高寒地区大跨径斜拉桥主梁线形控制技术分析

高厚福

（中铁二十二局集团有限公司哈尔滨分公司，哈尔滨150001）

1 大跨径斜拉桥主梁线形控制的基本思路

就大跨径斜拉桥工程而言，普遍都会存在工期紧、任务重等特点，且因桥址区为高寒地区，所以十分不利于建设工作的高效开展。为兼顾安全、质量、效率、效益多重要求，本工程大跨径斜拉桥主梁拟采用异步施工的方案，将主梁转体部分分解为8个细分的现浇梁段，按照“10#、11#主塔BS1梁段→10#、11#主塔BS2、BS0梁段→10#、11#主塔BS3梁段”的流程有序施工；同时，在施工中加强质量控制，且在每完成一阶段的施工后，要做详细的质量检查，若无质量问题则推进至下一施工阶段，以最终将整个主梁转体结构施工成型。

2 大跨径斜拉桥主梁索力的控制技术

斜拉索是斜拉桥结构体系中的关键组成部分，其受力状态将直接对主梁的线形、内力分布特点带来影响。因此，在斜拉索施工中，需要采取动态监测控制措施，及时掌握斜拉索的实际施工情况，从而保证桥梁主梁的施工安全。

鉴于现场自然条件对主梁施工的干扰作用较强，故主梁的实际建设情况易偏离预期，此时需及时调整拉索的索力，以尽可能减小偏差。从斜拉索材料组成的角度来看，其以钢丝或钢绞线为基础材料组合而成，并会随着拉索组合方式的变化，而其具备的特性也将发生改变。

对此，需要明确斜拉索的具体材料特性，选定一项与之相匹配的测试方法，再由技术人员按照规范操作。

2.1 索力的监测与控制

千斤顶对桥体拉索做张拉处理时，将形成索力，而张拉力则由千斤顶调控。在张拉环节，需要重复移动并安装千斤顶，工作量较大且有一定的作业难度，易出现移动不到位、安装不稳定、操作不规范等情况。对此，可在锚具和千斤顶的连接杆上安装压力传感器，由该装置测定参数。运行中，二次仪表实时接收受压后的电讯号，并进行识别，进而显示张拉力的数值。此外，在采用压力传感器检测索力时，可以及时生成准确的索力测量数据，给张拉控制提供参考依据，且无破坏作用，不会引发桥体受损问题。

2.2 一次张拉法

一次张拉法的特点在于操作便捷、难度低。遵循索力值一次张拉到位（达到设计索力值）的原则，全程未涉及节段竖向挠度控制、塔顶水平方向控制等方面的内容，仅需借助外力作用便可以将张拉工作落实到位[1]。

除此之外，张拉时也无须考虑节段的高程、索力及内力的分布等方面的情况，因此能够在较短时间内高效张拉。但是，由于一次张拉方法对主梁构件的加工质量提出较高的要求，因此其必须具有较高的加工精度，否则易产生张拉误差或是出现其他问题。

2.3 多次张拉法

多次张拉的思路在于将整个张拉过程划分为数个细分阶段，在循序渐进的作业模式下，最终达到预期的线形要求。多次张拉的优势在于可有效控制主梁各节段的索力，确保其均可以稳定在合理的区间内；但也存在局限之处，即必须有效提高各部分的张拉精度，否则将由于某处存在精度误差而影响整体的张拉效果。为了减小张拉误差，张拉过程中需多次检测校对、控制，在此方面投入的资源较多，周期也相对较长。

3 基于大跨径斜拉桥主梁施工实例的控制技术分析

3.1 工程概况

跨哈南站铁路部分为118 m+198 m+118 m的双塔双索面转体斜拉桥，9#、10#墩为主塔墩，8#、11#墩为过渡墩。主梁为预应力混凝土双主梁肋板式结构，按A类预应力体系建设。在作业条件方面，主梁临近既有铁路线，空间较为紧凑、作业面狭窄，不利于主梁施工进程的高效推进。

3.2 主要的工艺参数

主梁道路中心线高度240 cm、顶板厚30 cm、顶宽298 cm、肋宽180 cm。在对锚跨尾段及塔根部周边进行加宽处理后，宽度达到280 cm；在两肋间设横梁，腹板厚度42 cm，标准间距70 cm。主梁共分为11个节段，含两大类，即3个合龙段和8个现浇段。横向、纵向预应力筋采用的均是φ15.2 mm高强度低松弛钢绞线。

3.3 具体施工方法

现场施工空间有限，且工期较紧、任务较重，需充分考虑到施工安全、施工质量、施工效率、施工扰动性控制等方面的要求。经技术分析后，拟采用异步施工的模式有序完成桥梁主梁的施工：

1）在梁肋处采用混凝土柱上铺纵向桁架支护，顶板用满堂盘扣式支撑架支护，共同构成完整的支护结构体系，给现浇施工创设良好的条件。

2）考虑到箱梁的美观性要求，在边腹板施工时不设置对拉螺杆，取而代之的是普通脚手管（带顶托）的方法。

3）纵向从低处开始浇筑，有序向高处推进，施工所用混凝土的坍落度约16 cm。

3.3.1 模板的组成与具体布设

梁模板包含底模、翼缘模板、梁肋侧模，选用的是厚度为15 mm的塑料模板。在现场配备汽车吊，在施工人员的辅助下，在支架上将梁底板底模拼装铺设到位。待满堂支架成型后，检测顶托标高并做适当的调整，若无误则设置[10槽钢分配梁，纵向按30 cm的间距依次设置10 cm×10 cm方木，再于上方紧密铺设模板。斜拉桥模板系统横断面支撑示意图如图1所示。

图1 斜拉桥模板系统横断面支撑示意图

主梁侧模和翼缘板底模材料均为塑料模板。定型钢模竖楞材料采用[10槽钢，按照与满堂支架一致的间距设置；水平横肋采用[10槽钢，间距为25 cm。面板材料选择的是塑料模板，厚度为1.5 cm。定型钢模板安装结束且位置、标高均满足要求后，利用脚手管加顶托的方法有效支撑翼缘板与腹板倒角及腹板，使模板等相关构件具有足够的稳定性[2]。

3.3.2 支撑体系的设置

设置支撑体系主要包括以下2方面的内容：

1）盘扣式钢管脚手架：（1）立杆处设置套管及连接小孔，套管的长度不超过16 cm，内径不超过50 mm，外伸长度不小于11 cm，具体取值根据实际情况而定；（2）顶托及底托的长度均按50 cm控制，设置时要求其插入立杆的深度均达到20 cm及以上，与此同时需满足外露部分不超过30 cm的要求；（3）为保证结构的稳定性，托掌螺杆与螺母旋合长度至少达到5扣，并且螺杆与管壁须紧密贴合（产生的间隙不宜大于3 mm）。

2）满堂支撑架：（1）结构组成方面，采用的是φ60 mm盘扣脚手支架，按1.2 cm×1.5 cm的间距依次设置支架立柱，较特殊的是横梁段，该部分按照横距60 cm、纵距60 cm的要求有序布置到位；（2）脚手管支架设纵横向横联，步距为1.2 m；（3）实际操作时，立杆接头相互错开，同一水平面的接头数量不超过50%。以剪刀撑加强型满堂支撑架为例，其示意图如图2所示。

图2 剪刀撑加强型满堂支撑架示意图

3.3.3 主梁纵向梁肋混凝土柱的设置在设置主梁纵向梁肋混凝土柱时，要注意以下施工要点：

1）在主梁纵肋下方设混凝土桩，桩径按1 m控制，并按照7m的桩间距有序设置。

2）为保证桩体的稳定性，入土深度要达到5 m。

3）为保证结构的稳定性，在地面下1 m的位置设条形基础，宽度按1.2 m控制，并对桩顶1 m处的桩径做出调整（桩径采取变直径的设置方法），增加至1.8 m；此外，在桩顶设桁片以作为龙骨，再于该处紧密铺设底模[3]。

4）为保证预压效果，在预压前需确定合适的预压值，此处考虑的是箱梁自重和施工荷载两者的累加值，取该值的1.1倍作为预压值，按照分级的方法有序加载。

5）根据现场施工情况（材料的特性、人员的数量等），确定具体的荷载值，主要考虑如下几点：（1）钢筋混凝土26 kN/m3；钢模板1.5 kN/m2；（2）竹胶板和方木5 kN/m3；（3）混凝土浇筑、振捣等作业环节的施工荷载2 kN/m2；（4）现场作业人员的均布活载1 kN/m2；（4）综合考虑压载数据以及结构设计预拱度，经计算与分析后，确定合适的立模标高。

4 结语

由于高寒地区的地质条件、气候条件均较为特殊，因此在该处施工斜拉桥时，将遇到诸多干扰因素。具体至斜拉桥主梁施工环节时，参建人员需密切关注天气、时间等多项因素，形成合理的规划，尽可能在无风或微风的环境中施工，并在施工期间采取全面的控制措施，营造安全的施工环境。