某悬索桥南塔横梁施工要点分析

某悬索桥南塔横梁施工要点分析

姜新港

温州瓯江口大桥有限公司

摘要：悬索桥塔架施工是整个施工过程中重要的一环，其中涉及到塔架施工措施的稳定性，结构的牢固性，施工过程中涉及到高空作业。故其施工为悬索桥施工的重点和难点之一。本文以实际工程为例，重点论述了悬索桥塔横梁施工要点及注意点，供大家参考。

关键词：悬索桥；塔横梁；

1工程概况

该悬索桥是采用三塔四跨悬索桥型的过江双层公路桥梁。主要工程内容为：南引桥、南塔及基础、南锚碇、南塔附属设施及查通道等工程。南塔采用混凝土门式塔，纵向为I型，横向为门型，由塔柱、横梁组成，塔柱为普通钢筋混凝土，横梁为预应力混凝土结构。塔高144m（含塔座）。南塔塔座为棱型台，共2个。塔柱采用箱型截面，塔柱四角切角钝化。（如下图）

2横梁简介

下横梁为单箱梯形截面，顶宽8.772m，底宽8.985m，高10.0m，顶底板壁厚1.2m；腹板厚1.0m。上横梁采用单箱室梯形截面，梁高7～13m，底缘为半径29.331m的圆曲线，顶宽6.832m。底宽6.955～7.083m。

3横梁支架施工工艺

下横梁施工流程见下图，上横梁在索塔封顶后施工，流程与下横梁类似。

4横梁支架设计

⑴下横梁支架设计

下横梁采用钢管支架施工，下横梁支架由钢管桩、卸荷块、承重梁、横向分配梁以及纵向分配梁组成。

支架下部由21根直径800mm的钢管桩构成，钢管桩通过柱脚预埋件固定在承台上。卸荷块由三拼工25组成，承重梁由双拼HM588组成，承重梁直接搁置在卸荷块上。横向分配梁由26根工56组成，纵向分配梁由21根工25组成。

⑵上横梁支架设计

上横梁采用托架施工，上横梁支架由托架桁片、卸荷块、分配梁以及拱形桁片组成。

支架下部由4榀H700型钢+HW414型钢桁片构成，桁片通过预埋件、撑杆以及钢靴固定在塔柱上。卸荷块由卸荷砂箱组成，承重梁由双拼H700组成，承重梁直接搁置在卸荷块上。横向分配梁由12榀拱形桁片组成。

5上、下横梁支架搭设

⑴下横梁支架搭设

钢管立柱采用塔吊垂直吊装，立柱柱脚与预埋件锚锥进行连接，上下管节采用法兰盘进行连接。每层立柱安装完成后立即安装纵横平联。然后安装第二段立柱，并依此安装平联及立柱。

立柱安装完成后安装柱顶卸荷块，并将承重梁搁置在卸荷块上。在依此安装横向、纵向分配梁及底模。

⑵上横梁托架搭设

上横梁托架桁片单榀重量约20T，施工时自中间分为3片（单重约10T），施工时采用塔吊进行分片吊装，并与塔柱预埋件及撑杆连接，在中间位置焊接合拢。桁片安装完成后，安装卸荷砂箱及分配梁，最后安装拱形桁片及底模。

上下横梁支架托架重量很大，完成设备安装检查后，塔吊使用前必须采用等荷载实验，确保无误后方能投入使用。

6横梁钢筋施工

横梁钢筋施工工艺与塔柱施工基本相同。横梁底层钢筋网支撑在底模上，设置混凝土垫块。横梁钢筋通过塔柱内预埋的钢筋套筒连接，塔柱浇注完成后及时对横梁交接面进行凿毛，并露出预埋钢筋套筒及预应力波纹管。

7横梁模板施工

横梁外侧模板采用大块钢木组合模板，标准尺寸为2m×5m；內模采用组合钢模板，采用脚手架做支撑。侧模在专业厂家加工，出厂前进行试拼，以检验尺寸、平整度、接缝、错台等指标。

4.4.7上、下横梁砼施工

横梁混凝土采用C50海工混凝土，共计2872.4m3，下横梁1839.7m3，上横梁1032.7m3，竖向均分两次浇筑，单次最大浇筑方量为919.8m3。

横梁混凝土采用180m3/h陆上拌合站供料，泵送入仓。混凝土分层浇筑，横梁两层混凝土之间的结合面人工凿毛、高压水清洗。

8预应力施工

⑴概述

横梁预应力束采用15-19钢束，下横梁采用直线束，上横梁采用部分直线束和部分弯起束，钢束两端采用深埋锚。

⑵预应力施工工艺流程

预应力施工工艺流程图

⑶预留预应力管道

横梁预应力管道采用SBG塑料波纹管，采用定位钢筋定位，预应力管道定位筋每隔80cm设一道。所有预应力管道需按设计图纸定位准确牢固。

⑷钢绞线下料及穿束

钢绞线采用砂轮切割机下料，下料长度=理论长度+千斤顶工作长度+预留长度。

钢绞线穿束前，采用压缩空气对孔道进行清理，钢绞线均采用单根穿进，穿进前钢绞线头部需套刚性子弹头帽，以便钢绞线顺利穿过。

⑸钢绞线张拉

横梁预应力施工需设置张拉操作平台，即采用牛腿与预埋件焊接的方式固定在塔柱外侧，并在牛腿上搭设操作平台及安全防护。

张拉设备：500T穿心千斤顶、配套油泵、压力表。使用前千斤顶必须配套进行标定，张拉设备由专人进行保管使用，并定期检验、标定、维护。

钢束采用两端张拉。预应力张拉时，混凝土龄期不小于7天，同时混凝土强度达到设计值的90%，弹性模量达到设计值的90%以上方可进行张拉，张拉控制应力为1395MPa。

张拉顺序：下横梁第一次浇注完成后，张拉N9~N16钢束，张拉控制应力为837MPa：第二次浇注完成后张拉N1~N8钢束，张拉控制应力为837MPa。最终进行第二次张拉N1~N16，张拉控制应力为1395Mpa。

上横梁第一次浇注完成后，张拉N4~N6钢束，张拉控制应力为837MPa第二次浇注完成后，张拉N1~N3钢束,张拉控制应力为837MPa。最终进行第二次张拉N1~N16，张拉控制应力为1395Mpa。

张拉时对控制张拉力和引伸量进行双控；施工前需根据预应力管道的实际摩阻系数复算钢束引伸量，引伸量误差控制在-2%～6%以内。如果引伸量超过允许误差，应停止张拉，查明原因。同时同一断面的断丝率不得大于1%，且不允许整根钢绞线拉断。

预应力张拉示意图

真空辅助压浆示意图

⑹预应力管道压浆

预应力张拉完成后，孔道内应尽早压浆（24小时内），压浆采用真空辅助压浆工艺，孔道两侧密封，压浆前使用压缩空气清除管道杂质。预应力管道压浆材料、技术要求、试验方法、施工工艺需满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）相关规定要求。

真空辅助压浆原理：采用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使孔道达到负压0.1MPa左右的真空度，然后在孔道另一端用压浆机以≥0.7MPa的压力将水泥浆压入孔道。

⑺封锚

预应力压浆完毕后及时进行封锚，封锚前在离锚头3cm处用砂轮机割除多余钢绞线，并恢复被截断的钢筋，浇筑混凝土。

9上下横梁支架拆除

⑴下横梁支架拆除

下横梁支架拆除总体顺序自上而下，自中间向两侧。依次拆除卸荷块→分配梁→承重梁→钢管桩→平联。

⑵上横梁支架拆除

下横梁支架拆除总体顺序自上而下，自中间向两侧，化整为零。依次割除卸荷块→分配梁→拱形桁片→托架桁片（分割拆除）。

10横梁支架拆除安全要点

⑴拆除现场必须设置警戒区域，张挂醒目的警戒标志。警戒区域内严禁非操作人员通行。地面监护人员必须履行职责，并配备良好的通讯装置。

⑵仔细检查吊装设备包括索具是否安全可靠。

⑶如遇强风、雨、雪等特殊气候，不应进行支架的拆除；夜间实施拆除作业，应具备良好的照明设备。

⑷拆除人员进入岗位后，应先进行检查，清里多余的材料、物件以及垃圾块。

⑸所有杆件和扣件，在拆除时应分离，不允许杆件上附着扣件输送到地面。

⑹当日完工后，应仔细检查岗位情况，如发现留有隐患的部位，应及时进行修复，或继续完成至一个程序、一个部位的结束，方可撤离岗位。

作者简介：姜新港（1978.1.15-），工程师；温州瓯江口大桥有限公司；研究方向：工程管理（安全管理）。