斜拉桥0#块高支架施工技术

王 培，孙 科，韩 伦，韦鹏展，刘 伟

（中交二公局第二工程有限公司，陕西 西安 710119）

1 工程概况

贵州省铜仁至怀化高速公路位于贵州省东北部，是贵州至湖南的重要交通要道，也是重庆经贵州至湖南的交通枢纽。铜怀高速工期控制性工程锦江特大桥主桥设计为跨径组合为125m+276m+125m的中央双索面预应力混凝土梁斜拉桥，采用塔、墩、梁固结的结构体系。其下塔柱高约89m，上塔柱高约75m，采用独柱式索塔。主梁宽27.5m，共分为89个节段。其中0#块箱梁长22.0m，与索塔上、下塔柱固结成整体。中间设置9.2m厚横隔板，两端部1.8m处设置0.4m厚横隔板，0#块箱梁顺桥向两侧悬臂端长6.4m。0#块箱梁顶板宽27.3m，底板宽11.7m，横桥向两侧悬臂端长7.8m，翼缘长3.4m，梁段中心线高3.6m，腹板斜率1∶1.61。

主墩下塔柱施工完成后，在0#梁段位置搭设现浇支架，预压完成后安装箱梁模板，绑扎钢筋，一次性浇筑0#梁段箱梁混凝土，待混凝土达设计强度的90%且养生≥7d后，按照设计图纸要求完成箱梁预应力的张拉和压浆施工。

2 落地支架设计

锦江特大桥落地支架设计采用φ609mm×16mm钢管支撑，沿承台周围设置，围绕下塔柱布置，钢管上设置承重结构。支架在0#纵桥向悬臂段采用挂篮底篮作为承重系统，挂篮底模作为0#块施工模板。在下塔柱段通过塔柱预埋结构用型钢作为承重系统，翼缘板处采用φ48焊管支架上设翼缘结构模板。

钢管立柱之间设置平联及剪刀撑，内侧钢管通过平联与下塔柱上的预埋件连接以减小立柱钢管长细比，增强支架稳定性。剪刀撑及平联与立柱钢管之间通过抱箍，采用高强螺栓连接，简化高空作业难度。

2.1 支架基础

0#块现浇支架基础利用已浇筑承台，采用钢管作为主要承载结构。单个0#块现浇支架共设计支撑钢管34根，顺桥向布置6排，最大间距为6.4m；横桥向布置5排，最大间距为5.7m。在施工完成的承台上支立24根承重钢管，斜钢管10根，斜向钢管支撑于直钢管上，通过悬臂方式以增大纵桥向支架范围。0#块现浇支架钢管均采用φ609mm×16mm圆钢管，为增强支架的稳定性，将钢管立柱与塔身预埋结构刚性连接，并在钢管之间水平设置4层平联、斜撑组合结构，层竖向标准间距15m，平联采用双拼［20型钢。

2.2 支架承重结构

在搭设完成的支撑钢管上方设置0#块现浇支架承重结构。支架承重结构由两部分组成，0#块箱梁顺桥向中间17.4m段采用2HN500mm×200mm型钢作为主承重梁，0#块两侧悬臂段采用前支点挂篮的底篮作为承重结构。

锦江大桥主梁1#～21#梁段采用前支点挂篮悬浇施工，为方便挂篮的拼装和行走，在0#块支架搭设过程中，将前支点挂篮的底篮提前安装，并利用其作为0#块箱梁支架的承重构件。前支点挂篮的底篮由主承载平台和下桁架组成，通过预埋结构和钢管立柱形成平面稳定体系。

2.3 支架分配结构

在支架承重结构上部设置分配梁。0#块支架分配梁竖向分2层布置，横向分配梁采用HN500mm×200mm型钢，在0#块箱梁中间段标准间距为70cm，两侧箱型截面段标准间距为60cm；横向分配梁顶部设置工16纵向分配梁，在0#块箱梁底板部分标准间距为40cm，在斜腹板和翼缘部分标准间距为50cm。

2.4 支架落架系统

0#块箱梁支架落架采用砂筒结构。砂筒设置在支架钢管与承重梁之间的受力支点上，每个受力支点设置2个砂筒，单个支架共设置68个砂筒。

砂筒采用钢板和螺栓制成，分为上、下两部分，上半部分砂筒内部填充C30混凝土，下半部分砂筒内部填充干砂。砂筒使用前，必须使用千斤顶预压，预压荷载≥200t，每个砂筒可自由降落高度为15cm。

3 落地支架施工

落地支架采用塔柱施工塔吊安装，利用下塔柱施工间歇期施工。施工时，先安装钢管立柱及抱箍，然后再将预拼成型的斜撑、平联吊至安装位置安装。由于钢管支架过高，其垂直度控制直接影响支架整体受力性能和稳定性，钢管立柱施工时借鉴长线匹配法进行钢管接长，并采用大节段吊装的方式控制连接，利用全站仪进行垂直度校正，保证钢管整体垂直度控制在0.1%左右，同时避免支架节点位置出现轴线突变的情况。

3.1 钢管立柱预拼及安装

支架钢管坐落于主墩承台上，下塔柱模板爬升至一定位置后利用塔吊进行钢管安装施工，起始节与承台预埋钢板焊接。立柱钢管采用φ609mm×16mm直缝钢管，标准节长6m，节间设置法兰盘，采用高强螺栓连接。根据塔吊起吊能力，每4节钢管作为一个吊装节段。钢管立柱采用长线法在胎架上预拼，预拼时单个吊装节段的4个标准节之间直接采用高强螺栓进行连接。吊装节段之间采用螺栓作临时连接，拼装完成后，拆除临时连接，然后对这个节段进行吊装。预拼完成后，根据平联及斜撑安装位置安装钢抱箍。

3.2 平联、剪刀撑的安装

塔柱施工期间，按照支架设计图纸在下塔柱进行预埋件预埋施工，钢管接高安装至平联位置时立即按照设计进行该墩钢管桩间平联、剪刀撑的施工。

（1）现场复核钢管桩上抱箍位置是否与平联安装位置对应，并与塔柱预埋件联测，并对抱箍位置进行纠偏，然后实测平联及斜撑长度，并在后场下料、组拼。

（2）平联、剪刀撑在后场加工完成后，周转至施工现场，采用塔吊、履带吊起吊，到位后及时安装连接螺栓，然后对根部用钢板进行加强。加强钢板与抱箍、预埋件之间采用焊接连接，焊接过程中技术员和质检员及时检查焊接质量[1]。

3.3 钢管局部加劲处理

（1）钢管顶部加劲处理。现浇支架钢管顶部为传递上部荷载的受力点，局部应力较大，为增强钢管顶部局部受力，在每根钢管内侧设置十字形加劲型钢，并在钢管顶部焊接连接钢板。

（2）直、斜钢管交接部位加劲处理。为满足前支点挂篮中纵梁安装要求，现浇支架共设计了5根斜钢管，其根部设置于直钢管上。根据受力计算，直、斜钢管交接部位局部应力较大，为增强钢管的整体受力，提高局部刚度，在直、斜钢管交接处灌入混凝土。钢管立柱节点位置加强示意图如图1所示。

图1 钢管立柱节点位置加强示意图（单位：cm）

3.4 垫梁的安装

为确保钢管顶部整体受力，在钢管顶部进行加劲处理并设置垫梁，垫梁采用3肢工32a型钢，与钢管桩顶部连接钢板紧贴放置；为防止垫梁发生水平位移，在垫梁与连接钢板间设置水平限位装置。

3.5 砂筒的安装

砂筒下半部分内部填充干砂，作为边跨现浇支架的落架装置，砂筒使用前，必须使用千斤顶进行预压，预压荷载 ≥200t。

3.6 纵向承重梁的安装

纵向承重梁采用2HN500mm×200mm型钢，为现浇支架的主要承重结构，采用施工塔吊单根吊装。

3.7 分配梁的安装

现浇支架纵、横向分配梁均采用履带吊逐根安装，安装过程中对称进行，横向分配梁按设计位置安装就位后，与纵向承重梁进行焊接连接，固定后再进行纵向分配梁的铺设，纵向分配梁与横向分配梁之间采用点焊连接[2]。

4 支架预压

根据施工过程，支架预压采用分阶段预压的方式进行。整个预压过程主要对钢管立柱和承重系统进行预压，钢管立柱施工完成即可对钢管立柱进行预压，然后安装承重系统，安装完成后再对承重系统进行预压。

（1）钢管立柱预压。首先，对钢管支架进行预压，利用预埋在承台上的精轧螺纹钢布置反拉钢绞线、锚具、千斤顶等，如此构成钢绞线预压系统；其次，根据支架计算模型计算出每根立柱钢管的反力，利用预压系统根据立柱反力进行加载。

（2）承重系统预压。承重系统主要包括挂篮底篮和承重型钢，预压采用等效荷载的方式进行加载，将承重系统所承受的连续荷载等效为集中荷载。

（3）数据采集。支架预压过程中，观测支架变形，一方面为支架预压施工安全提供预警，另一方面为模板安装的预拱度提供理论依据。

5 支架拆除

0#块施工完成，混凝土达到强度后，将支架落架，待挂篮行走至2#块段后即可开始拆除支架。支架拆除总体上遵循先支后拆、后支先拆的原则，由上至下逐层拆除。0#块箱梁横梁预应力压浆完成，且浆液达到强度后即可开始进行顶层小钢管支架拆除，下层大钢管待前支点挂篮行走至2#块位置后开始拆除。支架拆除前应对梁底进行检查，确保模板已完全脱离梁体。

6 结束语

采用落地支架施工，将支架与下塔柱连接，提高了施工的安全性。支架随塔柱施工高度进行安装，待塔柱施工完成时，支架立柱系统已基本安装完成，在施工工期及工序转换时间上比托架法更短。加之落地支架施工法较成熟，钢管立柱材料可以选择租赁的方式，虽然材料较多，但是成本却可以比牛腿托架更低。由此可见，落地支架法施工预应力混凝土斜拉桥0#块不失为一种很好的选择。