京杭大橋主橋施工技術(shù)探究

陳曉，覃巍巍，宋強(qiáng)，鄒全（柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司，廣西柳州，545006）

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京杭大橋主橋施工技術(shù)探究

陳曉，覃巍巍，宋強(qiáng)，鄒全
（柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司，廣西柳州，545006）

矮塔斜拉橋是兩端承受拉力的斜拉索作為主要結(jié)構(gòu)的橋梁形式。本文結(jié)合京杭大橋雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘埃槍χ鳂虻氖┕すに?，介紹了矮塔斜拉橋主橋在施工過程中的施工流程，梳理了主橋施工中關(guān)鍵步驟；重點(diǎn)闡述了主塔斜拉索掛索的具體施工流程和施工關(guān)鍵技術(shù)；最后論述了施工特點(diǎn)及斜拉索施工技術(shù)的優(yōu)勢。為今后該技術(shù)推廣應(yīng)用以及同類型橋梁施工提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn)。

矮塔斜拉橋；總體施工工藝；主塔施工；掛索工藝

引言

在橋梁技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展中，伴隨著建橋工程的實(shí)施，對100m～200m跨度的橋梁采用介于預(yù)應(yīng)力箱梁橋和一般斜拉橋之間橋梁形式比較合適，從而導(dǎo)入了兼有梁橋和斜拉橋優(yōu)點(diǎn)的矮塔斜拉橋形式，該橋型既有連續(xù)梁橋的剛度，又有斜拉橋的柔性美，其技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)是:塔矮、梁剛、索集中［1，2］。該橋型需將斜拉索貫穿橋塔頂端索鞍，拉索兩頭分別錨固在主梁兩端，如何精確進(jìn)行斜拉索的施工安裝是該橋在施工中關(guān)鍵技術(shù)。本文針對京杭大橋?yàn)檠芯勘尘?，針對該橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對主塔施工、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁懸臂現(xiàn)澆施工及斜拉索施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合分析，結(jié)合塔、梁、索的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)探討矮塔斜拉橋的合理施工方法［3，4］，本文為該類橋型的施工提供參考。

1　工程概況

矮塔斜拉橋是近十多年來出現(xiàn)的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)形式。這種橋型是介于常規(guī)斜拉橋與梁橋之間的一種組合體式橋梁，京杭大橋?yàn)榘崩瓨?，橋跨布置?00+175+100m，橋?qū)?8m，橋梁全長1207.53m。斜拉索錨固點(diǎn)布置在箱梁中室內(nèi)，對稱布置。主橋?yàn)殡p塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋，采用塔梁固結(jié)、塔墩分離的體系，墩頂設(shè)支座。主塔高32m，為混凝土獨(dú)柱實(shí)心矩形截面，順橋向長4m，橫橋向?qū)?.5m。設(shè)分絲管式鞍座；斜拉索為14對28根單索面斜拉索，每根索由37根Φ15鋼絞線，外包單層PE，整索外包HDPE套管［5］。

2　總體施工工藝

根據(jù)京杭大橋的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，主梁、斜拉索和主塔采用施工步驟如圖1所示，其具體步驟為：

（1）主梁擬采用0#塊、邊跨23#塊采用支架現(xiàn)澆施工，1#～21#塊采用掛籃施工，斜拉索掛索前先把掛籃向前跑，后掛斜拉索；掛籃采用后支點(diǎn)掛籃，每付設(shè)四片桁架；

（2）斜拉索采用單根走絲、分次張拉調(diào)整至設(shè)計索力后，按設(shè)計要求進(jìn)行后期錨索；

（3）主塔采用施工翻模法施工，每次澆筑4m高，塔吊配合腳手架逐漸上翻，在分絲管處適當(dāng)調(diào)整分節(jié)位置，確保施工質(zhì)量［1］。

圖1　主塔施工步驟圖

3　主橋主塔施工

主塔模板采用四塊組成，分塊吊裝，現(xiàn)場拼裝成型。每節(jié)模板由兩塊2m高模板按平口縫拼接，每個主塔進(jìn)場6m高模板。第一次支立4m高；第二次拆除最下面2m高模板、接在第一次余下模板上，另外拼接2m高模板，形成4m高；第三次拆除下面4m高模板，接在第二次澆筑上，形成4m高，余次類推。

為滿足塔柱鋼筋和分絲管定位的需要，同時方便測量放樣，塔柱施工時設(shè)置勁性骨架。主筋采用套筒擠壓連接接頭連接，用勁性骨架輔助定位。索鞍區(qū)施工，安裝加工好的索鞍時，在鋼筋骨架上對勁性骨架進(jìn)行固定，確保索鞍準(zhǔn)確就位。混凝土澆筑時，加強(qiáng)振搗，確保分絲器下混凝土密實(shí)且不移位。

4　主塔掛索施工

主塔掛索施工工藝流程如下：錨具調(diào)整→鋼絞線下料、編索→HDPE套管焊接、穿管→牽引、掛索→緊索→整索張拉→調(diào)索→安裝減振器、索夾等附屬裝置→安裝防護(hù)裝置→防護(hù)、錨固→檢查、成索［2］。

4.1下料

根據(jù)施工設(shè)計尺寸按下列方法確定斜拉索長度：

下料長度計算：L=L0+2L1+2A1+L3+L4+10cm

式中：

L——下料長度（cm）

L0——邊、中跨錨固端墊板底面之間中心線弧長（cm）

L1——錨固端張拉工作長度（cm）

A1——錨固端錨具長度（cm）

L3——有圓管限制的垂度影響長度（cm）

L4——塔梁施工誤差影響長度（cm）

錨固端及鞍座抗滑處理PE層剝除長度如下：

錨固端：L固=L1+A1+ΔL-L5+10cm

式中：

ΔL——該索張拉后伸長量（cm）

L5——鋼絞線PE層進(jìn)入錨具內(nèi)長度（cm）

鞍座抗滑處理PE層剝除長度滿足錨固要求即可。

4.2HDPE套管焊接

按HDPE套管設(shè)計長度每端加5cm下料、焊接，每索兩根。先穿一根于拉索上，另一根穿好牽引鋼絲繩，在掛索時牽引斜拉索穿入。HDPE套管采用發(fā)熱式專用工具對接，在壓力作用下用平行機(jī)動旋刀兩管材被焊面，確保兩個端面相互接觸時滿足規(guī)范要求。

4.3施工平臺建設(shè)

施工中建立兩處施工平臺。一處利用塔身施工時的支架，在主塔兩側(cè)每束索距鞍座端中心低1m處，用木材料和鋼管、扣件、鉛絲組成帶1.5m高欄桿的施工平臺，施工平臺加掛安全網(wǎng)、防墜網(wǎng)；另一處設(shè)置在主梁中室斜拉索錨固端，利用已完成主梁段、掛籃模板等構(gòu)成，擬安裝液壓升降平臺，方便掛索、張拉作業(yè)［3］。

4.4錨固端錨具安裝

梁內(nèi)錨固端錨具安裝吊裝采用吊裝帶等專用工具。安裝錨具前，按設(shè)計位置，對每一錨孔進(jìn)行編號，并醒目標(biāo)示。安裝錨具時，分絲管、錨具相應(yīng)孔號位置對應(yīng)，不得扭轉(zhuǎn)，同時，使壓漿孔在下、排氣孔在上。

4.5斜拉索掛索

將卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩繞過保護(hù)管旁的轉(zhuǎn)向滑輪，與穿索板兩端用卸扣連接，穿入HDPE管內(nèi)，使其成為閉環(huán)回路，通過控制卷揚(yáng)機(jī)正反循環(huán)轉(zhuǎn)動，牽引鋼絲繩及穿索板上下行，牽引兩側(cè)鋼絞線向主梁錨孔行進(jìn)并就位。

人工放鋼絞線并把端部裝入固定在牽引鋼絲繩的專用夾具上，上行至分絲管處，穿入對應(yīng)分絲管并推至另一側(cè)，裝上相應(yīng)附件后，裝上另一側(cè)的穿索板，拆除本側(cè)牽引，經(jīng)另一臺卷揚(yáng)機(jī)牽引至梁上錨索護(hù)管處，拆除牽引，人工穿入錨具內(nèi)，計算長度，砂輪切割機(jī)切斷PE鋼絞線，剝斷端部PE，裝入錨具，進(jìn)行初張拉［4］。預(yù)緊索采用單束頂兩端逐根對稱進(jìn)行張拉。為使斜拉中每根索力均勻，采用等值法進(jìn)行張拉，即每根鋼絞線的拉力以控制壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)，傳感器讀數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

4.6整索張拉

整索張拉采用450T穿心式油頂及其配套油泵進(jìn)行張拉。張拉時，借助輔助工具安裝撐腳、油頂、油泵、工具錨，確保工具錨、油頂、斜拉索三個力心重合。張拉時，根據(jù)監(jiān)控單位提供的數(shù)據(jù)，一次張拉索力到位，一般不進(jìn)行二次索力調(diào)整［5］。

5　結(jié)束語

在京杭大橋主橋施工實(shí)踐證明：主塔施工和掛索施工工藝的關(guān)鍵工序均經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)際施工驗(yàn)證，其工藝合理，安全可靠，可操作性強(qiáng)，即保證安裝精度，提又高施工效率。主體結(jié)構(gòu)完工后其質(zhì)量檢測各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計要求和施工規(guī)范，其施工工藝方法為同類型橋梁的建設(shè)提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

［1］李曉磊，趙艷 .淮安通甫路大運(yùn)河橋斜拉索施工技術(shù) ［J］. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2012，92（3）:35-39.

［2］李文獻(xiàn)，徐棟，肖軍，等.拉薩市納金大橋橋塔節(jié)段尺寸模型試驗(yàn)研究［J］. 世界橋梁，2012，40（5）:63-68.

［3］李文獻(xiàn)，宋強(qiáng)等. 矮塔斜拉橋中交叉抗滑鍵的研究及應(yīng)用［J］.橋梁建設(shè)，2012，42（6）:92-96.

［4］閆云友，龐維林等. OVM250平行鋼絞線拉索單根換索試驗(yàn)研究［J］. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2005，52（5）:9-23.

［5］葉生.談某斜拉橋環(huán)氧涂層鋼絞線斜拉索施工工藝［J］. 山西建筑，2009，35（5）:310-311.

Construction Technology of Beijing - Hangzhou Bridge

Xiao Chen， Weiwei Qin， Qiang Song， Quan Zou
（LIU ZHOU OVM MACHINERY CO.， LTD， Liuzhou， Guangxi， 545006， China）

Extradossed Bridge is subjected to tension at both ends as the main cable-stayed bridge to withstand built form， this paper towers Prestressed Concrete Bridge over Beijing - Hangzhou Extradossed Bridge engineering background， from the construction of the main bridge technological aspects briefly Extradossed Bridge of main bridge in the construction process of the construction process， the main bridge construction details of key construction steps， focusing on the specific construction process and construction of key technologies main tower cable-stayed hanging cord， Finally， it discusses the construction characteristics Extradossed Bridge main cable-stayed bridge construction and advantages of technology， obtained the technology can be generalized conclusions for the future of the same type of bridge construction to provide a reference and experience.

Extradossed Bridge； Overall Construction Technology； Tower Construction； Hang Cable Technology

E-mail: 342596579@qq.com

U448.27；U445

A

2095-8412 （2016） 03-344-04

陳曉（1984-），男，助理工程師，工學(xué)學(xué)士。研究方向：橋梁拉索施工研究。