王家河特大橋高墩多跨矮塔斜拉橋施工關(guān)鍵技術(shù)研究

于崢

(中鐵建大橋工程局集團(tuán)第三工程有限公司, 遼寧 沈陽 110000)

隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展，對不同基本橋型相互組合成為組合橋梁體系，已經(jīng)成為橋梁設(shè)計和施工的一個主要趨勢。組合體系橋梁極大地豐富了橋梁造型。其中，高墩多跨矮塔斜拉橋是一種較為常用的組合結(jié)構(gòu)體系，它具有力學(xué)性能優(yōu)良、造價經(jīng)濟(jì)且兼具美學(xué)效果的優(yōu)點，近年來在中國工程項目中得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于高墩多跨矮塔斜拉橋設(shè)計一般較為復(fù)雜，造成了施工過程困難重重，需要解決的施工問題也較多。這就需要施工方開展施工技術(shù)公關(guān)，及時解決高墩多跨矮塔斜拉橋施工過程中的難題，確保施工過程的安全有序進(jìn)行。該文以陜西省合(陽縣)銅(川市)高速公路王家河特大橋的施工過程為背景，對其在異形漸變薄壁空心墩、大體量0#塊以及變截面索塔施工過程中所遇到的施工問題及其解決方案進(jìn)行介紹。

1 工程概況

王家河特大橋為合銅高速公路控制性工程，位于陜西省銅川市王益區(qū)王家河鄉(xiāng)王家河新村北。王家河大橋起止里程為K150+440.456～K152+455.285，橋梁全長2 015 m，橋面全寬29.5 m，左右線寬度均為13 m。全橋共有樁基319 m、承臺37個、墩柱46個、蓋梁32個、預(yù)制梁192片，主橋橋梁中心線處橋跨布置為(125+4×230+125) m，全長1 170 m，采用五塔六跨預(yù)應(yīng)力混凝土高墩多跨矮塔斜拉橋，塔墩梁固結(jié)剛構(gòu)體系，大橋的主橋立面圖如圖1所示。

圖1 王家河特大橋主橋立面圖(單位:cm)

橋梁主墩采用雙薄壁空心墩，整體成八邊形，雙肢間距為2 m，主墩墩高分別為114、144、142、140、120 m。單肢橋墩采用單箱雙室變寬截面，橫橋向墩頂寬15.5 m，坡率為2∶100，縱橋向墩頂寬4 m，坡率為1∶100；雙薄壁截面四周設(shè)置275 cm×150 cm大倒角，形成八邊形形狀?？招亩諜M橋向壁厚0.7 m，縱橋向邊壁厚為0.9 m，中間壁厚為0.6 m，墩頂、墩底均設(shè)2.0 m厚實心段，再分別設(shè)置5 m變厚段過渡。

主梁0#塊為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用大懸臂變高度單箱三室斜腹板截面。箱梁頂板寬29.5 m，兩側(cè)懸臂板長4.5 m，懸臂板端部厚0.2 m，根部厚0.8 m，腹板斜率為1∶2.998。橋面設(shè)2%的雙向橫坡，0#塊梁高8.5 m。0#塊中室、邊室頂板厚度分別為93、65 cm；底板厚度為150 cm。0#塊邊腹板1.2 m厚，中腹板1.1 m厚。中室橫隔梁由于塔墩梁傳力需要，厚10 m，兩邊室設(shè)置4 道厚0.9 m 橫隔板，斜拉索主梁錨固點橫隔板中室厚0.5 m，邊室厚0.3 m。

主塔與主梁為固結(jié)，橋面以上塔高36 m。塔柱采用實體截面，縱橋向塔柱橋面以上12 m 范圍為漸變段，寬度由6 m 直線變化至9 m，斜率為1∶8，上塔柱為等截面，寬度為6 m。橫橋向尺寸為3.5 m。從美觀上考慮，主塔4個角設(shè)置120 cm×40 cm 倒角，橫橋向設(shè)20 cm深凹槽。

2 工程施工過程中的重難點分析

王家河特大橋由于設(shè)計復(fù)雜，施工環(huán)境較為惡劣，施工條件較差，造成了施工過程中需要解決的問題較多，總結(jié)王家河特大橋施工過程中的重難點如下：

(1) 大橋結(jié)構(gòu)總體布置極為復(fù)雜，高墩多塔多跨矮塔斜拉橋規(guī)模較大。

(2) 大橋合龍段施工難度大且為多跨合龍。

(3) 主墩為異形漸變空心薄壁高墩，與常規(guī)薄壁空心墩相比施工難度大。

(4) 橋梁位于平面圓曲線上，對于連續(xù)剛構(gòu)以及斜拉索施工難度大。

(5) 梁部施工平均作業(yè)高度離地面130 m，從包茂高速公路、王家河村上方跨越，高空作業(yè)無論對施工人員還是下方人員都存在較大風(fēng)險，并且人員及機(jī)械降效明顯，安全生產(chǎn)為該項目施工重點。

3 施工技術(shù)

3.1 主墩爬模施工

主墩采用液壓爬模施工，標(biāo)準(zhǔn)段每段施工高度6 m。主墩的爬模施工分為6個階段：(A)澆筑混凝土；(B)模板后移，安裝固定導(dǎo)軌的預(yù)埋件掛座；(C)通過液壓裝置提升導(dǎo)軌，拆除下部預(yù)埋件掛座；(D)通過液壓裝置提升架體，進(jìn)行鋼筋綁扎及板面裁切調(diào)整；(E)合模，連接對拉螺桿及陽角斜拉桿；(F)澆筑混凝土，進(jìn)入下一循環(huán)。原設(shè)計爬模采用每節(jié)段4.5 m高度進(jìn)行施工，以11#主墩為例按此施工墩柱節(jié)段劃分為2 m+5 m+28×4.5 m+4 m+5 m+2 m，共計33個節(jié)段。經(jīng)方案優(yōu)化調(diào)整為爬模每節(jié)段6 m高，同樣以11#主墩為例按此施工墩柱節(jié)段劃分為2 m+5 m+21×6 m+4 m+5 m+2 m，共計26個節(jié)段，可減少7個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工。按照每節(jié)段5 d共計節(jié)省工期35 d，爬模主要增加模板面板以及背楞，同時6 m鋼筋安裝需搭設(shè)勁性骨架，通過溝通同意將此部分勁性骨架工程量入圖。

在主墩的爬模施工過程中，模板截面將隨著主墩施工高度的增加而進(jìn)行裁剪。模板面板根據(jù)需要縮小的尺寸在現(xiàn)場標(biāo)識放樣，直接利用切割機(jī)現(xiàn)場切除，切割時要確保線形平直。為確保面板裁切后拼縫平順、棱角分明，拼縫需始終位于木工字梁豎肋范圍內(nèi)，模板后的豎肋需根據(jù)拼縫的變化適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)拼縫裁切至相鄰豎肋時，多余的豎肋直接撤出。隨著截面的縮小，為避免橫肋彼此間相互影響，需根據(jù)模板的裁切位置及尺寸相應(yīng)對雙I20鋼橫肋進(jìn)行切除。

3.2 主墩墩柱封頂段及墩梁結(jié)合部施工

在變截面混凝土內(nèi)預(yù)埋I20工字鋼做實心段底模支撐，橫橋向間距1.53 m布置4道，拆除墩柱內(nèi)模井筒平臺及模板，然后在I20工字鋼上面鋪設(shè)10 cm×10 cm方木，間距按20 cm布置，頂部滿鋪竹膠板作為底模。外模仍采用爬升作為墩頂實心段側(cè)模板。

王家河特大橋主橋為墩梁固結(jié)設(shè)計，其中，0#塊內(nèi)設(shè)計有豎向預(yù)應(yīng)力。為此，鋼筋需提前預(yù)埋進(jìn)墩身，伸入墩身長度10～11 m，總長度為15.98～19.73 m，共計104根。墩柱標(biāo)準(zhǔn)段高度為6 m，實心段高度為2 m，過渡段高度為5 m?；炷练侄挝恢貌灰穗x精軋螺紋鋼下部端頭過遠(yuǎn)，控制在2 m以內(nèi)，在精軋螺紋粗鋼筋直接和混凝土接觸部位，為了保證鋼筋長度，在允許范圍內(nèi)可以適當(dāng)降低本層混凝土澆筑標(biāo)高。精軋螺紋粗鋼筋底部懸空處用φ80 mm的鋼管固定，并與下錨墊板焊接，保證精軋螺紋粗鋼筋在波紋管中心，防止精軋螺紋粗鋼筋移動，鋼管下部用鋼筋做支撐，上部用定位鋼筋固定在鋼波紋管上，定位鋼筋與主筋焊接，沿高度方向每1 m設(shè)置一處。壓漿孔在鋼波紋管底端，為方便后期壓漿施工，使用PVC細(xì)管將壓漿孔引至梁頂，待張拉結(jié)束后進(jìn)行壓漿。

3.3 主梁0#塊施工

托架施工完成后進(jìn)行預(yù)壓，采用貝雷梁作為反力梁的形式進(jìn)行預(yù)壓。首先采用預(yù)埋的地腳螺栓將反力梁底座的H型鋼固定，在反力梁所在位置對H型鋼焊接肋板加強；之后吊裝單排雙層貝雷梁作為反力梁，在反力梁上方用2根I36工字鋼(中間鉆孔)與預(yù)埋的精軋螺紋鋼連接對反力梁進(jìn)行錨固，在反力梁下方用I36工字鋼并排焊接作為反力梁的分配梁，最后在反力梁與托架之間利用千斤頂進(jìn)行加載預(yù)壓。

托架預(yù)壓完成后安裝底模、側(cè)模，之后進(jìn)行鋼筋及混凝土施工。墩梁固結(jié)段鋼筋密布，主墩伸入0#塊的主筋分別與0#塊鋼筋有多處干擾。為避免這一問題，施工方通過開展細(xì)致的圖紙復(fù)核，對配筋沖突處與設(shè)計方進(jìn)行深入的溝通并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。由于0#塊高度為8.5 m，因此混凝土分為兩次澆筑，腹板第一次澆筑至3.9 m高度，澆筑分界線位于橫隔板人孔頂部與第4層橫向預(yù)應(yīng)力筋之間。同時為防止混凝土開裂，在混凝土中摻入聚丙烯纖維，摻入量為0.9 kg/m3。

3.4 主塔液壓爬模施工

主塔在掛籃施工至4#塊后進(jìn)行施工，采用液壓爬模施工，主塔內(nèi)設(shè)勁性骨架，用于鋼筋和索鞍定位。主塔高度為36 m，原方案采用翻模進(jìn)行施工，后經(jīng)方案優(yōu)化為采用改裝后主墩上的爬模作為主塔模板體系，減少主塔模板工程量。主塔的施工工藝包括勁性骨架的設(shè)計與安裝、索鞍定位和索鞍安裝3個主要步驟，具體過程如下：

(1) 勁性骨架的設(shè)計與安裝。勁性骨架作為鋼筋和斜拉索索鞍的承載結(jié)構(gòu)，其安裝過程可以分有索區(qū)安裝和無索區(qū)安裝兩部分。其中，無索區(qū)安裝是將整個勁性骨架進(jìn)行整體的吊裝和安裝。在將有索區(qū)勁性骨架轉(zhuǎn)運至橋上后，將索鞍臨時定位在已加工好的框架上，再將其整體吊裝到塔上安裝。待勁性骨架安裝完畢后，要進(jìn)行索鞍的精準(zhǔn)定位。在勁性骨架的鋼筋安裝施工過程中，為了確保鋼筋和索鞍安裝位置準(zhǔn)確，要采用勁性骨架對鋼筋骨架和索鞍進(jìn)行糾偏并固定。勁性骨架還用于模板的安裝施工過程中，即利用勁性骨架對模板位置進(jìn)行調(diào)整和固定。此外，勁性骨架對塔身整體偏位也能起到控制作用。

(2) 索鞍的定位。索鞍位于斜拉索兩端錨固于箱梁和主塔上，其主要由錨墊板和預(yù)埋管組成，因此索鞍定位時可以通過定位索鞍兩端中心以及箱梁(塔壁)外側(cè)索鞍出口底點、頂點的空間位置來確定。

(3) 索鞍的安裝。為了在加快索鞍施工進(jìn)度的同時確保施工精度，該項目采用將索鞍與勁性骨架一起整體安裝定位的施工方法。施工過程如下：① 先將索鞍粗定位在已加工好的勁性骨架框架上；② 將粗定位的索鞍和勁性骨架整體吊裝到主塔上并進(jìn)行安裝；③ 將勁性骨架安裝定位后進(jìn)行索鞍微調(diào)，以保證索鞍與勁性骨架的位置坐標(biāo)滿足規(guī)范和設(shè)計要求。

3.5 主梁懸澆施工

0#、1#塊梁段澆筑完成后，穿束張拉1#塊的縱向預(yù)應(yīng)力束，然后放松前后吊桿，并拆除后錨桿；鋪設(shè)軌道和安放主桁行走平滾；拆除主桁前、后鋼墊塊，同時調(diào)節(jié)反壓裝置，然后通過滑道前移掛籃進(jìn)入2#塊。

掛籃前移后，按上述工序和方法，使掛籃平穩(wěn)就位，同時，根據(jù)主橋軸線調(diào)整掛籃主桁的平面位置，并進(jìn)行抄平墊實。然后根據(jù)箱梁頂面設(shè)計標(biāo)高及施工預(yù)拱度，加上掛籃撓度推算出相應(yīng)的立模標(biāo)高，并以此通過掛籃前、后吊桿調(diào)整其底模前端的立模標(biāo)高。掛籃移動過程中，兩端掛籃不同步差不得大于半個該施工階段梁段長度。以后各塊件重復(fù)以上工序進(jìn)行施工。

外模是隨掛籃前移一起進(jìn)入下一塊件就位的，外模就位后應(yīng)主要根據(jù)設(shè)計斷面尺寸和標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。外模前端標(biāo)高通過水準(zhǔn)測量進(jìn)行調(diào)整，同時，用吊線檢查其垂直度及橫斷面尺寸，并及時調(diào)整、緊固模板底腳螺絲和橫向拉條螺絲，外模的后端用水平千斤頂緊固，使其已澆箱梁密貼、固定，防止漏漿影響工程的外觀質(zhì)量。

掛籃底模、外側(cè)模調(diào)整到位后，即可進(jìn)行底、腹板鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力管道安裝，鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道在加工場加工，運至現(xiàn)場綁扎安裝。施工方法和工藝同0#塊。

為便于梁塊連接鋼筋和波紋管的定位與固定，同時為便于模板的拆、立以及梁體斷面尺寸變化后的改制，梁塊端模采用分塊木模組拼而成，制作時應(yīng)根據(jù)箱梁端面鋼筋與波紋管的布置位置和直徑進(jìn)行精確放樣、打孔，以便于端模的現(xiàn)場安裝與定位。

內(nèi)模是在底板與腹板鋼筋綁扎、焊接完成后，利用滑行軌道拉出就位，然后根據(jù)頂板底模的立模標(biāo)高，通過滑行軌道的前、后吊桿進(jìn)行調(diào)整。內(nèi)模定位與調(diào)整是通過內(nèi)支撐及模板拉桿螺栓實現(xiàn)。

內(nèi)模施工完畢后，綁扎梁塊的頂板鋼筋，同時穿插安裝橫向預(yù)應(yīng)力束?？v向束的定位架間距按曲線段40 cm，直線段80 cm進(jìn)行布設(shè)，此時應(yīng)注意，豎向預(yù)應(yīng)力筋與波紋管在下端的密封(用膠布纏繞)，上端間距位置要準(zhǔn)確。其工藝及要求同0#塊。

梁塊混凝土澆筑順序按底板→腹板→頂板及翼緣板的次序澆筑，并由掛籃的前端向后依次澆筑，腹板混凝土澆筑時應(yīng)保持兩側(cè)平衡，混凝土高差不得大于50 cm。嚴(yán)格控制澆筑方量，梁段澆筑重量與理論重量偏差控制在±1%。在整個澆筑過程中兩懸臂端的不平衡重不得大于該梁段自重的30%，且應(yīng)注意天氣情況，澆筑期間橋面10 min最大平均風(fēng)速不大于15 m/s。

梁體混凝土強度及彈性模量達(dá)到設(shè)計值的90%進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉施工，張拉程序及壓漿工藝同0#塊?？v向束隨著塊件的接長延伸，穿束難度也隨之加大，因此，穿束方法采用鋼絲繩和卷揚機(jī)牽引穿束，其張拉工藝同0#塊。對較長束的壓漿可適當(dāng)增加注漿壓力，最大壓力可控制在1 MPa，并在曲線孔道的最高點設(shè)排氣孔，以確?？椎缐簼{飽滿、密實。

3.6 斜拉索施工

王家河特大橋斜拉索為中央雙索面，雙排布置在主梁的中央分隔帶處。塔根兩側(cè)無索區(qū)長度為90 m，中跨無索區(qū)長度為28 m，邊跨無索區(qū)長23.68 m，梁上索距4.0 m，塔上索距1.2 m。塔上采用分絲管式索鞍結(jié)構(gòu)，斜拉索在塔上連續(xù)通過，在索鞍一側(cè)設(shè)置單根可換式單側(cè)雙向抗滑裝置，實現(xiàn)拉索在索塔位置處的錨固，為與斜拉索通過鞍座相適應(yīng)，分絲管中段采用圓弧形。斜拉索兩側(cè)對稱錨于主梁，采用主梁側(cè)單端張拉。每個索塔設(shè)有2×15對30根斜拉索，全橋共150根斜拉索。

斜拉索施工方法及工藝：先安裝PE外套管，然后逐根從PE管內(nèi)穿入PE鋼絞線，斜拉索穿過主塔索鞍內(nèi)管，兩端分別錨固于箱梁中腹板處。采用逐根張拉、單根調(diào)索的施工方法。施工工藝見圖2。

圖2 斜拉索施工流程圖

斜拉索是斜拉橋的生命線，索體、錨頭防腐需高度重視，按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和OVM250平行鋼絞線拉索體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。采用密封漿體材料加強索體的錨固性，同時將索體與外界進(jìn)行隔離，防止雨水、水氣對索體侵蝕，有效防止索體銹蝕，延長索體使用壽命。

4 合龍總體方案

合龍順序由邊向中間進(jìn)行，即先合龍邊跨，再合龍次中跨，最后合龍中跨。

該橋連續(xù)剛構(gòu)中跨及次中跨合龍段采用兩側(cè)掛籃合并連接施工。施工時利用掛籃為主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)合龍段的荷載。邊跨合龍段施工時掛籃底部放置于邊跨托架上，由托架承受部分荷載。

為保證合龍時兩端梁體不發(fā)生相對位移，保護(hù)合龍段混凝土在凝固過程中不因此而產(chǎn)生裂縫，在澆注合龍段混凝土前應(yīng)將兩端懸臂臨時予以鎖定。梁體鎖定通過在上一節(jié)段預(yù)埋型鋼支撐，在合龍時進(jìn)行焊接，預(yù)埋件位置必須左右對稱。合龍段混凝土澆筑時間應(yīng)在當(dāng)日夜間氣溫最低時段開始澆筑。

合龍段施工前清除箱梁頂部的臨時荷載，對于不需要使用的臨時荷載全部清理至橋下，必須使用的材料設(shè)備應(yīng)堆放至0#塊橫隔板頂部，盡量減少對懸臂端標(biāo)高的影響。

主要流程：最后一跨懸臂現(xiàn)澆段施工完成(包括鋼板、孔道預(yù)埋)→兩側(cè)掛籃對接、固定→綁扎底板、腹板鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道→焊接底板鋼支撐→安裝內(nèi)?！壴敯邃摻睢惭b預(yù)應(yīng)力孔道→梁體頂推→焊接鎖定支撐型鋼→澆筑混凝土及養(yǎng)生→拆除體外支撐型鋼→預(yù)應(yīng)力張拉并壓漿。

5 施工監(jiān)控

5.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)力、線形監(jiān)測

橋梁結(jié)構(gòu)幾何尺寸的控制是施工控制的基本要求，任何一個結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到與設(shè)計尺寸完全吻合無誤，但要盡量減少結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計尺寸的偏差，并將其降低到JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的容許范圍內(nèi)。

應(yīng)力監(jiān)測是施工控制的一個重要監(jiān)測內(nèi)容，通過對箱梁控制截面混凝土應(yīng)力監(jiān)測，可以了解在節(jié)段懸臂澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、斜拉索張拉、移動掛籃以及體系轉(zhuǎn)換前后控制截面混凝上應(yīng)力變化情況，及時判定主跨應(yīng)力是否超限，了解主跨安全狀況，確定施工過程中截面應(yīng)力是否在設(shè)計范圍內(nèi)。

在懸臂施工中，T構(gòu)兩側(cè)懸臂梁體的幾何尺寸、比重、施工荷載、澆筑混凝土的偏差等施工過程的隨機(jī)差異不可避免地出現(xiàn)，T構(gòu)懸臂重量不平衡并導(dǎo)致影響結(jié)構(gòu)安全性的傾覆力矩，這種傾覆力矩在施工合龍前的幾個施工段時尤其令人擔(dān)心。施工規(guī)范對此進(jìn)行了明確規(guī)定。傾覆力矩監(jiān)測是保證結(jié)構(gòu)體系安全的需要。懸臂根部控制截面應(yīng)力也可以反映出傾覆力矩。在合龍前的3個懸臂施工節(jié)段，測定每個施工節(jié)段懸澆后的傾覆力矩，在傾覆力矩達(dá)到報警線時予以報警。

測點布置。主跨應(yīng)力控制截面為墩頂部0#塊中心截面、懸臂根部截面、最大懸臂的1/2截面以及懸臂合龍?zhí)帯８鶕?jù)結(jié)構(gòu)形式，選定全橋作為箱梁應(yīng)力觀測對象。

橋梁上部結(jié)構(gòu)及索塔共布置應(yīng)力測點158個(圖3)。根據(jù)施工過程中的實際情況，可以適當(dāng)調(diào)整應(yīng)力測點位置并以滿足結(jié)構(gòu)安全為標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 主梁應(yīng)力測點布置示意圖(單位：m)

撓度觀測資料是控制成橋線形最主要的依據(jù)。在懸臂施工過程中，每一梁段的立模、澆筑混凝土、張拉預(yù)加力前后需要監(jiān)測箱梁撓度變化和相應(yīng)的應(yīng)力變化。在箱梁合龍過程中，需要監(jiān)測箱梁撓度變化和相應(yīng)的應(yīng)力變化；在橋梁合龍后，張拉底板預(yù)應(yīng)力時，需要監(jiān)測箱梁的應(yīng)力變化，為控制分析提供實測數(shù)據(jù)。同時，通過對各階段實測變形與預(yù)測變形值比較，進(jìn)行預(yù)測變形的驗證，為后續(xù)梁段誤差分析提供依據(jù)。同時對箱梁平面位置進(jìn)行監(jiān)測，保證其滿足規(guī)范要求。

根據(jù)以往的經(jīng)驗，在每個施工塊件上布置3個對稱的高程觀測點，這樣不僅可以測量主梁的撓度，同時可以觀察主梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。高程控制點布置在離塊件前端10 cm處，采用直徑16 mm的鋼筋在垂直方向與頂板的上下層鋼筋點焊牢固，并要求豎直。測點(鋼筋)露出主梁混凝土表面5 cm,測頭磨平并用紅油漆標(biāo)記。

主梁位移監(jiān)測應(yīng)分為豎直面內(nèi)的線形及變位監(jiān)測和繞橋梁中心線的扭轉(zhuǎn)兩個部分，有效地控制主跨的施工質(zhì)量。為減少溫度的影響，觀測均安排在早晨太陽出來之前進(jìn)行。

撓度觀測資料是施工控制中控制成橋線形最主要的依據(jù)。根據(jù)以往的經(jīng)驗，在每個施工塊件上布置兩個對稱的高程觀察點，這樣不僅可以測量箱梁的撓度，同時可以觀察箱梁是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。在施工過程中，對每一個截面都需要進(jìn)行立模時、混凝土澆筑前、混凝土澆筑后、張拉前、張拉后的標(biāo)高觀測，以便觀測各點的撓度及箱梁曲線的變化歷程，以確保箱梁懸臂端的合龍精度及橋面的成橋線形。高程控制點可布置在離塊件前端10 cm處，采用鋼筋在垂直方向與頂板的上下層鋼筋點焊并要求豎直。測點露出箱梁混凝土設(shè)計表面5 cm,測點磨平并用紅油漆標(biāo)記。

布置0#塊高程測點是為了控制頂板的設(shè)計標(biāo)高，同時也作為以后各懸澆節(jié)段的高程觀察的基準(zhǔn)點。每個0#塊的頂板各布置5個高程點。每個節(jié)段各設(shè)5個測點，對稱布置在翼緣板邊50 cm和頂板中線位置，離塊段前端10 cm,測點鋼筋長30 cm,如圖4所示。

圖4 高程測點布置示意圖(單位：cm)

主塔頂面布置永久的三維坐標(biāo)觀測點，設(shè)置三棱鏡，固定在塔頂壁上，共設(shè)5個觀測點，以便在施工過程中觀測塔頂?shù)目臻g偏位。

觀測時間與項目。據(jù)此確定各施工塊件的觀測次數(shù)為：安裝模板時、節(jié)段混凝土澆筑前、節(jié)段混凝土澆筑后、預(yù)應(yīng)力張拉前、預(yù)應(yīng)力張拉后共5個觀測測次。對于有斜拉索的塊件，還用增加“斜拉索張拉后”的測量。這樣確定的觀測頻度能反映出一節(jié)段施工周期內(nèi)的撓度變化、掛籃行走前后的撓度變化、混凝土澆筑前后的撓度變化、預(yù)應(yīng)力張拉前后的撓度變化、斜拉索張拉前后的撓度變化、混凝土養(yǎng)護(hù)期內(nèi)的收縮徐變撓度變化。

5.2 索力監(jiān)測與控制

在每個施工階段懸澆混凝土完成后、養(yǎng)護(hù)完成并掛斜拉索后，都需要檢測新澆階段及其臨近4～5對斜拉索的索力。在成橋狀態(tài)對每對斜拉索進(jìn)行一次索力測量，為索力控制提供依據(jù)；在主梁施工階段以主梁標(biāo)高控制為主，索力的控制可以適當(dāng)放松，在結(jié)構(gòu)安全的前提下可適當(dāng)調(diào)整索力以消除或減少主梁超重等影響，確保主梁線形滿足設(shè)計要求。索力的控制包括主梁每個施工階段完畢后當(dāng)前階段斜拉索張拉力(即施工索力)的調(diào)整以及階段性的多索力調(diào)整等。

斜拉橋索力測量方法常用穿心式壓力傳感器直接測力法及基于斜拉索振動特征方程的頻率法。這兩種測量方法的測量精度都比施工單位張拉斜拉索使用的油壓千斤頂精度高。穿心式壓力傳感器可以實時監(jiān)測裝了該種傳感器的斜拉索索力，監(jiān)測斜拉索索力直觀快速，但一經(jīng)裝上不能拆下，只能用于測量所安裝的該根斜拉索索力。頻率法不能在施工單位張拉斜拉索時對該根索索力進(jìn)行監(jiān)測，只能在施工單位對某根索實施張拉后對該索在受力狀態(tài)下的振動頻率進(jìn)行監(jiān)測，再根據(jù)索振動特征方程計算該索索力。但頻率測量儀可反復(fù)使用，且可對全橋張拉后的每根索進(jìn)行監(jiān)測。

索力測定時間:為了減小溫度對索力測定的影響，測量時間選擇在深夜至凌晨進(jìn)行(0:00—07:30)；12#～26#節(jié)段，在每節(jié)段澆筑完成后，測量懸臂端4對索力，待混凝土達(dá)到設(shè)計強度后，拉索張拉到設(shè)計索力時，測量懸臂端4對索力；施工到關(guān)鍵工序(如邊跨、主跨合龍前，成橋調(diào)索后)有必要時進(jìn)行全橋索力測量；當(dāng)結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)與理論狀態(tài)相差較大時，需進(jìn)行全橋索力測定；對各斜拉索安裝磁通量傳感器實時監(jiān)測斜拉索索力情況。

6 結(jié)語

該文對王家河特大橋矮塔斜拉橋塔梁墩固結(jié)段施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。目前王家河特大橋的施工進(jìn)度順利，施工工期得到了縮減，施工材料得以節(jié)約，施工過程風(fēng)險管控效果良好，其施工關(guān)鍵技術(shù)可為同類橋梁的施工提供借鑒。