主桥索塔下横梁施工关键技术控制

张 斌 张洪文 马孝海 王有学 赵志军

(中交二公局第二工程有限公司，陕西西安 710119)

1 工程概况

大连星海湾跨海大桥主桥位于大连市著名旅游景点星海湾广场对面开阔海域，为双塔三跨地锚式悬索桥，跨径布置为180 m+460 m+180 m=820 m。桥塔采用“门”式框架混凝土结构，塔高112.31 m，由塔柱和横梁组成，包括塔柱和上、下横梁，塔柱为钢筋混凝土结构，横梁为预应力结构。下横梁为变截面矩形，下横梁中部高度4.7 m，根部高度6.49 m，宽6.4 m，下横梁内配18束25-φ15.2的预应力钢绞线，张拉控制应力1 395 MPa。

2 工程特点

1)工程位于黄海海域，受海洋环境影响比较大，桥址处水深10 m～12 m，没有岛屿等遮挡物，每年4月份～10月份东南风、南风、西南风比较频繁，海上涌浪比较大。2)下横梁底板线形为半径50 m，弧长27 m的圆弧。3)索塔承台为分离式承台。4)海上潮气大，空气盐分含量高，钢材锈蚀严重。

3 下横梁施工方案的优选

3.1 下横梁整体施工方案的选择

以近现代世界各国修建的各类大桥为例，塔梁施工的方案按其施工的先后顺序划分:1)塔柱和下横梁同步施工;2)先塔柱、后横梁。根据过往的施工经验对这两种方案进行对比，结果如表1所示。

通过对上述两种施工方案的对比，两种方案各有优劣，在保证下横梁施工质量的前提下，再结合工程工期要求，最终确定了先塔柱施工、后横梁施工的施工方案。

表1 整体施工方案对比

3.2 下横梁支架施工方案的选择

梁体施工支架主要有以下两种支架方案:1)满布支架;2)梁式支架。根据以往施工经验以及大连星海湾跨海大桥主桥自身的工程特点，对这两种支架方案进行了对比，结果如表2所示。

表2 横梁支架方案对比

1)满堂支架:因塔柱承台为分离式承台，承台中间的保留平台稳定性不够，必须对平台进行加固，这样导致施工成本增加，且满堂支架预压时间不充足，因此不采用满堂支架。

2)钢管桩支架:结合项目现存大量的钢管材料、海上施工场地限制和公司以往大量成功使用同类型支架施工经验等因素，经过认真计算分析，支架安全可靠，可以不做预压，根据理论数据及以往施工经验设置预拱度，这样不但缩短工期，也节约了施工成本，充分发挥了钢管桩支架的优势。

4 下横梁施工关键技术控制措施

4.1 关键技术

1)钢管桩支架基础预埋件、附墙平联预埋件和塔柱牛腿预埋件的埋设;2)钢管桩安装节段的划分;3)下横梁支架系统变形的消除;4)底模拼装合龙;5)混凝土施工;6)预应力施工。

4.2 控制措施

4.2.1 钢管桩支架基础预埋件、附墙平联预埋件和塔柱牛腿预埋件的埋设

1)下横梁支架基础设置在承台上，在第二层承台混凝土浇筑前，根据支架设计图纸，对钢管立柱基础进行预埋。支架预埋件预埋时，测量监控部对预埋件的平面位置准确放样，避免钢管桩支架位置发生偏差，对整个支架稳定性造成影响。2)工程位于黄海海域，海上潮气大，空气盐分含量高，钢材锈蚀严重，支架预埋件和与支架预埋螺栓进行栓接的钢板做防腐处理。

4.2.2 钢管桩安装节段的划分

立柱钢管采用法兰连接接高，分段长度应以避开法兰位置为前提，避免法兰位置与平联位置重合对支架的结构稳定性产生影响。

下横梁支架立柱钢管分2节，第一节长7.5 m，靠近塔柱的一列钢管桩顶面标高为+9.48 m，其第二列钢管顶面标高为+9.19 m，第一层平联位置标高为+8.64 m，高于平联位置，不影响平联焊接施工，第二节直接到承重梁底，均避开平联位置，保证支架的结构稳定性。

4.2.3 下横梁支架系统变形的消除

支架系统变形包括弹性变形、非弹性变形两项，为消除支架变形对下横梁施工变形的影响，采取如下措施:1)支架系统安装时，各立柱钢管节段连接部位紧密连接，无间隙。2)计算支架系统的弹性变形和非弹性变形并根据计算结果在底模上设置预拱度。3)选择合理的施工时段，减少钢管立柱与塔柱混凝土因温差引起的变形。4)配制和易性好，坍落度损失小、初凝时间长的混凝土，确保支架系统的变形在混凝土初凝前完成。

4.2.4 下横梁底模拼装施工

底模板由模板和支撑桁架组成，底模板在加工厂分块加工完成之后，要先进行试拼，底模节段间螺栓孔对接，面板平整，结构尺寸无误。避免使用时出现问题，影响施工进度，增加施工成本。

在底模拼装施工时，要注意最后一块模板与其拼装位置的大小是否合适。由于塔柱自身的倾斜度以及底模在拼装过程中产生的间隙，对最后一块底模的拼装会产生不小的影响，因此在拼装最后一块模板之前，提前对最后一块模板的拼装位置尺寸测量，再与最后一块底模的尺寸对比，如果模板大了，就要提前对模板进行处理，保证底模拼装顺利合龙。

4.2.5 混凝土施工

1)横梁混凝土浇筑方量大，所需时间长，为防止混凝土凝固时间太快而造成横梁非弹性变形裂缝，确保混凝土浇筑在其初凝前完成，横梁混凝土初凝时间不小于24 h。2)横梁混凝土浇筑顺序为:底板→腹板、横隔板→顶板，混凝土分层浇筑，每浇筑层厚度30 cm，底板、腹板采用溜筒下料，保证混凝土自由下料高度小于2.0 m。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，快插慢拔，插入下面浇筑层5 cm～10 cm，棒头避开钢筋、模板及结构件，振捣棒插入间距适当，保证混凝土振捣密实，避免漏振、欠振或过振。3)底板线形为半径50 m的圆弧，浇筑到内箱底板最低位置时很容易形成翻浆。浇筑底板时，防止坍落度过大，同时也放缓浇筑速度，为底板混凝土的凝结争取时间，必要时可以暂缓混凝土浇筑，等到底板混凝土基本凝结，再行浇筑。

4.2.6 预应力施工

1)预应力张拉。张拉平台顶标高+20.02 m，用5组牛腿支撑，在索塔塔柱施工时预埋张拉平台预埋件，下横梁施工过程同步安装预应力张拉平台。按设计图纸要求，横梁混凝土强度达到100%后方可张拉预应力筋，张拉顺序为先从靠近腹板中部向上、下缘依次进行，腹板两侧同一高度的预应力钢束对称张拉。张拉程序为张拉力0→20%σcon(976.5 kN，开始计入伸长量)→100%σcon(4 882.5 kN，持荷5 min锚固)。所有的预应力钢绞线均采用两端同时张拉，张拉采用张拉应力与钢束伸长量双控，控制伸长量误差在±6%以内。2)压浆及封锚。下横梁张拉期间已经进入11月份，压浆过程需采取相应措施，以保证施工质量。a.压浆工作安排在白天正温条件下进行。b.环境温度低于5℃时，采用篷布覆盖加热保温，在压浆作业前用探针式温度计在压浆孔处测梁体温度(测点大于6个)，梁体温度低于5℃则禁止压浆作业。c.冬期施工中压浆作业，加热拌和用水。压浆水泥为P.O42.5，水温不得超过40℃，同时在压浆中及压浆后48 h内梁体温度不低于5℃，浆体试件强度达到25 MPa前不得拆除保温措施。大连市此段时间温度在5℃徘徊，为了保证压浆质量，采取了在下横梁外壁覆盖棉被，内箱放置电暖器对下横梁进行保温，确保管道压浆质量。

5 结语

大连星海湾跨海大桥主桥下横梁施工中，针对下横梁自身的结构设计特点、施工现场实际情况和工程的施工环境，通过施工方案的优选和关键技术控制措施的实施，确保了主塔的施工进度，节约了施工成本，保证了下横梁整体施工质量，为此类工程特点的下横梁施工积累了经验。

［1］JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范［S］.

［2］欧阳效勇，张建军.苏通大桥主5号索塔下横梁施工技术［A］.第三届全国公路科技创新高层论坛论文集［C］.2006.