獨(dú)塔不對(duì)稱斜拉橋大跨度上橫梁施工技術(shù)研究

趙超，徐健 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 231600）

1 工程概況

渦河五橋主橋全長(zhǎng)288m，采用（165+83+70）m獨(dú)塔不對(duì)稱斜拉橋，聯(lián)塔分幅，塔梁固結(jié)，單幅主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土雙邊箱梁，主塔采用三柱式橋塔，輔助墩及過(guò)渡墩均采用柱式橋墩，主塔下部采用多邊形整體式承臺(tái)、群樁基礎(chǔ)，輔助墩、過(guò)渡墩下部啞鈴型承臺(tái)、群樁基礎(chǔ)。主梁采用分離式斷面，單幅主梁全寬26.35m，主梁中心處梁高2.6m，橋面2%橫坡通過(guò)主梁整體旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)段采用預(yù)應(yīng)力混凝土雙邊箱梁；主塔采用三柱式橋塔，塔柱豎直，塔柱總高98.824m，塔肢下塔柱高21.324m，上塔柱高77.5m；邊塔肢下塔柱高20.824m，上塔柱高78m，塔柱采用矩形截面。

圖1 渦河五橋主橋平面圖

圖2 渦河五橋主橋立面圖

上橫梁長(zhǎng)24m，寬6m，高9m，為單箱單室混凝土結(jié)構(gòu)，寬6m，高6m，腹板壁厚0.6m，頂?shù)装灞诤?.6m，中橫隔板厚0.5m，頂?shù)装逶O(shè)置16股、19股預(yù)應(yīng)力鋼束。

2 施工工藝

施工工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 塔柱上橫梁施工工藝流程圖

3 主要施工方法

3.1 支架及底膜施工

上橫梁支架體系由15mm竹膠板、10×10cm方木、I10a分配梁、貝雷梁、卸荷塊、三角托架、承重錨盒等組成。

①三角托架為2H500×200型鋼焊接加工而成，沿順橋向共設(shè)置2排，間距4.3m。三角托架與第14節(jié)、第15節(jié)上的2cm厚預(yù)埋鋼板進(jìn)行滿焊，在塔柱與三角托架間設(shè)置精軋鋼連接，提供水平拉力，每個(gè)三角托架下設(shè)三根直徑為100mm的鋼棒，三角托架底部置于承重錨盒上。

②每個(gè)三角托架上設(shè)置三個(gè)卸荷塊，卸荷塊由鋼板焊接而成，通過(guò)φ32精軋螺紋鋼連接，主要用于后期頂部支架拆除，卸荷塊頂部布置2H500*200型作為分配梁。

圖4 三角托架示意圖

③在三角托架上的分配梁頂部設(shè)置三組加強(qiáng)型貝雷梁為主要受力結(jié)構(gòu)，用來(lái)解決上橫梁跨度大的問(wèn)題，其中腹板下4片貝雷梁為一組，底板下3片貝雷梁為一組設(shè)置，貝雷梁支點(diǎn)設(shè)置斜桿交叉處，支點(diǎn)距塔柱邊為5.3m，貝雷梁除在托架位置處長(zhǎng)為15m，其他位置長(zhǎng)為24m。

④貝雷梁上放置I10a，間距按60cm布置，在橫梁腹板和隔梁處，I10a加密30cm布置，部分I10a工字鋼外伸兩側(cè)橫梁寬度各1.5m，作為后期懸挑操作平臺(tái)使用，I10a上安放10×10cm方木+15mm竹膠板作為底模體系。

⑤上橫梁內(nèi)側(cè)豎向模板結(jié)構(gòu)形式采用15mm竹膠板+10cm方木豎肋@250cm+雙拼[8背肋，對(duì)拉螺桿采用D20精軋鋼。頂板下設(shè)縱橫向間距0.9m滿堂支架，支架頂設(shè)置0.9間距I10a工字鋼，工字鋼頂設(shè)置方木間距為30cm。

3.2 鋼筋施工

上橫梁鋼筋施工時(shí)，豎向主筋1a、1b、1c以及倒角直徑為Φ16豎向鋼筋N16a，待塔柱豎向鋼筋綁扎完成后，再綁扎上橫梁，安裝內(nèi)模后再綁扎頂板鋼筋，特別注意預(yù)埋鋼筋和錨下鋼筋檢查，切不可少裝或漏裝。

橫梁鋼筋安裝順序：底板底層鋼筋→底板拉筋→腹板鋼筋→頂板底層鋼筋→頂板頂層鋼筋→頂板頂層拉筋。

3.3 混凝土施工

上橫梁混凝土澆筑順序遵循分段、分層、對(duì)稱的原則，第一次澆筑高度為2m，第二次澆筑高度為4m，混凝土澆筑利用地泵輸送入模，先澆筑塔柱位置，再澆筑橫梁位置。

在澆筑橫梁位置時(shí)候，橫梁位置出料口配置5臺(tái)振搗棒，腹板混凝土澆筑時(shí)，因?yàn)楸盟突炷恋奶涠缺容^大，預(yù)計(jì)在底板處可斜向流淌1m遠(yuǎn)左右，此時(shí)底板安排2臺(tái)振搗棒，主要負(fù)責(zé)倒角流淌處的混凝土振搗，另外3臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)腹板混凝土振搗。

混凝土采用分段分層法，由梁幅兩邊向中間、由外側(cè)向內(nèi)中間、由下而上、由變形大的到變形小的方向澆筑，先底板、腹板、最后頂板；澆筑腹板采用水平分層，每層澆筑厚度不大于30cm；為檢查混凝土質(zhì)量和控制端部鑿毛、拆模、張拉時(shí)間，每個(gè)梁段（或每200方）混凝土澆筑時(shí)需做4組試件。其中2組在試驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，另外2組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)同條件養(yǎng)護(hù)，每組3個(gè)，規(guī)格為150×150×150mm。

3.4 預(yù)應(yīng)力施工

上橫梁第一層混凝土澆筑完成后，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，即先進(jìn)行底板束預(yù)應(yīng)力的張拉，根據(jù)計(jì)算底板位置每束平均張拉力為2.52t，初張拉完成后，進(jìn)行第二層混凝土澆筑，在澆筑過(guò)程中根據(jù)澆筑高度補(bǔ)張底板處預(yù)應(yīng)力，使上部澆筑荷載能夠很好地傳遞至兩端塔柱，有效減少支架的承重荷載，保證了高空施工的安全性。

上橫梁第二層混凝土澆筑完成后，待強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%后，即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束的張拉，計(jì)算頂板位置每束平均張拉力為3.0t，張拉順序?yàn)橄戎虚g后上下對(duì)稱進(jìn)行。

3.5 支架拆除

進(jìn)行支架拆除時(shí)，先將三組貝雷梁連接成整體，然后基于四套下放系統(tǒng)（由卷?yè)P(yáng)機(jī)、墊梁、鋼絲繩等組成），通過(guò)鋼絲繩吊掛住底分配梁將支架整體提升，拆除分配梁底部的卸荷塊與鋼牛腿；測(cè)量人員在施工平臺(tái)上應(yīng)同步觀察上橫梁支架是否水平，如發(fā)現(xiàn)未同步時(shí)應(yīng)及時(shí)用對(duì)講機(jī)呼叫指揮員進(jìn)行對(duì)應(yīng)的調(diào)整，待檢查的各項(xiàng)指標(biāo)符合要求后方可利用下放系統(tǒng)逐步下放，待下放1.5m后，對(duì)上橫梁底面進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)完成后將支架整體下放至0#、1#號(hào)塊上進(jìn)行拆除。

4 施工質(zhì)量保證措施

4.1 三角托架施工質(zhì)量保證措施

①塔柱施工時(shí)，進(jìn)行三角托架支撐預(yù)埋鋼板的定位安裝及預(yù)留精軋鋼和鋼棒預(yù)留孔，進(jìn)行混凝土澆筑，同時(shí)拆除塔柱內(nèi)側(cè)模板。

②按照方案尺寸進(jìn)行型鋼加工、并在地面進(jìn)行三角托架架體整體焊接（已在加工廠加工完成，并提供相應(yīng)焊縫檢測(cè)報(bào)告）。

③采用塔吊逐片進(jìn)行三角托架梁的整體吊裝，安裝精軋鋼及鋼棒，并檢驗(yàn)三角托架梁是否滿足垂直度要求。

④三角托架安裝完成后，在三角托架托架的2H500×200型鋼上擱置2H500×200型鋼作為貝雷架拼裝操作通道，一端焊接固結(jié)，另一端不固結(jié)，設(shè)置限位架固定（嚴(yán)禁兩頭固結(jié)）。

⑤貝雷片在地面分節(jié)段組裝，采用單機(jī)起吊法，吊至到上橫梁位置，在三角托架支架上逐節(jié)拼裝，先安裝中間一組貝雷片，再安裝兩側(cè)貝雷片。

⑥貝雷梁上放置I10a，間距按60cm布置，在橫梁腹板和隔梁處，I10a加密30cm布置，I10a上安放10×10cm方木。

⑦內(nèi)外側(cè)模采用竹膠板+方木豎肋+雙拼槽鋼橫肋的模板體系，由對(duì)拉螺栓進(jìn)行連接。內(nèi)側(cè)頂模采用竹膠板+方木+90×90鋼管支撐的模板體系。

4.2 上橫梁模板、支架搭設(shè)質(zhì)量保證措施

①模板吊裝及轉(zhuǎn)運(yùn)：模板吊裝及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不得有尖銳的構(gòu)件壓在面板上或刮到面板，以免面板刮傷損壞；吊裝過(guò)程中注意對(duì)模板周邊棱角的保護(hù)，不得破壞棱邊棱角，以免模板拼縫處發(fā)生漏漿；裝運(yùn)時(shí)，模板起吊要均勻平衡受力，堆放平穩(wěn)并進(jìn)行固定，以免滑落。

②模板安裝：模板安裝時(shí)，拼縫均需粘貼雙面膠止?jié){，但膠帶邊口必須平于接縫邊口線（否則混凝土?xí)霈F(xiàn)嵌縫的缺陷）或統(tǒng)一稍低于邊口線且膠帶必須拉順直，確保接縫順直良好。

③拉桿安裝：對(duì)拉拉桿的長(zhǎng)度要和斷面尺寸一致，在外螺母上緊模板時(shí)必須安排人員在模板內(nèi)側(cè)檢查模板內(nèi)面斷面尺寸，確保與設(shè)計(jì)尺寸相符。模板受拉后斷面尺寸過(guò)小，則造成內(nèi)撐桿向外的力過(guò)大，易造成面板局部發(fā)生凹陷，因此模板斷面尺寸控制到位后上緊外螺母即可；拉桿過(guò)松則造成尺寸偏大，因此同樣也要將絲口擰滿為止。

④模板拆除：拆模和安裝模板需安排同一批人員，以便于保護(hù)模板；拆模時(shí)，模板起吊要平衡受力；在松拉桿時(shí)，各塊模板需設(shè)置臨時(shí)固定，以免模板突然傾斜或高空掉落。

4.3 混凝土防裂措施

①加強(qiáng)混凝土保護(hù)層控制。

②根據(jù)不同的高度優(yōu)化其相應(yīng)的混凝土配合比。

③混凝土布料分層均勻，采用混凝土串通下料，不趕漿，加強(qiáng)混凝土振搗。

④加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，針對(duì)冬季、雨季及夏季高溫采取不同的養(yǎng)護(hù)方式。

5 安全措施

上橫梁頂標(biāo)高86.324m，作業(yè)人員上下、大件構(gòu)件和材料吊裝，以及支架搭設(shè)等屬于高處作業(yè)，構(gòu)件吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

①起吊施工時(shí)，派專人指揮，起吊重力不得超過(guò)塔吊設(shè)計(jì)起吊重力要求，吊物下方不得站人。

②起吊重物，應(yīng)緩起緩放，待鋼絲繩放松后才能脫鉤，旋轉(zhuǎn)吊機(jī)，起吊時(shí)注意兩塔吊的影響，旋轉(zhuǎn)時(shí)平臺(tái)下方要有專人負(fù)責(zé)。

③塔吊使用期間，應(yīng)該派相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員定期對(duì)塔吊進(jìn)行檢查，查看是否有螺絲松動(dòng)，如有立即擰緊，必要時(shí)采取加固措施。

④高處作業(yè)應(yīng)將所需要的工具裝在工具袋內(nèi)。傳遞工具不得拋擲，不得插在腰帶上。

⑤電工作業(yè)時(shí)應(yīng)穿戴好個(gè)人防護(hù)用品，并嚴(yán)格執(zhí)行電氣安全操作規(guī)程，做到持證上崗。電工作業(yè)必須嚴(yán)格貫徹“裝得正確，用得安全，修得及時(shí)，拆得徹底”的十六字方針。夜間電工值班必須兩人同時(shí)上崗。

6 結(jié)論

①采用“三角托架+貝雷梁”支撐體系施工，利用三角托架作為支撐，用于承受上部荷載，三角托架由橫梁和兩道斜桿組成，有效增強(qiáng)了三角托架的穩(wěn)定性。

②上橫梁支架為加強(qiáng)型貝雷片，每片貝雷梁上部增加一道加強(qiáng)弦桿、下部增加兩道加強(qiáng)弦桿，極大增加了貝雷梁的承載能力。

③上橫梁采用分層澆筑、階梯補(bǔ)張的方式（按設(shè)計(jì)值的30%、50%進(jìn)行補(bǔ)張），確保施工過(guò)程安全。

④支架拆除施工，先通過(guò)調(diào)整卸荷塊的高度使貝雷梁脫離上橫梁地面混凝土，然后利用鋼絲繩與卷?yè)P(yáng)機(jī)將支架整體下放至0#、1#上進(jìn)行拆除。