斜拉橋主塔施工工藝探析
——以烏江特大橋索塔施工為例

管亮中交路橋華南工程有限公司

斜拉橋主塔施工工藝探析
——以烏江特大橋索塔施工為例

管亮
中交路橋華南工程有限公司

斜拉橋由塔、梁、索三個(gè)基本構(gòu)件組成，作為橋梁基礎(chǔ)的主塔，其穩(wěn)定性、牢固性十分重要，文章以烏江特大橋索塔施工為例，簡(jiǎn)單介紹斜拉橋的主塔施工技術(shù)，以期為斜拉橋建設(shè)提供有價(jià)值的參考。

斜拉橋；主塔；施工

斜拉橋是由塔、梁、索組成，形成三角形的、穩(wěn)定的幾何形態(tài)，支承體系以斜拉索受拉及橋塔受壓為主。其中索塔是指斜拉橋支承主索的塔型構(gòu)造物，索塔的結(jié)構(gòu)有多種類型，根據(jù)拉索的布置要求、橋面寬度以及主梁跨度而有所變化，常用的索塔形式沿橋縱向布置有單柱形、A形和倒Y形，沿橋橫向布置有單柱形、雙柱形、門式、斜腿門式、倒V形、倒Y形、A形等。

1.烏江特大橋索塔概況

烏江特大橋位于重慶涪陵城區(qū)上游，跨越烏江，全長(zhǎng)918米，主橋長(zhǎng)630米，為半漂浮雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，索塔下部采用獨(dú)柱形構(gòu)造，獨(dú)柱墩采用單箱雙室矩形斷面，下塔柱上半部分為外傾結(jié)構(gòu)，中塔柱為內(nèi)傾結(jié)構(gòu)，上塔柱是斜拉索錨固區(qū)，高57.5m，為直立段，采用H型構(gòu)造，斜拉索通過鋼錨梁錨固與塔壁內(nèi)側(cè)，斜拉索錨固區(qū)設(shè)有預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，以保證索塔受力。（如圖1）

圖1　索塔整體圖

2.索塔施工工藝

索塔采用液壓爬模施工工藝，塔底5m高實(shí)心段進(jìn)行1次澆筑，按大體積混凝土施工；其他按6m高度分節(jié)施工，共分36節(jié)施工，其中凡是尺寸大于2m的實(shí)心部分，均按大體積混凝土工藝施工。

2.1索塔施工流程

下塔柱1#塔節(jié)段（實(shí)心段，大體積砼施工）。

下塔柱2#塔節(jié)段（安裝液壓模板爬架）。

下塔柱3#塔節(jié)段（安裝液壓模板修飾平臺(tái)）。

下塔柱4#～8#塔節(jié)段（8#段進(jìn)行9#段托架預(yù)埋）。

下塔柱9#塔節(jié)段（內(nèi)模托架施工）。

下塔柱10#塔節(jié)段（實(shí)心段，大體積砼施工）。

下塔柱11#塔節(jié)段（下塔柱分叉，模板爬架重新安裝）。

下塔柱12#～17#塔節(jié)段施工，對(duì)拉系統(tǒng)安裝，下橫梁支架安裝。

下塔柱18#～19#階段和下橫梁同步施工，下橫梁施工（分兩次進(jìn)行澆筑）。

中塔柱20#塔節(jié)段（傾斜方向改變，爬架重新安裝）。

中塔柱21#～26#塔節(jié)段（26#進(jìn)行27#內(nèi)模托架及中橫梁托架預(yù)埋）。

中橫梁托架搭設(shè)、27#節(jié)段內(nèi)模托架搭設(shè)、27#節(jié)段與中橫梁同步施工。

上塔柱28#～31#節(jié)段（變?yōu)樨Q直段爬架重新安裝）。

上塔柱32#節(jié)段施工、主梁開始施工，塔梁同步。

上塔柱33#～34#塔節(jié)段（和上橫梁同步施工）。

施工上塔柱35#～36#塔節(jié)段，封頂。

2.2索塔施工要點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）下塔柱實(shí)心段溫控

下塔柱分叉段根部實(shí)心段厚度為8m，計(jì)劃分為2m（8#節(jié)段）和6m（9#節(jié)段）兩次澆筑，均按大體積混凝土施工進(jìn)行溫度控制，在索塔節(jié)段內(nèi)設(shè)置冷卻管。

（2）塔柱分叉段施工

塔柱施工設(shè)勁性骨架以定位、支撐鋼筋，勁性骨架采用矩形小斷面桁架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)連接加固。下塔柱上半部分為外傾結(jié)構(gòu)，施工時(shí)為抵消索塔重力作用下的傾斜變形和彎曲應(yīng)力，通過在塔身上左右設(shè)置橫向臨時(shí)對(duì)拉系統(tǒng)，通過對(duì)拉平衡索塔的外傾力，初定設(shè)置4對(duì)拉桿+一組鋼絞線對(duì)拉系統(tǒng)；中塔柱為內(nèi)傾結(jié)構(gòu)，施工時(shí)為抵消索塔重力作用下的傾斜變形和彎曲應(yīng)力，通過在塔身上每隔8m左右設(shè)置橫向臨時(shí)支撐系統(tǒng)，同時(shí)橫撐與橫梁支撐鋼管焊接成整體，通過支撐平衡索塔的內(nèi)傾斜力。臨時(shí)支撐采用鋼管，兩端焊接在索塔內(nèi)側(cè)預(yù)埋鋼板，同時(shí)可作為人行通道。初定設(shè)置4對(duì)撐桿；上塔柱雖為直立段，但由于主橋主梁施工采用塔梁同步施工，在上橫梁施工完畢并形成強(qiáng)度前，需設(shè)置橫向臨時(shí)拉桿，抵消斜拉索的外張水平分力對(duì)索塔根部造成不利影響。設(shè)置3對(duì)撐桿，間距約為10m一道，對(duì)撐桿采用φ630×10mm鋼管。

（3）橫梁施工

索塔橫梁支撐采用鋼管樁＋貝雷桁架體系支撐。主要由鋼管立柱、柱間水平橫撐、支撐牛腿、I56工鋼橫梁，貝雷桁架片、工鋼分配梁組成。橫梁施工時(shí)，按模板和橫梁的砼全重進(jìn)行加載。各橫梁支點(diǎn)除鋼管樁外，在塔柱內(nèi)壁上均設(shè)置牛腿。

（4）上塔柱施工

上塔柱施工時(shí)要嚴(yán)格按照工藝要求，確保斜拉索導(dǎo)管、錨板、環(huán)向預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋的精確定位。上塔柱砼澆筑時(shí)，鋼筋密集部位應(yīng)采用小石子砼，采用小型振動(dòng)棒、鋼釬振搗密實(shí)；在拉索錨固區(qū)的塔內(nèi)壁和錨塊區(qū)增設(shè)δ=10mm的保護(hù)鋼板，以便作為內(nèi)模施工。

（5）鋼錨梁施工

本橋斜拉索在塔內(nèi)的錨固方式采用鋼錨梁結(jié)構(gòu)，設(shè)置于上塔柱中，鋼錨梁兩端通過鋼牛腿支承錨固在混凝土底座上，鋼牛腿與勁性骨架連接鋼板須與勁性骨架現(xiàn)場(chǎng)焊接，且在板件高度范圍內(nèi)均需與勁性骨架現(xiàn)場(chǎng)焊接。鋼錨梁與鋼牛腿之間均采用高強(qiáng)度螺栓連接，鋼錨梁與鋼牛腿上承板之間的接觸面之間采用不銹鋼板和四氟版組成鋼牛腿滑動(dòng)副，鋼錨梁沿其縱軸向可作為小移動(dòng)。為了控制吊裝重量，鋼錨梁和鋼牛腿之間分開吊裝，橋上高強(qiáng)螺栓連接成整體。

（6）塔梁同步施工

塔梁同步施工要滿足主體結(jié)構(gòu)受力的需求；解決雙層作業(yè)的安全問題；能夠進(jìn)行斜拉索安裝作業(yè)；主塔兩側(cè)張拉索力控制盡量一致，兩側(cè)索力之差在控制5%之內(nèi)，以便可能威脅到主塔的安全；在進(jìn)行混凝土澆筑過程中，盡量保證兩側(cè)混凝土偏差在10t之內(nèi)。

3.結(jié)語

隨著我國(guó)橋梁事業(yè)的飛速發(fā)展，斜拉橋以其跨越能力卓著而廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)，并且斜拉橋的跨度越來越大，橋體形式也變化多樣，以滿足不同地形建設(shè)的需要，主塔作為斜拉橋的根基，要因地制宜選取合適的建造形式，控制好施工質(zhì)量，才能保證橋梁的穩(wěn)定耐用。