獨塔不對稱斜拉橋大跨度上橫梁施工技術研究

趙超，徐健 （安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 231600）

1 工程概況

渦河五橋主橋全長288m，采用（165+83+70）m獨塔不對稱斜拉橋，聯塔分幅，塔梁固結，單幅主梁采用預應力混凝土雙邊箱梁，主塔采用三柱式橋塔，輔助墩及過渡墩均采用柱式橋墩，主塔下部采用多邊形整體式承臺、群樁基礎，輔助墩、過渡墩下部啞鈴型承臺、群樁基礎。主梁采用分離式斷面，單幅主梁全寬26.35m，主梁中心處梁高2.6m，橋面2%橫坡通過主梁整體旋轉實現，標準段采用預應力混凝土雙邊箱梁；主塔采用三柱式橋塔，塔柱豎直，塔柱總高98.824m，塔肢下塔柱高21.324m，上塔柱高77.5m；邊塔肢下塔柱高20.824m，上塔柱高78m，塔柱采用矩形截面。

圖1 渦河五橋主橋平面圖

圖2 渦河五橋主橋立面圖

上橫梁長24m，寬6m，高9m，為單箱單室混凝土結構，寬6m，高6m，腹板壁厚0.6m，頂底板壁厚0.6m，中橫隔板厚0.5m，頂底板設置16股、19股預應力鋼束。

2 施工工藝

施工工藝流程見圖3。

圖3 塔柱上橫梁施工工藝流程圖

3 主要施工方法

3.1 支架及底膜施工

上橫梁支架體系由15mm竹膠板、10×10cm方木、I10a分配梁、貝雷梁、卸荷塊、三角托架、承重錨盒等組成。

①三角托架為2H500×200型鋼焊接加工而成，沿順橋向共設置2排，間距4.3m。三角托架與第14節、第15節上的2cm厚預埋鋼板進行滿焊，在塔柱與三角托架間設置精軋鋼連接，提供水平拉力，每個三角托架下設三根直徑為100mm的鋼棒，三角托架底部置于承重錨盒上。

②每個三角托架上設置三個卸荷塊，卸荷塊由鋼板焊接而成，通過φ32精軋螺紋鋼連接，主要用于后期頂部支架拆除，卸荷塊頂部布置2H500*200型作為分配梁。

圖4 三角托架示意圖

③在三角托架上的分配梁頂部設置三組加強型貝雷梁為主要受力結構，用來解決上橫梁跨度大的問題，其中腹板下4片貝雷梁為一組，底板下3片貝雷梁為一組設置，貝雷梁支點設置斜桿交叉處，支點距塔柱邊為5.3m，貝雷梁除在托架位置處長為15m，其他位置長為24m。

④貝雷梁上放置I10a，間距按60cm布置，在橫梁腹板和隔梁處，I10a加密30cm布置，部分I10a工字鋼外伸兩側橫梁寬度各1.5m，作為后期懸挑操作平臺使用，I10a上安放10×10cm方木+15mm竹膠板作為底模體系。

⑤上橫梁內側豎向模板結構形式采用15mm竹膠板+10cm方木豎肋@250cm+雙拼[8背肋，對拉螺桿采用D20精軋鋼。頂板下設縱橫向間距0.9m滿堂支架，支架頂設置0.9間距I10a工字鋼，工字鋼頂設置方木間距為30cm。

3.2 鋼筋施工

上橫梁鋼筋施工時，豎向主筋1a、1b、1c以及倒角直徑為Φ16豎向鋼筋N16a，待塔柱豎向鋼筋綁扎完成后，再綁扎上橫梁，安裝內模后再綁扎頂板鋼筋，特別注意預埋鋼筋和錨下鋼筋檢查，切不可少裝或漏裝。

橫梁鋼筋安裝順序：底板底層鋼筋→底板拉筋→腹板鋼筋→頂板底層鋼筋→頂板頂層鋼筋→頂板頂層拉筋。

3.3 混凝土施工

上橫梁混凝土澆筑順序遵循分段、分層、對稱的原則，第一次澆筑高度為2m，第二次澆筑高度為4m，混凝土澆筑利用地泵輸送入模，先澆筑塔柱位置，再澆筑橫梁位置。

在澆筑橫梁位置時候，橫梁位置出料口配置5臺振搗棒，腹板混凝土澆筑時，因為泵送混凝土的坍落度比較大，預計在底板處可斜向流淌1m遠左右，此時底板安排2臺振搗棒，主要負責倒角流淌處的混凝土振搗，另外3臺振搗器主要負責腹板混凝土振搗。

混凝土采用分段分層法，由梁幅兩邊向中間、由外側向內中間、由下而上、由變形大的到變形小的方向澆筑，先底板、腹板、最后頂板；澆筑腹板采用水平分層，每層澆筑厚度不大于30cm；為檢查混凝土質量和控制端部鑿毛、拆模、張拉時間，每個梁段（或每200方）混凝土澆筑時需做4組試件。其中2組在試驗室進行標準養護，另外2組進行現場同條件養護，每組3個，規格為150×150×150mm。

3.4 預應力施工

上橫梁第一層混凝土澆筑完成后，待強度達到設計強度的90%后，即先進行底板束預應力的張拉，根據計算底板位置每束平均張拉力為2.52t，初張拉完成后，進行第二層混凝土澆筑，在澆筑過程中根據澆筑高度補張底板處預應力，使上部澆筑荷載能夠很好地傳遞至兩端塔柱，有效減少支架的承重荷載，保證了高空施工的安全性。

上橫梁第二層混凝土澆筑完成后，待強度、彈性模量達到設計值的90%后，即進行預應力束的張拉，計算頂板位置每束平均張拉力為3.0t，張拉順序為先中間后上下對稱進行。

3.5 支架拆除

進行支架拆除時，先將三組貝雷梁連接成整體，然后基于四套下放系統（由卷揚機、墊梁、鋼絲繩等組成），通過鋼絲繩吊掛住底分配梁將支架整體提升，拆除分配梁底部的卸荷塊與鋼牛腿；測量人員在施工平臺上應同步觀察上橫梁支架是否水平，如發現未同步時應及時用對講機呼叫指揮員進行對應的調整，待檢查的各項指標符合要求后方可利用下放系統逐步下放，待下放1.5m后，對上橫梁底面進行修補，修補完成后將支架整體下放至0#、1#號塊上進行拆除。

4 施工質量保證措施

4.1 三角托架施工質量保證措施

①塔柱施工時，進行三角托架支撐預埋鋼板的定位安裝及預留精軋鋼和鋼棒預留孔，進行混凝土澆筑，同時拆除塔柱內側模板。

②按照方案尺寸進行型鋼加工、并在地面進行三角托架架體整體焊接（已在加工廠加工完成，并提供相應焊縫檢測報告）。

③采用塔吊逐片進行三角托架梁的整體吊裝，安裝精軋鋼及鋼棒，并檢驗三角托架梁是否滿足垂直度要求。

④三角托架安裝完成后，在三角托架托架的2H500×200型鋼上擱置2H500×200型鋼作為貝雷架拼裝操作通道，一端焊接固結，另一端不固結，設置限位架固定（嚴禁兩頭固結）。

⑤貝雷片在地面分節段組裝，采用單機起吊法，吊至到上橫梁位置，在三角托架支架上逐節拼裝，先安裝中間一組貝雷片，再安裝兩側貝雷片。

⑥貝雷梁上放置I10a，間距按60cm布置，在橫梁腹板和隔梁處，I10a加密30cm布置，I10a上安放10×10cm方木。

⑦內外側模采用竹膠板+方木豎肋+雙拼槽鋼橫肋的模板體系，由對拉螺栓進行連接。內側頂模采用竹膠板+方木+90×90鋼管支撐的模板體系。

4.2 上橫梁模板、支架搭設質量保證措施

①模板吊裝及轉運：模板吊裝及轉運過程中不得有尖銳的構件壓在面板上或刮到面板，以免面板刮傷損壞；吊裝過程中注意對模板周邊棱角的保護，不得破壞棱邊棱角，以免模板拼縫處發生漏漿；裝運時，模板起吊要均勻平衡受力，堆放平穩并進行固定，以免滑落。

②模板安裝：模板安裝時，拼縫均需粘貼雙面膠止漿，但膠帶邊口必須平于接縫邊口線（否則混凝土會出現嵌縫的缺陷）或統一稍低于邊口線且膠帶必須拉順直，確保接縫順直良好。

③拉桿安裝：對拉拉桿的長度要和斷面尺寸一致，在外螺母上緊模板時必須安排人員在模板內側檢查模板內面斷面尺寸，確保與設計尺寸相符。模板受拉后斷面尺寸過小，則造成內撐桿向外的力過大，易造成面板局部發生凹陷，因此模板斷面尺寸控制到位后上緊外螺母即可；拉桿過松則造成尺寸偏大，因此同樣也要將絲口擰滿為止。

④模板拆除：拆模和安裝模板需安排同一批人員，以便于保護模板；拆模時，模板起吊要平衡受力；在松拉桿時，各塊模板需設置臨時固定，以免模板突然傾斜或高空掉落。

4.3 混凝土防裂措施

①加強混凝土保護層控制。

②根據不同的高度優化其相應的混凝土配合比。

③混凝土布料分層均勻，采用混凝土串通下料，不趕漿，加強混凝土振搗。

④加強混凝土養護，針對冬季、雨季及夏季高溫采取不同的養護方式。

5 安全措施

上橫梁頂標高86.324m，作業人員上下、大件構件和材料吊裝，以及支架搭設等屬于高處作業，構件吊裝、轉運存在較大的安全風險。

①起吊施工時，派專人指揮，起吊重力不得超過塔吊設計起吊重力要求，吊物下方不得站人。

②起吊重物，應緩起緩放，待鋼絲繩放松后才能脫鉤，旋轉吊機，起吊時注意兩塔吊的影響，旋轉時平臺下方要有專人負責。

③塔吊使用期間，應該派相關專業技術人員定期對塔吊進行檢查，查看是否有螺絲松動，如有立即擰緊，必要時采取加固措施。

④高處作業應將所需要的工具裝在工具袋內。傳遞工具不得拋擲，不得插在腰帶上。

⑤電工作業時應穿戴好個人防護用品，并嚴格執行電氣安全操作規程，做到持證上崗。電工作業必須嚴格貫徹“裝得正確，用得安全，修得及時，拆得徹底”的十六字方針。夜間電工值班必須兩人同時上崗。

6 結論

①采用“三角托架+貝雷梁”支撐體系施工，利用三角托架作為支撐，用于承受上部荷載，三角托架由橫梁和兩道斜桿組成，有效增強了三角托架的穩定性。

②上橫梁支架為加強型貝雷片，每片貝雷梁上部增加一道加強弦桿、下部增加兩道加強弦桿，極大增加了貝雷梁的承載能力。

③上橫梁采用分層澆筑、階梯補張的方式（按設計值的30%、50%進行補張），確保施工過程安全。

④支架拆除施工，先通過調整卸荷塊的高度使貝雷梁脫離上橫梁地面混凝土，然后利用鋼絲繩與卷揚機將支架整體下放至0#、1#上進行拆除。