斜拉桥锚固体系的施工技术分析

李 曼

（山西路桥第五工程有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

大跨径斜拉桥大多跨越大江大河，河道具有先天的运输条件，整节段主梁通过河道运输即可在河道正上方吊装，而跨越峡谷地带的斜拉桥，主塔一般靠近峭壁悬崖，钢梁整节段运输困难，塔区作业场地有限，起重设备无作业空间，整节段吊装实施困难。因此，如何完成沟壑峡谷地带主梁悬拼施工，尤其是安全、高质量地完成塔区0#、1#块钢梁吊装，是加快主梁悬拼施工进度的关键环节[1]。

1 技术流程分析

1.1 0#块的施工流程

墩旁托架安装→1#桥面吊机安装→塔区0#、1#梁段安装→边跨2#桥面吊机安装→斜拉索张拉→临时锚固施工→通过在主塔两侧搭设墩旁托架，利用施工塔吊将1#桥面吊机安装在墩旁托架一侧→再利用桥面吊机进行主梁0#块吊装→0#块施工完成后将桥面吊机走行至0#块[2]。

1.2 1#块的施工流程

利用桥面吊机安装主梁1#块→大小里程侧1#块安装完毕→将桥面吊机走行至小里程侧1#块→在另一侧安装2#桥面吊机→完成斜拉索二次张拉及0#块、1#块临时锚固同时做好下一梁段安装准备[3]。

2 技术先进性分析

（1）该技术中支撑桥面吊机和钢梁的墩旁托架结构为倒三角形设置，受力杆件和连接杆件均为螺旋钢管，利用承台基础刚性支撑，不受地形限制，无需进行预压，可以很好地适应斜拉桥主梁0#、1#块施工因非对称吊装产生的不平衡荷载，受力明确、稳定性好。

（2）墩旁托架一侧设置分配梁体系支撑座，托架体系不但可以支撑梁的非对称荷载，而且可利用托架体系设置支撑座实现桥面吊机桥位处拼装，桥面吊机安装一步到位，巧妙地实现了桥面吊机拼装后直接进行梁段吊装作业，为塔区梁段设备拼装和钢梁散拼工艺提供了思路。

（3）创新使用了三向临时锚固体系，解决了主梁悬拼过程中塔梁固结难题，在保证主梁悬拼全过程施工安全的情况下可抵抗最大悬臂拼装状态下的最不利荷载。见图1。

3 施工实例分析

某施工总承包项目合同总工期30 个月，桥梁计划开工日期2022 年5 月1 日，计划完工日期2023 年12 月30 日，计划工期20 个月。桥梁总长2 149 m（2 000 ≤l<3 000，属于大型项目）。见表1。

表1 项目工期计划表

3.1 项目自然条件、施工环境、临建工程

3.1.1 地形地貌、地质条件、水文气象

（1）地形地貌、地质条件。该项目位于临汾市浮山县境内，起点位于浮山县张庄乡柏村，途经聚粮村、金塔村、东鲁村、中村、卫家河、盖家坡、西佐村、西韩村、南韩村、辛城村等自然村。项目地处汾河冲积平原以东，太岳山以西的中间过渡区，沿线地貌复杂多变，黄土塬、黄土梁峁和黄土沟谷发育，各种地貌形态纵横交错，地形起伏变化较大，且较为破碎，地势东高西低，最大沟深70 m。

（2）水文气象。年平均气温10.3 ℃左右，年均降水量494.2 mm，降水量主要集中在七、八、九三个月。

3.1.2 交通、通讯、水电情况

（1）交通。项目起点距G241 国道约2 km 外部交通可利用G241 国道和S230 省道，主材运输较为便利。该标段全线地形起伏变化大，垂直落差大，沟壑纵横，没有能够进入施工现场的便道，需修建主便道、支便道。便道与主线结构物最高高差在70 m 左右，需满足大型桩基施工机械进场和远距离跨大桥深沟利用土方，便道施工难度大、要求高；另外临时占地多数位于基本农田，永久征地手续未办理的情况下，临时占地手续办理困难，前期无法进行便道施工。

（2）通讯。项目施工主线范围无通信讯号，根据需要建立网络信息系统，配备相关管理人员及相应的硬件、软件系统，项目部及混凝土拌和站需架设安装10 M 光纤专线；按照集团要求建立关键工程远程监控系统，并设专人负责管理（拌和站监控设备11 台，前河大桥钢筋加工厂监控2 台，标准化钢筋加工场监控设备4 台，预制梁场监控设备4 台，前河大桥监控2 台，盖家坡大桥监控1 台，西葫芦大桥监控1 台，洞子沟大桥1 台，河沟大桥1 台，深挖路堑K6+820 设置1 台）。

（3）水、电。经沿线勘察及走访周边村民，项目所在地水资源比较匮乏，多采用机井取用水，无可供生产生活的水源，通过多方调研比选，该项目的用水计划是拌和站打井一处，其他用水由项目自行采购解决生产及生活用水。根据合同段主要结构物分布及工程量核算，项目总用电负荷约为2 635 kVA，混凝土拌和站可利用附近原有1 台500 kVA 的变压器，沿线大桥及临时厂站需新建9 台变压器。见表2。

表2 电力计划表

（4）临建工程计划。本着方便实用、少占少拆、能租不建、经济合理的原则，根据路线走向、地形地貌、交通条件、构造物分布情况等因素，“一室两区三厂”总体部署如下：项目驻地租用原山西利晨生物科技办公楼，工地试验室在项目驻地院内自建彩钢房（环保阻燃材料），设在浮山连接线LK0+700 处，距离浮山北互通起点600 m，距离路线终点10 km；混凝土拌和站自建1处，位于LK0+500 左侧租用原浮山县面粉厂工业用地；预制梁厂1 个，位于主线K3+700~K4+500 成型路基范围；钢筋加工配送中心1 个，位于浮山北互通连接线起点LK0+000 左侧临汾威盛达物流有限公司现有厂房；该项目预制构件约10 000 m3，计划从二分部小型构件预制厂定制，运距约30 km。项目红线范围内永久性用地手续、项目临时电力设施安装询价已完成，从施工便道及临建场站图纸可知，原设计施工便道纵坡较大，尤其是支便道在15%~30%之间，部分便道转弯半径过小，最小半径为15 m，不能满足混凝土罐车、吊车、运输钢筋笼板车、洒水车等车辆安全行驶的要求，目前正在进行施工便道设计优化。施工便道及临建场站正在进行临时占地勘测定界、签订占地协议。

（5）取、弃土场。进场后依据送审稿图纸，对弃土场分布情况进行现场调查，设计给定的两座弃土场可满足弃土需要。后续根据临浮高速公司及当地政府统筹规划及工程施工进展、弃土便道、运距等情况再优化调整弃土场。见表3。

表3 取、弃土场计划表

3.2 混凝土拌和站配置分析

该项目设置混凝土拌和站1 处，配置2 台120 型拌和楼，计划生产混凝土200 000 m3，按照日产能80%，日工作10 小时计算，每日混凝土拌和楼最大产量为120×2×80%×10=1 680 m3；该项目计划生产200 000 m3混凝土，有效工期26 个月，一般施工月份（3、4、5、6、10、11 月）施工有效天数为25 d，雨季施工月份（7、8、9 月份）考虑12~13 d 的降雨及不利因素影响，施工有效天数按18 d 计，冬季施工月份（1、2、12 月份）考虑15 d 的低温、降雪等不利因素影响，施工有效天数按15 d 计，平均每天生产混凝土365 m3，高峰期日产混凝土系数按3倍计算，每日需混凝土1 095 m3；水泥及粉煤灰存储量、混凝土生产量可满足桥梁施工进展最大需求混凝土量，配置比较合理。该项目拌和站选择线在起点浮山北互通连接线处，距离前河大桥（桥长608 m）和盖家坡大桥（桥长488 m）距离较近，其余五座桥（桥长共1 053 m）通过G241 国道和S230 省道进入施工便道。该拌和站临时占地优先利用旧彩钢棚、活动房，不足部分新购置，料仓面积5 250 m2，拌和站场地硬化采用20 cm 厚尾矿料垫层+10 cm 厚C15 混凝土面层。估算费用318 万元。

3.3 施工技术分析

3.3.1 墩旁托架安装

（1）承台施工阶段，在承台、塔座顶部预埋钢管立柱预埋件，塔柱施工过程中预埋扶墙预埋件及牛腿预埋件，预埋件采用钢板加锚筋的结构形式，横梁施工时预留对拉孔道。

（2）采用螺栓法兰盘及竖向劲板方式接长钢管立柱，平联与钢管立柱采用焊接，扶墙与塔柱预埋钢板采用焊接，焊高不小于材料厚度。钢管立柱每节安装完成后及时进行平联施工，待平联施工完成后再进行下一节钢管立柱的拼接，以增加支架整体稳定性。

（3）分配梁分为A、B、C、D、E、F，均采用HN900 工字钢（可根据实际情况调整型号），结构形式为分配梁A 支撑在两侧钢管立柱顶纵桥向布置，分配梁B支撑在A 上横桥向布置，分配梁C、D、E、F 组成框架形式支撑桥面吊机底盘，通过钢管柱头支撑在分配梁B 上。

3.3.2 1#桥面吊机安装

安装前准备工作→在主塔墩旁托架上对应位置安装桥面吊机临时支撑→采用塔吊将轨道吊至划线位置并同横梁锚固→底盘安装→转台结构安装→转台液压系统，回转机构、电气系统、三角架安装→电气系统调试→吊臂拼装→吊钩、起升钢丝绳安装→试验取证。

3.3.3 大小里程侧1#块安装

此时1#桥面吊机占位0#节段，依次吊装边跨、中跨1#梁段边主梁、横梁、小纵梁；安装1#斜拉索并完成一张，吊装边跨、中跨1#梁段桥面板，1#桥面吊机行走至中跨侧进行锚固。

3.3.4 边跨2#桥面吊机安装

待中跨、边跨1#梁段桥面板安装完成后，1#吊机走行至中跨1#梁段站位并锚固，利用塔吊将2#吊机所有构件提升至桥面后，利用第一台桥面吊机和塔吊配合完成2#桥面吊机的安装工作。2#桥面吊机安装完成后，1#号段斜拉索二次张拉。

3.3.5 安装纵向临时锚固

0#块、1#块安装完毕，两台桥面吊机站位锚固，斜拉索完成二次张拉后，在1#块上安装纵向临时锚固。临时锚固利用阻尼器底座连接件，通过设置拉压杆，实现主梁的纵向限制。耳板与连接座采用销轴连接，销轴直径应略小耳板孔洞，直径差控制在5 mm 以内。

4 结论

综上所述，得出以下两点结论：

（1）墩旁托架结构为倒三角形设置，利用承台基础刚性支撑，不受地形限制，无需进行预压，解决施工因非对称吊装产生的不平衡荷载，稳定性好。

（2）利用托架体系实现桥面吊机桥位处拼装及吊机拼装后直接进行梁段吊装作业，为塔区梁段设备拼装和钢梁散拼工艺提供了思路。