高寒地區大跨徑斜拉橋主梁線形控制技術分析

高厚福

（中鐵二十二局集團有限公司哈爾濱分公司，哈爾濱150001）

1 大跨徑斜拉橋主梁線形控制的基本思路

就大跨徑斜拉橋工程而言，普遍都會存在工期緊、任務重等特點，且因橋址區為高寒地區，所以十分不利于建設工作的高效開展。為兼顧安全、質量、效率、效益多重要求，本工程大跨徑斜拉橋主梁擬采用異步施工的方案，將主梁轉體部分分解為8個細分的現澆梁段，按照“10#、11#主塔BS1梁段→10#、11#主塔BS2、BS0梁段→10#、11#主塔BS3梁段”的流程有序施工；同時，在施工中加強質量控制，且在每完成一階段的施工后，要做詳細的質量檢查，若無質量問題則推進至下一施工階段，以最終將整個主梁轉體結構施工成型。

2 大跨徑斜拉橋主梁索力的控制技術

斜拉索是斜拉橋結構體系中的關鍵組成部分，其受力狀態將直接對主梁的線形、內力分布特點帶來影響。因此，在斜拉索施工中，需要采取動態監測控制措施，及時掌握斜拉索的實際施工情況，從而保證橋梁主梁的施工安全。

鑒于現場自然條件對主梁施工的干擾作用較強，故主梁的實際建設情況易偏離預期，此時需及時調整拉索的索力，以盡可能減小偏差。從斜拉索材料組成的角度來看，其以鋼絲或鋼絞線為基礎材料組合而成，并會隨著拉索組合方式的變化，而其具備的特性也將發生改變。

對此，需要明確斜拉索的具體材料特性，選定一項與之相匹配的測試方法，再由技術人員按照規范操作。

2.1 索力的監測與控制

千斤頂對橋體拉索做張拉處理時，將形成索力，而張拉力則由千斤頂調控。在張拉環節，需要重復移動并安裝千斤頂，工作量較大且有一定的作業難度，易出現移動不到位、安裝不穩定、操作不規范等情況。對此，可在錨具和千斤頂的連接桿上安裝壓力傳感器，由該裝置測定參數。運行中，二次儀表實時接收受壓后的電訊號，并進行識別，進而顯示張拉力的數值。此外，在采用壓力傳感器檢測索力時，可以及時生成準確的索力測量數據，給張拉控制提供參考依據，且無破壞作用，不會引發橋體受損問題。

2.2 一次張拉法

一次張拉法的特點在于操作便捷、難度低。遵循索力值一次張拉到位（達到設計索力值）的原則，全程未涉及節段豎向撓度控制、塔頂水平方向控制等方面的內容，僅需借助外力作用便可以將張拉工作落實到位[1]。

除此之外，張拉時也無須考慮節段的高程、索力及內力的分布等方面的情況，因此能夠在較短時間內高效張拉。但是，由于一次張拉方法對主梁構件的加工質量提出較高的要求，因此其必須具有較高的加工精度，否則易產生張拉誤差或是出現其他問題。

2.3 多次張拉法

多次張拉的思路在于將整個張拉過程劃分為數個細分階段，在循序漸進的作業模式下，最終達到預期的線形要求。多次張拉的優勢在于可有效控制主梁各節段的索力，確保其均可以穩定在合理的區間內；但也存在局限之處，即必須有效提高各部分的張拉精度，否則將由于某處存在精度誤差而影響整體的張拉效果。為了減小張拉誤差，張拉過程中需多次檢測校對、控制，在此方面投入的資源較多，周期也相對較長。

3 基于大跨徑斜拉橋主梁施工實例的控制技術分析

3.1 工程概況

跨哈南站鐵路部分為118 m+198 m+118 m的雙塔雙索面轉體斜拉橋，9#、10#墩為主塔墩，8#、11#墩為過渡墩。主梁為預應力混凝土雙主梁肋板式結構，按A類預應力體系建設。在作業條件方面，主梁臨近既有鐵路線，空間較為緊湊、作業面狹窄，不利于主梁施工進程的高效推進。

3.2 主要的工藝參數

主梁道路中心線高度240 cm、頂板厚30 cm、頂寬298 cm、肋寬180 cm。在對錨跨尾段及塔根部周邊進行加寬處理后，寬度達到280 cm；在兩肋間設橫梁，腹板厚度42 cm，標準間距70 cm。主梁共分為11個節段，含兩大類，即3個合龍段和8個現澆段。橫向、縱向預應力筋采用的均是φ15.2 mm高強度低松弛鋼絞線。

3.3 具體施工方法

現場施工空間有限，且工期較緊、任務較重，需充分考慮到施工安全、施工質量、施工效率、施工擾動性控制等方面的要求。經技術分析后，擬采用異步施工的模式有序完成橋梁主梁的施工：

1）在梁肋處采用混凝土柱上鋪縱向桁架支護，頂板用滿堂盤扣式支撐架支護，共同構成完整的支護結構體系，給現澆施工創設良好的條件。

2）考慮到箱梁的美觀性要求，在邊腹板施工時不設置對拉螺桿，取而代之的是普通腳手管（帶頂托）的方法。

3）縱向從低處開始澆筑，有序向高處推進，施工所用混凝土的坍落度約16 cm。

3.3.1 模板的組成與具體布設

梁模板包含底模、翼緣模板、梁肋側模，選用的是厚度為15 mm的塑料模板。在現場配備汽車吊，在施工人員的輔助下，在支架上將梁底板底模拼裝鋪設到位。待滿堂支架成型后，檢測頂托標高并做適當的調整，若無誤則設置[10槽鋼分配梁，縱向按30 cm的間距依次設置10 cm×10 cm方木，再于上方緊密鋪設模板。斜拉橋模板系統橫斷面支撐示意圖如圖1所示。

圖1 斜拉橋模板系統橫斷面支撐示意圖

主梁側模和翼緣板底模材料均為塑料模板。定型鋼模豎楞材料采用[10槽鋼，按照與滿堂支架一致的間距設置；水平橫肋采用[10槽鋼，間距為25 cm。面板材料選擇的是塑料模板，厚度為1.5 cm。定型鋼模板安裝結束且位置、標高均滿足要求后，利用腳手管加頂托的方法有效支撐翼緣板與腹板倒角及腹板，使模板等相關構件具有足夠的穩定性[2]。

3.3.2 支撐體系的設置

設置支撐體系主要包括以下2方面的內容：

1）盤扣式鋼管腳手架：（1）立桿處設置套管及連接小孔，套管的長度不超過16 cm，內徑不超過50 mm，外伸長度不小于11 cm，具體取值根據實際情況而定；（2）頂托及底托的長度均按50 cm控制，設置時要求其插入立桿的深度均達到20 cm及以上，與此同時需滿足外露部分不超過30 cm的要求；（3）為保證結構的穩定性，托掌螺桿與螺母旋合長度至少達到5扣，并且螺桿與管壁須緊密貼合（產生的間隙不宜大于3 mm）。

2）滿堂支撐架：（1）結構組成方面，采用的是φ60 mm盤扣腳手支架，按1.2 cm×1.5 cm的間距依次設置支架立柱，較特殊的是橫梁段，該部分按照橫距60 cm、縱距60 cm的要求有序布置到位；（2）腳手管支架設縱橫向橫聯，步距為1.2 m；（3）實際操作時，立桿接頭相互錯開，同一水平面的接頭數量不超過50%。以剪刀撐加強型滿堂支撐架為例，其示意圖如圖2所示。

圖2 剪刀撐加強型滿堂支撐架示意圖

3.3.3 主梁縱向梁肋混凝土柱的設置在設置主梁縱向梁肋混凝土柱時，要注意以下施工要點：

1）在主梁縱肋下方設混凝土樁，樁徑按1 m控制，并按照7m的樁間距有序設置。

2）為保證樁體的穩定性，入土深度要達到5 m。

3）為保證結構的穩定性，在地面下1 m的位置設條形基礎，寬度按1.2 m控制，并對樁頂1 m處的樁徑做出調整（樁徑采取變直徑的設置方法），增加至1.8 m；此外，在樁頂設桁片以作為龍骨，再于該處緊密鋪設底模[3]。

4）為保證預壓效果，在預壓前需確定合適的預壓值，此處考慮的是箱梁自重和施工荷載兩者的累加值，取該值的1.1倍作為預壓值，按照分級的方法有序加載。

5）根據現場施工情況（材料的特性、人員的數量等），確定具體的荷載值，主要考慮如下幾點：（1）鋼筋混凝土26 kN/m3；鋼模板1.5 kN/m2；（2）竹膠板和方木5 kN/m3；（3）混凝土澆筑、振搗等作業環節的施工荷載2 kN/m2；（4）現場作業人員的均布活載1 kN/m2；（4）綜合考慮壓載數據以及結構設計預拱度，經計算與分析后，確定合適的立模標高。

4 結語

由于高寒地區的地質條件、氣候條件均較為特殊，因此在該處施工斜拉橋時，將遇到諸多干擾因素。具體至斜拉橋主梁施工環節時，參建人員需密切關注天氣、時間等多項因素，形成合理的規劃，盡可能在無風或微風的環境中施工，并在施工期間采取全面的控制措施，營造安全的施工環境。