高岭头水库特大桥主塔0#块关键施工技术研究

汪质华，张仕贤，马一跃，董泊宁

（1.浙江交投高速公路建设管理有限公司，浙江 杭州 3100002；2.浙江交工集团股份有限公司，浙江 杭州 310000）

预应力混凝土斜拉桥在悬臂浇筑施工过程中，0#作为桥面主梁与下塔柱连接处，起到荷载传递的同时为主梁悬臂浇筑提供作业平台。主塔较高0#混凝土通常结构复杂需要架设控制，属于大体积混凝土，其质量要求高、施工难点大等特点。随着我国基础建筑发展，0#的施工技术已经得到了相应研究，但对于特殊工程条件下斜拉桥0#施工技术有待进一步分析。为此，本文以高岭头水库特大桥工程为依托，对0#块的关键施工技术进行详细探讨。

1 工程概括

高岭头水库特大桥主桥为（140+300+140）m，双塔双空间索面体系预应力混凝土斜拉桥，主塔为花瓶型钢筋混凝土结构，设上、中、下三道横梁（其中下横梁亦为主梁0#块）。Z1#和Z2#主塔塔座以上全高201.817m和190.917m。下横梁顶（横向中心处）以上塔高91.22m，梁顶塔高与主跨比为0.304。

双塔采用双空间索面预应力混凝土斜拉桥，主梁需适应空间索面变化悬浇施工，上部构造在施工荷载、大风荷载作用下极大地增加了大双悬臂施工难度。大桥位于群山之间横跨高岭头水库，两侧引桥处于山脊位置，地形复杂、峡谷风大、交通困难、山体易滑坡，施工条件极为不利。

2 施工关键技术

2.1 施工方法概述

主梁顶面与主塔下横梁顶面同标高，即在主梁节段划分中，整个主梁0#块包含主塔下横梁及其大小里程侧方向的悬臂π梁。主塔下横梁采用单箱单室截面，顶面为2%双向横坡，箱形截面中心处梁高6.28m、横桥向宽30.063m、顺桥向宽度6.0m；π梁中心处高2.98m，横桥向宽28.5m，单边悬臂长度为5.5m。主梁0#块结构形式见图1。

图1 主梁0#块结构示意图（单位：mm）

主梁0#块采用支架现浇法施工，因高度较大，支架不采用常见的落地支撑方式，而是采用支撑在主塔塔身上的悬挑支架结构。支架由梁体部分和悬挑部分组成，梁体部分采用K型桁架，支承在依靠于主塔塔身上的型钢斜撑上，其支座受力由主塔塔身和型钢斜撑共同承担。悬挑部分为三角牛腿结构，对应π梁边主梁的牛腿支撑在主塔塔身上，对应π梁板体部分的牛腿安放在K型桁架上，且其水平杆与已浇筑下横梁固结，见图2。

图2 0#块支架结构施工图

主梁0#块分两次浇筑，第一次浇筑部分的主塔下横梁结构、浇筑高度3.013m，第二次浇筑剩余主塔下横梁及与下横梁固结的悬臂π梁结构、浇筑高度3.267m，每次浇筑均与同高度的塔柱节段一同完成。

2.2 施工关键环节及相应控制措施

本桥主塔下塔柱分叉段倾斜角度大（达22°），且支架结构无法设置落地支撑，因此如何确保塔肢主体结构的安全和高空悬挑支架在混凝土浇筑过程中的稳定可靠是主梁0#块施工的关键环节。为确保施工过程安全，采取如以下措施。

（1）确保施工过程中主塔结构安全。为抵消主梁0#块施工过程中对塔柱产生的水平力、避免分叉段根部混凝土开裂，在下塔柱分叉段的两塔肢间设置2道临时对拉结构。同理，在中塔柱施工过程中，在塔肢间设置3道临时横撑结构（见图3所示）。每层临时对拉结构均为两束19-φ15.2钢绞线，单束张拉力2500kN，每层张拉力合计5000kN。第一、第二层临时横撑结构采用φ1000×12mm钢管+φ500×6mm钢管连接系，单根钢管施加对顶力1000kN，每层对顶力合计2000kN；第三层临时横撑结构采用φ800×10mm钢管+φ500×6mm钢管连接系，单根钢管施加对顶力400kN，对顶力合计800kN。

图3 临时对拉和横撑结构示意图

（2）支架结构安全。设置稳固的支撑，支架支撑点为靠在塔身上的型钢斜撑顶面。支撑点荷载由塔身和型钢斜撑承担。型钢斜撑将压力传至主塔分叉段根部的实体结构上；塔身主受力为其实墙体部位。

π梁边主梁下方的牛腿受力最大，为此设置2片三角形悬挑牛腿，支撑于主塔实体结构上；π梁板体部分下方的牛腿无法支撑在主塔实体结构上，但此处牛腿受力较小，且其水平杆与已浇筑的下横梁实体结构相连，加强了牛腿的稳定性。

模拟实际施工工况对支架结构进行全面验算，确保结构承载力、刚度满足要求。对支架结构按最不利工况进行预压，以此检验支架结构安全性。

2.3 预应力张拉及压浆

下横梁预应力为钢绞线体系，采用19-φ15.2mm高强度低松弛钢绞线，fpk＝1860MPa，共设置56束；预应力孔道采用塑料波纹管；锚具均采用成品锚具及其配套设备（I类优质锚具），并采用深埋锚工艺。下横梁预应力布置见下图。

横梁预应力均采用两端张拉，要求混凝土强度和弹性模量达到设计值的90%、龄期不少于7d后方可张拉。预应力钢绞线张拉控制应力1395MPa，张拉控制力根据锚具厂家提供的锚口损失系数（或现场测定结果）进行计算。采用张拉力与伸长量双控，以张拉力控制为主，伸长量允许误差为-2%～+6%。

π梁配置有纵桥向和横桥向预应力，预应力筋采用φs15.2mm高强度低松弛钢绞线和JL32精轧螺纹钢筋。纵向预应力共62束，其中钢绞线共30束、螺纹钢筋共32根（16根T06为通过束，待1#节段浇筑完成后张拉）；横桥向预应力设置于横隔板内，均采钢绞线，单个横隔板共3束。钢绞线预应力孔道采用塑料波纹管，精轧螺纹预应力孔道采用钢管。π梁预应力布置见下图。

3 结语

通过对高岭头水库特大桥主塔0#块关键施工技术的研究，确定了高空0#块支架的搭设方案和混凝土施工方案。对于主塔下塔柱和中塔柱施工过程中，分别设置2道临时对拉结构和3道临时对顶横撑结构，以确保0#块安全施工。通过本文的研究，确保了该工程的顺利施工，同时，为类似工程的建设提供参考依据。