斜拉橋錨固體系的施工技術分析

李 曼

（山西路橋第五工程有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

大跨徑斜拉橋大多跨越大江大河，河道具有先天的運輸條件，整節段主梁通過河道運輸即可在河道正上方吊裝，而跨越峽谷地帶的斜拉橋，主塔一般靠近峭壁懸崖，鋼梁整節段運輸困難，塔區作業場地有限，起重設備無作業空間，整節段吊裝實施困難。因此，如何完成溝壑峽谷地帶主梁懸拼施工，尤其是安全、高質量地完成塔區0#、1#塊鋼梁吊裝，是加快主梁懸拼施工進度的關鍵環節[1]。

1 技術流程分析

1.1 0#塊的施工流程

墩旁托架安裝→1#橋面吊機安裝→塔區0#、1#梁段安裝→邊跨2#橋面吊機安裝→斜拉索張拉→臨時錨固施工→通過在主塔兩側搭設墩旁托架，利用施工塔吊將1#橋面吊機安裝在墩旁托架一側→再利用橋面吊機進行主梁0#塊吊裝→0#塊施工完成后將橋面吊機走行至0#塊[2]。

1.2 1#塊的施工流程

利用橋面吊機安裝主梁1#塊→大小里程側1#塊安裝完畢→將橋面吊機走行至小里程側1#塊→在另一側安裝2#橋面吊機→完成斜拉索二次張拉及0#塊、1#塊臨時錨固同時做好下一梁段安裝準備[3]。

2 技術先進性分析

（1）該技術中支撐橋面吊機和鋼梁的墩旁托架結構為倒三角形設置，受力桿件和連接桿件均為螺旋鋼管，利用承臺基礎剛性支撐，不受地形限制，無需進行預壓，可以很好地適應斜拉橋主梁0#、1#塊施工因非對稱吊裝產生的不平衡荷載，受力明確、穩定性好。

（2）墩旁托架一側設置分配梁體系支撐座，托架體系不但可以支撐梁的非對稱荷載，而且可利用托架體系設置支撐座實現橋面吊機橋位處拼裝，橋面吊機安裝一步到位，巧妙地實現了橋面吊機拼裝后直接進行梁段吊裝作業，為塔區梁段設備拼裝和鋼梁散拼工藝提供了思路。

（3）創新使用了三向臨時錨固體系，解決了主梁懸拼過程中塔梁固結難題，在保證主梁懸拼全過程施工安全的情況下可抵抗最大懸臂拼裝狀態下的最不利荷載。見圖1。

3 施工實例分析

某施工總承包項目合同總工期30 個月，橋梁計劃開工日期2022 年5 月1 日，計劃完工日期2023 年12 月30 日，計劃工期20 個月。橋梁總長2 149 m（2 000 ≤l<3 000，屬于大型項目）。見表1。

表1 項目工期計劃表

3.1 項目自然條件、施工環境、臨建工程

3.1.1 地形地貌、地質條件、水文氣象

（1）地形地貌、地質條件。該項目位于臨汾市浮山縣境內，起點位于浮山縣張莊鄉柏村，途經聚糧村、金塔村、東魯村、中村、衛家河、蓋家坡、西佐村、西韓村、南韓村、辛城村等自然村。項目地處汾河沖積平原以東，太岳山以西的中間過渡區，沿線地貌復雜多變，黃土塬、黃土梁峁和黃土溝谷發育，各種地貌形態縱橫交錯，地形起伏變化較大，且較為破碎，地勢東高西低，最大溝深70 m。

（2）水文氣象。年平均氣溫10.3 ℃左右，年均降水量494.2 mm，降水量主要集中在七、八、九三個月。

3.1.2 交通、通訊、水電情況

（1）交通。項目起點距G241 國道約2 km 外部交通可利用G241 國道和S230 省道，主材運輸較為便利。該標段全線地形起伏變化大，垂直落差大，溝壑縱橫，沒有能夠進入施工現場的便道，需修建主便道、支便道。便道與主線結構物最高高差在70 m 左右，需滿足大型樁基施工機械進場和遠距離跨大橋深溝利用土方，便道施工難度大、要求高；另外臨時占地多數位于基本農田，永久征地手續未辦理的情況下，臨時占地手續辦理困難，前期無法進行便道施工。

（2）通訊。項目施工主線范圍無通信訊號，根據需要建立網絡信息系統，配備相關管理人員及相應的硬件、軟件系統，項目部及混凝土拌和站需架設安裝10 M 光纖專線；按照集團要求建立關鍵工程遠程監控系統，并設專人負責管理（拌和站監控設備11 臺，前河大橋鋼筋加工廠監控2 臺，標準化鋼筋加工場監控設備4 臺，預制梁場監控設備4 臺，前河大橋監控2 臺，蓋家坡大橋監控1 臺，西葫蘆大橋監控1 臺，洞子溝大橋1 臺，河溝大橋1 臺，深挖路塹K6+820 設置1 臺）。

（3）水、電。經沿線勘察及走訪周邊村民，項目所在地水資源比較匱乏，多采用機井取用水，無可供生產生活的水源，通過多方調研比選，該項目的用水計劃是拌和站打井一處，其他用水由項目自行采購解決生產及生活用水。根據合同段主要結構物分布及工程量核算，項目總用電負荷約為2 635 kVA，混凝土拌和站可利用附近原有1 臺500 kVA 的變壓器，沿線大橋及臨時廠站需新建9 臺變壓器。見表2。

表2 電力計劃表

（4）臨建工程計劃。本著方便實用、少占少拆、能租不建、經濟合理的原則，根據路線走向、地形地貌、交通條件、構造物分布情況等因素，“一室兩區三廠”總體部署如下：項目駐地租用原山西利晨生物科技辦公樓，工地試驗室在項目駐地院內自建彩鋼房（環保阻燃材料），設在浮山連接線LK0+700 處，距離浮山北互通起點600 m，距離路線終點10 km；混凝土拌和站自建1處，位于LK0+500 左側租用原浮山縣面粉廠工業用地；預制梁廠1 個，位于主線K3+700~K4+500 成型路基范圍；鋼筋加工配送中心1 個，位于浮山北互通連接線起點LK0+000 左側臨汾威盛達物流有限公司現有廠房；該項目預制構件約10 000 m3，計劃從二分部小型構件預制廠定制，運距約30 km。項目紅線范圍內永久性用地手續、項目臨時電力設施安裝詢價已完成，從施工便道及臨建場站圖紙可知，原設計施工便道縱坡較大，尤其是支便道在15%~30%之間，部分便道轉彎半徑過小，最小半徑為15 m，不能滿足混凝土罐車、吊車、運輸鋼筋籠板車、灑水車等車輛安全行駛的要求，目前正在進行施工便道設計優化。施工便道及臨建場站正在進行臨時占地勘測定界、簽訂占地協議。

（5）取、棄土場。進場后依據送審稿圖紙，對棄土場分布情況進行現場調查，設計給定的兩座棄土場可滿足棄土需要。后續根據臨浮高速公司及當地政府統籌規劃及工程施工進展、棄土便道、運距等情況再優化調整棄土場。見表3。

表3 取、棄土場計劃表

3.2 混凝土拌和站配置分析

該項目設置混凝土拌和站1 處，配置2 臺120 型拌和樓，計劃生產混凝土200 000 m3，按照日產能80%，日工作10 小時計算，每日混凝土拌和樓最大產量為120×2×80%×10=1 680 m3；該項目計劃生產200 000 m3混凝土，有效工期26 個月，一般施工月份（3、4、5、6、10、11 月）施工有效天數為25 d，雨季施工月份（7、8、9 月份）考慮12~13 d 的降雨及不利因素影響，施工有效天數按18 d 計，冬季施工月份（1、2、12 月份）考慮15 d 的低溫、降雪等不利因素影響，施工有效天數按15 d 計，平均每天生產混凝土365 m3，高峰期日產混凝土系數按3倍計算，每日需混凝土1 095 m3；水泥及粉煤灰存儲量、混凝土生產量可滿足橋梁施工進展最大需求混凝土量，配置比較合理。該項目拌和站選擇線在起點浮山北互通連接線處，距離前河大橋（橋長608 m）和蓋家坡大橋（橋長488 m）距離較近，其余五座橋（橋長共1 053 m）通過G241 國道和S230 省道進入施工便道。該拌和站臨時占地優先利用舊彩鋼棚、活動房，不足部分新購置，料倉面積5 250 m2，拌和站場地硬化采用20 cm 厚尾礦料墊層+10 cm 厚C15 混凝土面層。估算費用318 萬元。

3.3 施工技術分析

3.3.1 墩旁托架安裝

（1）承臺施工階段，在承臺、塔座頂部預埋鋼管立柱預埋件，塔柱施工過程中預埋扶墻預埋件及牛腿預埋件，預埋件采用鋼板加錨筋的結構形式，橫梁施工時預留對拉孔道。

（2）采用螺栓法蘭盤及豎向勁板方式接長鋼管立柱，平聯與鋼管立柱采用焊接，扶墻與塔柱預埋鋼板采用焊接，焊高不小于材料厚度。鋼管立柱每節安裝完成后及時進行平聯施工，待平聯施工完成后再進行下一節鋼管立柱的拼接，以增加支架整體穩定性。

（3）分配梁分為A、B、C、D、E、F，均采用HN900 工字鋼（可根據實際情況調整型號），結構形式為分配梁A 支撐在兩側鋼管立柱頂縱橋向布置，分配梁B支撐在A 上橫橋向布置，分配梁C、D、E、F 組成框架形式支撐橋面吊機底盤，通過鋼管柱頭支撐在分配梁B 上。

3.3.2 1#橋面吊機安裝

安裝前準備工作→在主塔墩旁托架上對應位置安裝橋面吊機臨時支撐→采用塔吊將軌道吊至劃線位置并同橫梁錨固→底盤安裝→轉臺結構安裝→轉臺液壓系統，回轉機構、電氣系統、三角架安裝→電氣系統調試→吊臂拼裝→吊鉤、起升鋼絲繩安裝→試驗取證。

3.3.3 大小里程側1#塊安裝

此時1#橋面吊機占位0#節段，依次吊裝邊跨、中跨1#梁段邊主梁、橫梁、小縱梁；安裝1#斜拉索并完成一張，吊裝邊跨、中跨1#梁段橋面板，1#橋面吊機行走至中跨側進行錨固。

3.3.4 邊跨2#橋面吊機安裝

待中跨、邊跨1#梁段橋面板安裝完成后，1#吊機走行至中跨1#梁段站位并錨固，利用塔吊將2#吊機所有構件提升至橋面后，利用第一臺橋面吊機和塔吊配合完成2#橋面吊機的安裝工作。2#橋面吊機安裝完成后，1#號段斜拉索二次張拉。

3.3.5 安裝縱向臨時錨固

0#塊、1#塊安裝完畢，兩臺橋面吊機站位錨固，斜拉索完成二次張拉后，在1#塊上安裝縱向臨時錨固。臨時錨固利用阻尼器底座連接件，通過設置拉壓桿，實現主梁的縱向限制。耳板與連接座采用銷軸連接，銷軸直徑應略小耳板孔洞，直徑差控制在5 mm 以內。

4 結論

綜上所述，得出以下兩點結論：

（1）墩旁托架結構為倒三角形設置，利用承臺基礎剛性支撐，不受地形限制，無需進行預壓，解決施工因非對稱吊裝產生的不平衡荷載，穩定性好。

（2）利用托架體系實現橋面吊機橋位處拼裝及吊機拼裝后直接進行梁段吊裝作業，為塔區梁段設備拼裝和鋼梁散拼工藝提供了思路。