主橋索塔下橫梁施工關鍵技術控制

張 斌 張洪文 馬孝海 王有學 趙志軍

(中交二公局第二工程有限公司，陜西西安 710119)

1 工程概況

大連星海灣跨海大橋主橋位于大連市著名旅游景點星海灣廣場對面開闊海域，為雙塔三跨地錨式懸索橋，跨徑布置為180 m+460 m+180 m=820 m。橋塔采用“門”式框架混凝土結構，塔高112.31 m，由塔柱和橫梁組成，包括塔柱和上、下橫梁，塔柱為鋼筋混凝土結構，橫梁為預應力結構。下橫梁為變截面矩形，下橫梁中部高度4.7 m，根部高度6.49 m，寬6.4 m，下橫梁內配18束25-φ15.2的預應力鋼絞線，張拉控制應力1 395 MPa。

2 工程特點

1)工程位于黃海海域，受海洋環境影響比較大，橋址處水深10 m～12 m，沒有島嶼等遮擋物，每年4月份～10月份東南風、南風、西南風比較頻繁，海上涌浪比較大。2)下橫梁底板線形為半徑50 m，弧長27 m的圓弧。3)索塔承臺為分離式承臺。4)海上潮氣大，空氣鹽分含量高，鋼材銹蝕嚴重。

3 下橫梁施工方案的優選

3.1 下橫梁整體施工方案的選擇

以近現代世界各國修建的各類大橋為例，塔梁施工的方案按其施工的先后順序劃分:1)塔柱和下橫梁同步施工;2)先塔柱、后橫梁。根據過往的施工經驗對這兩種方案進行對比，結果如表1所示。

通過對上述兩種施工方案的對比，兩種方案各有優劣，在保證下橫梁施工質量的前提下，再結合工程工期要求，最終確定了先塔柱施工、后橫梁施工的施工方案。

表1 整體施工方案對比

3.2 下橫梁支架施工方案的選擇

梁體施工支架主要有以下兩種支架方案:1)滿布支架;2)梁式支架。根據以往施工經驗以及大連星海灣跨海大橋主橋自身的工程特點，對這兩種支架方案進行了對比，結果如表2所示。

表2 橫梁支架方案對比

1)滿堂支架:因塔柱承臺為分離式承臺，承臺中間的保留平臺穩定性不夠，必須對平臺進行加固，這樣導致施工成本增加，且滿堂支架預壓時間不充足，因此不采用滿堂支架。

2)鋼管樁支架:結合項目現存大量的鋼管材料、海上施工場地限制和公司以往大量成功使用同類型支架施工經驗等因素，經過認真計算分析，支架安全可靠，可以不做預壓，根據理論數據及以往施工經驗設置預拱度，這樣不但縮短工期，也節約了施工成本，充分發揮了鋼管樁支架的優勢。

4 下橫梁施工關鍵技術控制措施

4.1 關鍵技術

1)鋼管樁支架基礎預埋件、附墻平聯預埋件和塔柱牛腿預埋件的埋設;2)鋼管樁安裝節段的劃分;3)下橫梁支架系統變形的消除;4)底模拼裝合龍;5)混凝土施工;6)預應力施工。

4.2 控制措施

4.2.1 鋼管樁支架基礎預埋件、附墻平聯預埋件和塔柱牛腿預埋件的埋設

1)下橫梁支架基礎設置在承臺上，在第二層承臺混凝土澆筑前，根據支架設計圖紙，對鋼管立柱基礎進行預埋。支架預埋件預埋時，測量監控部對預埋件的平面位置準確放樣，避免鋼管樁支架位置發生偏差，對整個支架穩定性造成影響。2)工程位于黃海海域，海上潮氣大，空氣鹽分含量高，鋼材銹蝕嚴重，支架預埋件和與支架預埋螺栓進行栓接的鋼板做防腐處理。

4.2.2 鋼管樁安裝節段的劃分

立柱鋼管采用法蘭連接接高，分段長度應以避開法蘭位置為前提，避免法蘭位置與平聯位置重合對支架的結構穩定性產生影響。

下橫梁支架立柱鋼管分2節，第一節長7.5 m，靠近塔柱的一列鋼管樁頂面標高為+9.48 m，其第二列鋼管頂面標高為+9.19 m，第一層平聯位置標高為+8.64 m，高于平聯位置，不影響平聯焊接施工，第二節直接到承重梁底，均避開平聯位置，保證支架的結構穩定性。

4.2.3 下橫梁支架系統變形的消除

支架系統變形包括彈性變形、非彈性變形兩項，為消除支架變形對下橫梁施工變形的影響，采取如下措施:1)支架系統安裝時，各立柱鋼管節段連接部位緊密連接，無間隙。2)計算支架系統的彈性變形和非彈性變形并根據計算結果在底模上設置預拱度。3)選擇合理的施工時段，減少鋼管立柱與塔柱混凝土因溫差引起的變形。4)配制和易性好，坍落度損失小、初凝時間長的混凝土，確保支架系統的變形在混凝土初凝前完成。

4.2.4 下橫梁底模拼裝施工

底模板由模板和支撐桁架組成，底模板在加工廠分塊加工完成之后，要先進行試拼，底模節段間螺栓孔對接，面板平整，結構尺寸無誤。避免使用時出現問題，影響施工進度，增加施工成本。

在底模拼裝施工時，要注意最后一塊模板與其拼裝位置的大小是否合適。由于塔柱自身的傾斜度以及底模在拼裝過程中產生的間隙，對最后一塊底模的拼裝會產生不小的影響，因此在拼裝最后一塊模板之前，提前對最后一塊模板的拼裝位置尺寸測量，再與最后一塊底模的尺寸對比，如果模板大了，就要提前對模板進行處理，保證底模拼裝順利合龍。

4.2.5 混凝土施工

1)橫梁混凝土澆筑方量大，所需時間長，為防止混凝土凝固時間太快而造成橫梁非彈性變形裂縫，確保混凝土澆筑在其初凝前完成，橫梁混凝土初凝時間不小于24 h。2)橫梁混凝土澆筑順序為:底板→腹板、橫隔板→頂板，混凝土分層澆筑，每澆筑層厚度30 cm，底板、腹板采用溜筒下料，保證混凝土自由下料高度小于2.0 m。混凝土振搗采用插入式振搗器振搗，快插慢拔，插入下面澆筑層5 cm～10 cm，棒頭避開鋼筋、模板及結構件，振搗棒插入間距適當，保證混凝土振搗密實，避免漏振、欠振或過振。3)底板線形為半徑50 m的圓弧，澆筑到內箱底板最低位置時很容易形成翻漿。澆筑底板時，防止坍落度過大，同時也放緩澆筑速度，為底板混凝土的凝結爭取時間，必要時可以暫緩混凝土澆筑，等到底板混凝土基本凝結，再行澆筑。

4.2.6 預應力施工

1)預應力張拉。張拉平臺頂標高+20.02 m，用5組牛腿支撐，在索塔塔柱施工時預埋張拉平臺預埋件，下橫梁施工過程同步安裝預應力張拉平臺。按設計圖紙要求，橫梁混凝土強度達到100%后方可張拉預應力筋，張拉順序為先從靠近腹板中部向上、下緣依次進行，腹板兩側同一高度的預應力鋼束對稱張拉。張拉程序為張拉力0→20%σcon(976.5 kN，開始計入伸長量)→100%σcon(4 882.5 kN，持荷5 min錨固)。所有的預應力鋼絞線均采用兩端同時張拉，張拉采用張拉應力與鋼束伸長量雙控，控制伸長量誤差在±6%以內。2)壓漿及封錨。下橫梁張拉期間已經進入11月份，壓漿過程需采取相應措施，以保證施工質量。a.壓漿工作安排在白天正溫條件下進行。b.環境溫度低于5℃時，采用篷布覆蓋加熱保溫，在壓漿作業前用探針式溫度計在壓漿孔處測梁體溫度(測點大于6個)，梁體溫度低于5℃則禁止壓漿作業。c.冬期施工中壓漿作業，加熱拌和用水。壓漿水泥為P.O42.5，水溫不得超過40℃，同時在壓漿中及壓漿后48 h內梁體溫度不低于5℃，漿體試件強度達到25 MPa前不得拆除保溫措施。大連市此段時間溫度在5℃徘徊，為了保證壓漿質量，采取了在下橫梁外壁覆蓋棉被，內箱放置電暖器對下橫梁進行保溫，確保管道壓漿質量。

5 結語

大連星海灣跨海大橋主橋下橫梁施工中，針對下橫梁自身的結構設計特點、施工現場實際情況和工程的施工環境，通過施工方案的優選和關鍵技術控制措施的實施，確保了主塔的施工進度，節約了施工成本，保證了下橫梁整體施工質量，為此類工程特點的下橫梁施工積累了經驗。

［1］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.

［2］歐陽效勇，張建軍.蘇通大橋主5號索塔下橫梁施工技術［A］.第三屆全國公路科技創新高層論壇論文集［C］.2006.