關于斜拉橋施工過程控制中的關鍵技術研究

袁馨舒

重慶中宇工程咨詢監理有限責任公司，中國·重慶 400067

1 引言

斜拉橋是大跨徑橋梁最流行的橋型之一，是一種非常實用的橋梁結構。斜拉橋是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上，主要由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合而成。下面結合具體的工程案例，對斜拉橋施工要點與施工控制技術做具體分析。

2 工程概況

四川江安第二過江通道公路橋梁工程位于四川省宜賓市江安縣。本項目工程范圍路線全長約2.28km，含跨江特大橋一座主橋長約1130m，主橋采用主跨為兩跨400m 的三塔疊合斜拉橋方案，橋面為六車道；兩岸接線引橋約645m（含收費站、生活服務區及配套工程用房等工程及其附屬工程）。斜拉橋跨度布置為（45+120+2×400+120+45）m=1130m。主橋結構型式為三塔、雙索面體系，邊中跨比為0.41 ∶1，其中邊跨及中塔兩側9m 范圍內為混凝土梁，其余梁段為工字鋼疊合梁。

3 斜拉橋施工要點與質量控制措施

3.1 主橋基礎施工

主橋1#、6#墩為斜拉橋的邊墩，2#、7#墩為輔助墩，7#墩兼橋臺，均在岸邊采用陸地法施工鉆孔樁。持力層為風化泥質粉砂巖，墩位處地層主要為粉質黏土和微風化泥質粉砂巖，擬選用旋轉鉆機進行鉆孔樁施工。主橋3#墩位于北岸岸邊，主橋5#墩位于南岸岸邊，采用陸地法施工。主橋4#墩基礎施工采用鎖口鋼管樁圍堰施工。

3.1.1 橋墩基礎施工

進行主橋基礎部分的施工時，先將墩位處進行清淤，并回填粘土加以壓實，然后填筑適量的石渣或碎石，將填筑物壓實，將施工面整平。完成以上施工后，將泥漿循環系統（由泥漿凈化器、沉淀池、泥漿池等構成）規范布置在墩位旁。安排施工人員操作履帶吊機，插打鉆孔樁鋼護筒，將鉆孔設備安裝在相應部位，然后進行鉆孔樁施工。鉆孔完成后，用換漿法進行清孔，使用優質水泥漿反循環換漿，直到達到規定質量標準。施工過程中，先在車間內分段制作鉆孔樁鋼筋籠，然后將成品運輸到施工場地下放安裝。混凝土同樣是由專用運輸車運輸到場地，并用汽車吊配合泵送灌注。本工程的邊墩、輔助墩墩位處地勢較高，承臺選擇采用直接放坡開挖配合井點降水和基坑內匯水抽水法施工。施工時，用大面鋼模板進行施工，承臺一次澆筑完成。開挖時用挖掘機配合人工開挖，用翻模進行邊墩、輔助墩的施工。墩身模板用精加工的大塊鋼模板，鋼筋在加工廠進行加工，現場綁扎。混凝土集中供應，由混凝土輸送車運輸，輸送泵或輸送泵車泵送入模。無紡土工布覆蓋加隔水塑料薄膜保溫、保濕法養生[1]。

3.1.2 主墩承臺鎖口鋼管樁圍堰施工

在進行主墩承臺鎖口鋼管樁圍堰施工時，先將鉆孔樁施工平臺搭設好，然后插打鋼護筒，并進行鉆孔樁施工。為保證最終的施工質量，在施工時先將鎖口鋼管樁圍堰范圍內的河床面清理干凈，然后插打鎖口鋼管樁圍堰，這一步完成后，將鉆孔平臺拆除。拆除鉆孔平臺，按照順序依次進行鎖口鋼管樁圍堰內清淤、抽水、支護等工作。在本工程中，工作人員要按照設計在鎖口鋼管樁圍堰內按照順序規范設置五道內支撐。清淤時對照設計圖對清淤程度進行檢查，待清淤到設計高程，整平水下基底。之后進行水下澆筑封底砼施工。這一步驟結束后，對封底砼強度進行檢測，封底砼強度達到要求后開始抽水，抽水到一定程度，將樁頭鑿除，并開始綁扎鋼筋、立模、澆筑承臺砼[2]。

3.2 安裝套筒與綁扎鋼筋

施工時，安裝設計圖紙依次有序安裝墩柱鋼筋胎架，頂部定位架以及模板定位底座，安裝時使用螺栓橡膠塞連接并固定灌漿套筒及定位底座。然后按照設計圖紙將墩身豎向鋼筋安裝起來，并連接底部灌漿套筒、頂部鋼筋定位架與豎向主筋，連接結束后檢查質量，查看胎架定位卡具與豎向主筋是否嚴密貼合。完成該道工序后，開始綁扎箍筋、保護層墊塊與其他輔筋。鋼筋的綁扎連接需要用到直螺紋連接套筒、成型鋼筋及鋼筋彎曲機、鋼筋截斷機、鋼筋調直機、角向磨光機等材料與機械設備。在正式連接前，應將這些材料與設備準備到位并完成檢查調試，確保一切無誤。連接時，應先將鋼筋調直然后再加工。鋼筋的切口端面需與鋼筋軸線垂直，端頭彎曲。連接時詳細檢查鋼筋絲頭，確保鋼筋絲頭無損傷、無污垢、無腐蝕[3]。

3.3 安裝模板與吊裝鋼筋籠

安裝模板時，按照設計圖紙先安裝墩身底面與側面模板，然后再吊裝鋼筋籠。安裝模板時，按照先模板固定支架，后模板翻轉架的順序規范進行。安裝上模板固定支架，然后依次安裝好底部模板與側面模板，安裝完成后進行檢查、調節，保證模板位置準確，安裝嚴密，不存在模板拼縫。在安裝結束后還要對拉桿緊固情況進行檢查，最后均勻涂上脫模劑。模板安裝完成后開始吊裝鋼筋籠，吊裝鋼筋籠所用機械為龍門吊車，操作龍門吊將帶有模板定位底座和頂部鋼筋定位架的節段墩身鋼筋籠掉入已安裝完成的底模與側模的U型模板內，然后將模板定位底座與U型模板用螺栓進行連接。連接完成后，開始墩身頂面模板安裝工作。安裝前先仔細檢查模板，查看有無裂紋，模板與鋼筋籠是否連接的穩固，模板與套筒橡膠塞是否嚴密貼合等。確保一切無誤后，安裝圓弧面模板，規范連接模板定位底座與翻轉架橫梁，將翻轉吊架安裝在模板頂部[4]。

3.4 翻轉并提升墩身模板

翻轉與提升墩身模板時，先將墩柱側模板連接件、模板拼裝固定支撐拆除，然后使用龍門吊翻轉模板與鋼筋籠，讓模板與鋼筋籠呈直立狀態。翻轉工作完成后，依次拆除翻轉架，翻轉橫梁與模板定位底座連接螺栓，將墩身模板提升到澆筑臺。

3.5 混凝土施工

墩身模板到達澆筑臺后，先對施工條件做詳細檢查，確保一切正常無誤后，即開始混凝土澆筑工作。為確保混凝土澆筑質量，在澆筑時要將墩模板定位底座與預制臺座采用螺栓進行連接，確保連接穩固后，將墩身模板頂部翻轉吊架規范拆除，然后對墩柱頂部操作平臺做有序安裝。施工時，將附著式振搗器安裝在模板外側，操作料斗卸料澆筑混凝土。為保證工程質量，在灌注混凝土之前要對混凝土進行抽樣檢測，對混凝土的倒流速度、坍落度等進行檢測。如經檢測發現混凝土坍落度不足，就不能再往混凝土里澆水。施工過程中，根據當時的天氣情況采取相應的質量保障措施。混凝土澆筑到加勁環處時，適當減緩澆筑速度，加快混凝土流，讓加勁環下的空氣快速排出。澆筑完成后對成品做及時的包裹養護工作，并在平時加強檢測，檢測到混凝土強度、硬度達到設計標準后，組織人員依次拆除操作平臺、側模板與鋼筋頂部定位架，然后再覆蓋養生膜養護一段時間。

3.6 墩柱安裝

混凝土澆筑完成后開始規范安裝墩柱，安裝前，先按照設計標準對坐漿槽內進行鑿毛處理，按照設計圖紙準確標出墩身縱橫向軸線，彈出作漿槽區域輪廓線并對其環切鑿毛。完成鑿毛處理后，規范找平調節墊塊下部，然后安裝調節橡膠墊塊。調節橡膠墊塊安裝結束后，依次安裝擋漿模板、限位裝置以及墩柱頂。擋漿模板安裝位置應是在墩柱外側5cm 處，在該處位置設置L 形精調限位板。預拼裝墩柱時，先調節垂直度與平面位置，確保這兩項參數符合要求后，將千斤頂標高與平面限位裝置鎖定，之后調離墩柱，預拼裝就完成。

3.7 斜拉索安裝、張拉、索力調整

斜拉索用活動吊架及軟硬牽引設施掛設。掛索時對稱施工。斜拉索施工工藝流程：索盤吊裝上橋→放索→安裝塔端提升及牽引設備→拉索塔端提升→塔端牽引及錨杯戴帽→拉索梁端牽引裝置安裝→梁端牽引桿牽引及戴帽→梁端硬牽引及錨杯戴帽[5]。斜拉索加工制造在專業生產廠家進行，作為成品，其質量能夠保證。在實際施工中容易出現的問題有：斜拉索PE 保護層損傷、斜拉索長度不合適、斜拉索安裝困難、斜拉索張拉力與監控單位復測拉力有較大差異、索力難調、斜拉索風致抖振、塔柱因張拉偏載偏位。應采取如下措施進行控制：斜拉索出廠前外包保護套并卷成盤水運或陸運至工地，在散盤時不拆除保護套，不直接在鋼橋面或鐵駁船上拖動而下墊粗原木或專制的滾動小車，掛索時用包了橡膠墊的專用夾具吊索，防止損傷斜拉索PE 保護層。成橋后用專用爬索小車人工拆除保護套。

3.8 斜拉橋荷載試驗

3.8.1 靜載試驗

開展橋梁荷載靜載試驗時，首先要根據試驗要求、試驗目標等科學選取測試截面，同時準確確定荷載工況。選取測試截面前，先詳細分析橋梁結構，再根據設計最不利荷載工況下內力、應力、撓度、變形及裂縫產生的情況確定測試截面的布置。根據有關理論，選出的測試截面應是整個橋梁結構中最不利受力的斷面。靜載試驗工況由兩部分組成，分別是偏載試驗工況與中載試驗工況等。在對多孔橋梁結構（橋梁結構類型與跨度相同）進行靜載試驗時，需確定出具有代表性的一孔或幾孔，以降低試驗難度與試驗成本。對于不同跨度但同一結構類型的橋梁，在試驗時選取跨度最大的一孔或幾孔進行測試，以確保測試結果具有代表性。

開展靜載試驗時，先安排人員到達實驗地點對試驗點的環境情況，橋梁結構情況等進行勘察，獲得第一手資料，對資料進行分析計算后，以國家及行業的有關規定與要求為依據，將橋梁荷載試驗的測試孔跨確定下來，對測試儀器進行調整。在測試前，做好各項準備工作，包括操作加載車輛到位，完成車輛裝載；清理測試地點及周邊環境，確保橋面不遺留有雜物；分類標記各工況下的加載位置；完成靜載測試放樣等。試驗時，對每一工況都進行分級加載，每一道車輛分批次同時進入，然后逐層遞增。每級加載穩定時間控制在15min，在這期間內做好觀測，確定橋梁結構響應，待結構的變位達到穩定后，進行下一級加載[6]。

3.8.2 動載試驗

當前測試橋梁結構自振特性參數的常用方法有三種，分別是環境隨機振動法、強迫振動法以及自由振動衰減法等。這三種方法有不同的原理與技術要點，在實際的試驗工作中可根據具體的環境條件、測試要求等科學選擇，合理應用。在測試橋梁結構的動力相應時，要準確選取動荷載，一般是選用車輛作為移動荷載進行加載，這樣更便于操作與控制，動載試驗的速度與質量也更有保證。通過測定移動荷載下的橋梁工況，獲得其動態時的時程曲線，然后使用專業軟件對時程曲線做分析處理，運用定量分析法對時程曲線峰值進行研究，最終得到橋梁結構動態響應參數隨時間變化的數據。進行動力反應測試時，可根據實際情況從有障礙行車試驗與無障礙行車試驗這兩種方法里選取一種，然后通過規范操作與專業分析，獲得所需信息。所謂有障礙行車試驗，具體是指在測試斷面上設置不平障礙物，然后讓加載車輛以不同速度通過障礙物。無障礙行車試驗就是不設置障礙物，只讓架子車輛按照指定車道，以不同速度勻速行駛過橋。

4 結語

斜拉橋施工過程中，工作人員必須強化自身責任意識，重視對施工質量的管控，在施工過程中不斷按照設計要求檢查與調節斜拉角度、高度等參數，確保最終的、整體的施工質量。