鐵羅坪斜拉橋綜合施工技術(shù)

摘 要：本文結(jié)合我公司施工的湖北滬蓉西高速公路鐵羅坪斜拉橋全過程，對本橋所采用的施工技術(shù)與目前國內(nèi)外同類橋梁施工所采用的施工技術(shù)進(jìn)行對比，著重介紹本橋中所采用的不同于其它同類型橋梁的施工技術(shù)，對關(guān)鍵工序進(jìn)行了創(chuàng)新研究，點(diǎn)中要害。目前該橋已經(jīng)勝利通車，現(xiàn)將所總結(jié)出的綜合施工技術(shù)供同類橋梁施工中借鑒。

關(guān)鍵詞：V形山谷 斜拉橋 反支點(diǎn)預(yù)壓 塔吊整體移位

1 工程概況

鐵羅坪特大橋位于湖北滬蓉西高速公路宜昌至恩施段，橋址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕的“V”形河谷地貌單元，呈現(xiàn)出山體邊坡較陡、河谷切割深度大的地貌特征。主橋?yàn)?40m+322m+140m三跨一聯(lián)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力砼邊主梁斜拉橋。索塔為H型，高190m，由塔座、塔柱、下橫梁、上橫梁等組成，該橋下橫梁底面離承臺頂面高度達(dá)104m，兩塔座下承臺為分離式，中間設(shè)兩道系梁連接。主塔與主梁在下橫梁處固結(jié)，該結(jié)構(gòu)類型在世界同類橋梁中排名前列。

2 綜合施工創(chuàng)新技術(shù)

2.1、現(xiàn)場規(guī)劃

鐵羅坪特大橋橋位處屬于“V”字形地形，常規(guī)的辦法是在谷彽修一條主便道，然后在山下面建立一座攪拌站，采用地泵兩級接力泵送到位，充分利用地形建立一個懸索起吊設(shè)備以起吊運(yùn)輸鋼筋及模板等材料。本橋經(jīng)過方案比選，充分論證，結(jié)合現(xiàn)場情況，選取斜拉橋邊墩6#、9#墩處各建立一座小型40攪拌站，砼同樣采用兩級接力，不用罐車運(yùn)輸，只是在每個主塔位置設(shè)置一臺罐車作為砼的二次攪拌工具，經(jīng)實(shí)施后，效果明顯。

2.2、機(jī)械設(shè)備配置

本橋施工時，配置的主要機(jī)械設(shè)備為：在邊墩6#、9#墩處各建立一座HZS50型攪拌站；配置1臺三一重工的HBT60C-1816Ⅲ型地泵；2臺中聯(lián)重科的托泵HBT80.16.110S型地泵；8方砼罐車2臺；預(yù)備發(fā)電機(jī)GF200KW一臺、150KW二臺；倒運(yùn)材料周轉(zhuǎn)運(yùn)輸車一臺；在7#及8#施工現(xiàn)場各配置一臺HBT-80型砼輸送泵、一臺QDZ5380GJBS（8m3）罐車、一臺TC5023A塔吊、一臺SCT100型電梯、2套液壓自爬模系統(tǒng)、兩套前支點(diǎn)掛籃。

2.3、樁基施工

每個索塔布置24根φ2.4m群樁基礎(chǔ)，原設(shè)計(jì)為鉆孔樁施工，由于現(xiàn)場地勢陡峭，鉆機(jī)就位困難，水源不足，因此，經(jīng)過方案優(yōu)化，經(jīng)設(shè)計(jì)院同意，修改為挖孔樁施工。對于露出原地面的樁基，類似墩柱施工，采用立模板進(jìn)行施工，經(jīng)實(shí)施后，效果明顯。

2.4、承臺施工

一般來說，承臺施工底模基本為原狀土層或石層，但本橋由于主墩位于坡度較陡的山坡上，因此，承臺有半邊懸于空中。為了能夠確保承臺順利施工，經(jīng)守方案優(yōu)化，施工中采用兩種方案施工，一種采用工字鋼進(jìn)行支撐，一種采用貝雷片進(jìn)行支撐。兩種均為在樁基側(cè)面預(yù)留鋼板，施工完樁基后，在鋼板上面焊接小牛腿，安裝工字鋼或貝雷片，經(jīng)實(shí)施后，效果明顯。

2.5、塔柱施工

本橋主塔塔柱高度為190m，為H型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由下塔柱、中塔柱、上塔柱、下橫梁、上橫梁等組成。兩塔柱之間凈距27.5m。下塔柱高度為101m，采用40：1的變截面空心五邊形斷面，上塔柱及中塔柱為等截面空心五邊形斷面。塔柱施工采用目前國內(nèi)外先進(jìn)液壓自爬模系統(tǒng)進(jìn)行施工，首次將節(jié)段高度由4.5m改為6m，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

2.6、上橫梁及下橫梁施工

主塔上橫梁及下橫梁結(jié)構(gòu)形式基本一樣，下橫梁為27.5m×6.1m×6m，上橫梁為27.5m×5m×3m。通過科技查新，目前國內(nèi)所施工的下橫梁均采用的是落地鋼管支架方式施工。通過對主塔上橫梁及下橫梁結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場施工環(huán)境和施工條件綜合考慮，創(chuàng)新研究地設(shè)計(jì)出利用墩身預(yù)埋件，安裝墩旁托架橫向采用2000型貝雷片進(jìn)行施工的組合墩旁鋼支架施工技術(shù)。施工中先設(shè)置預(yù)埋件，安裝鉸座及剪力銷，并安裝牛腿托架，安裝橫向鋼管支撐，再安裝貝雷分配梁，并采用反支點(diǎn)預(yù)壓托架，然后鋪設(shè)底模、綁軋鋼筋和安裝波紋管進(jìn)行混凝土施工。該施工技術(shù)通過專家論證，結(jié)構(gòu)受力明顯，安裝快捷，適宜高空大噸位結(jié)構(gòu)物施工，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.7、塔吊設(shè)置

本橋每個主塔在施工中均設(shè)一臺TC5023A型塔吊，最大工作幅度50m，最大起升高度200m，最大起重噸位10t。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度2.8m，最小安裝高度21.8m。根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，本著確保安全、節(jié)約成本的原則，大膽創(chuàng)新，自行設(shè)計(jì)，將塔吊整體移位至離承臺底面110m的下橫梁頂面，塔吊整體移位外型尺寸為最長64.2m、最寬2.8m、最高22m。通過查新，國內(nèi)目前所施工的同類型橋梁均采用一臺塔吊一直到頂，或采用兩臺塔吊，在下橫梁澆注完砼后，安裝一臺新型塔吊，再采用新塔吊拆除掉舊塔吊，等方法，但無整體移位的記錄。該項(xiàng)技術(shù)不僅為項(xiàng)目節(jié)省了成本，同時填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，申請了一項(xiàng)國家發(fā)明專利和國家級工法。

2.8、主梁現(xiàn)澆段及掛籃拼裝施工

由于主塔位于半山坡上，根本無法采用整體吊裝方法拼裝掛籃，掛籃必須在現(xiàn)澆段分塊拼裝。經(jīng)過創(chuàng)新研究，在下橫梁底部安裝貝雷托架平臺， 采用精軋螺紋鋼設(shè)斜拉吊桿。在貝雷托架上通過塔吊吊裝，平臺上橫移、縱移使掛籃構(gòu)件準(zhǔn)確就位， 掛籃拼裝完畢后采用千斤頂整體頂升到設(shè)計(jì)位置，確保掛籃精確安裝。本技術(shù)是國內(nèi)首次采用空中半剛性托架作為拼裝掛籃的平臺。整個施工過程簡單，易操作，為高墩大跨度橋梁掛籃的拼裝提供了新思路。

現(xiàn)澆段墩旁托架體系是充分利用掛籃各構(gòu)件剛度大、受力性能好的優(yōu)點(diǎn)作為托架上部橫縱向主承重梁。充分利用掛籃自身結(jié)構(gòu)，利用所帶的內(nèi)外部模板系統(tǒng)進(jìn)行安裝，對0#塊局部不能利用的可采用竹膠板或鋼模板進(jìn)行安裝。充分利用后續(xù)主梁施工時所使用的大量大直徑索導(dǎo)管來起支撐作用。充分利用下橫梁施工時所預(yù)留的預(yù)埋件配合加工的型鋼小牛腿將整個支架體系附著在墩子上。現(xiàn)澆段施工完后安裝掛鉤并使掛籃走行，進(jìn)行下一步掛籃懸臂澆筑施工，既節(jié)省現(xiàn)澆段支架的成本，又有利于掛籃的安裝和走行。

2.9、主梁懸臂段施工

本橋主梁懸臂段為3.665%的單向縱坡，掛籃走行困難、空間索角度變幅大、調(diào)索難，主梁節(jié)段長、自重大，對掛籃的剛度和強(qiáng)度提出更高要求。通過對掛籃的詳細(xì)設(shè)計(jì)和施工中的嚴(yán)格控制，采用整體式后滾輪，并采用千斤頂張拉精軋螺紋鋼的方法解決主梁大坡度走行困難的問題；通過專門設(shè)計(jì)的可以轉(zhuǎn)動的弧形梁和轉(zhuǎn)動錨座很好地解決了空間索的調(diào)整角度問題。采用剛性承重掛鉤和箱型縱橫梁，解決了大節(jié)距，大噸位掛籃剛度和強(qiáng)度不易滿足的難題；采用自行發(fā)明的鋼鉸線反支點(diǎn)預(yù)壓技術(shù)，模擬主梁澆注時的各個工況，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首次采用新技術(shù)成功地對掛籃進(jìn)行預(yù)壓，模擬效果好，預(yù)壓安全、方便、成本底。通過研究的各種先進(jìn)技術(shù)，順利地完成了主梁懸臂段的施工，掛籃懸臂施工的整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

2.10、主梁斜拉索施工

每個主塔布有19對空間索，全橋共152根；主跨斜拉索在梁上的索距為8m，邊跨索距至11#塊開始變化為5.2m。最重斜拉索達(dá)17.22t，最輕索1.94t。斜拉索錨具采用冷鑄鐓頭錨，兩端均為張拉端。本橋?yàn)樯絽^(qū)斜拉橋，橫跨200m高的深谷，主塔位于半山坡上，施工平臺窄小。

斜拉索拖運(yùn)至現(xiàn)場后，首先要將其從地面吊裝至梁面。對重量小于10t的拉索使用塔吊吊裝至橋面，采用卷揚(yáng)機(jī)牽引掛索；對重量大于10t的拉索在梁端設(shè)計(jì)專用可移動吊索架使用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行梁端牽引掛設(shè)。

3 結(jié)語

鐵羅坪特大橋以橋面高，主梁、主塔、下橫梁屬固結(jié)體系，縱坡較大而在國內(nèi)同類橋梁中排名前列。本橋地處山區(qū)，地形地貌復(fù)雜，施工環(huán)境差，施工中采用了多項(xiàng)新技術(shù)和新工藝，百米高空整體平移大噸位塔吊和反支點(diǎn)預(yù)壓的技術(shù)創(chuàng)新，均取得了國家發(fā)明專利，主梁現(xiàn)澆段墩旁托架和百米高空大噸位掛籃拼裝技術(shù)研究報(bào)告屬國內(nèi)首創(chuàng)。前支點(diǎn)掛籃采用改進(jìn)的新技術(shù)，使施工安全便捷。通過鐵羅坪特大橋全面的綜合施工技術(shù)創(chuàng)新研究，總結(jié)出了一套經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量保證、進(jìn)度超前、安全可行的施工方案、方法及工藝 ，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。鐵羅坪特大橋施工技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)，可為同類型橋梁施工提供依據(jù)，相信此技術(shù)通過不斷的摸索優(yōu)化完善，一定會在高墩大跨橋梁施工中得到廣泛的應(yīng)用。

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作者：王勝利（1974.6—），男；陜西西安人，1998年7月畢業(yè)于西南交通大學(xué)土木工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士。現(xiàn)任中鐵一局二公司副總經(jīng)理，高級工程師。電話號碼：18691089768。