乌龙江144+288+144 m预应力砼矮塔刚构斜拉桥施工技术研究

孙 飞

（中铁十八局集团第三工程有限公司 河北涿州 072750）

1 工程概况

新建福平铁路1标乌龙江特大桥8号～11号墩跨径为144+288+144m矮塔刚构斜拉桥为单线变双线桥，左单线及双线中心里程：DK21+586.60，桥全长875.315 m；右单线中心里程YDK21+105.47，桥全长417.585 m。乌龙江通航航道为国家Ⅳ级内河航道，代表船型按内河1+500吨级顶推船队和500吨级货船考虑，通航净空90×8.0 m。本桥主桥通航孔采用288 m跨径和既有桥的2×144 m跨对应。边跨跨度144 m，新建福平铁路轨底高程为38.163 m，比既有福厦铁路乌龙江特大桥的轨底高15.26 m。主桥立面图如图1所示。

图1 乌龙江特大桥主桥立面图（单位：m）

2 矮塔重点施工

2.1 主塔结构

9#、10#主墩索塔均采用门式桥塔，桥梁以下墩柱部分高度 22.5 m，为两个分离式渐变矩形实体截面。桥面以上塔高 40 m，桥面以上塔的高度比为 1/7.2。为适应分丝管索鞍，塔柱采用矩形实体截面，顺桥向宽 5.6 m 横桥向宽 2.8 m，四周设 40 cm×40 cm 切角。在墩塔梁固结处桥塔分叉为两个独立塔柱，呈倒 Y 形，每个塔柱截面 2.8×2.8 m，相交处以圆弧连接，左右上塔柱之间以横梁过度，横梁截面为 2×3 m。

2.2 矮塔总体施工方案综述

墩身高度 22.5 m，采用双肢墩柱，单肢为实心矩形截面，顺桥向为 2.8 m，设 40×40 cm 切角，两墩壁中心距 7 m；横桥向承台以上 11 m 高度范围等宽度 12 m，主墩顶端为与主梁底板平顺过度，设置 R=100 的圆弧连接。墩柱顺桥向宽度在 4 m 高范围由 3.6 m 渐变至 2.8 m，横桥向 10.5 m 高范围为直线段宽度为 12 m。以上至墩梁分界处渐变至13.445 m。桥面塔柱高度为 40 m，其中下塔柱高度 12.258 m，呈倒 Y 形，相交处以圆弧连接，顺桥向宽度由 9.9 m 渐变至 5.6 m，横桥向宽度2.8 m，中塔柱高度 12.742 m，顺桥向宽度 5.6 m，横桥向宽度 2.8 m，上塔柱高度 15 m 为有索区塔柱，顺桥向宽度 5.6 m，横桥向宽度 2.8 m，塔冠高 1 m，塔顶设置避雷针及栏杆等附属，左右上塔柱之间以横梁过度，横梁截面为 2x3m。其中下塔柱、中塔柱为无索区，下塔柱节段划分为1.981+3.898+3.470+3.351（2.909+0.446 含中塔柱部分）；中塔柱节段划分为 2*6，上塔柱为有索区，节段划分为 2*7 需预埋分丝管索鞍，左右塔柱各 10 套。墩身、塔柱模板采用大块钢模翻模法施工，在钢模外侧设置角钢支架作为施工平台。

（1）模板制作及安装

塔柱采用翻模法进行施工，标准节段高度为 2.5 m，每次施工高度为 5 m，拆模需预留最顶部模板作为下一循环底部托模，模板采用钢模，两个主塔各配置 1 套模板，模板进场后，先进行试拼，检查是否符合要求，使用前用磨光机打磨光亮，并涂刷脱模剂。脱模剂采用同一品种，要涂抹均匀，不得流坠，以免污染钢筋。模板表面应光洁平顺、拼缝严密，无锈斑变形、尺寸偏差在规范允许范围内，保证结构物外露面美观，线条流畅。模板的刚度、强度、稳定性顺直度和接头平整度符合模板设计要求，模板接缝满足砼浇注时水泥浆不得流失，确保砼外表美观。检查合格并报监理同意后方可投入使用。

（2）钢筋加工及绑扎

根据设计图纸，对钢筋进行下料，塔身主筋采用等强镦粗直螺纹连接，其余的采用焊接。为保证镦粗钢筋的质量，镦粗直螺纹钢筋及时用通规和止规检测；钢筋的绑扎严格按图纸中的位置、间距以及规范中规定的允许误差要求进行。钢筋下料采用钢筋切断机进行切断，严禁用氧气切割，加工成型的钢筋应分类存放并设置标识牌。钢筋接头宜设置在受力较小处，在同一主塔节段内同一竖向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头，主筋的接头应错开布置。

（3）劲性骨架施工

考虑乌龙江施工期间风速较大，为满足塔柱钢筋固定及斜拉索分丝管索鞍的精确定位，方便测量放线，塔柱施工时设置劲性骨架，无索区劲性骨架的安装主要起钢筋绑扎定位及塔柱内操作平台作业。为方便安装，劲性骨架采用矩形框架结构，在后场分榀分节段制作，运至现场塔吊吊装，劲性骨架主要材料为 L80×80×8，L50×50×6 角钢，如图2所示。

图2 乌龙江劲性骨架图

（4）索鞍分丝管安装

本工程塔身上部设鞍座，以便斜拉索通过。斜拉索横桥向呈双索面布置，分别布置于两个塔柱，每个塔柱设单排鞍座。分丝管索鞍为55、61、73 孔规格，单个塔柱含分丝管索鞍 10 个，采用成品结构，间距为 1.0 m。由于索塔内每一根斜拉索的角度、标高均不同，施工中的偏差将影响斜拉索的安装质量，因此，分丝管索鞍的定位精度控制是矮塔斜拉桥施工的关键。塔柱在浇筑前安装分丝管定位支架，支架采用塔内劲性骨架，待分丝管定位好后将弯管焊接在托梁上固定。如图3所示。

图 3 分丝管索鞍安装示意图

3 斜拉索重点施工

3.1 斜拉索安装顺序

斜拉索安装实行两个塔同时对称施工，上下游按顺序依次施工，施工顺序是先上游后下游，由短索到长索，斜拉索按索号依次施工，具体施工顺序如下：

Z1 上—Z1 下—Z2 上—Z2 下—Z3 上—Z3 下—Z4 上—Z4 下—Z5上—Z5 下—Z6 上—Z6 下—Z7上—Z7 下—Z8 上—Z8 下—Z9 上—Z9下—Z10 上—Z10 下。

3.2 HDPE管焊接

HDPE 管焊接时，应对段管编号、段管长度、焊接头预热温度、预热压力、加热时间、切换时间、焊接压力、冷却时间和焊接时间等进行记录。HDPE 段管的连接采用专用发热式工具对焊方式。如图4所示。

图 4 HDPE 护套管焊接

3.3 斜拉索调索

调索工作要在二期恒载上完且体系转换完成之后进行。采取单根调索措施，调索索力根据监控对索力进行监测结果和指令进行。

单根调索顺序为：按设计监控要求进行，原则上是：先中跨后边跨，先长索后短索。根据设计要求和具体条件可采用单根调索，单根调索，步骤如下：

（1）根据监控指令计算单根索力。

（2）在挂索时安装传感器的单根索上安装传感器。

（3）按照单根计算索力进行张拉，复核传感器读数。

（4）参照单根挂索张拉原理进行单根调索。

斜拉索单根循环调节拉索，单根循环调索施工时，应对调索工况、设计调整索力、设计张拉油压、初动力、实际张拉油压、实际调整索力、回缩值等参数进行记录。调索过程中，每根钢绞线拉索张拉到位时，注意利用打紧器及时将夹片打紧。当索力调节至设计值时，调索完毕。

4 连续梁重点施工

在主墩两侧托架上浇筑 0 号节段，并张拉预应力束（三向），锚固完成后，然后安装挂篮且预压，预压后逐节对称悬臂浇筑 1 号～35号节段，边跨现浇梁段在边墩钢管托架上施工，边垮合拢段用挂篮底板和侧板设置吊架施工。边跨合拢后再合拢中跨。采用 2 对、4 套挂篮，按逐节对称的次序同时进行 T 构的施工，施工及合拢次序按设计给定的程序进行。挂篮采用塔式吊机和卷扬机安装。混凝土由 4#拌合站集中拌合，输送车运输，输送泵灌注。

主墩两侧的节段采用三角挂篮对称浇筑。连续梁除 0 号块及边跨两个 36 号块直线段外，其余1～36 号块共 36 个梁段全部采用挂篮悬臂浇注施工。挂篮就位后，进行主桁和底篮后锚安装，然后通过测量仪器进行中线、高程测量、定位，通过千斤顶进行标高调整，经过检查确定合格后，最后进行全面锚固。在前一梁段施工完毕纵向预应力索张拉及压浆完后，解除放松各吊点，使模板脱离梁体，解除梁上后锚点，进行锚固转换，行走小车托力转换在滑道上，通过手拉葫芦拖拉主桁，整个挂篮前移动至下一梁段位置。

5 结语

本文对乌龙江特大桥144+288+144m预应力砼矮塔刚构斜拉桥施工技术重点步骤施工全过程进行了比较详细的介绍，该矮塔斜拉桥的具体施工步骤正如本文所阐述的3大步骤。针对乌龙江特大桥144+288+144m预应力砼矮塔刚构斜拉桥施工技术中遇到的具体问题，将关键环节的施工工艺进行了比较详细的概括，通过上述过程和工艺的实施，乌龙江特大桥144+288+144m预应力砼矮塔刚构斜拉桥施工在保证工期和质量的前提下顺利完成，通过以上技术总结可为同类桥梁施工做借鉴。