獨塔四索面斜拉橋主梁非對稱懸澆施工技術

摘 ?要：番海大橋為塔梁固結的獨塔四索面斜拉橋，橋梁一側跨越道路，另一側跨越河流。為保證結構安全，主梁采用非對稱懸臂澆筑施工，橋梁的線形與應力變化較大，因此需要保證橋梁結構安全的前提下通過不平衡配重、體外施加臨時預應力束的方法來調整橋梁的施工平衡。為此本文提出一種無需配重和免施加臨時預應力束的主梁獨塔四索面斜拉橋主梁非對稱懸澆施工技術。即先搭設西側主梁滿堂支架，同時澆筑主塔節段，再進行東側分節段掛籃懸臂施工。工程實例表明：在復雜的地形地勢的情況下，采用主梁非對稱懸澆施工，不但能滿足結構設計規范要求，并能夠縮短施工工期、降低工程造價和施工難度，保證施工安全。

關鍵詞：獨塔四索面斜拉橋;非對稱施工;滿堂支架;掛籃施工

中圖分類號：U445.4 ? ? 文獻標識碼：B ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2021）03-0000-00

0引言

隨著我國城市化進程的不斷推進，橋梁工程作為重要的公共基礎設施得到了快速的發展[1-3]。對于斜拉橋主梁多采用對稱懸臂現澆施工，但是在一些地形復雜的地區，若采用常規的主梁對稱懸臂施工，可能會增加工程投資，而且會增加施工難度，故多采用主梁非對稱懸澆施工技術[4-6]。

目前，國內學者對于主梁非對稱懸澆施工技術開展了大量研究。辛躍輝[7]以蘭渝線兩側邊跨跨度不同的重點控制性工程朝陽嘉陵江右線大橋為例，對非對稱超大跨度單線連續剛構的結構形式、結構受力情況、施工方法等進行了分析和研究。許惟國[8]介紹了非對稱連續剛構橋施工監控技術的原理和方法，并給出了線形和應力控制的結果。孫小猛[9]依托余姚中山路斜拉橋項目，建立不利條件下邊掛籃邊支架現澆的施工工藝，在支架側先行施工一個節段，為菱形掛籃提供配重，經過體內預應力和體外完場了斜拉索張拉。通過上述研究可知，對于主梁不對稱懸臂施工的過程中，橋梁的線形與應力變化較大，因此需要保證橋梁結構安全的前提下通過不平衡配重、體外施加臨時預應力束的方法來調整橋梁的施工平衡[10]。為此本文提出一種無需配重和免施加臨時預應力束的主梁獨塔四索面斜拉橋主梁非對稱懸澆施工技術。

1工程背景

1.1 番海大橋概況

番海大橋主橋為塔梁固結的分幅單塔四索面斜拉橋，主塔高84.8m，跨徑為130m+130m，橋面為寬度56.3m，如圖1所示。主梁采用DP斷面預應力混凝土主梁，橫隔板間距8m，在有鎖區與斜拉索對應布置。主梁梁寬分幅設置，單幅寬度28.15m。主梁中心線處梁高2.5m，頂底板平行。標準梁段橋面板厚32cm，腹板厚1.8m。1#-2#梁段采用梁柱式支架現澆施工，3#-14#梁段主梁采用分節段掛籃懸臂施工。

1.2 工程重難點

根據番海大橋特點，總結分析以下重難點：

（1）番海大橋一側為現澆法施工，另一側為懸澆法施工，最大懸澆段長度114m。在非平衡荷載條件下，支架現澆段施工節段澆筑工藝、張拉工藝與懸澆段張拉工藝以及體系轉換。

（2）主塔大里程側主梁毗鄰陳村水道，距離水道邊凈距較小，單支前支點掛籃重量為220t，重量較大。

（3）主梁索導管位置受溫度、預應力、斜拉索、支架反力等諸多因素影響，其精確度控制極為復雜。

2 主梁關鍵技術施工

2.1 主梁非對稱懸澆施工

由于橋梁一側（南海方向）跨越道路，東側（番禺方向）跨越河流。由于橋梁周邊環境的復雜性，為保證施工進度，故西側梁段采用梁柱式支架現澆施工，東側梁段采用分節段掛籃懸臂施工。同時，為保證索力受力均勻，塔梁采用異步施工。具體施工步驟如下（圖2）：

步驟一：支架現澆兩側0#塊段（搭設0#節段支架的同時，搭設番禺側1-2#節段梁柱式支架與南海側1-4#節段盤扣支架）。

步驟二：支架現澆南海側1-3#節段、同時支架現澆番禺側1-2#節段。張拉1-2#梁段主梁預應力后對稱安裝1#2#斜拉索并張拉兩側1、2#斜拉索。

步驟三：拆除南海側支架，由于番禺側主梁已跨越河流，因此安裝前支點掛籃。

步驟四：現澆南海側4#段，番禺側掛籃前移至3#節段。安裝3#斜拉索并對稱第一次張拉3#斜拉索。澆筑番禺側3#梁段，待邊肋澆筑完成后第二次張拉3#斜拉索。番禺側3#梁段澆筑完成達到設計要求后張拉主梁縱橫向預應力，后三張斜拉索。

步驟五：支架現澆南海側5#節段，待該節段預應力完成。番禺側掛籃前移至4#節段。安裝4#斜拉索并對稱第一次張拉4#斜拉索。澆筑番禺側4#梁段，待邊肋澆筑完成后第二次張拉4#斜拉索。番禺側4#梁段澆筑完成達到設計要求后張拉主梁縱橫向預應力，后三張斜拉索。

步驟六：循環步驟，直至先完成南海側15#現澆段施工完成。

步驟七：掛籃后退至13#梁段，搭設15#梁段反吊支架，施工15#梁段至完成，拆除掛籃及支架，完成橋梁主體結構施工。

2.2 掛籃上橋施工

在掛籃安裝前，在1#塊主梁上預埋好提升吊桿孔和錨固吊桿預留孔，孔徑為60mm。為適應掛籃拼裝和提吊，在1#梁段左側搭設平臺，然后根據圖紙在場地上放樣安裝掛籃拼裝臺座;利用吊桿和千斤頂將掛籃提升至預定位置，并將掛籃與橋面臨時錨固;在橋面上安裝外滑道梁，掛籃下放整體前移;橋面安裝頂縱梁并錨固，在頂縱梁上安裝鋼吊帶，并拆除前端掛腿上的滑靴，使得鋼吊帶和尾部掛腿承受掛籃自重。如圖3所示。

3標準段掛籃懸澆施工

3.1 掛籃下放與前移

首先安裝掛籃前吊帶，同時安裝前吊帶牽引系統;其次，利用鋼吊帶和主縱梁錨桿將掛籃整體下放1m，使C型掛腿下滑板與外滑到梁秘貼，同時安裝掛腿牽引系統;最后，利用前吊帶牽引系統、C型掛腿牽引系統遷移8m，使掛籃移動到待澆筑梁段。如圖4所示。

3.2 掛籃提升、定位、錨固

首先利用主縱梁錨桿和鋼吊帶將掛籃提升1m;其次，安裝剩余錨桿，尾部調節桿，并安裝止推裝置;最后，安裝斜拉索，完成第一次張拉。

安全措施：（1）掛籃提升到位后，及時進行止推裝置的安裝，8根精軋螺紋鋼一定要預緊。精軋螺紋鋼不但提調止推裝置，而且抵抗斜拉索水平推力產生的彎矩;（2）牛腿上與主梁邊肋之間一定要進行抄墊，墊塊宜采用鋼板，必須抄墊密實;（3）安裝前后錨桿時，檢查錨桿深入連接器距離相等，使錨桿均勻受力，如圖5所示。

3.3 模板施工和綁扎鋼筋

在掛籃前移前，將邊肋外側模、橫隔板前端側模放置于承載平臺上，將邊肋內側模、橫隔板內側模轉動一定角度脫離砼，放置頂板底模上且隨同拱架一起下降至掛籃行走時的定位高度。掛籃前移到位后，再將拱架提升到設計標高位置，立模，澆筑下一節段。

鋼筋施工順序為：邊肋底板鋼筋→邊肋腹板鋼筋→波紋管架立鋼筋→安波紋管及穿內襯管→橫隔板鋼筋→波紋管架立鋼筋→安波紋管及穿鋼絞線→面板底層鋼筋→波紋管架立鋼筋→安波紋管及穿鋼絞線→頂板頂層鋼筋。

3.4 索道管及預埋件安裝

索道管：掛籃前移到位，調好外模標高安裝好錨塊模板后，利用吊車吊裝索導管到設計位置臨時固定，再安裝勁性骨架到位，進行索導管調整固定。

掛籃錨桿預埋孔：掛籃就位后在底模上放樣出錨桿孔位置，保證其平面位置偏差不大于3mm，垂直度不大于5mm。

3.5 混凝土施工

鋼筋、預應力筋及管道、模板安裝檢查合格后，即可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑順序應遵循先澆筑邊肋，然后澆筑橫隔板，再澆筑面板的施工順序。混凝土澆注完畢，待第二次收漿后用土工布覆蓋灑水養護，養護期不少于7天，養護由專人及時進行。

3.6 節段預應力張拉、壓漿

前支點掛籃懸澆節段預應力張拉與普通掛籃預應力張拉基本無異。預應力束張拉時，以拉應力和延伸值雙控進行控制。張拉完成后24h內進行壓漿，壓漿采用真空輔助壓漿技術。

3.8索力轉換、斜拉索終張拉

斜拉索體系轉換的操作流程為：1）主梁砼澆筑完畢、等強并完成張拉壓漿;2）啟動接長拉桿前端千斤頂，張拉接長拉桿，當斜拉索梁端錨杯螺母可以擰動時停止張拉，擰緊斜拉索梁端錨杯螺母;3）放松掛籃梁端千斤頂，使斜拉索錨杯螺母承載索力;4）拆除梁端張拉設備及牽索拉桿。首先拆除張拉設備，放松各螺母;其次利用手拉葫蘆及鋼絲繩擰出連接器;最后將拉桿臨時固定在掛籃上，隨掛籃一同前移到下一節段后拆除;5）根據監控指令，操作塔內千斤頂，同步分級張拉斜拉索至監控設計索力，并做好記錄（油壓及油缸行程），完成終拉。其操作要點為：進行體系轉換時掛籃兩側必須同時進行;在放松千斤頂前，確保斜拉索錨杯螺母擰緊到位。

4 斜拉索索導管精確定位施工技術

索導管定位支架包括一個定位架1、一個定位架2、2個支撐架3和一個手拉葫蘆4。定位時，通過手拉葫蘆4調節4-1位置和調節桿3調節3-1對對索導管位置進行微調，且在精確定位索導管位置后，確保索導管在調節桿的支撐下位置不發生變化。如圖7所示。

5 結語

針對番海大橋特點，提出一種無需配重和免施加臨時預應力束的主梁獨塔四索面斜拉橋主梁非對稱懸澆施工技術，解決施工中的技術難題，為類似橋梁懸臂澆筑施工積累了豐富的施工經驗，結論為：在番海大橋主梁懸臂澆筑施工中，通過前支點掛籃的定位和前移、模板施工、箱梁鋼筋的綁扎、索導管及預埋件安裝、預應力張拉和孔道壓漿等關鍵施工工序的控制，保證主梁施工質量;采用斜拉索索導管定位技術，很好的控制了索導管安裝定位時產生的誤差，保證了斜拉索的施工安全性。

參考文獻

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收稿日期：2021-02-13

作者簡介：于海洲（1986—），男，黑龍江哈爾濱人，本科，工程師，從事跨海跨河等復雜條件下橋梁施工技術管理工作。

Abstract：The Panhai Bridge is a single-tower， four-cable plane cable-stayed bridge with pylons and beams. In order to ensure the safety of the structure， the main girder is constructed by asymmetric cantilever pouring， and the line shape and stress of the bridge vary greatly. Therefore， it is necessary to adjust the bridge's performance by unbalanced counterweight and externally applied temporary prestressed beams under the premise of ensuring the safety of the bridge structure. Construction balance. For this reason， this paper proposes an asymmetric cantilever construction technology for the main girder of a four-cable plane cable-stayed bridge with a single tower and no need of counterweight and temporary prestressing. That is， the west side of the main beam full hall bracket is first erected， and the main tower section is poured at the same time， and then the east side sectioned hanging basket cantilever construction is carried out. The engineering example shows that in the case of complex terrain， the use of asymmetrical cantilever construction of the main girder can not only meet the requirements of structural design specifications， but also shorten the construction period， reduce the project cost and construction difficulty， and ensure construction safety.

Keywords：Single tower four cable plane cable stayed bridge;asymmetric construction;cradle;construction