斜拉桥塔梁同步施工控制技术研究

斜拉桥塔梁同步施工控制技术研究

许红涛

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北 宜昌 443000

摘要：斜拉桥塔梁同步施工是一项复杂程度相对较高的工作，为确保桥塔与主梁施工同步开展，要采取有效的技术措施，对施工过程加以控制，在保证质量的前提下，减少并避免安全事故的发生，使斜拉桥能够按质按量按时完成。

关键词：斜拉桥；塔梁同步施工；控制技术

1工程概况

某桥梁工程全长3.29km，主桥为双塔、双索斜拉桥，主塔的高度为88.7m，比主桥面高出60.8m，桥下塔高为27.9m，塔柱设计为箱形截面，内部设有预应力钢束。上塔横纵桥宽分别为3.5m和6.0m；下塔横纵桥宽的变化幅度分别为3.5～6.65m和6.0～8.0m。塔座的实心段设置在承台上方3.0m内。单个塔柱上的拉索数量为24对，利用钢锚梁锚固拉索。边主梁的高度为1.84m，主梁中心位置处的横梁高度为2.5m，除了0#块以现浇的方式施工外，其他均为悬臂浇筑。塔柱在承台施工后逐段现浇，为确保结构的稳固性，在上塔柱间设临时支撑，共三道，可以提供3600kN的水平力。因工期比较紧张，为进一步加快施工速度，缩短工期，决定对主塔合拢后的5段与主梁1-5#块同步施工。本文重点对该斜拉桥塔梁同步施工控制技术展开分析。

2斜拉桥塔梁同步施工控制技术

2.1施工方案

斜拉桥是一种高次超静定的桥梁结构，其施工时采用的施工方法及桥梁的安装顺序，均与斜拉桥成型后的恒载内力及变形情况相关。在施工阶段斜拉桥的结构体系及荷载状态在不断发生变化，此时其结构内力与线性也在随之变化，若此时贸然改变施工档案，则势必影响斜拉桥整体结构的状态，因此，施工控制过程中要注意施工方案对斜拉桥的影响。

2.2整体控制

(1）主梁各个阶段施工时，在桥面上布设移动式吊机，其自重为23t，它的存在引起不平衡力矩，使桥梁结构产生应力与变形。对此，可实时监测桥塔的变形情况，根据监测所得的结果，采取相应的措施加以调整，借此来减少主塔施工过程所产生的不平衡力矩，从而确保达到设计要求。

(2）监测梁段的应力与变形并监控斜拉索的索力，与软件计算所得的结果加以对比，结合工程实际，修正数值，使结果更加准确，确保监测可以发现施工中的异常，以便及时采取相应的措施解决处理，保证塔梁同步施工质量。

2.3主塔控制

与主梁相比，主塔在施工过程中产生的变形要更大一些，出于施工安全性方面的考虑，要采取行之有效的控制措施，降低塔顶的挠度。斜拉桥的主塔采用同步施工的方法时，除不平衡荷载比较敏感外，临时荷载也相对较大，由此给主塔的控制增添一定难度。通常情况下，对桥塔开展施工控制的过程中，基本上都是以最不利位置截面的应力、垂直度以及偏位等作为主要的控制对象，基于此，在塔梁同步施工中，可对主塔采取如下控制措施：

(1）针对不平衡荷载、临时荷载加以有效控制，所有施工机械设备和材料要妥善放置，对混凝土的浇筑方量严格控制，降低荷载的影响。同步施工时，受到应力储备不足的影响，使得桥塔本身的安全系数偏低，可在塔柱施工中，增设临时横梁，这样能够使底部应力大幅度减小，顶端的偏移情况也会消除，塔柱的刚度得到进一步提升。需要注意的是，增设的横梁在拆除时，会引起桥塔位移，故此可在支立模板时，留出一定的余量，在充分考虑环境因素的基础上，制定合理可行的施工方案，确保桥塔的结构安全性。

(2）梁段0#块在桥塔施工到12#段后开始施工，依据设计要求，索塔的垂直度不得超出规范标准的允许范围，即不大于30mm。可在完成的塔柱节段上布设监测点，构建起临时测量控制网，用测量值与计算值对比，根据所得的差值适当修正，以此来提高桥塔模板的安装精度。

(3）同步施工前，为防止主塔偏离，要制定合理可行的纠偏方案，当施工过程中主塔偏位比较大时要暂时停工，找出引起偏位的主要原因，根据实际情况，选取相应的方案解决处理，以免误差不断累积，影响主塔的线形及垂直度。

2.4塔座施工关键技术

塔座是整个索塔的基础组成部分，所以施工前应该开展现场的钢筋制作与绑扎作业，从而达到施工效果的要求。钢筋制作环节，严格落实质量管控措施，对钢筋调直处理，结构尺寸和性能合格，符合设计标准。在检查确定合格后，将钢筋部件运输到现场，并且再次检测。在绑扎结束后，及时进行塔座模板施工作业。施工时选择使用木模板开展作业，并应用龙骨支撑，使承载性能、稳定性达到规范要求。在安装工作都结束后，立即组织现场浇筑作业，一般需要由专业商户进行混凝土供应，同时还要保证罐车、地泵、泵管符合施工要求，确保浇筑现场施工顺利进行。在浇筑施工环节，选择使用分层、分段浇筑方式，单层厚度在30cm左右；每一层浇筑施工完成后，立即振捣作业，结构强度与性能完全符合标准，密实度达标。但是也要注意，浇筑施工必须保持连续性，从而达到工程的质量标准要求。振捣作业环节，振捣器的间距满足要求，小于振捣器1.5倍作业半径，并且和侧模、下层混凝土插入也要保持足够的距离，通常要和侧模有10～15cm的距离，防止造成模板损坏的问题。为了提高振捣效果、提升混凝土结构的整体性，一般插入下一层结构的10～20cm深度位置上，以满足施工要求。此外，在施工中要随时关注混凝土温度，并且落实保温保湿的措施，确保施工效果符合要求，整体结构性能不会受到影响。

2.5斜拉索控制

(1）控制斜拉索时，要对桥塔的垂直度和主梁线形予以考虑，主梁施工过程中，必须对索力实时监测，通过反复修正，使主塔和主梁的线形与精度得到保证。当有需要时，可将一部分索力精度放弃，但必须确保索力误差在允许范围内。为使传感器采集到的数据结果准确无误，可在张拉4对斜拉索后，标定一次传感器。

(2）在对斜拉索安装时，要确保中跨与边跨作业的对称性，避免因不对称引起不均衡荷载。为提高斜拉索的张拉效果，可选择气温比较稳定的时间段作业，张拉过程中，桥面无动荷载，最后一次张拉斜拉索时，可将主梁线形作为控制标准，使张拉索力达到设计要求。

(3）调整索力时，要尽可能减少次数，本工程中，主梁通过挂篮悬臂的方法施工，控制初期，参数对标高的影响相对较小，当多个梁段完成后，参数得到不断修正，使主跨挠度大的梁段得到有效控制，索力调整次数随之减少。

2.6施工监测

斜拉桥施工控制过程中采用的最常规控制手段为施工监测，监测的内容包括桥梁结构的温度、应力变化、变形情况等。在监测过程中很多数据难免会存在误差，这可能是因为采用的检测设备不精准、安装不到位、采集的数据不准确、采集的环境不一致等，而因施工监测中的误差，可能会导致斜拉桥结构中的实际参数发生变化，从而影响施工控制的效果。为避免此类问题，施工单位应安排专业人员负责此项工作，保证检测设备、环境满足要求，从而保证监测质量。

结论

本工程的塔梁同步施工中，桥塔的工况相对复杂，塔上若出现高空坠物，则会对梁段作业的施工人员安全造成威胁，尤其是处于0#与1#块悬臂浇筑段的施工人员，会一致受到高空坠物的威胁，安全隐患较大。因此，除了要提高施工人员的安全防范意识外，还要采取合理可行的梁塔施工安全防护措施，以此来确保施工人员的人身安全，避免重大安全事故的发生，为塔梁同步施工的顺利完成提供保障。

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