矮塔斜拉橋關(guān)鍵施工技術(shù)及監(jiān)控措施研究

項(xiàng)鵬

（安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 340000）

0 引言

矮塔斜拉橋作為比較常見的基本類型，在很多項(xiàng)目中發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用特點(diǎn)也較為鮮明，不僅塔高相對(duì)較矮，同時(shí)表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，因此施工層面的優(yōu)勢(shì)較為突出。但是也要確保矮塔斜拉橋的施工作業(yè)規(guī)范可靠，索塔施工、斜拉索安裝以及斜拉索張拉等關(guān)鍵工序更是需要引起技術(shù)人員高度重視，切實(shí)做好全過程監(jiān)控，規(guī)避施工環(huán)節(jié)中可能存在的質(zhì)量問題。

1 工程概況

S237 臨泉河大橋位于安徽省臨泉縣，橋梁設(shè)計(jì)里程為K1+109.246～K1+966.246，全長(zhǎng)857m。全橋共5 聯(lián)：第3 聯(lián)主橋采用（95+170+95）m 預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，主橋下部采用薄壁實(shí)心墩配鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；引橋均采用35m 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土組合小箱梁，下部采用柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；兩側(cè)橋臺(tái)均采用肋式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；主橋采用矮塔斜拉橋方案，墩梁固結(jié)，塔墩分離體系；橋跨布置為（95+170+95）m，雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋，一聯(lián)主橋全長(zhǎng)360m。

在該項(xiàng)目建設(shè)中，主梁采用單箱五室大懸臂變截面PC 連續(xù)箱梁，支點(diǎn)梁高7m（橋中心），跨中梁高3.5m，從支點(diǎn)橫梁起81m 范圍內(nèi)梁高按1.8 次拋物線變化，主梁采用三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，縱向預(yù)應(yīng)力采用15-15、15-19 鋼絞線，橫向預(yù)應(yīng)力采用BM15-4、15-15 和15-17 鋼絞線，分別布置在頂板和橫隔板內(nèi)，豎向預(yù)應(yīng)力采用直徑32mm 高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，布置在腹板內(nèi)。主塔高度為28.0m，為實(shí)心矩形截面，順橋向長(zhǎng)度為4.0m，橫橋向長(zhǎng)度3.0m，并在其上設(shè)有倒角和裝飾槽，布置在中央分隔帶上。斜拉索為單索面，扇形布置，雙排布置在中央分隔帶上，每個(gè)塔上設(shè)有11 對(duì)22 根斜拉索，全橋共44 根。斜拉索在主梁上縱向標(biāo)準(zhǔn)間距4.0m，雙排橫向布置間距1.2m，塔上豎向間距1.2m。斜拉索在塔頂連續(xù)通過鞍座，兩側(cè)對(duì)稱錨于主梁。斜拉索采用環(huán)氧全噴涂無(wú)黏結(jié)鋼絞線，M1～M11 由55 根Φs15.2mm 單根環(huán)氧鋼絞線組成，可換索。斜拉索采用多重防腐措施，單根環(huán)氧鋼絞線，外包單層PE，鋼絞線索外包HDPE 套管[1]。

2 矮塔斜拉橋關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 索塔施工技術(shù)

在矮塔斜拉橋施工項(xiàng)目中索塔施工是關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，一旦索塔施工存在嚴(yán)重偏差，會(huì)影響到整個(gè)矮塔斜拉橋的穩(wěn)定性。在索塔施工作業(yè)中，一般均采取實(shí)心矩形截面，確保索塔能夠表現(xiàn)出較為理想的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，避免在后續(xù)長(zhǎng)期應(yīng)用過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的形變或者承載力不達(dá)標(biāo)的問題。在索塔施工技術(shù)應(yīng)用中，比較關(guān)鍵的施工要點(diǎn)如下：

首先，技術(shù)人員應(yīng)該做好測(cè)量放線工作，要求針對(duì)索塔高程、平面位置、傾斜度、錨箱位置等關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，避免測(cè)量偏差問題，給后續(xù)索塔施工構(gòu)建帶來影響。

其次，索塔施工所用混凝土材料應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)，要求確保相應(yīng)材料具備理想的施工性能，保障其具備緩凝、早強(qiáng)以及阻銹、低水化熱等優(yōu)勢(shì)，以此解決來自施工材料的不利影響。

再次，索塔施工中的支架以及操作平臺(tái)同樣也需要嚴(yán)格把關(guān)，要求確保其具備應(yīng)有的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及剛度，同時(shí)配備安全防護(hù)設(shè)施，形成理想的索塔施工條件，避免可能在施工作業(yè)中出現(xiàn)安全隱患。另外，索塔施工中涉及的斜拉索錨索管等相關(guān)設(shè)施，同樣也需要引起技術(shù)人員關(guān)注，確保其安裝位置標(biāo)準(zhǔn)可靠，能夠在后續(xù)矮塔斜拉橋施工作業(yè)中發(fā)揮積極作用。

最后，針對(duì)索塔施工中的混凝土澆筑作業(yè)也需要高度關(guān)注，技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照混凝土澆筑標(biāo)準(zhǔn)程序以及具體操作要點(diǎn)執(zhí)行，提升矮塔斜拉橋的施工作業(yè)效果，避免在混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫或者形變、破損等缺陷，增強(qiáng)索塔穩(wěn)定性[2]。

2.2 斜拉索安裝技術(shù)

斜拉索的施工處理至關(guān)重要，斜拉索安裝也是比較關(guān)鍵的施工技術(shù)要點(diǎn)。在斜拉索安裝處理中，技術(shù)人員應(yīng)把握好以下幾點(diǎn)：

首先，對(duì)斜拉索予以必要保護(hù)，無(wú)論是在斜拉索的運(yùn)輸過程，還是在安裝過程中，都需要技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注其狀態(tài)，避免在任何部位出現(xiàn)折損或者是死彎問題，由此促使斜拉索可以發(fā)揮應(yīng)有作用。

其次，斜拉索吊裝前需要重點(diǎn)核查校對(duì)預(yù)埋件，保障錨頭安裝位置準(zhǔn)確可靠，可以保證斜拉索安裝的協(xié)調(diào)性，避免因?yàn)槲恢闷罨蛘呓佑|不當(dāng)影響斜拉索應(yīng)有功能。

再次，在斜拉索吊裝處理中，技術(shù)人員應(yīng)該針對(duì)支撐管進(jìn)行規(guī)范運(yùn)用，促使其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)斜拉索安裝作業(yè)的有序支持，盡可能避免在斜拉索應(yīng)用中出現(xiàn)嚴(yán)重受損或者安裝不到位的風(fēng)險(xiǎn)。另外，技術(shù)人員還應(yīng)該結(jié)合不同項(xiàng)目的施工要求，選擇相匹配的吊裝方式，如單吊點(diǎn)法、多吊點(diǎn)法、腳手架法、吊機(jī)安裝以及桁架床法等，在斜拉索安裝作業(yè)中發(fā)揮出理想的作用。

最后，在斜拉索安裝處理中，技術(shù)人員還應(yīng)該考慮到斜拉索張拉方面的要求，促使兩者協(xié)調(diào)推進(jìn)，避免對(duì)斜拉索的應(yīng)用效果產(chǎn)生不利影響[3]。

2.3 斜拉索張拉技術(shù)

斜拉索張拉技術(shù)的應(yīng)用難度較大，一旦張拉不到位，就會(huì)影響斜拉索的應(yīng)用價(jià)值和安全性。在斜拉索張拉技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)人員應(yīng)該首先關(guān)注斜拉索的安裝狀況，促使斜拉索張拉可以密切結(jié)合安裝作業(yè)提升斜拉索應(yīng)用效果，避免給斜拉索帶來不利影響和干擾。其次，還需要考慮張拉應(yīng)力的控制。技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)索力值進(jìn)行精細(xì)化控制，保障斜拉索的張拉處理準(zhǔn)確可控，在整個(gè)張拉過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，達(dá)到最為理想的斜拉索張拉效果。

另外，斜拉索張拉還需要控制好所有的鋼絞線，不僅需要確保鋼絞線自身具備理想的性能，還需要在張拉過程中控制好離散誤差，使其嚴(yán)格控制在理論值的3%以內(nèi)，確保所有鋼絞線均可以發(fā)揮出應(yīng)有作用。最后，還需要考慮所有機(jī)具的規(guī)范應(yīng)用，不僅需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工狀況以及張拉需求，合理選擇相匹配的張拉機(jī)具，還需要確保張拉過程中的各個(gè)參數(shù)得到精細(xì)化調(diào)控，保障其能夠較好地服務(wù)矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系[4]。

3 矮塔斜拉橋施工監(jiān)控措施

3.1 基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)

矮塔斜拉橋施工監(jiān)控首先從基礎(chǔ)沉降著手，技術(shù)人員應(yīng)該實(shí)時(shí)了解基礎(chǔ)沉降狀況，對(duì)可能存在的危害問題予以及時(shí)調(diào)整，避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的危害。在矮塔斜拉橋施工作業(yè)過程中，伴隨著懸臂不斷增長(zhǎng)，基礎(chǔ)荷載不斷加大，就容易出現(xiàn)不均勻沉降。矮塔斜拉橋出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降時(shí)，不僅會(huì)增加合龍難度，也會(huì)嚴(yán)重影響到主梁施工效果。基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)應(yīng)該重點(diǎn)圍繞矮塔斜拉橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)狀況，合理設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，借助全站儀等測(cè)量設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)沉降狀況的監(jiān)測(cè)掌握，一旦發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)某些部位出現(xiàn)了沉降問題，就應(yīng)及時(shí)修復(fù)處理，避免在沉降的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上開展后續(xù)施工作業(yè)[5]。

3.2 線形監(jiān)測(cè)

矮塔斜拉橋施工監(jiān)控還應(yīng)該高度關(guān)注線形監(jiān)測(cè)，這也是難度較大且重要性較為突出的關(guān)鍵監(jiān)控目標(biāo)。在線形監(jiān)測(cè)中，主梁線形監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，技術(shù)人員應(yīng)該選擇精密水準(zhǔn)儀，針對(duì)主梁施工中的各個(gè)標(biāo)高以及其他參數(shù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，分析判斷主梁施工狀況，對(duì)該方面出現(xiàn)的明顯不規(guī)則變化以及偏差問題予以及時(shí)掌握。在主梁線形監(jiān)測(cè)中，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的合理布置至關(guān)重要，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)結(jié)合主梁施工中的懸臂端部截面進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測(cè)，同時(shí)確定好測(cè)量階段以及頻次，避免因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間缺乏監(jiān)測(cè)致使矮塔斜拉橋主梁在施工時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，在確保相應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)可以獲取到所需要的信息資料的基礎(chǔ)上，優(yōu)化主梁線形監(jiān)測(cè)效果。另外，矮塔斜拉橋線形監(jiān)測(cè)還需要技術(shù)人員高度關(guān)注偏位測(cè)量、合龍前線形24h 聯(lián)測(cè)以及成橋線形測(cè)量等任務(wù)，以求矮塔斜拉橋的整體施工效果得到保障，有效規(guī)避線形不準(zhǔn)確問題。

3.3 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在矮塔斜拉橋施工作業(yè)過程中，監(jiān)控工作的開展還需要重點(diǎn)考慮應(yīng)力的準(zhǔn)確度，確保矮塔斜拉橋的各個(gè)應(yīng)力指標(biāo)合理，規(guī)避嚴(yán)重應(yīng)力偏差問題。監(jiān)控人員應(yīng)該結(jié)合相應(yīng)控制截面，合理布設(shè)應(yīng)力量測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相應(yīng)截面應(yīng)力狀況的綜合分析。主梁斷面應(yīng)力測(cè)試同樣也應(yīng)該引起重視，技術(shù)人員應(yīng)該圍繞主梁斷面合理布設(shè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，力求應(yīng)力監(jiān)測(cè)精確可靠。監(jiān)控技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注每節(jié)段混凝土澆筑完成、每節(jié)段預(yù)應(yīng)力張拉完成、合龍段澆筑前后、合龍段預(yù)應(yīng)力張拉前后等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，規(guī)避應(yīng)力方面的偏差問題，保障矮塔斜拉橋可以形成理想的應(yīng)力作用[6]。

3.4 斜拉索索力測(cè)試

矮塔斜拉橋施工監(jiān)控還應(yīng)該高度關(guān)注斜拉索索力的測(cè)試分析，這也是確保矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵條件。技術(shù)人員可以恰當(dāng)運(yùn)用壓力型傳感器，促使斜拉索索力形成較為理想的測(cè)量效果。伴隨當(dāng)前科學(xué)技術(shù)以及相關(guān)工程技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，在斜拉索索力測(cè)試中還可以應(yīng)用先進(jìn)測(cè)試技術(shù)和方法，如在臨泉河大橋建設(shè)中就采用穿心式智能弦式數(shù)碼力傳感器進(jìn)行測(cè)量分析，對(duì)目標(biāo)構(gòu)件的受力狀態(tài)形成準(zhǔn)確掌握，最終有效提升矮塔斜拉橋施工水平[7]。

3.5 截面尺寸監(jiān)測(cè)

矮塔斜拉橋施工監(jiān)控還需要技術(shù)人員重點(diǎn)考慮截面尺寸的測(cè)量，避免該方面存在的嚴(yán)重偏差和缺陷，影響后續(xù)矮塔斜拉橋的穩(wěn)定可靠應(yīng)用。在矮塔斜拉橋截面尺寸監(jiān)測(cè)中，超方的測(cè)量和控制是關(guān)鍵任務(wù)，一旦出現(xiàn)混凝土超方問題，就必然會(huì)影響懸臂施工主梁。監(jiān)控技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)每一節(jié)段梁截面進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，了解其截面積大小，判斷其是否符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于存在明顯偏差的節(jié)段梁進(jìn)行及時(shí)修復(fù)處理，避免干擾后續(xù)矮塔斜拉橋施工整體效果。具體到截面尺寸監(jiān)測(cè)中，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)考慮截面高度、頂板、地板和腹板的厚度等核心指標(biāo)，避免在任何方面出現(xiàn)偏差，提升各個(gè)構(gòu)件施工處理的精確度[8]。

3.6 支架及掛籃預(yù)壓試驗(yàn)

在矮塔斜拉橋施工監(jiān)控中，支架以及掛籃預(yù)壓試驗(yàn)同樣也應(yīng)該引起高度重視，技術(shù)人員需要重點(diǎn)明確預(yù)壓要求和目標(biāo)，采取適宜合理的方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，避免該方面的問題。支架以及掛籃在施工中進(jìn)行預(yù)壓可以消除非彈性變形問題，同時(shí)還需要測(cè)定地基沉降狀況，指導(dǎo)矮塔斜拉橋施工作業(yè)。在支架及掛籃預(yù)壓試驗(yàn)中，技術(shù)人員應(yīng)該確保試驗(yàn)檢測(cè)工作伴隨著預(yù)壓過程實(shí)時(shí)開展，由此判斷施工預(yù)拱度，對(duì)施工作業(yè)形成有序指導(dǎo)。在支架及掛籃預(yù)壓試驗(yàn)中，技術(shù)人員應(yīng)該全面考慮所有施工荷載，如梁體混凝土重量、梁體鋼筋、預(yù)應(yīng)力體系重量、內(nèi)外模板重量、施工機(jī)具重量、施工人員荷載、混凝土施工動(dòng)載、風(fēng)載等，避免信息參數(shù)考慮不全面而影響最終支架及掛籃預(yù)壓試驗(yàn)的準(zhǔn)確度[9]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，矮塔斜拉橋施工項(xiàng)目較為常見，為了促使其可以形成理想的施工效果，技術(shù)人員需要圍繞著索塔施工、斜拉索安裝以及斜拉索張拉等關(guān)鍵工藝進(jìn)行規(guī)范執(zhí)行，避免出現(xiàn)嚴(yán)重施工偏差。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)矮塔斜拉橋進(jìn)行全面、詳細(xì)的監(jiān)控，確保所有關(guān)鍵施工要素以及施工工序得到準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)分析，避免施工隱患。