高速公路大跨度自錨式懸索橋工程中的主纜架設施工工藝

林佳漫

（廣東汕頭海灣大橋有限公司，廣東 汕頭 515041）

1 引言

在對跨線橋進行設計時，不僅需要滿足其基本的使用功能，還需要做到結構新穎、造型優美，達到技術、功能和美觀三者相結合。目前，高速公路中常見的跨線橋有梁式橋、拱形橋等。但是，僅采用這種單調的橋型會使駕駛員產生視覺疲勞，增加安全風險因素，而采用懸索橋不僅具有獨特的視覺效果，還能緩解駕駛員的視覺疲勞，在公路橋梁工程中得到了廣泛應用。

2 工程概況

某高速公路大橋為三塔兩跨懸索橋，呈對稱結構，主梁為鋼箱梁結構，其結構受力均勻，造型美觀，具有良好的經濟性。橋垮布置為360 m+1 080 m+1 080 m+360 m。主橋鋼箱梁標準橫截面布置如圖1 所示。

圖1 主橋鋼箱梁標準橫截面布置（單位：mm）

3 鋼箱梁結構形式

本次工程中的主橋鋼箱梁采用對稱結構，跨徑為2×1 080 m。主梁高度為3.5 m。鋼箱梁兩跨連續，固結點選在中塔位置，即主梁與中塔、下橫梁固結成一個整體，將豎向支座和橫向支座設置在下橫梁和鋼箱梁之間。同時，為了有效地減弱橋梁結構對于基礎沖刷的敏感性，需要在下橫梁和鋼箱梁之間安裝縱向液壓阻尼裝置。由于塔梁固結部位受到剪力與軸力的作用，為了確保各個構件內力均勻，需要對塔梁固結處的高度進行調整。因此，對高度為3.5 m、4.5 m、5.0 m、6.0 m、6.5 m 的鋼箱梁，以及高度為6 m、6.5 m 的下橫梁進行試驗[1]。塔梁固結處內力及應力數據見表1。

通過對表1 的數據進行分析可知，降低梁高能夠有效減少固結處的彎矩；但是，梁高過低，結構承載的應力較大。因此，鋼梁固端高度為5.0 m、下橫梁高度選擇為6.5 m 最佳。采用本方案不僅能夠有效地降低結構的內應力，而且還能夠確保結構的應力在要求范圍內。

表1 塔梁固結處內力及應力

4 主纜架設

4.1 總體施工方案

主纜架設通過直接牽引法先完成三跨分離式貓道架設，待鋼箱梁合龍后，于貓道兩側位置分別設置單線復式索引系統，架設單元索股，塔頂索股通過橫移方式入鞍，錨固南北索頭，緊攬，轉換貓道體系。

主纜單元索股架設采用單線復式牽引方式，在上下游位置分別布置1 組，在32 號墩設置索盤，然后于南錨梁上設置2 臺15 t 牽引卷揚機，自北向南牽引單元索股。北錨梁上安裝2 臺2 t 副牽引卷揚機將牽引索遷到索盤，在單元索股牽引到位后，再通過卷揚機反牽至索盤錨固索股即可。

4.2 架設準備

4.2.1 牽引系統安裝

1）先在貓道橫梁上方安裝主纜托輪，然后在主鎖鞍頂拉桿處安裝過鞍滑道，讓托輪順利通過主索鞍。

2）調整塔頂吊架結構——橫放兩側鋼軌，將其作為錨端沉重索在塔頂的豎向支撐點。

3）架設錨端沉重索，沉重索與錨端的高度控制在3 m，將沉重索的兩端錨于錨梁上，按照順序在貓道上完成主牽索引、副牽索引以及開口滑車等。

4）全部安裝完成后調試牽引系統運轉情況。

4.2.2 布置展索區、索股上橋

在副橋現澆段橋面設置展索區，鎖骨上橋通過吊裝架設的方式將其提升至上橋面。在距離副橋的32#～33#橋墩的15 m橋面處，在副橋中心線的左右箱梁翼板上，預留5 m×5 m 的后澆帶，在橋面設置吊裝支架，并利用吊裝支架提升索股將其放入展索盤位置。

4.3 基準索和普通索架設

1）基準索架設。通過北梁上的2 t 卷揚機將單元索股錨頭從索盤牽引到貓道起始端，在端部安裝握所器，并利用手拉葫蘆和錨端上的滑車相連。自北向南牽引錨頭，直至塔頂處，再使用2 只手拉葫蘆絲交替完成對錨頭的轉換，直至翻過2 個塔頂即可。索股牽引完成后，于主鎖大約15 m 處安裝握索器；塔頂索股入鞍后，開始入錨。

2）普通索架設。嚴格按照基準索架設流程架設普通鎖。普通鎖架設需要嚴格控制垂直度，并輔助特制卡尺，于每日開工前調整前一天完成架設的索股，使上一層索股比下一層高1/2根索股，具體控制在1～5 mm，需要注意的是，禁止壓住下面的索股。全部基準索股和普通鎖骨架設完成后，需全面檢查高度，如有偏差較大的索股，必須合理調整，直到符合設計要求。

5 施工方法

5.1 主塔結構

此次施工中的主塔采用門式塔，分為上塔柱和下塔柱兩部分，在上下塔柱之間設置1 道下橫梁。下橫梁選擇變截面箱形結構。在塔頂設置1 道上橫梁，梁體高度為3.5 m。上下塔柱和橫梁選擇C50 混凝土。上塔柱選擇等截面箱形結構，箱壁厚度為0.8 m，每間隔6 m 設置1 道橫隔板，用來增加主塔的剛度，橫隔板可以作為檢修人員的休息區域。下塔柱選擇變截面箱形結構，箱壁厚度為0.8 m，下塔柱塔底6.5 m 范圍為實體段。塔柱內部設有照明設備和檢修通道，以便維修人員進入塔內，攀巖至上橫梁和塔頂位置。

5.2 鋼箱梁結構

本工程項目中鋼箱梁采用流線形全封閉正交鋼箱梁，單側頂板寬度為25 m，兩側斜底板寬度為12 m。橋梁中線位置處梁高為3.0 m。箱梁頂板厚度為16 mm，底板厚度為14 mm。箱梁縱向設有9 道厚度為16 mm 的縱腹板，縱腹板與主塔相交的厚度為30 mm。鋼箱梁位置橫隔板選擇厚度為14 mm 的鋼板，吊索位置鋼板厚度需要加厚20 mm，主塔位置鋼板需要加厚30 mm。鋼板與混凝土連接處的橫隔板需要選擇厚度為60 mm 的鋼板，在其上部開孔，便于正常施工和日后混凝土養護。鋼梁橫向距離設置為34 m，縱向距離設置為9 m。借助吊索長度來對主梁的線形進行控制。

5.3 預應力混凝土箱梁

預應力混凝土箱梁分為兩部分：一是主引橋和橋墩主纜錨固墩；二是主纜錨固墩和混凝土連接位置。兩段箱梁預應力段長度分別為40 m、13 m。為了有效消除預應力混凝土箱梁和鋼箱梁不同鋪設厚度引起的高度差，在主纜錨固墩處需要對梁高進行加高處理。

第一段預應力箱梁標準截面采用單箱12 室，單側臂長為1.5 m、底板厚25 cm；第二段預應力箱梁標準截面為單箱8室，頂板、底板厚50 cm，腹板厚60 cm。底部線形和鋼箱梁保持一致。預應力箱梁在主纜錨固位置需要設置大橫梁，第一段與第二段的垮中需要設置小橫梁。

第一段預應力箱梁在頂板中央布置橫向預應力鋼束，布置方式采用的是單向交錯張拉。在主纜錨固區域設置豎向螺紋粗鋼筋，以此提升混凝土的性能。

5.4 鋼箱梁與預應力混凝土結合段

鋼箱梁與混凝土結合段是混凝土梁設計的主要部位。鋼混結合段借助鋼梁端部超厚承重板將鋼梁端部的內應力傳遞給混凝土梁，一般承壓板選擇厚度為60 mm 的厚鋼板。施工人員需要將過渡段的鋼箱梁頂板、底板、腹板進行加厚處理。此外，在頂板和底板加入2 m 長的鋼混結合段，將腹板深入至鋼混結合段3 m 深。在頂板、底板和承壓板上設置圓柱墩頭剪力釘，并埋入混凝土內。結合段的預應力根據預應力鋼絞線和粗鋼筋結合的方式，將混凝土的縱向預應力錨固在承壓板和鋼箱梁橫隔板上[2，3]。

6 施工中應注意的事項

1）由于施工機械設備較多，大多為高空、水上和地面三方面相結合的作業方式。為了有效確保施工人員和機械設備的安全，施工單位需要對所有的機械設備安排專人負責，對所有技術人員需要進行培訓和技術交底。同時，施工單位需要配備無線通信設備和各類安全防護用品。

2）施工單位需要對所有的機械設備進行檢查、保養，所有的鋼絲繩在使用之前需要進行嚴格檢查，及時消除安全隱患。

3）在設備安裝過程中，施工人員需要對塔頂支架、支架滑輪等運行情況進行密切觀察，針對可能會發生的問題制訂應急預案，一旦發生立即采取措施。

4）在上游區域進行設備安裝時，施工單位需要及時對下游設置警戒帶、封閉航道，密切觀察上下游可能出現的任何意外事件。

5）施工單位在使用塔吊、卷揚機等重型設備時，需要叮囑施工人員做好相應的防護措施，加強日常監督和檢查。

7 結語

高速公路懸索橋越來越受到人們的青睞，但是其設計依然是一個復雜的工作，需要考慮多方面的因素。作為橋梁工作人員，需要對橋梁方案進行科學合理的規劃，按照工程實際情況來選擇橋型。在高速公路自錨式懸索橋施工時，施工單位需要科學設計自錨式懸索橋的結構，嚴格把控每一個施工環節，建造出結構穩定、造型美觀的懸索橋。