斜拉橋施工控制技術(shù)特點(diǎn)研究

黃躍江

（中交一公局西北工程有限公司，西安710000）

1 引言

斜拉橋主要由索塔、斜拉索以及主梁3 部分組成，是一種組合體系的橋梁。斜拉橋在運(yùn)用過(guò)程中，其受力形式較為復(fù)雜。其中斜拉索的作用在于減小主梁的跨徑，減小主梁內(nèi)的彎矩，進(jìn)而縮小梁體的尺寸，增強(qiáng)斜拉橋的跨度。主梁主要承受彎矩以及軸向力[1]。也就是說(shuō)，主塔承受著壓力，而斜拉索則承受著拉力。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，斜拉橋以自身跨越能力強(qiáng)、外形美觀等優(yōu)勢(shì)被廣泛地運(yùn)用在大跨度橋梁的修建中，滿足了人們的出行要求，推動(dòng)著我國(guó)公路交通事業(yè)的快速發(fā)展。

2 工程概況

隨著我國(guó)公路基礎(chǔ)建設(shè)的不斷完善，越來(lái)越多的橋梁工程被建設(shè)。通過(guò)分析整理大量的資料，本文總結(jié)了目前橋梁工程施工的關(guān)鍵技術(shù)，以期推動(dòng)我國(guó)橋梁工程的建設(shè)[2]。本文就是以國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程為例，研究了斜拉橋施工控制技術(shù)特點(diǎn)。

國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程，線路長(zhǎng)4.45km，合同額為7.306 億元。在該工程中，其主要包含著諸多施工工程，即基防護(hù)排水工程、房建工程、交通工程及沿線設(shè)施，同時(shí)還有路面工程、橋涵工程、綠化工程、機(jī)電工程等工程內(nèi)容。在該工程中，橋梁長(zhǎng)度約為1660.4m，橋體有東引橋、西引橋和主橋組成，每部分的施工技術(shù)不同，即東引橋?yàn)檠b配式預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁橋，采用原位預(yù)制及架設(shè)，長(zhǎng)度約為2×（3×40m）+1×（4×42.5m）；西引橋?yàn)殡p幅預(yù)應(yīng)力混凝土變截面轉(zhuǎn)體連續(xù)箱梁橋，采用液壓爬模系統(tǒng)施工工藝，鋼梁采用散件拼裝，斜拉索采用鋼絞線單根穿索張拉工藝，長(zhǎng)度約為50m+85m+50m；主橋?yàn)槿珉p塔雙索面鋼-混結(jié)合梁斜拉橋，采用一墩雙T 不平衡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體施工，長(zhǎng)度約為245m+565m+245m。

3 斜拉橋結(jié)構(gòu)分析法

在斜拉橋修建中，要注重有限單元分析法的有效運(yùn)用，該種分析方法，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為若干單元，且單元與單元之間通過(guò)節(jié)點(diǎn)相連接，通過(guò)計(jì)算單元位移量，將單元內(nèi)力加以計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)斜拉橋結(jié)構(gòu)的計(jì)算。

首先，建立模型。橋梁結(jié)構(gòu)模型的建設(shè)影響著斜拉橋的分析計(jì)算結(jié)果，要模擬斜拉橋的各個(gè)構(gòu)件，其會(huì)受到實(shí)際結(jié)構(gòu)約束條件的影響。在模型建設(shè)過(guò)程中，可以按照橋梁實(shí)際的施工順序激化模型相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)斜拉橋施工過(guò)程的有效模擬[3]。

其次，位移模式的選擇。通過(guò)節(jié)點(diǎn)位移表征單元位移及應(yīng)力，對(duì)單元位移分布做出相應(yīng)的假設(shè)。同時(shí)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)位移導(dǎo)出關(guān)系式計(jì)算出單位節(jié)點(diǎn)位移。

4 施工控制技術(shù)運(yùn)用分析

4.1 承臺(tái)干封底施工技術(shù)

在國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程的斜拉橋施工過(guò)程中，注重承臺(tái)干封底施工技術(shù)的運(yùn)用，其基坑干封底主要采用井點(diǎn)降水、自制抽砂船等施工作業(yè)完成。其中，11#索塔位于黃河河道之中，12#索塔位于黃河漫灘之上，地下水距離原地面約為2m。環(huán)境因素給工程項(xiàng)目的施工帶來(lái)了一定的難處。若是采用傳統(tǒng)的施工工藝，即鋼板樁支護(hù)、水下吸泥抽砂開(kāi)挖等技術(shù)，同時(shí)還包含著水下封底、分次施工承臺(tái)等傳統(tǒng)施工技術(shù)，會(huì)導(dǎo)致施工項(xiàng)目水下封底時(shí)，無(wú)法保障封底質(zhì)量，且施工的周期長(zhǎng)，難以控制封底混凝土頂面平整度。通過(guò)對(duì)鋼圍堰支護(hù)結(jié)構(gòu)的認(rèn)真分析，找出了對(duì)鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生巨大影響的因素為水壓力，為了解決水壓力帶來(lái)的影響，采取降低地下水位，將水下施工轉(zhuǎn)變?yōu)楦墒┕?，從而提高施工質(zhì)量，確保工程施工進(jìn)度[4]。

具體操作方法：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在承臺(tái)的四周設(shè)置井點(diǎn)降水，其中，11#承臺(tái)四周設(shè)置48 個(gè)降水井，降低地下水位，減輕水壓力對(duì)鋼板樁的影響，同時(shí)為了加快施工進(jìn)度，可采取抽砂船和長(zhǎng)臂挖機(jī)共同開(kāi)挖的方式進(jìn)行作業(yè)，封底混凝土的質(zhì)量得以保障。12#承臺(tái)四周設(shè)置28 個(gè)降水井，實(shí)現(xiàn)地下水位降至承臺(tái)封底混凝土以下，且對(duì)基坑實(shí)施干開(kāi)挖和干封底施工作業(yè)。

4.2 液壓爬升模板技術(shù)

在斜拉橋中，要注重主塔的施工情況，本工程采用液壓爬升模板技術(shù)完成塔柱的修建。國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程的塔柱高度為171.3m，為了保障新澆混凝土底口質(zhì)量，其標(biāo)準(zhǔn)層垂直高度為6m，模板配置高度6.15m，模板下包100mm。塔柱內(nèi)膜施工為平臺(tái)工地資本，外模架體的施工工藝可采用HCB-100 型液壓獨(dú)立桁架式自爬模。利用可調(diào)節(jié)井筒提升平臺(tái)式作為中上塔柱的施工工藝，有效地保障了工程施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。同時(shí)，塔柱的內(nèi)外模選擇木工字梁體系模板，進(jìn)口維薩板作為面板，21mm 國(guó)產(chǎn)板作為塔柱內(nèi)模面板，周轉(zhuǎn)次數(shù)在20 次以上。選擇21mm 厚的WISA-Form Birch作為塔柱外模面板，周轉(zhuǎn)次數(shù)在50 次以上。

4.3 索結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)

在國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程中，公路大橋斜拉索主要采用環(huán)氧涂層鋼絞線。在主梁上固定斜拉索的方法為錨拉板構(gòu)造錨固；在索塔上固定斜拉索的方法為鋼錨梁構(gòu)造錨固。將所有斜拉索的張拉端設(shè)置在索塔端。其中，針對(duì)斜拉索的有效防護(hù)應(yīng)采用內(nèi)層為黑色，外層為白色的雙層同步熱擠圓形截面的雙層HDPE 管[5]。

4.4 不均勻收縮裂縫的控制

在國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程中，要注重塔座與承臺(tái)分層、塔柱與塔座分層之間質(zhì)量通病的解決，修建施工過(guò)程中，采用分次澆筑措施加以避免。即主塔塔座與承臺(tái)之間同步施工、主塔與塔座同步施工，有效提升施工質(zhì)量，確保工程在確定的竣工時(shí)間內(nèi)順利完成[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，斜拉橋是受力十分復(fù)雜的一種橋梁結(jié)構(gòu)，在其施工過(guò)程中，要注重斜拉索、主梁、索塔3 部分的有效施工?？刹捎糜邢拊治龇▽?duì)斜拉橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，確定斜拉橋的施工方案。在具體的施工中，采用相應(yīng)的措施予以施工，即承臺(tái)干封底施工技術(shù)、液壓爬升模板技術(shù)、索結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)以及不均勻收縮裂縫的控制等施工工藝。本文以國(guó)道108 線禹門口黃河大橋及引道工程中斜拉橋的施工為例，對(duì)施工控制情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，結(jié)合工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工需要，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)斜拉橋施工方案的優(yōu)化，有效控制工程的施工質(zhì)量。