独塔双索面双跨式斜拉桥主塔施工技术

郭钟群，潘涛

(1.江西理工大学 建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；2.南京市市政管理处，江苏南京210036)

独塔双索面双跨式斜拉桥主塔施工技术

郭钟群1，潘涛2

(1.江西理工大学 建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；2.南京市市政管理处，江苏南京210036)

斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。文章介绍了徐葛大桥独塔双索面双跨式预应力混凝土斜拉桥索塔施工方案，索塔施工采用的主要设备和施工中采用的新工艺、新技术。

斜拉桥；索塔；施工技术

1 工程概述

徐葛大桥位于江苏溧阳市开发区境内徐葛村，为芜申线航道改线截断既有道路而增加的桥梁，全长569.08 m。主桥采用独塔双索面双跨式预应力混凝土斜拉桥，半漂浮体系，跨径组合75 m+ 95 m，单幅桥宽17.5 m。桥梁左右幅分开布置，两幅桥的桥塔布置在河道的不同侧。桥梁效果如图1所示。

图1 徐葛大桥效果图

主塔为倒Y型钢筋混凝土结构，塔高69.95m，两侧塔柱在桥面以上向内1:3.25倾斜，在上塔柱底部合龙；在中塔柱和下塔柱的折点处设置一道塔横梁，梁高3 m，宽5 m。下塔柱为实心矩形截面；中塔柱为倾斜塔柱，高22.712 m，采用单箱单室截面，顺桥向5 m，横桥向3 m，塔柱壁厚60 cm；上塔柱为斜拉索的锚固区，为单箱双室截面。外形尺寸顺桥向为5 m，横桥向为4.5 m，顺桥向壁厚1.2 m，横桥向外壁厚0.6 m，中隔板厚0.4 m。斜拉索锚固点布置于中隔板两侧，锚点横向间距1.6 m，直接锚于混凝土塔壁。在塔壁纵横向施加预应力，锚固点竖向标准间距1.5 m。每个塔横向采用双索面，纵桥向索呈扇形分布，纵向每个塔设14对拉索。索距6 m，为平衡结构不对称重量，在边跨压重区索距加密为2.7 m。拉索采用Φ7平行钢丝。

主塔施工是徐葛大桥的关键控制点，施工工程量大、难度大，本文重点阐述了主塔施工方案，索塔施工采用的主要设备和施工中采用的新工艺、新技术。

2 主塔施工机械配置

2.1 塔吊

根据索塔结构特点和分段施工的要求，主墩承台施工完成后，在每个主塔墩侧面布置1台ST60/ 15型自升式高塔吊进行塔柱和横梁施工的垂直运输，塔吊起升高度为80 m，一次直接安装自由高度为40 m，塔吊固定在承台预埋件上，塔吊随塔柱升高而顶升，与主塔之间设置三道附着。结合现场的起重距离和起重重量的需要，采用120 t.m的塔吊。

2.2 施工电梯

在主塔施工期间，每座塔柱在横桥向沿塔柱一侧布置一台SC100型施工电梯，承台施工时埋设预埋件，电梯安装时底座与预埋件焊接。其额定载重为1 000 kg，起升速度为38 m/min，安装高度均为65 m左右,承担主塔施工人员和零星材料、小型工具的上下运送。

2.3 混凝土输送设备及管路

塔柱混凝土采用高压地泵进行输送，两主墩共配2台（一台备用）泵送高度为100 m的地泵。为便于泵管的安装、维护与更换，泵管沿塔柱横桥向一面外壁铺设至塔顶，泵管安装时与塔壁隔开，以免损伤塔柱混凝土。为防止浇筑过程中发生堵管，每根塔柱布设两套管路，一套作为堵管后的备用管路，以便保证混凝土连续浇筑。泵管的安装利用塔吊配合完成，并利用塔身内预埋的H型螺母和特制管道夹具进行固定。为满足冬、夏季混凝土施工的保温、隔热要求，泵管用草带进行包裹，以减少环境温度对混凝土的影响。主梁混凝土采用汽车泵输送，汽车泵臂长47 m，一台即可满足箱梁节段的浇筑需求，1台汽车泵备用。

2.4 其他主要机械设备

除以上设备之外，还需准备50 m3/h的砼工厂2座，8 m3砼搅拌车6台，交流电焊机15台，全站仪与水准仪各2台，压浆设备2套，各种型号千斤顶若干等，以保证正常施工机械需要。

3 施工工艺及施工方法

主塔承台顶至塔顶高69.95 m，塔顶标高+ 74.526（+75.371）m，共分18个节段，下塔柱实心段与下横梁一起浇筑高7.928 m，分2个节段施工，中塔柱高29.572 m，分为7个节段施工，上塔柱高32.45 m，分为9个节段施工，主塔施工柱标准节4.5 m高，采用爬模施工，爬模制作高度为4.8 m，下塔柱采用翻模施工，与下塔柱附着的下横梁同期浇筑。塔柱具体分节情况如下：69.95 m=3.65 m+ 4.278 m+4.5 m×6+2.572 m+3.0 m×3+4.5 m×5+0.95 m。

3.1 下塔柱施工

塔下塔柱实心段1#节段为梯形节段，下口尺寸为4.5 m×5 m，上口尺寸为3.447 m×5 m，高3.65 m，按照普通墩柱的施工方法施工。先检查预埋在承台上的塔柱钢筋和劲性骨架的平面位置，合格后安装劲性骨架和1#节段钢筋，劲性骨架组拼完成后整体吊装就位，与预埋的劲性骨架联成整体。竖向钢筋采用直螺纹套筒接长。模板采用爬模的面板组拼而成，设置M24对拉拉杆。1#节段尺寸较大，混凝土采用大体积混凝土配合比，并设置冷却水管通水降温，防止混凝土内外温差过大造成开裂。

3.2 横梁施工

2#节段高4.278 m，与下横梁连成整体一起施工。根据荷载的不同，采用碗扣钢管支架和钢结构支架作为下横梁横梁支架。立柱模板采用爬模面板及带肋，横梁模板采用竹胶板模板设置拉杆，外侧均设置施工脚手架。下横梁混凝土浇注完毕并等混凝土强度达到设计要求后，按照设计图纸进行预应力钢筋的张拉、压浆。待全桥施工完毕再拆除下横梁支架，张拉剩余下横梁预应力钢筋。

3.3 中塔柱施工

3#至8#节段高度均为4.5 m，中塔柱合拢段9#节段高度为2.572 m。进入中塔柱施工后，对模板进行改制。3#节段施工方法同1#节段，4#节段安装爬模爬靴结构，开始爬模施工。因塔柱内侧下方空间不够，4#节段采用3面爬模，内侧面暂不安装爬模结构。中塔柱合拢段9#节段底模支架采用钢管支架，两支腿的爬模在此节段合并成整体。

根据受力计算，中塔柱在5#节段和7#节段，设置两道横向水平撑，水平撑采用2根Φ600、δ= 10 mm的螺旋钢管，对中塔柱进行主动施加1 500 kN的横向顶推力。

3.4 上塔柱施工

上塔柱10#~18#节段同样采用爬模施工。上塔柱施工10#~12#节段高度均为3.0 m，13#~17#节段高度均为4.5 m，18#节段高度0.95 m。该段施工难点是索道管的定位和钢筋、预应力的安装。因上塔柱钢筋、索道管、预应力筋错综复杂，在上塔柱施工前，选择13#节段作为模拟试验段，在地面进行劲性骨架、索道管和钢筋安装，检查钢筋、索道管、预力筋的冲突情况，发现问题及时提交设计院处理。

3.5 模板工程

主塔外模采用中交武汉港湾工程设计院设计的爬升模板系统，模板由平面模板系统、爬架系统、工作平台系统和锚固系统组成。全桥共制作4套模板。其中1#、2#、3#节段采用模板组拼，4#节段开始进行爬模施工。模板拼装后效果如图2所示。

图2 模板拼装后效果图

主塔内模由钢模板制作，分为三种类型：主塔标准节内模、主塔中塔柱标准短节内模、中塔柱倒角内模。主塔标准节内模制作4套，主塔中塔柱标准内模、主塔中塔柱标准短节内模、主塔中塔柱倒角内模各制作2套，三种类型每套模板均分为大面平面板两块，两边带阴角的小面板2块，竖向采用法兰连接，主塔标准节模板考虑中塔柱受倾角影响，将模板边长增加至4.8 m，竖向法兰连接时注意要考虑拆模的方便，采用斜企口接连，分块位置根据既有模板确定。塔内模板施工平台用型钢与已浇筑节段的检修梯道预埋件进行连接，然后铺木板形成施工平台。模板系统组拼后基本结构如图3所示。

3.6 斜拉索施工

图3 墩身模板系统

每个塔横向采用双索面，纵桥向索呈扇形分布，纵向每个塔设14对拉索。索距6 m，为平衡结构不对称重量，在边跨压重区设置索距加密为2.7 m。

斜拉索为成品索，采用Φ7 mm低松弛镀锌高强度钢丝。斜拉索镀锌钢丝扭绞成缆后涂防腐涂料，浇包聚脂复合带，热挤黑色PE外包彩色PE护套。斜拉索要由制造厂家成套供货，成套产品包括斜拉索、锚具、张拉端锚具螺母下球形支座，保护罩等，所有构件必须经过严格的质量检验。

斜拉索锚具采用冷铸锚，塔端张拉，梁端锚固，张拉和施工期间的调索均在塔上进行。

4 施工实时监测体系

施工监测即按照监控单位制定的监测方案，通过在施工现场设立的实时测量体系，对施工过程中结构的内力、位移(线形)、索力和温度进行现场实时跟踪测量，为施工监控工作提供实测数据，以保证结构主体施工过程结构的安全及为监控计算提供实测结构参数和校核。也就是说，通过对这些测量数据进行计算、分析和比较以判断结构是否符合设计的要求，结构的状态是否和监控的目标相一致，结构是否处于安全状态，并根据需要对结构的状态及监控目标作出必要的调整。徐葛大桥的施工监测内容如表1所示。

表1 徐葛大桥的施工监测表

5 结语

徐葛大桥主塔斜度大、高度大、工程质量要求高，施工中采用主动对拉和起顶控制技术，有效地控制了主塔结构的应力及线形，并使主塔某些部位产生一定的预压力，抵消了部分拉应力，使结构比原设计更安全，主塔的线形控制在规范允许范围内，能很好地控制施工质量，经济效益明显，保证了主塔施工的安全。

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The main girder of cable-stayed bridge is directly pulled in the cable support tower by many cables.It is a combination structure system which is composed of pressure towers,tension cables and bent beams.This paper introduces the cable support tower construction scheme of Xuge Bridge which is the double span prestressed concrete cable-stayed bridge with the single tower and double cable planes,and describes the new construction technology and the main equipment of the tower construction.

cable-stayed bridge;cable support tower;construction technology

郭钟群（1987-）男，硕士，助教，土木工程专业。

蔚清）（

2013-12-21）