烏龍江144+288+144 m預應力砼矮塔剛構斜拉橋施工技術研究

孫 飛

（中鐵十八局集團第三工程有限公司 河北涿州 072750）

1 工程概況

新建福平鐵路1標烏龍江特大橋8號～11號墩跨徑為144+288+144m矮塔剛構斜拉橋為單線變雙線橋，左單線及雙線中心里程：DK21+586.60，橋全長875.315 m；右單線中心里程YDK21+105.47，橋全長417.585 m。烏龍江通航航道為國家Ⅳ級內河航道，代表船型按內河1+500噸級頂推船隊和500噸級貨船考慮，通航凈空90×8.0 m。本橋主橋通航孔采用288 m跨徑和既有橋的2×144 m跨對應。邊跨跨度144 m，新建福平鐵路軌底高程為38.163 m，比既有福廈鐵路烏龍江特大橋的軌底高15.26 m。主橋立面圖如圖1所示。

圖1 烏龍江特大橋主橋立面圖（單位：m）

2 矮塔重點施工

2.1 主塔結構

9#、10#主墩索塔均采用門式橋塔，橋梁以下墩柱部分高度 22.5 m，為兩個分離式漸變矩形實體截面。橋面以上塔高 40 m，橋面以上塔的高度比為 1/7.2。為適應分絲管索鞍，塔柱采用矩形實體截面，順橋向寬 5.6 m 橫橋向寬 2.8 m，四周設 40 cm×40 cm 切角。在墩塔梁固結處橋塔分叉為兩個獨立塔柱，呈倒 Y 形，每個塔柱截面 2.8×2.8 m，相交處以圓弧連接，左右上塔柱之間以橫梁過度，橫梁截面為 2×3 m。

2.2 矮塔總體施工方案綜述

墩身高度 22.5 m，采用雙肢墩柱，單肢為實心矩形截面，順橋向為 2.8 m，設 40×40 cm 切角，兩墩壁中心距 7 m；橫橋向承臺以上 11 m 高度范圍等寬度 12 m，主墩頂端為與主梁底板平順過度，設置 R=100 的圓弧連接。墩柱順橋向寬度在 4 m 高范圍由 3.6 m 漸變至 2.8 m，橫橋向 10.5 m 高范圍為直線段寬度為 12 m。以上至墩梁分界處漸變至13.445 m。橋面塔柱高度為 40 m，其中下塔柱高度 12.258 m，呈倒 Y 形，相交處以圓弧連接，順橋向寬度由 9.9 m 漸變至 5.6 m，橫橋向寬度2.8 m，中塔柱高度 12.742 m，順橋向寬度 5.6 m，橫橋向寬度 2.8 m，上塔柱高度 15 m 為有索區塔柱，順橋向寬度 5.6 m，橫橋向寬度 2.8 m，塔冠高 1 m，塔頂設置避雷針及欄桿等附屬，左右上塔柱之間以橫梁過度，橫梁截面為 2x3m。其中下塔柱、中塔柱為無索區，下塔柱節段劃分為1.981+3.898+3.470+3.351（2.909+0.446 含中塔柱部分）；中塔柱節段劃分為 2*6，上塔柱為有索區，節段劃分為 2*7 需預埋分絲管索鞍，左右塔柱各 10 套。墩身、塔柱模板采用大塊鋼模翻模法施工，在鋼模外側設置角鋼支架作為施工平臺。

（1）模板制作及安裝

塔柱采用翻模法進行施工，標準節段高度為 2.5 m，每次施工高度為 5 m，拆模需預留最頂部模板作為下一循環底部托模，模板采用鋼模，兩個主塔各配置 1 套模板，模板進場后，先進行試拼，檢查是否符合要求，使用前用磨光機打磨光亮，并涂刷脫模劑。脫模劑采用同一品種，要涂抹均勻，不得流墜，以免污染鋼筋。模板表面應光潔平順、拼縫嚴密，無銹斑變形、尺寸偏差在規范允許范圍內，保證結構物外露面美觀，線條流暢。模板的剛度、強度、穩定性順直度和接頭平整度符合模板設計要求，模板接縫滿足砼澆注時水泥漿不得流失，確保砼外表美觀。檢查合格并報監理同意后方可投入使用。

（2）鋼筋加工及綁扎

根據設計圖紙，對鋼筋進行下料，塔身主筋采用等強鐓粗直螺紋連接，其余的采用焊接。為保證鐓粗鋼筋的質量，鐓粗直螺紋鋼筋及時用通規和止規檢測；鋼筋的綁扎嚴格按圖紙中的位置、間距以及規范中規定的允許誤差要求進行。鋼筋下料采用鋼筋切斷機進行切斷，嚴禁用氧氣切割，加工成型的鋼筋應分類存放并設置標識牌。鋼筋接頭宜設置在受力較小處，在同一主塔節段內同一豎向受力鋼筋不宜設置兩個或兩個以上接頭，主筋的接頭應錯開布置。

（3）勁性骨架施工

考慮烏龍江施工期間風速較大，為滿足塔柱鋼筋固定及斜拉索分絲管索鞍的精確定位，方便測量放線，塔柱施工時設置勁性骨架，無索區勁性骨架的安裝主要起鋼筋綁扎定位及塔柱內操作平臺作業。為方便安裝，勁性骨架采用矩形框架結構，在后場分榀分節段制作，運至現場塔吊吊裝，勁性骨架主要材料為 L80×80×8，L50×50×6 角鋼，如圖2所示。

圖2 烏龍江勁性骨架圖

（4）索鞍分絲管安裝

本工程塔身上部設鞍座，以便斜拉索通過。斜拉索橫橋向呈雙索面布置，分別布置于兩個塔柱，每個塔柱設單排鞍座。分絲管索鞍為55、61、73 孔規格，單個塔柱含分絲管索鞍 10 個，采用成品結構，間距為 1.0 m。由于索塔內每一根斜拉索的角度、標高均不同，施工中的偏差將影響斜拉索的安裝質量，因此，分絲管索鞍的定位精度控制是矮塔斜拉橋施工的關鍵。塔柱在澆筑前安裝分絲管定位支架，支架采用塔內勁性骨架，待分絲管定位好后將彎管焊接在托梁上固定。如圖3所示。

圖 3 分絲管索鞍安裝示意圖

3 斜拉索重點施工

3.1 斜拉索安裝順序

斜拉索安裝實行兩個塔同時對稱施工，上下游按順序依次施工，施工順序是先上游后下游，由短索到長索，斜拉索按索號依次施工，具體施工順序如下：

Z1 上—Z1 下—Z2 上—Z2 下—Z3 上—Z3 下—Z4 上—Z4 下—Z5上—Z5 下—Z6 上—Z6 下—Z7上—Z7 下—Z8 上—Z8 下—Z9 上—Z9下—Z10 上—Z10 下。

3.2 HDPE管焊接

HDPE 管焊接時，應對段管編號、段管長度、焊接頭預熱溫度、預熱壓力、加熱時間、切換時間、焊接壓力、冷卻時間和焊接時間等進行記錄。HDPE 段管的連接采用專用發熱式工具對焊方式。如圖4所示。

圖 4 HDPE 護套管焊接

3.3 斜拉索調索

調索工作要在二期恒載上完且體系轉換完成之后進行。采取單根調索措施，調索索力根據監控對索力進行監測結果和指令進行。

單根調索順序為：按設計監控要求進行，原則上是：先中跨后邊跨，先長索后短索。根據設計要求和具體條件可采用單根調索，單根調索，步驟如下：

（1）根據監控指令計算單根索力。

（2）在掛索時安裝傳感器的單根索上安裝傳感器。

（3）按照單根計算索力進行張拉，復核傳感器讀數。

（4）參照單根掛索張拉原理進行單根調索。

斜拉索單根循環調節拉索，單根循環調索施工時，應對調索工況、設計調整索力、設計張拉油壓、初動力、實際張拉油壓、實際調整索力、回縮值等參數進行記錄。調索過程中，每根鋼絞線拉索張拉到位時，注意利用打緊器及時將夾片打緊。當索力調節至設計值時，調索完畢。

4 連續梁重點施工

在主墩兩側托架上澆筑 0 號節段，并張拉預應力束（三向），錨固完成后，然后安裝掛籃且預壓，預壓后逐節對稱懸臂澆筑 1 號～35號節段，邊跨現澆梁段在邊墩鋼管托架上施工，邊垮合攏段用掛籃底板和側板設置吊架施工。邊跨合攏后再合攏中跨。采用 2 對、4 套掛籃，按逐節對稱的次序同時進行 T 構的施工，施工及合攏次序按設計給定的程序進行。掛籃采用塔式吊機和卷揚機安裝。混凝土由 4#拌合站集中拌合，輸送車運輸，輸送泵灌注。

主墩兩側的節段采用三角掛籃對稱澆筑。連續梁除 0 號塊及邊跨兩個 36 號塊直線段外，其余1～36 號塊共 36 個梁段全部采用掛籃懸臂澆注施工。掛籃就位后，進行主桁和底籃后錨安裝，然后通過測量儀器進行中線、高程測量、定位，通過千斤頂進行標高調整，經過檢查確定合格后，最后進行全面錨固。在前一梁段施工完畢縱向預應力索張拉及壓漿完后，解除放松各吊點，使模板脫離梁體，解除梁上后錨點，進行錨固轉換，行走小車托力轉換在滑道上，通過手拉葫蘆拖拉主桁，整個掛籃前移動至下一梁段位置。

5 結語

本文對烏龍江特大橋144+288+144m預應力砼矮塔剛構斜拉橋施工技術重點步驟施工全過程進行了比較詳細的介紹，該矮塔斜拉橋的具體施工步驟正如本文所闡述的3大步驟。針對烏龍江特大橋144+288+144m預應力砼矮塔剛構斜拉橋施工技術中遇到的具體問題，將關鍵環節的施工工藝進行了比較詳細的概括，通過上述過程和工藝的實施，烏龍江特大橋144+288+144m預應力砼矮塔剛構斜拉橋施工在保證工期和質量的前提下順利完成，通過以上技術總結可為同類橋梁施工做借鑒。