斜拉桥索塔上横梁60m高落地钢管支架施工工法

斜拉桥索塔上横梁60m高落地钢管支架

施工工法

1 前言

随着桥梁设计理论、施工工艺的不断提高，大跨度桥梁设计已经成为国内外设计者追求的目标。斜拉桥作为一种高次超静定结构的拉索桥梁体系，由于其具有强大的跨越能力、优秀的结构受力性能、美观的桥型等特点，在全世界范围内得到了广泛的认可与发展。我国紧随时代潮流，在短短几十年的时间内成功建立了几百座斜拉桥，已成为世界上拥有斜拉桥最多的国家。随着设计理念以及施工工艺的不断进步，新材料、新工艺的不断涌现，大大促进了我国斜拉桥的建设。

传统的混凝土斜拉桥施工工艺基本采用先主塔后主梁，其施工工期较长，越来越不适应快节奏的施工要求。目前国内外有些项目采用了塔梁同步施工的施工工艺，但上横梁的模板利用已浇筑的索塔埋设牛腿方法进行支撑，上横梁荷载全部通过支撑系统传递到索塔上，使得索塔产生较大的水平位移；且高空操作，施工定位困难。中铁十七局在甘肃酒泉西一斜拉桥施工中，采用塔梁同步施工工艺的同时，创新的采用落地钢管支架对塔60m高处上横梁进行了浇筑，大大缩短了施工工期，取得了很好的社会经济效益。在此基础上，我项目部总结提炼出混凝土斜拉桥塔梁同步施工时上横梁60m高落地钢管支架施工工法。

2 工法特点

2.1 传力明确，安全可靠

通过竖直钢管支架与横向贝雷梁组成上横梁模板支撑系统，将上横梁荷载传递至基础与索塔，系统传力明确，安全可靠。

2.2 科技含量高、技术先进

在浇筑过程中，采用动态监控技术监测上横梁变形以及0号块主梁支架位置变形情况，将桥梁理论结构分析、现场监控与施工组织有效的联系在一起，使斜拉桥的上横梁浇筑过程始终处于一个动态控制中。

2.3 施工质量高

采用全站仪对支架钢管垂度进行监测，桥面作业，易于控制，支架安装定位精度高；由于支架系统承担了一部分上横梁施工荷载，相比只预埋牛腿搭设双层贝雷梁的支撑施工工艺，对索塔的位移影响小，保证施工质量。

2.4 分层浇筑、二次张拉，降低支架系统失稳可能性

上横梁采用分层浇筑，二次张拉施工方法。第一次浇筑高度 2.5m，张拉预应力50%；当混凝土强度强度达到设计强度85%之后进行二次浇筑与完全张拉，此方法充分利用了先浇上横强度与刚度，分担了上横梁一部分荷载，降低支撑系

统失稳可能性。

2.5 缩短施工工期、经济效益明显

支架系统与索塔梁同步施工，使施工组织更加紧凑，大大减小施工周期；施工用钢支撑可回收二次利用，同时现场劳动力、机械得到了最大限度充分利用，经济效益明显。

3 适用范围

本施工方法试用于采用塔梁同步施工的斜拉桥上横梁施工。

4 工艺原理

斜拉桥索塔上横梁60m高落地钢管支架施工工法工艺原理是：

4.1 塔梁同步施工工艺前提条件下，通过钢管支撑系统与搭设在索塔上横向贝雷梁，使模底桁架成为连续梁，加大支撑系统刚度，减小变形，增加稳定性；

4.2 由于钢管连续性受已浇筑0#块主梁影响，将钢管支撑分为桥面以上和桥面以下两部分，两部分钢管通过主梁顶板混凝土进行连接传力，充分利用了混凝土受压性能良好特性；

4.3 上横梁浇筑采用“二次浇筑，二次张拉”施工工艺，通过分层浇筑与分次张拉使横梁内力分布更接近设计内力，同时可以充分利用第一次浇筑产生的上横梁刚度与强度完成第二次浇筑，提高上横梁施工安全性；

4.4 为保证支撑系统强度、刚度、稳定性满足施工要求，对支撑系统的贝雷梁、支撑钢管、以及模板系统中的方木、模板、分配梁等整体与局部构件进行整体与局部承载能力及稳定性验算，计算依据需满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）、《建筑施工计算手册》(第二版)、公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86) 等施工与设计规范。

5 工艺流程

5.1上横梁施工工艺流程

上横梁落地钢管支架施工方法以实现安全、优质、快速为目的，根据现有设备，在确保施工安全的前提下做到设备的综合利用，采用新工艺、新技术提高各施工工序衔接，以求得最大效益。上横梁采用塔、梁异步施工，即翻模翻过上横梁位置继续向上施工上索塔的同时上横梁进行施工。上横梁支撑系统采用碗扣脚手架+单层贝雷梁+钢管支墩形式。

为了保证施工安全可靠，上横梁两层浇筑，第一次浇筑高度为 2.5m，第二次浇筑高度为1m。第一次浇筑至横梁腹板顶下50cm，然后搭设顶板支架，铺顶模，绑扎顶板钢筋，浇筑第二次混凝土。第二次浇筑的上横梁结构主体及施工荷载主要由已浇筑完的第一次混凝土和钢管支撑架来承力，可以有效抑制上横梁底面裂缝的产生，保证上横梁线性等满足要求。上横梁两次混凝土浇筑完成，混凝土强度达到85%设计强度后，张拉50%的预应力，拆除支架，拆除完后张拉剩余

的50%预应力。所有钢绞线均两端张拉，张拉采用锚下张拉力和引伸量双控。具体施工流程图如图5-1-1所示。

钢管支架搭设

牛腿预埋

三角托架焊接

贝雷梁拼装、安装

满堂支架搭设

底模安装

绑扎底、腹板钢筋、预应力

浇筑第一次混凝土

搭设顶板支架

绑扎顶板钢筋

浇筑第二次混凝土

混凝土养护

待强渡达85%，张拉50%预应

拆除支架

张拉剩余50%预应力、压浆

图5-1-1 上横梁施工工艺流程

5.2 施工要点

5.2.1 基础施工

在0#块支架搭设前，测量定为四根立柱基础四角坐标位置，根据测量点以及设计图纸，放样出基础准确位置，铺设一层钢筋网片，基础长度10m，宽度5m，高度0.5m矩形钢筋混凝土基础。在钢管柱脚距离0#块地坪0.1m处焊接法兰盘，如图5-2-1所示。

5-2-1 钢管柱脚大样图

5.2.2 钢管立柱及联接件施工

在施工主梁0#块前，计算四根立柱钢管的中心位置，并进行施工放样，根据测量点以及设计图纸，钢管柱脚预埋8根φ20圆钢，预埋深度30cm，出露长度20cm，然后将钢管吊装至放样点位置，同时保证预埋钢筋露出地面（梁面）部分穿过法兰盘，将φ630钢管锚固于地面（梁面），测量班进行钢管顶位置的测量复核，保证钢管的竖直度。钢管柱脚大样图如图5-2-2。

5-2-2 钢管柱脚大样图

由于钢管连续性受0#块主梁顶板的影响，将钢管支撑分为梁面以上和梁面以下两部分，这两部分钢管通过主梁顶板混凝土进行连接。在梁面以下钢管顶设置楔形钢板，与顶板底面连接紧密。梁面以上钢管底钢板在主梁顶板混凝土浇筑前，测量班进行精确定位，确保上下两层钢板在竖直方向投影重合，确保钢管受力的垂直传递，钢板尺寸为80×80×2cm。上下层钢管连接大样图如图5-2-3图。