独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术

摘  要：番海大桥为塔梁固结的独塔四索面斜拉桥，桥梁一侧跨越道路，另一侧跨越河流。为保证结构安全，主梁采用非对称悬臂浇筑施工，桥梁的线形与应力变化较大，因此需要保证桥梁结构安全的前提下通过不平衡配重、体外施加临时预应力束的方法来调整桥梁的施工平衡。为此本文提出一种无需配重和免施加临时预应力束的主梁独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术。即先搭设西侧主梁满堂支架，同时浇筑主塔节段，再进行东侧分节段挂篮悬臂施工。工程实例表明：在复杂的地形地势的情况下，采用主梁非对称悬浇施工，不但能满足结构设计规范要求，并能够缩短施工工期、降低工程造价和施工难度，保证施工安全。

关键词：独塔四索面斜拉桥;非对称施工;满堂支架;挂篮施工

中图分类号：U445.4     文献标识码：B         文章编号：2096-6903（2021）03-0000-00

0引言

随着我国城市化进程的不断推进，桥梁工程作为重要的公共基础设施得到了快速的发展[1-3]。对于斜拉桥主梁多采用对称悬臂现浇施工，但是在一些地形复杂的地区，若采用常规的主梁对称悬臂施工，可能会增加工程投资，而且会增加施工难度，故多采用主梁非对称悬浇施工技术[4-6]。

目前，国内学者对于主梁非对称悬浇施工技术开展了大量研究。辛跃辉[7]以兰渝线两侧边跨跨度不同的重点控制性工程朝阳嘉陵江右线大桥为例，对非对称超大跨度单线连续刚构的结构形式、结构受力情况、施工方法等进行了分析和研究。许惟国[8]介紹了非对称连续刚构桥施工监控技术的原理和方法，并给出了线形和应力控制的结果。孙小猛[9]依托余姚中山路斜拉桥项目，建立不利条件下边挂篮边支架现浇的施工工艺，在支架侧先行施工一个节段，为菱形挂篮提供配重，经过体内预应力和体外完场了斜拉索张拉。通过上述研究可知，对于主梁不对称悬臂施工的过程中，桥梁的线形与应力变化较大，因此需要保证桥梁结构安全的前提下通过不平衡配重、体外施加临时预应力束的方法来调整桥梁的施工平衡[10]。为此本文提出一种无需配重和免施加临时预应力束的主梁独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术。

1工程背景

1.1 番海大桥概况

番海大桥主桥为塔梁固结的分幅单塔四索面斜拉桥，主塔高84.8m，跨径为130m+130m，桥面为宽度56.3m，如图1所示。主梁采用DP断面预应力混凝土主梁，横隔板间距8m，在有锁区与斜拉索对应布置。主梁梁宽分幅设置，单幅宽度28.15m。主梁中心线处梁高2.5m，顶底板平行。标准梁段桥面板厚32cm，腹板厚1.8m。1#-2#梁段采用梁柱式支架现浇施工，3#-14#梁段主梁采用分节段挂篮悬臂施工。

1.2 工程重难点

根据番海大桥特点，总结分析以下重难点：

（1）番海大桥一侧为现浇法施工，另一侧为悬浇法施工，最大悬浇段长度114m。在非平衡荷载条件下，支架现浇段施工节段浇筑工艺、张拉工艺与悬浇段张拉工艺以及体系转换。

（2）主塔大里程侧主梁毗邻陈村水道，距离水道边净距较小，单支前支点挂篮重量为220t，重量较大。

（3）主梁索导管位置受温度、预应力、斜拉索、支架反力等诸多因素影响，其精确度控制极为复杂。

2 主梁关键技术施工

2.1 主梁非对称悬浇施工

由于桥梁一侧（南海方向）跨越道路，东侧（番禺方向）跨越河流。由于桥梁周边环境的复杂性，为保证施工进度，故西侧梁段采用梁柱式支架现浇施工，东侧梁段采用分节段挂篮悬臂施工。同时，为保证索力受力均匀，塔梁采用异步施工。具体施工步骤如下（图2）：

步骤一：支架现浇两侧0#块段（搭设0#节段支架的同时，搭设番禺侧1-2#节段梁柱式支架与南海侧1-4#节段盘扣支架）。

步骤二：支架现浇南海侧1-3#节段、同时支架现浇番禺侧1-2#节段。张拉1-2#梁段主梁预应力后对称安装1#2#斜拉索并张拉两侧1、2#斜拉索。

步骤三：拆除南海侧支架，由于番禺侧主梁已跨越河流，因此安装前支点挂篮。

步骤四：现浇南海侧4#段，番禺侧挂篮前移至3#节段。安装3#斜拉索并对称第一次张拉3#斜拉索。浇筑番禺侧3#梁段，待边肋浇筑完成后第二次张拉3#斜拉索。番禺侧3#梁段浇筑完成达到设计要求后张拉主梁纵横向预应力，后三张斜拉索。

步骤五：支架现浇南海侧5#节段，待该节段预应力完成。番禺侧挂篮前移至4#节段。安装4#斜拉索并对称第一次张拉4#斜拉索。浇筑番禺侧4#梁段，待边肋浇筑完成后第二次张拉4#斜拉索。番禺侧4#梁段浇筑完成达到设计要求后张拉主梁纵横向预应力，后三张斜拉索。

步骤六：循环步骤，直至先完成南海侧15#现浇段施工完成。

步骤七：挂篮后退至13#梁段，搭设15#梁段反吊支架，施工15#梁段至完成，拆除挂篮及支架，完成桥梁主体结构施工。

2.2 挂篮上桥施工

在挂篮安装前，在1#块主梁上预埋好提升吊杆孔和锚固吊杆预留孔，孔径为60mm。为适应挂篮拼装和提吊，在1#梁段左侧搭设平台，然后根据图纸在场地上放样安装挂篮拼装台座;利用吊杆和千斤顶将挂篮提升至预定位置，并将挂篮与桥面临时锚固;在桥面上安装外滑道梁，挂篮下放整体前移;桥面安装顶纵梁并锚固，在顶纵梁上安装钢吊带，并拆除前端挂腿上的滑靴，使得钢吊带和尾部挂腿承受挂篮自重。如图3所示。

3标准段挂篮悬浇施工

3.1 挂篮下放与前移

首先安装挂篮前吊带，同时安装前吊带牵引系统;其次，利用钢吊带和主纵梁锚杆将挂篮整体下放1m，使C型挂腿下滑板与外滑到梁秘贴，同时安装挂腿牵引系统;最后，利用前吊带牵引系统、C型挂腿牵引系统迁移8m，使挂篮移动到待浇筑梁段。如图4所示。

3.2 挂篮提升、定位、锚固

首先利用主纵梁锚杆和钢吊带将挂篮提升1m;其次，安装剩余锚杆，尾部调节杆，并安装止推装置;最后，安装斜拉索，完成第一次张拉。

安全措施：（1）挂篮提升到位后，及时进行止推装置的安装，8根精轧螺纹钢一定要预紧。精轧螺纹钢不但提调止推装置，而且抵抗斜拉索水平推力产生的弯矩;（2）牛腿上与主梁边肋之间一定要进行抄垫，垫块宜采用钢板，必须抄垫密实;（3）安装前后锚杆时，检查锚杆深入连接器距离相等，使锚杆均匀受力，如图5所示。

3.3 模板施工和绑扎钢筋

在挂篮前移前，将边肋外侧模、横隔板前端侧模放置于承载平台上，将边肋内侧模、横隔板内侧模转动一定角度脱离砼，放置顶板底模上且随同拱架一起下降至挂篮行走时的定位高度。挂篮前移到位后，再将拱架提升到设计标高位置，立模，浇筑下一节段。

钢筋施工顺序为：边肋底板钢筋→边肋腹板钢筋→波紋管架立钢筋→安波纹管及穿内衬管→横隔板钢筋→波纹管架立钢筋→安波纹管及穿钢绞线→面板底层钢筋→波纹管架立钢筋→安波纹管及穿钢绞线→顶板顶层钢筋。

3.4 索道管及预埋件安装

索道管：挂篮前移到位，调好外模标高安装好锚块模板后，利用吊车吊装索导管到设计位置临时固定，再安装劲性骨架到位，进行索导管调整固定。

挂篮锚杆预埋孔：挂篮就位后在底模上放样出锚杆孔位置，保证其平面位置偏差不大于3mm，垂直度不大于5mm。

3.5 混凝土施工

钢筋、预应力筋及管道、模板安装检查合格后，即可进行混凝土浇筑。混凝土浇筑顺序应遵循先浇筑边肋，然后浇筑横隔板，再浇筑面板的施工顺序。混凝土浇注完毕，待第二次收浆后用土工布覆盖洒水养护，养护期不少于7天，养护由专人及时进行。

3.6 节段预应力张拉、压浆

前支点挂篮悬浇节段预应力张拉与普通挂篮预应力张拉基本无异。预应力束张拉时，以拉应力和延伸值双控进行控制。张拉完成后24h内进行压浆，压浆采用真空辅助压浆技术。

3.8索力转换、斜拉索终张拉

斜拉索体系转换的操作流程为：1）主梁砼浇筑完毕、等强并完成张拉压浆;2）启动接长拉杆前端千斤顶，张拉接长拉杆，当斜拉索梁端锚杯螺母可以拧动时停止张拉，拧紧斜拉索梁端锚杯螺母;3）放松挂篮梁端千斤顶，使斜拉索锚杯螺母承载索力;4）拆除梁端张拉设备及牵索拉杆。首先拆除张拉设备，放松各螺母;其次利用手拉葫芦及钢丝绳拧出连接器;最后将拉杆临时固定在挂篮上，随挂篮一同前移到下一节段后拆除;5）根据监控指令，操作塔内千斤顶，同步分级张拉斜拉索至监控设计索力，并做好记录（油压及油缸行程），完成终拉。其操作要点为：进行体系转换时挂篮两侧必须同时进行;在放松千斤顶前，确保斜拉索锚杯螺母拧紧到位。

4 斜拉索索导管精确定位施工技术

索导管定位支架包括一个定位架1、一个定位架2、2个支撑架3和一个手拉葫芦4。定位时，通过手拉葫芦4调节4-1位置和调节杆3调节3-1对对索导管位置进行微调，且在精确定位索导管位置后，确保索导管在调节杆的支撑下位置不发生变化。如图7所示。

5 结语

针对番海大桥特点，提出一种无需配重和免施加临时预应力束的主梁独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术，解决施工中的技术难题，为类似桥梁悬臂浇筑施工积累了丰富的施工经验，结论为：在番海大桥主梁悬臂浇筑施工中，通过前支点挂篮的定位和前移、模板施工、箱梁钢筋的绑扎、索导管及预埋件安装、预应力张拉和孔道压浆等关键施工工序的控制，保证主梁施工质量;采用斜拉索索导管定位技术，很好的控制了索导管安装定位时产生的误差，保证了斜拉索的施工安全性。

参考文献

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[9] 孙小猛，闫子才，朱大勇，等.独塔单索面部分斜拉桥非对称施工技术[J].施工技术，2011，40（8）：83-85.

[10] 张韬.独塔非对称矮塔斜拉桥施工控制及结构性能研究[D].重庆：重庆交通大学，2018.

收稿日期：2021-02-13

作者简介：于海洲（1986—），男，黑龙江哈尔滨人，本科，工程师，从事跨海跨河等复杂条件下桥梁施工技术管理工作。

Abstract：The Panhai Bridge is a single-tower， four-cable plane cable-stayed bridge with pylons and beams. In order to ensure the safety of the structure， the main girder is constructed by asymmetric cantilever pouring， and the line shape and stress of the bridge vary greatly. Therefore， it is necessary to adjust the bridge's performance by unbalanced counterweight and externally applied temporary prestressed beams under the premise of ensuring the safety of the bridge structure. Construction balance. For this reason， this paper proposes an asymmetric cantilever construction technology for the main girder of a four-cable plane cable-stayed bridge with a single tower and no need of counterweight and temporary prestressing. That is， the west side of the main beam full hall bracket is first erected， and the main tower section is poured at the same time， and then the east side sectioned hanging basket cantilever construction is carried out. The engineering example shows that in the case of complex terrain， the use of asymmetrical cantilever construction of the main girder can not only meet the requirements of structural design specifications， but also shorten the construction period， reduce the project cost and construction difficulty， and ensure construction safety.

Keywords：Single tower four cable plane cable stayed bridge;asymmetric construction;cradle;construction