斜拉橋錨固體系的施工技術分析

李 曼

（山西路橋第五工程有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

大跨徑斜拉橋大多跨越大江大河，河道具有先天的運輸條件，整節(jié)段主梁通過河道運輸即可在河道正上方吊裝，而跨越峽谷地帶的斜拉橋，主塔一般靠近峭壁懸崖，鋼梁整節(jié)段運輸困難，塔區(qū)作業(yè)場地有限，起重設備無作業(yè)空間，整節(jié)段吊裝實施困難。因此，如何完成溝壑峽谷地帶主梁懸拼施工，尤其是安全、高質量地完成塔區(qū)0#、1#塊鋼梁吊裝，是加快主梁懸拼施工進度的關鍵環(huán)節(jié)[1]。

1 技術流程分析

1.1 0#塊的施工流程

墩旁托架安裝→1#橋面吊機安裝→塔區(qū)0#、1#梁段安裝→邊跨2#橋面吊機安裝→斜拉索張拉→臨時錨固施工→通過在主塔兩側搭設墩旁托架，利用施工塔吊將1#橋面吊機安裝在墩旁托架一側→再利用橋面吊機進行主梁0#塊吊裝→0#塊施工完成后將橋面吊機走行至0#塊[2]。

1.2 1#塊的施工流程

利用橋面吊機安裝主梁1#塊→大小里程側1#塊安裝完畢→將橋面吊機走行至小里程側1#塊→在另一側安裝2#橋面吊機→完成斜拉索二次張拉及0#塊、1#塊臨時錨固同時做好下一梁段安裝準備[3]。

2 技術先進性分析

（1）該技術中支撐橋面吊機和鋼梁的墩旁托架結構為倒三角形設置，受力桿件和連接桿件均為螺旋鋼管，利用承臺基礎剛性支撐，不受地形限制，無需進行預壓，可以很好地適應斜拉橋主梁0#、1#塊施工因非對稱吊裝產(chǎn)生的不平衡荷載，受力明確、穩(wěn)定性好。

（2）墩旁托架一側設置分配梁體系支撐座，托架體系不但可以支撐梁的非對稱荷載，而且可利用托架體系設置支撐座實現(xiàn)橋面吊機橋位處拼裝，橋面吊機安裝一步到位，巧妙地實現(xiàn)了橋面吊機拼裝后直接進行梁段吊裝作業(yè)，為塔區(qū)梁段設備拼裝和鋼梁散拼工藝提供了思路。

（3）創(chuàng)新使用了三向臨時錨固體系，解決了主梁懸拼過程中塔梁固結難題，在保證主梁懸拼全過程施工安全的情況下可抵抗最大懸臂拼裝狀態(tài)下的最不利荷載。見圖1。

3 施工實例分析

某施工總承包項目合同總工期30 個月，橋梁計劃開工日期2022 年5 月1 日，計劃完工日期2023 年12 月30 日，計劃工期20 個月。橋梁總長2 149 m（2 000 ≤l<3 000，屬于大型項目）。見表1。

表1 項目工期計劃表

3.1 項目自然條件、施工環(huán)境、臨建工程

3.1.1 地形地貌、地質條件、水文氣象

（1）地形地貌、地質條件。該項目位于臨汾市浮山縣境內，起點位于浮山縣張莊鄉(xiāng)柏村，途經(jīng)聚糧村、金塔村、東魯村、中村、衛(wèi)家河、蓋家坡、西佐村、西韓村、南韓村、辛城村等自然村。項目地處汾河沖積平原以東，太岳山以西的中間過渡區(qū)，沿線地貌復雜多變，黃土塬、黃土梁峁和黃土溝谷發(fā)育，各種地貌形態(tài)縱橫交錯，地形起伏變化較大，且較為破碎，地勢東高西低，最大溝深70 m。

（2）水文氣象。年平均氣溫10.3 ℃左右，年均降水量494.2 mm，降水量主要集中在七、八、九三個月。

3.1.2 交通、通訊、水電情況

（1）交通。項目起點距G241 國道約2 km 外部交通可利用G241 國道和S230 省道，主材運輸較為便利。該標段全線地形起伏變化大，垂直落差大，溝壑縱橫，沒有能夠進入施工現(xiàn)場的便道，需修建主便道、支便道。便道與主線結構物最高高差在70 m 左右，需滿足大型樁基施工機械進場和遠距離跨大橋深溝利用土方，便道施工難度大、要求高；另外臨時占地多數(shù)位于基本農(nóng)田，永久征地手續(xù)未辦理的情況下，臨時占地手續(xù)辦理困難，前期無法進行便道施工。

（2）通訊。項目施工主線范圍無通信訊號，根據(jù)需要建立網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，配備相關管理人員及相應的硬件、軟件系統(tǒng)，項目部及混凝土拌和站需架設安裝10 M 光纖專線；按照集團要求建立關鍵工程遠程監(jiān)控系統(tǒng)，并設專人負責管理（拌和站監(jiān)控設備11 臺，前河大橋鋼筋加工廠監(jiān)控2 臺，標準化鋼筋加工場監(jiān)控設備4 臺，預制梁場監(jiān)控設備4 臺，前河大橋監(jiān)控2 臺，蓋家坡大橋監(jiān)控1 臺，西葫蘆大橋監(jiān)控1 臺，洞子溝大橋1 臺，河溝大橋1 臺，深挖路塹K6+820 設置1 臺）。

（3）水、電。經(jīng)沿線勘察及走訪周邊村民，項目所在地水資源比較匱乏，多采用機井取用水，無可供生產(chǎn)生活的水源，通過多方調研比選，該項目的用水計劃是拌和站打井一處，其他用水由項目自行采購解決生產(chǎn)及生活用水。根據(jù)合同段主要結構物分布及工程量核算，項目總用電負荷約為2 635 kVA，混凝土拌和站可利用附近原有1 臺500 kVA 的變壓器，沿線大橋及臨時廠站需新建9 臺變壓器。見表2。

表2 電力計劃表

（4）臨建工程計劃。本著方便實用、少占少拆、能租不建、經(jīng)濟合理的原則，根據(jù)路線走向、地形地貌、交通條件、構造物分布情況等因素，“一室兩區(qū)三廠”總體部署如下：項目駐地租用原山西利晨生物科技辦公樓，工地試驗室在項目駐地院內自建彩鋼房（環(huán)保阻燃材料），設在浮山連接線LK0+700 處，距離浮山北互通起點600 m，距離路線終點10 km；混凝土拌和站自建1處，位于LK0+500 左側租用原浮山縣面粉廠工業(yè)用地；預制梁廠1 個，位于主線K3+700~K4+500 成型路基范圍；鋼筋加工配送中心1 個，位于浮山北互通連接線起點LK0+000 左側臨汾威盛達物流有限公司現(xiàn)有廠房；該項目預制構件約10 000 m3，計劃從二分部小型構件預制廠定制，運距約30 km。項目紅線范圍內永久性用地手續(xù)、項目臨時電力設施安裝詢價已完成，從施工便道及臨建場站圖紙可知，原設計施工便道縱坡較大，尤其是支便道在15%~30%之間，部分便道轉彎半徑過小，最小半徑為15 m，不能滿足混凝土罐車、吊車、運輸鋼筋籠板車、灑水車等車輛安全行駛的要求，目前正在進行施工便道設計優(yōu)化。施工便道及臨建場站正在進行臨時占地勘測定界、簽訂占地協(xié)議。

（5）取、棄土場。進場后依據(jù)送審稿圖紙，對棄土場分布情況進行現(xiàn)場調查，設計給定的兩座棄土場可滿足棄土需要。后續(xù)根據(jù)臨浮高速公司及當?shù)卣y(tǒng)籌規(guī)劃及工程施工進展、棄土便道、運距等情況再優(yōu)化調整棄土場。見表3。

表3 取、棄土場計劃表

3.2 混凝土拌和站配置分析

該項目設置混凝土拌和站1 處，配置2 臺120 型拌和樓，計劃生產(chǎn)混凝土200 000 m3，按照日產(chǎn)能80%，日工作10 小時計算，每日混凝土拌和樓最大產(chǎn)量為120×2×80%×10=1 680 m3；該項目計劃生產(chǎn)200 000 m3混凝土，有效工期26 個月，一般施工月份（3、4、5、6、10、11 月）施工有效天數(shù)為25 d，雨季施工月份（7、8、9 月份）考慮12~13 d 的降雨及不利因素影響，施工有效天數(shù)按18 d 計，冬季施工月份（1、2、12 月份）考慮15 d 的低溫、降雪等不利因素影響，施工有效天數(shù)按15 d 計，平均每天生產(chǎn)混凝土365 m3，高峰期日產(chǎn)混凝土系數(shù)按3倍計算，每日需混凝土1 095 m3；水泥及粉煤灰存儲量、混凝土生產(chǎn)量可滿足橋梁施工進展最大需求混凝土量，配置比較合理。該項目拌和站選擇線在起點浮山北互通連接線處，距離前河大橋（橋長608 m）和蓋家坡大橋（橋長488 m）距離較近，其余五座橋（橋長共1 053 m）通過G241 國道和S230 省道進入施工便道。該拌和站臨時占地優(yōu)先利用舊彩鋼棚、活動房，不足部分新購置，料倉面積5 250 m2，拌和站場地硬化采用20 cm 厚尾礦料墊層+10 cm 厚C15 混凝土面層。估算費用318 萬元。

3.3 施工技術分析

3.3.1 墩旁托架安裝

（1）承臺施工階段，在承臺、塔座頂部預埋鋼管立柱預埋件，塔柱施工過程中預埋扶墻預埋件及牛腿預埋件，預埋件采用鋼板加錨筋的結構形式，橫梁施工時預留對拉孔道。

（2）采用螺栓法蘭盤及豎向勁板方式接長鋼管立柱，平聯(lián)與鋼管立柱采用焊接，扶墻與塔柱預埋鋼板采用焊接，焊高不小于材料厚度。鋼管立柱每節(jié)安裝完成后及時進行平聯(lián)施工，待平聯(lián)施工完成后再進行下一節(jié)鋼管立柱的拼接，以增加支架整體穩(wěn)定性。

（3）分配梁分為A、B、C、D、E、F，均采用HN900 工字鋼（可根據(jù)實際情況調整型號），結構形式為分配梁A 支撐在兩側鋼管立柱頂縱橋向布置，分配梁B支撐在A 上橫橋向布置，分配梁C、D、E、F 組成框架形式支撐橋面吊機底盤，通過鋼管柱頭支撐在分配梁B 上。

3.3.2 1#橋面吊機安裝

安裝前準備工作→在主塔墩旁托架上對應位置安裝橋面吊機臨時支撐→采用塔吊將軌道吊至劃線位置并同橫梁錨固→底盤安裝→轉臺結構安裝→轉臺液壓系統(tǒng)，回轉機構、電氣系統(tǒng)、三角架安裝→電氣系統(tǒng)調試→吊臂拼裝→吊鉤、起升鋼絲繩安裝→試驗取證。

3.3.3 大小里程側1#塊安裝

此時1#橋面吊機占位0#節(jié)段，依次吊裝邊跨、中跨1#梁段邊主梁、橫梁、小縱梁；安裝1#斜拉索并完成一張，吊裝邊跨、中跨1#梁段橋面板，1#橋面吊機行走至中跨側進行錨固。

3.3.4 邊跨2#橋面吊機安裝

待中跨、邊跨1#梁段橋面板安裝完成后，1#吊機走行至中跨1#梁段站位并錨固，利用塔吊將2#吊機所有構件提升至橋面后，利用第一臺橋面吊機和塔吊配合完成2#橋面吊機的安裝工作。2#橋面吊機安裝完成后，1#號段斜拉索二次張拉。

3.3.5 安裝縱向臨時錨固

0#塊、1#塊安裝完畢，兩臺橋面吊機站位錨固，斜拉索完成二次張拉后，在1#塊上安裝縱向臨時錨固。臨時錨固利用阻尼器底座連接件，通過設置拉壓桿，實現(xiàn)主梁的縱向限制。耳板與連接座采用銷軸連接，銷軸直徑應略小耳板孔洞，直徑差控制在5 mm 以內。

4 結論

綜上所述，得出以下兩點結論：

（1）墩旁托架結構為倒三角形設置，利用承臺基礎剛性支撐，不受地形限制，無需進行預壓，解決施工因非對稱吊裝產(chǎn)生的不平衡荷載，穩(wěn)定性好。

（2）利用托架體系實現(xiàn)橋面吊機橋位處拼裝及吊機拼裝后直接進行梁段吊裝作業(yè)，為塔區(qū)梁段設備拼裝和鋼梁散拼工藝提供了思路。