跨徑懸索橋塔下橫梁施工技術(shù)分析

王震

摘 要：作為一種特殊橋型，懸索橋因其結(jié)構(gòu)造型美觀、經(jīng)濟(jì)性能良好及極強(qiáng)適應(yīng)性在橋梁工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。混凝土索塔是懸索橋的主要形式，但因混凝土索塔施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)難度加大，且多以空心變截面塔柱為主，將大大增加模板施工難度。為此，索塔塔下橫梁施工已經(jīng)成為工程建設(shè)的關(guān)鍵，研究混凝土索塔橫梁施工技術(shù)具有重要意義。該文以某大跨徑懸索橋工程為例，對(duì)其施工工藝進(jìn)行了探討，以期有效提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大跨徑懸索橋；塔下橫梁；施工工藝

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

某橋梁工程所在地形變化較大，河谷深切達(dá)400 m左右，為滿足施工要求，決定選用主跨1 088 m單跨鋼桁架懸索橋施工。門形框架結(jié)構(gòu)為大橋東索塔形式，構(gòu)成成分為塔柱、橫梁，C50普通混凝土為塔柱結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)用于橫梁。185.788 m為東索塔總高度，塔頂、塔底高程分別為1 150.788 m、965 m，上下塔柱高度分別為123.244 m、62.544 m。

鋼筋混凝土單箱單室箱型斷面為塔柱類型，塔頂斷面平面尺寸為6 m×8.5 m，塔底斷面平面尺寸為9.0 m×12 m，1 m、1.2 m分別為上、下塔柱標(biāo)準(zhǔn)斷面壁厚，要求將3m實(shí)心段布設(shè)到塔底位置。為增強(qiáng)塔柱受力情況，需增加上下橫梁范圍內(nèi)塔柱的壁厚，1.5 m為橫橋向壁厚，2 m為順橋向壁厚。

1 027.544 m為下橫梁頂面高程，選取單箱單室斷面，尺寸為9 m（寬）×10 m（高）×1m（壁厚），因引橋與主橋荷載對(duì)下橫梁頂面產(chǎn)生支撐力，為此，需增加引橋墩身及主橋支座墊石附近下橫梁頂板的厚度，且將豎向隔板布設(shè)中引橋墩身中心位置，12.5 m為隔板間距，1 m為其厚度，要求將人洞設(shè)置于隔板底部中心位置，尺寸為1.8 m×1.6 m。東索塔工程數(shù)量如表1所示。

2 施工方案

該橋東索塔中橫梁有2道，都選取空心箱形截面用于上下橫梁，引橋主橋荷載是下橫梁頂面支撐的主要來源，要求增加引橋及主橋支座墊石范圍內(nèi)下橫梁頂板厚度，且將豎向隔板布設(shè)到和引橋墩身中心位置，12.5 m為隔板間距。

該橋選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為上下橫梁結(jié)構(gòu)，上橫梁混凝土量為680.9 m3，下橫梁混凝土梁為1 354.2 m3，可在頂板、底板與腹板等位置布設(shè)橫梁預(yù)應(yīng)力鋼絲束，選用Φ15.24 mm的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，1 860 MPa為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，與國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定相符。

根據(jù)施工要求，均以10 m作為上下橫梁高度，并將現(xiàn)澆鋼管支架搭設(shè)至橫梁底面，混凝土澆筑與張拉預(yù)應(yīng)力鋼束可分2次完成，2次施工高度均為5 m。

為縮短工期，加快施工進(jìn)度，可通過異步施工法完成橫梁、塔柱施工，一般在塔柱施工過程中橫梁主筋可先完成預(yù)埋工作，以此為模板施工提供便利。在過橫梁部位施工之后，需及時(shí)鑿毛塔柱和橫梁連接面。

3 大跨徑懸索橋塔下橫梁施工工藝

3.1 橫梁支架施工

選用鋼管支架作為橫梁支架，可分上下橫梁施工。具體如下：

（1）下橫梁。以直徑1000 mm×20 mm鋼管用于立柱，可將三排布設(shè)到順橋向，350 cm為間距，各排根數(shù)為4，2根間的距離為750 cm，且選取法蘭連接2根鋼管。以直徑630 mm×8 mm鋼管用于橫撐，豎向上共設(shè)4道橫撐。

（2）上橫梁。待下橫梁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，可將下橫梁鋼管拆掉，并將其再次用于上橫梁鋼管支架，同樣選用直徑1000 mm×20 mm鋼管用于立柱，并以2排的數(shù)量布設(shè)到順橋方向，600 cm為其間距，3根為各排數(shù)量，750 cm為間距。根據(jù)施工要求，可選用直徑800 mm×10 mm、630 mm×8 mm兩種規(guī)格的鋼管。豎向上設(shè)置的橫撐數(shù)多于下橫梁，可布設(shè)11道，由下橫梁頂向上計(jì)算，20 m為第一道高度，且以20 m作為其他各道間距。

3.2 上橫梁被動(dòng)撐施工

橫向水平主動(dòng)撐桿可設(shè)置到上橫梁支撐架上，需5道，鋼管直徑為800 mm×10 mm，兩端應(yīng)焊接到塔柱鋼墊板上，且利用螺栓連接固定鋼墊板，在現(xiàn)場(chǎng)加工制作被動(dòng)撐，為提高精確度，需做好局部處理工作，避免產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。

3.3 橫梁鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道施工

按照施工設(shè)計(jì)要求，做好橫梁鋼筋配料工作，可在加工場(chǎng)地完成加工，且做好編號(hào)、存放工作。向索塔下方運(yùn)送時(shí)可選用汽車運(yùn)輸，吊裝則選用塔吊。要求先施工底板鋼筋，最后再施工頂板鋼筋。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)各類規(guī)格橫梁鋼筋準(zhǔn)確下料，根據(jù)施工用量完成制作量，且做好標(biāo)記，在塔位安裝時(shí)，可支墊混凝土墊塊，保證保護(hù)層厚度滿足規(guī)范要求。安裝鋼筋過程中，不得干擾其余臨時(shí)結(jié)構(gòu)件，需在人洞位置將相應(yīng)橫梁鋼筋斷開。

安裝預(yù)應(yīng)力筋前，需測(cè)量、放樣預(yù)應(yīng)力管道，且根據(jù)既定坐標(biāo)進(jìn)行管道定位，要求間隔1 m即設(shè)置定位筋一道，避免偏位問題產(chǎn)生。為保證施工質(zhì)量，需連接好管道，不允許出現(xiàn)損壞管道現(xiàn)象。根據(jù)施工要求，可選取塑料波紋管用于橫梁預(yù)應(yīng)力管道施工，待安裝完管道之后，需連接錨具和管道，并密封。最終設(shè)置到槽口模板上，利用測(cè)量定位法，在勁性骨架上固定槽口模板。

3.4 橫梁混凝土施工

10 m都為上下橫梁高度，可將現(xiàn)澆鋼管支架設(shè)置到橫梁底面，澆筑可分2層施工，都以5 m作為2次澆筑高度。施工時(shí)，需將通氣孔分別設(shè)置到橫梁兩側(cè)面，避免由于橫梁箱內(nèi)溫度較高，對(duì)施工質(zhì)量造成不利影響。在橫梁上為避免積水，對(duì)橫梁外觀造成影響，可在排水管以對(duì)稱的方式分別安設(shè)PVC管，以此將雨水向地面排除，且通過密絲網(wǎng)進(jìn)行排水管進(jìn)口封口，避免堵塞孔口。

因分2次完成橫梁混凝土澆筑作業(yè)，單次澆筑下橫梁的混凝土量為676 m3，340 m3為單次澆筑上橫梁的混凝土量。施工中，應(yīng)以泵送混凝土為準(zhǔn)，串筒布料。澆筑過程中，先將潤管砂漿灌入。選用插入式振動(dòng)器進(jìn)行混凝土振搗，根據(jù)施工要求，分層澆筑混凝土，且在30 cm以內(nèi)控制各層澆筑厚度，相比振動(dòng)器作用半徑，其移動(dòng)間距需控制在1.5倍以內(nèi)，向下層混凝土內(nèi)插入的深度則需控制在10 cm以內(nèi)。針對(duì)局部位置，需合理控制振動(dòng)時(shí)間，當(dāng)此位置混凝土下沉不明顯，且無氣泡冒出時(shí)即可停止振搗施工。隨后將振動(dòng)器拔出，此時(shí)無需孔洞留設(shè)，防止出現(xiàn)混凝土離析問題。

完成澆筑作業(yè)后，待混凝土強(qiáng)度滿足0.5 MPa時(shí)，可選用高壓水對(duì)其表面進(jìn)行徹底清理。如混凝土強(qiáng)度滿足10 MPa，需鑿毛，并清理干凈表面浮渣等。

3.5 橫梁預(yù)應(yīng)力及壓漿施工

該工程以預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)作為橫梁結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼束共用88束，其中62束設(shè)置于下橫梁，26束設(shè)置于上橫梁，429.7 t

為各束張拉力。相比90 %設(shè)計(jì)強(qiáng)度，塔柱上下橫梁混凝土強(qiáng)度在其以上，且澆筑時(shí)間在7 d以上，可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，一批一批地進(jìn)行橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束張拉。以張拉應(yīng)力和伸長量兩種方式做好預(yù)應(yīng)力張拉控制，要求在+6 %～-6 %合理控制伸長量誤差。張拉時(shí)在相同截面內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼束需在1 %以內(nèi)控制斷絲率，要求一根鋼絞線斷絲量控制在2根以內(nèi)。完成張拉作業(yè)后，應(yīng)做好相關(guān)記錄工作，及時(shí)報(bào)告異常情況。除此之外，嚴(yán)禁出現(xiàn)錨頭被撞擊現(xiàn)象，統(tǒng)一選用砂輪機(jī)進(jìn)行鋼束工作長度切割，剩余鋼束長度需控制在3cm以內(nèi)，同時(shí)管道壓漿作業(yè)需在24h以內(nèi)完成。一般選用真空吸漿技術(shù)進(jìn)行壓漿。

3.6 質(zhì)量控制措施

在橋梁工程施工中，質(zhì)量控制是保證工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，橫梁施工時(shí)應(yīng)做好全面質(zhì)量控制工作，建立完善的質(zhì)量保證體系，健全質(zhì)量管理制度，進(jìn)一步規(guī)范施工質(zhì)量控制流程。

（1）施工前，需先做好定位復(fù)測(cè)工作，保證橋位定位準(zhǔn)確，并進(jìn)行護(hù)樁埋設(shè)及水準(zhǔn)基點(diǎn)的設(shè)置。施工過程中，同樣需隨時(shí)做好中線、水平測(cè)量工作，保證整個(gè)施工過程中橋位各參數(shù)準(zhǔn)確。

（2）施工材料需在投入使用前做好各項(xiàng)檢測(cè)工作，針對(duì)材料采購等環(huán)節(jié)，需根據(jù)相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，保證施工材料價(jià)格、質(zhì)量最優(yōu)化，如材料不合格嚴(yán)禁進(jìn)入施工場(chǎng)地。特別是水泥、鋼材等，應(yīng)具備出廠合格證，且按照施工規(guī)定，做好材質(zhì)試驗(yàn)，要求在使用有效期內(nèi)將水泥用完，如與施工要求不符，則不得使用。同時(shí)做好材料儲(chǔ)存及管理工作。

（3）混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)保證分層厚度符合設(shè)計(jì)要求，且具有均勻性，嚴(yán)禁出現(xiàn)偏壓?jiǎn)栴}，混凝土外層也應(yīng)做好振搗工作。在施工平臺(tái)搭建中，平臺(tái)不得與模板連接，應(yīng)處于分離狀態(tài)，模板在施工中不允許被其他起吊設(shè)備撞擊，避免出現(xiàn)變形現(xiàn)象。

4 結(jié)語

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，我國交通事業(yè)發(fā)展迅速。橋梁工程作為交通工程建設(shè)的主要組成部分，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)工程整體質(zhì)量影響較大。懸索橋在我國具有悠久的發(fā)展歷史，早在漢宣帝甘露4年（公元前50年）在我國四川就已建設(shè)了百米長的鐵索橋。作為特大跨徑橋梁的重要類型，懸索橋跨徑都在1 000 m以上。大跨徑懸索橋因其跨越能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性良好等優(yōu)勢(shì)成為大跨徑橋梁的首選橋型之一。橫梁施工是大跨徑懸索橋施工的重點(diǎn)，做好橫梁施工工作，有利于控制工程質(zhì)量，提高建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]阮曉明.某懸索橋主纜架設(shè)施工質(zhì)量技術(shù)要點(diǎn)控制[J].智能城市，2018（16）：119-120.