yù)應(yīng)力(U形)。索塔內(nèi)設(shè)置施工和運(yùn)營階段檢修人梯，檢修入口設(shè)于上塔柱內(nèi)側(cè)底部。主塔塔身設(shè)有勁性骨架以滿足塔身施工的需要。

2 橫梁支架施工

2.1 下橫梁支架

橫梁支撐體系由預(yù)埋件、鋼管立柱、過載梁、貝雷片、分配橫梁、底模系等組成。下橫梁支撐立柱采用3排2列共6根Ф1 000×20 mm的鋼管，鋼管最大長度37 m，焊接于塔座或塔墩預(yù)埋鋼板上，支撐立柱之間用［40a槽鋼，做水平縱橫向聯(lián)接，每18 m高設(shè)置一道。分配橫梁為3根56a工字鋼，主橫梁頂部架設(shè)貝雷片，過載梁采用25號(hào)工鋼，間距0.3 m。分配橫梁與貝雷片之間設(shè)卸荷砂箱。

同時(shí)塔柱埋設(shè)鋼板，焊接三角牛腿作為支架，支架長2 m，牛腿間距0.6 m和0.9 m，每邊11個(gè)，共22個(gè)，采用槽鋼焊接而成，作為主橫梁，支撐貝雷片及橫梁底模板。下塔柱完成第3層施工以后，先安裝支架立柱鋼管和鋼管橫、縱向聯(lián)結(jié).當(dāng)完成第7層塔柱施工后，開始安裝牛腿支架，并利用鋼管支架的聯(lián)結(jié)槽鋼作工作平臺(tái)，逐步安裝主橫梁、貝雷片分、配橫梁，安裝底模，搭設(shè)鋼管腳手架，安裝鋼筋，澆筑混凝土。

2.2 上橫梁支架

上橫梁通過塔柱埋設(shè)鋼板，焊接三角牛腿作為支架，支架長3 m，牛腿間距0.9 m每邊8個(gè)，共16個(gè)，采用槽鋼和工鋼焊接而成，主橫梁上架設(shè)貝雷片、過載梁、底模板。模板體系與下橫梁一致，這里不再敘述。

2.3 支架預(yù)壓

橫梁支撐體系設(shè)計(jì)圖與計(jì)算，詳見第七章。支撐體系完成后需對(duì)模板進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓采用反力預(yù)壓方法，布置好預(yù)壓點(diǎn)后，根據(jù)尺寸劃分荷載區(qū)域，確定預(yù)壓力，預(yù)壓力等于1.2倍主梁自重。支架預(yù)壓消除支非架彈性變形后可撤除重壓。預(yù)壓分為4個(gè)步驟:30%、50%、80%、100%。預(yù)壓加載到100%后靜載10 h后卸載。利用水準(zhǔn)儀觀察支架彈性變形量，卸載完成后調(diào)節(jié)模板標(biāo)高，綁扎鋼筋，立模澆筑混凝土。

2.4 索塔預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

(1)預(yù)應(yīng)力施工工藝流程。主塔斜拉索錨固區(qū)均為預(yù)應(yīng)力混凝土，橫梁預(yù)應(yīng)力束多為直束，上塔柱索塔斜拉索錨固區(qū)為U型束，預(yù)應(yīng)力管道采用高密度聚乙烯波紋管，壓漿采用真空灌漿工藝。真空壓漿，其施工工藝流程為:預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)→預(yù)應(yīng)力管道檢查及清理→人工穿束→混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)→張拉→預(yù)應(yīng)力管道壓漿(真空吸漿)→封錨。

(2)斜塔柱臨時(shí)拉(撐)桿施工。參考其它斜拉橋施工方案和塔柱施工節(jié)段重心位置變換，下塔柱設(shè)臨時(shí)拉桿1道，中、上塔柱共設(shè)置3道臨時(shí)頂撐。

(3)臨時(shí)拉桿和預(yù)拉力。當(dāng)塔柱施工完第7層時(shí)，在高程為1 290.97 m處設(shè)置一道臨時(shí)拉桿，由4根Ф32精扎螺紋鋼組成，以下橫梁牛腿支架作反力架，并用螺母固定。穿過下橫梁支架與對(duì)面塔柱對(duì)拉。當(dāng)施工到第8層時(shí)，開始對(duì)拉塔柱，施加對(duì)拉力700 kN。

(4)臨時(shí)頂撐和預(yù)頂力。當(dāng)塔柱施工完成第12層(距主塔中心10.953 m)時(shí)，在高程為1 317.97 m(距下橫梁頂面18 m)處設(shè)置第一道臨時(shí)頂撐，施加水平預(yù)頂力1 150 kN;當(dāng)塔柱施工完成第15層時(shí)(距主塔梁中心8.86 m)，在高程1 335.97 m(距下橫梁頂面36 m)處設(shè)置第二道臨時(shí)頂撐，施加水平預(yù)頂力1 100 kN;當(dāng)塔柱施工完成第22層時(shí)(距主塔中心4.22 m)，在高程1 375.87 m(距上橫梁頂面18 m)處設(shè)置第三道臨時(shí)頂撐，施加水平預(yù)頂力1 050 kN。每道支撐由兩根鋼管組成，加載完成后兩根支撐鋼管用型鋼焊接成整體。

同時(shí)在每道支撐標(biāo)高處并排用兩根Ф530×10 mm支撐鋼管，每根鋼管的預(yù)頂力為設(shè)計(jì)預(yù)頂力的二分一。每道撐桿鋼管長度分別為21.1 m、16.9 m、7.6 m 各兩根。為施工加載方便，鋼管裁成兩節(jié)，預(yù)留0.8 m用千斤頂加頂撐力。在塔柱上頂撐的設(shè)計(jì)位置預(yù)埋800×800×10 mm鋼板采用千斤頂施加預(yù)頂力，預(yù)頂?shù)皆O(shè)計(jì)力后，采用型鋼施焊在鋼管外壁，型鋼在鋼管周圍均布。待上、中橫梁施工完成后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%時(shí)，方能拆除水平支撐，拆除時(shí)采用千斤頂預(yù)頂，割斷型鋼后千斤頂卸載。

2.5 孔道壓漿、封錨

橫梁水平及塔柱環(huán)向預(yù)應(yīng)力管道采用真空吸漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，應(yīng)及時(shí)用水泥漿將錨頭封死(真空灌漿時(shí)防空氣進(jìn)入)，然后進(jìn)行真空灌漿。漿體材料及灌漿要求:采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥。水泥漿應(yīng)有足夠流動(dòng)度，強(qiáng)度不小于50 MPa，水灰比控制在0.3～0.4之間，流動(dòng)度應(yīng)控制在14～18 s之間。水泥漿3 h泌水率控制小于初始體積的2%，拌和后24 h水泥漿泌水應(yīng)能全被吸收。為提高水泥漿流動(dòng)度，減少泌水和體積吸縮以及增加密實(shí)性，應(yīng)在漿體中加入適量水泥重量膨脹劑，防止混凝土收縮，控制膨脹率不大于自然體積的10%。為保證壓漿密實(shí)，壓漿應(yīng)均勻緩慢進(jìn)行(觀察灌漿泵料斗中漿體面下降是否正常)，不得中斷，不得使灌漿泵空轉(zhuǎn)使空氣進(jìn)入，并應(yīng)排氣通暢，直至排氣孔排出稀漿出濃漿。灌漿泵控制壓力在0.3～0.5 MPa。

3 結(jié)語

通過結(jié)合工程實(shí)踐，詳細(xì)介紹了大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的主塔施工技術(shù)，從工程實(shí)踐證明，工程所采取的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)良，可為同類施工提供參考。

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［1］張建民，肖汝誠.五河口預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工過程計(jì)算分析［J］.公路交通科技，2010，(3):118-119.

［2］郭毅.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工技術(shù)［J］.石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，(3):31-33.

［3］郭煒.江村預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋［J］.城市道橋與防洪，2012，(1):11-15.