紅河特大橋索塔下橫梁施工技術研究

邱永勝

（中國水利水電第八工程局有限公司鐵路公司，湖南長沙 410004）

0 引言

紅河特大橋建水岸緊鄰G245 國道，交通運輸較為便利，元陽岸沿元綠公路通過縣道穿在建元蔓高速施工區域，縣道呼山段與地方道路及自建便道構成較完整施工道路網。

建水側主塔橫梁采用預應力混凝土箱形梁，橋塔設置上橫梁、中橫梁及下橫梁。塔柱及橫梁均采用C50 混凝土。下橫梁尺寸參數主要為：長度為22.2m；寬度為9m；高度為6m；壁厚為0.8m。橫梁均為箱形截面并設置橫隔板。

1 紅河特大橋索塔下橫梁的施工設計

1.1 塔柱分節設計

紅河特大橋建水岸塔柱高181.286m，截面變化較為復雜，塔柱外側各面尺寸隨塔柱高度不斷變化。結合塔柱結構及爬模施工的特點，將塔柱分為31 個節段進行混凝土澆筑施工，節段澆筑標準高度為6m；根據塔柱結構變化，整個塔柱施工分成6 個典型施工區段：下塔柱施工節段（第1～8 節段），下橫梁施工節段（9節段），中塔柱施工節段（10～16 節段），中橫梁施工節段（17～18 節段），上塔柱施工節段（19～29 節段），上橫梁施工節段（30～31 節段）。

1.2 支架設計

建水岸索塔塔高181.286m，下橫梁底面距承臺頂面47.4m，塔柱橫梁采取牛腿托架式支架進行現澆施工。本工程中，托架結構型式為：分配梁I20 工字鋼+橫橋向主梁321 型貝雷桁架+雙拼H700 型鋼承重梁+鋼墊塊+雙拼H588 型鋼上弦桿+雙拼H588型鋼斜桿+雙拼H588 型鋼下弦桿+鋼牛腿。設計圖如圖1 所示。

圖1 支架結構設計

1.3 塔吊布置設計

根據現場施工實際需要，建水岸塔柱左右兩側各布置1 臺塔吊。塔吊型號根據實際施工需要進行選取。參考現場實際情況發現，建水側塔吊無法擺放于索塔基礎上，故需另設計獨立基礎。由于現場地質為中風化巖層，地基承載力較好，所以根據TC7035型塔式起重機使用說明書完成一個尺寸為7m×7m 的塔吊獨立基礎設置。

2 紅河特大橋索塔下橫梁的施工技術要點分析

2.1 施工測量

2.1.1 施工測量控制網的復測

平面控制網復測及主橋平面控制網加密采用GPS 靜態測量方式按《公路勘測規范》二等精度要求進行測設，主要技術要求如下表所示。復測采用與設計院同網型、同精度的方案進行。加密點位選在紅河特大橋兩岸，距線路中線較近、穩固可靠且不易被施工破壞的范圍內，便于長期保存；點間距離在500～800m 為宜，且點間相互通視。平面加密點與高程加密點共用。根據點位精度和控制范圍等因素，綜合考慮選用IV65、HHDQII05、HHDQII01、HHDQII03 四個點為已知點。

表1 靜態測量主要技術要求

2.1.2 水準復測

在實施水準復測前，需要完成現場勘查，對標石的完好程度展開檢查，并結合與設計高程的對比，確定點位的可靠程度。在此過程中，需要落實的操作要點主要有：依照設計單位的原測順序完成觀測；架設儀器時應踩緊腳架，儀器嚴格整平；水準尺必須用撐竿穩定并且中下兩個氣泡應居中；將地面堅固沉降小的區域設為轉點，并踩實尺墊；嚴禁在未觀測完時隨意移動尺墊；盡可能避免在中午氣溫較高、日照強度高的時間段落實觀測。

2.1.3 索塔施工測量

（1）橫梁施工測量。在完成托架的安裝后引入預壓操作，促使支架的非彈性變形得到有效消除。此時，要觀測支架的彈性變形，根據彈性變形值對底模進行預抬。預壓觀測前在支架頂面（底模底面）設置測點，測出加載前各測點的高程值；在每次加載、卸載時測量各測點的高程，根據測得數據進行列表，分出各對應情況下的數值并和理論計算值進行對比分析，為支架標高（立模標高）的調整提供數據參考。

（2）塔柱、橫梁各節段形體竣工測量。在爬模提升前和橫梁模板拆除后展開形體測量，明確塔柱和橫梁的澆筑后形體、傾斜度、斷面尺寸、高程等主要參數，判斷其與設計規范是否具有一致性，并將數據提交至技術部門，為后續的施工操作提供參考[1]。

2.2 下橫梁施工

2.2.1 支架結構施工

在支架結構施工中，主要完成的任務包括牛腿、主桁架（上、下弦桿及斜桿）、承重梁部分、分配梁及底模的安裝，具體施工順序如圖2 所示。

圖2 支架結構施工順序

在進行牛腿安裝中，需要將其嵌入索塔塔身，所以主要在索塔塔身上（第7、8 節）預埋鋼套件，鋼套件由2cm 鋼板在廠內焊接加工而成。將牛腿安裝在鋼套件內，使用鋼板填塞抵緊牛腿與鋼套件的縫隙區域。牛腿頂部設置8 道拉桿，拉桿貫穿塔身，錨固在對面塔身外側，牛腿安裝完成后對拉桿進行張拉，張拉完成后安裝其余托架構件。

在進行主桁架安裝中，主要使用了現場預拼裝的方式，并在塔吊的支持下完成整體吊裝。本工程的主桁架由上、下弦桿、斜桿和橫聯桿組成；上、下弦桿及斜桿均為雙拼H58 型鋼組成；橫聯桿為[20 槽鋼，連接板為2cm 厚鋼板，橫桿間距4m 布置。

在本工程中，承重梁部分主要由雙拼H700 型鋼組成，因后期落架施工需要，承重梁與主桁架上弦桿之間需安裝鋼墊塊，鋼墊塊由2cm 厚鋼板在廠內焊接而成，頂面與底面分別與承重梁與上弦桿接觸面焊接。橫梁為321 型貝雷梁，按照90cm+25cm+45cm+25cm+45cm+55cm+90cm+60cm+90cm+60cm+90cm+60cm+90cm+55cm+45cm+25cm+45cm+25cm+90cm 的形式布置。

2.2.2 支架預壓

為了實現支架非彈性變形的消除，落實支架預壓操作是必然選擇。實踐中，要參考混凝土預制塊完成配重，并結合主梁結構的荷載分布實施堆載。在本工程中，各級預壓荷載的設計如下：

第一級預壓荷載60%G=571.4t；預壓塊（尺寸為1.8m×0.9m×0.9m）數量n=571.4/3.5=163.3 塊，取164 塊。其中兩側腹板各53塊，底板52 塊，橫隔板6 塊。第二級預壓荷載80%G=761.8t；預壓塊（尺寸為 1.8m×0.9m×0.9m）數量 n=761.8/3.5=217.7 塊，取 218塊。其中兩側腹板各70 塊，底板70 塊，橫隔板8 塊。第三級預壓荷載100%G=952.3t；預壓塊（尺寸為 1.8m×0.9m×0.9m）數量 n=952.3/3.5=272.1 塊，取272 塊。其中兩側腹板各88 塊，底板87塊，橫隔板9 塊。第四級預壓荷載110%G=1047.53T；預壓塊（尺寸為 1.8m×0.9m×0.9m）數量 n=1047.53/3.5=299.3 塊，取 300 塊。其中兩側腹板各97 塊，底板96 塊，橫隔板10 塊。

實踐中，在加載完一級別后，需在每間隔12h 的條件下對支架沉降量進行一次監測。當支架頂部監測點12h 的沉降量平均值小于2mm 后，方可展開下一級加載[2]。

2.2.3 下橫梁鋼筋施工

在本工程中，下橫梁斷面外側主筋為一排為φ28mm HRB400 鋼筋，內側為一排φ20mm HRB400 鋼筋，箍筋和拉筋為φ16mm 鋼筋。依照由上至下的順序完成鋼筋綁扎操作，著重規避下橫梁預應力管道；在需要的條件下可以切割鋼筋，但是必須引入補強處理。為了保證下橫梁鋼筋的施工質量，將橫梁內壁與外壁鋼筋的保護層厚度穩定在2.5cm，并以每平方米4 個的密度在模板與主筋之間設置砂漿墊塊。觀察是否存在露筋問題，一旦發現露筋必須及時處理。

2.2.4 下橫梁模板施工

在本工程的施工中，下橫梁底模及側模板均采用厚度為15mm 的竹膠板，外背10cm×10cm 方木背楞，側模橫向背楞采用兩根[10 槽鋼背靠背布置，兩根槽鋼之間留有2.5cm 間距，以便穿入拉桿，立桿直徑2mm，按照豎向間距80cm，橫向間距1m 布置，底部兩道拉桿與下橫梁主筋焊接，模板復測合格后，在梁底板I20 小分配梁上沿長邊方向每隔1.5m 焊接一個I20 工字鋼擋塊，擋塊高15cm，抵住下橫梁外模板。

施工中，所有模板均在現場完成拼接安裝，并使用膠帶落實堵縫操作，防止出現混凝土表面顏色、光澤不一致的問題。

2.2.5 下橫梁混凝土施工

本工程主要利用分層施工的方式展開下橫梁混凝土澆筑施工，其中，第一層澆筑高度為4m，第二層澆筑高度為2m。在輸送泵管的支持下，促使混凝土垂直運輸至橫梁區域，結合在布料桿出料口處設置的軟管，將混凝土自由下落的高度穩定在2m 之內。施工中，下橫梁第一次澆筑的整體澆筑順序為由兩端向中間澆筑，即在腹板及隔板區域完成混凝土澆筑后再進行底板區域混凝土的澆筑；第二次澆筑順序同樣由兩端向中間澆筑，即先腹板及隔板，再澆筑頂板。

2.2.6 下橫梁預應力張拉及壓漿

本工程的下橫梁內布置72 束15.2-19 鋼絞線，預應力采用兩端對稱張拉，一次張拉完畢。每束鋼絞線的設計錨下控制應力為0.75fpk=1395MPa（不含錨圈口損失），張拉采用雙控，以控制為主，以鋼絞線伸長量進行校核。

在下橫梁預應力張拉施工中，主要引入智能張拉及壓漿技術，并落實兩段張拉操作。施工中，將伸長量允許誤差穩定在6%以下；每束鋼絞絲出現斷絲與滑絲問題的數量不超過1 絲；所有斷面斷絲之和穩定在相應斷面鋼絲總數的1%及以內[3]。

壓漿施工主要在完成預應力張拉施工的24h 內展開，本工程主要使用了真空壓漿工藝。該工藝的流程為：完成體內預應力施工；設計高性能壓漿料配比，實現材料準備，并檢查預應力管道的真空度是否滿足要求；檢查壓漿泵口的出漿情況，在質檢合格后連接管路；啟動真空泵，展開吸漿操作；對排氣孔的出漿情況展開觀察，在達到要求后增加壓力，持續時間為2—3min；對漿口與出氣孔進行封堵；完成預應力壓漿后，展開工作平臺的徹底清理。

2.2.7 支架拆除

本工程的支架拆除操作流程具體如下：切割鋼楔塊落架、抽出方木及I20 工字鋼分配梁，依托塔吊、卷揚機完成下放；拆除貝雷片；拆除主桁架；拆除牛腿。

2.3 混凝土泵管布置

混凝土泵的布置合理性直接關系著施工的順利程度。在本工程施工中，為了更好保證混凝土泵管安裝、拆卸的簡便程度，主要將泵管附著在塔吊立柱上，并沿塔吊立柱向上，經過爬模平臺后到達塔柱。同時，泵管與塔吊立柱之間采用卡箍固定牢固。工程中混凝土泵管的布置如圖3 所示。

圖3 混凝土泵管的布置

2.4 施工檢驗

出于對施工質量的考量，必須要展開施工檢驗工作，判斷材料、施工成品（或半成品）等的質量是否達標。在本次紅河特大橋索塔下橫梁的施工中，主要完成的檢驗項目與內容如下所示：

（1）原材料檢驗。包含施工原材料、機械設備、構件的質量檢驗，需在入場階段展開檢驗，嚴禁未達標材料入場。

（2）過程質量檢驗。在進行水泥混凝抗壓強度的檢驗中，針對澆筑一般體積結構物，每一單元結構物制取不少于2 組；針對連續澆筑大體積結構物，每200m3或每一工作班制取不少于2 組；每片梁板長 16m 以下制取 1 組，16～30m 制取兩組，31～50m 制取3 組，50m 以上不少于5 組。在進行水泥砂漿抗壓強度的檢驗中，針對重要及主體砌筑物，每一工作班應制取2 組；針對一般及次要砌筑物，每一工作班應制取1 組。水泥混凝土坍落度的檢驗需要隨時展開，以此達到維護混凝土結構總體施工質量的效果。

（3）配合比檢驗。在各種原材料檢驗合格后，可以展開水泥混凝土/砂漿等配合比的設計，并對各種配合比展開復核驗證。

3 總結

綜上所述，在結合實際情況完成施工方案設計的基礎上，通過水準、施工測量控制網的復測，以及索塔施工測量，結合支架結構施工、支架預壓、下橫梁鋼筋施工、下橫梁模板施工、下橫梁混凝土施工、混凝土泵管的優化布置以及施工質檢的全面落實，維護了橋梁索塔橫梁施工的施工質量，提升了橋梁工程的整體施工質量。