斜拉桥主塔横梁施工技术要点研究

秦文彬　张壮

摘 要：围绕斜拉桥下横梁施工难点进行施工技术分析，讨论涉及下横梁支架系统设计与安装、混凝土施工、预应力施工以及支架拆除等方面内容，可为相关施工提供参考。

关键词：斜拉桥;下横梁;施工技术

1.工程概况

某斜拉桥为双塔双索面斜拉桥，跨径布置形式为（74+106+390+106+74）m，桥塔采用C50混凝土施工工作，下横梁为预应力混凝土结构。桥塔采用钻石型塔形，由下塔柱、中塔柱、上塔柱和下横梁组成。桥塔全高为160.0m，其中桥塔桥面以上高程为110.5m。桥塔下横梁设在主梁下梁，横梁采用箱形断面，高6.0m，顶面宽8.2m，底面宽8.3m，腹板壁厚1m，顶、底板壁厚1.0m;下横梁内布置44束15-25Фs15.2的预应力钢绞线，其中顶板通长直束为24束，底板通长直束为20束。预应力均采用两端张拉。

2.横梁施工难点及施工方案

2.1下横梁施工难点

（1）关于主塔下横梁施工作业，采用塔梁同步的施工方法，整体结构较为复杂，对施工技术提出较高要求。施工过程中索塔采用分节段施工，塔柱内需要埋设大量预埋件。预埋件埋设工作都是难度较大的一项工作，各工序繁琐。在此情形下，各工序的施工必须合理组织，缩短施工工期是工作的重点问题。

（2）桥塔结构为钻石型，为保证施工线形满足设计要求，必须做好对横梁线形与质量的控制工作，需保证横梁支护结构具有足够的承载力和稳定状态。施工中安全性操作提出更高要求，同时要保证桥塔施工高质量，这些都是工程中的难点。

2.2下横梁施工总体方案

下横梁支架采用整体式钢管支架，钢管顶部垫采用型钢，横向布置贝雷片，贝雷上采用顺桥向分配梁工钢，分配梁上为模板结构，也是施工平台。下横梁混凝土施工采用两次浇注完成，第一次浇筑5.05m高，包括部分塔柱、横梁及横梁底部的倒圆弧块;第二次浇筑4.8m高，包括塔柱、横梁及横梁顶部与塔柱连接的圆弧块。横梁第二次浇筑混凝土前，要等待混凝土的强度达到设计要求，才可以张拉下横梁下部应力钢筋，之后进行第二次浇筑，再进行全部预应力钢筋张拉工序。

3.下横梁施工要点

3.1下横梁支架设计与安装

下横梁支架设计工作中，为保证后续施工中支架系统的整体性能，要准确计算刚度与稳定性两大指标，在不影响系统承受荷载水平的同时，最大程度上避免因受力带来的压缩变形问题，起到提升横梁线形准确性的效果。下横梁支架系统采用整体式钢管支架，支架立柱采用Φ800×10mm钢管，钢管立柱需要支撑在水下塔柱的顶面，且钢管底部与水下塔柱顶预埋件需要进行焊接施工;钢管立柱之间采用平联联系杆件，平联采用Φ325×6mm的钢管。钢管顶部分配梁采用双拼H700×300mm型钢，顺向布置贝雷片，贝雷梁间用花架交叉连接成整体;贝雷上采用顺桥向分配梁I22a工钢，间距40cm，分配梁上为模板结构。为了更好地保证钢管支架安全，还需在底模四周设置防护栏杆、防护网等。

为加快施工进度，减少高空作业，确保焊接质量，预先在施工后场将支架构件一次加工成型，通过平板车运输到施工平台上，用塔吊进行安装。其中钢管立柱采用组装顺序为：钢管按设计长度拼接成型→焊接两端板件→焊接踏步;钢管按顺桥向分为两桁片，每桁片由横桥向的四根钢管柱及其连接系杆组成，同时竖向分为两段加工。加工完成检验合格后，用雙塔吊配合分片整体起吊至平台上，进行整体组合连接。贝雷梁在地面按三榀或两榀拼成24m，再逐段吊装到承重梁上拼装成整体，并间用槽钢限位器压紧在承重梁上。

为消除支架、模板等非弹性变形，下横梁支架及底模系统安装完成后需进行预压，预压加载重量分布应与横梁混凝土分布情况一致，加载按总荷载的50%、100% 和110%三级加载，预压时间为3d;当加载110%后，如检测数据显示与持荷24h后检测数据相差很小时，就说明支架沉降到位，这种情况下则可以进行卸载。在卸载后还需要对各控制点进行复测。在预压过程中，需要对支架承载力、刚度及稳定性进行检查，保证支架稳定才可以进行施工，以此来确保施工安全。

3.2预应力施工

横梁预应力采用塑料波纹管成孔真空压浆工艺。管道安装施工前，对锚垫板和钢套筒组合体定位放样，将其固定于索塔劲性骨架或主筋上，预应力钢束为横桥向44束，预应力钢束均采用两端张拉。

预应力钢束张拉时严格按照设计提供的张拉顺序和张拉控制力进行。预应力钢束每束预应力钢绞线的锚下张拉控制应力为1395MPa。张拉采用张拉力与引伸量双控，引伸量实际伸长值与理论伸长值控制在±6%以内。下横梁预应力钢束的张拉顺序为按设计要求的批次和顺序进行张拉，对于同一批次张拉的预应力钢束，先从腹板中部上、下缘依次对称进行，再从顶（底）板中部向左右对称张拉。

预应力束张拉完成后应及时进行孔道压浆，压浆采用真空辅助压浆工艺。在封端强度达到15MPa以上，且封端表面无裂纹，才具备真空压降的条件。具体流程：启动真空设备抽空孔道真空，当真空压力表达到-0.06～0.1MPa且读数不变，表示孔道达到且能维持真空。此时打开灌浆阀，启动灌浆泵，开始灌浆作业，灌浆过程中，真空泵应保持连续工作，直至压力达到0.6MPa左右。

3.3下横梁支架拆除

在完成下横梁混凝土浇筑作业，达到设计强度，同时张拉完预应力钢束和压浆作业，具备拆除支架系统的条件。下横梁支架拆除过程中，先拆除内外模板、然后割除柱顶卸荷块，拆除柱顶纵横向分配梁，再割除钢管立柱间平联，最后拆除钢管立柱。立柱拆完后对柱脚预埋件进行防腐处理，浇筑混凝土。值得注意的是，外侧钢管立柱支架做为钢箱梁0#块的支架、装饰板范围的钢管支架待装饰板施工完成后拆除。在展开支架系统拆除作业时，不允许任何人员在下方随意走动，防止出现人员伤亡等问题。若拆除时出现大风、暴雨等极端状况，需要暂停作业。

4.结论

斜拉桥是当前基础设施建设的重要领域，以主塔下横梁施工尤为关键，此部分施工会对工程整体质量造成影响。横梁支架系统主要由支架与贝雷梁两部分构成，此方式可降低施工复杂度，并满足横梁线形要求。与此同时，该结构设计具有广泛的适用性，尽管本文只针对下横梁施工展开探讨，但依然可应用于上横梁之中。

作者简介：

秦文彬，男，汉族，山东潍坊，硕士研究生，在读研究生，主要从事桥梁监测及施工研究工作.