斜拉式桥梁施工技术探讨

张志新

山西平阳高速公路建设管理处，山西 运城 045100

斜拉式桥梁又称斜拉桥、拉索桥、斜拉索桥、斜张桥，是一种将桥面通过许多条拉索连接在桥塔上的桥梁，其结构体系主要由承受压力的桥塔、承受拉力的拉索以及承弯的梁体组成，可以看做是将支墩用拉索替代的多跨弹性支承连续梁。斜拉式桥梁的建筑高度低、结构重量轻、梁体内弯矩较小且造价相对较低，在大跨度桥梁中有着较为广泛的应用。本文主要对其深水基础施工、主塔施工和索力的形成方法进行了探讨。

1 斜拉式桥梁深水施工技术

1.1 钻孔桩的施工

1.1.1 钢护筒的制作

在斜拉式桥梁的设计中，钢护筒大多采用1cm厚的钢板卷制，内径一般会比钻孔桩大0.2m，并且在其底部还要设置1.2cm厚、50cm宽的钢带作为刃脚。在进行钢护筒的焊接时，应尽量采用坡口双面焊接的方式，同时要注意保持焊缝的连续性，以免发生漏水。在钢护筒的最上一节要焊上牛腿，使其与钢吊箱内的吊带共同承担承台混凝土和钢掉箱的重力。

钢护筒长度的选择要以满足稳定性和承载力作为标准，在沉入水下并深入粘土层1m～1.5m的前提下，钢护筒的顶部要比河床表面局部冲刷线低1m～1.5m、比潮水位高0.5m。由于河床大多属于高液限粘土，厚度在11.5m～33.6m之间，且钢护筒必须穿过淤泥层，因此一般会将钢护筒的长度拟定为28m，待工程地质勘探结束后，再根据施工现场的实际情况进行适当调整

在对钢护筒进行沉放时，要先在平台桩的位置设置下沉导向定位架，将钢护筒吊入导向架内并将振动锤吊放至钢护筒的米字形架上，开动振动锤使钢护筒下沉同时对下沉位置进行测量，以确保其水平和竖直位置能够符合设计要求。在对护筒下沉位置进行精确测量的基础上，将下一节钢护筒吊入导向架内叠放到前一节护筒上并进行固定，将这两节护筒焊接成为一个整体，在焊接过程中要注意包装护筒的密封性和垂直度。如此往复循环，直到完成了全部的焊接任务为止。

1.1.2 钢护筒的定位

在进行钢护筒的沉放前，首先要用大型型钢制作米字形架，以便在进行打桩时振动锤的力量能够均匀的分布到钢护筒的筒壁上，以免高达160t的振动力对护筒造成损伤。要在平台桩的位置设置下沉导向定位架，将焊接结束的钢护筒吊入导向架内并将振动锤吊至护筒上部的米字形架上，在开动振动锤使护筒不断下沉的同时要做好测量定位工作，以确保护筒的沉放能够满足设计标准。如此往复循环，直到护筒的刃部下沉到河床面位置，再通过打桩机将其打入预定深度，然后就可以按照常规的钻孔桩施工方法进行施工。

1.2 沉箱基础

在进行沉箱前，要先通过水下爆破的方式使施工位置的底层岩石和堆积层变得松散，再利用挖泥船或疏浚船对其进行清理。然后，要对地基面进行加工磨削及平整清理，待清理结束后将预制的大型沉箱通过船运或浮运等方式运送到施工现场并沉放到指定位置，最后通过水上灌注船只将混凝土灌入沉箱内，使其与沉箱连接成为一个整体。

2 斜拉式桥梁混凝土主塔施工技术

2.1 施工测量

斜拉式桥梁的混凝土主塔基本上由基础部分、承台塔座、塔柱、横梁及拉索锚固区组成，斜拉式桥梁主塔形式虽然多种多样，但对于施工精度的要求却都非常严格。为了确保主塔各部分的几何尺寸和技术标准满足设计要求，必须要建立独立的、具有一定测量精度的控制网，同时注意做好该局部测量网与整体控制网的衔接。对主塔的测量时间最好选在每日清晨日出之前或傍晚日落之后，以便降低光照所导致的变形影响。另外，随着施工的进行，主塔高度会不断升高，因此施工后期的测量要选择风力相对较小的时间进行。

2.2 塔柱的施工

斜拉式桥梁的塔柱主要分为下塔柱、中塔柱和上塔柱3部分，其中下塔柱的高度约为30m，一般采用支架法进行施工；中塔柱的施工一般采用爬模法；上塔柱的施工大多采用支架法和爬模法，结构大多为铅直结构。由于上下塔柱的倾斜方向相反，为了确保在施工过程中塔柱保持稳定的状态并在最大程度上消除施工所带来的结构初应力的影响，应在中下塔柱设置拉杆和支撑杆，并施加顶力和预拉力。在塔柱的设计中，大多设有贯穿全塔的劲性骨架。在现场加工并精确安装后，劲性骨架会发挥其方便索道、绑筋和支模定位的作用。劲性骨架在斜拉式桥梁倾斜塔的施工中具有重要的作用，在施工过程中应根据现场的实际情况对其进行适当调整，以便能够更好的完成施工任务。

2.3 混凝土主塔施工

以桥面作为起始点，混凝土主塔的高度大约在100m左右，因此施工必然会包含泵送大流动混凝土的工艺，为了在进一步提高混凝土的可泵送性能的同时满足施工设计对于弹性模量和收缩性的要求，可采用低水灰比、高集料、低水泥用量、使用超细矿粉并添加了泵送外加剂的混凝土，以便在满足泵送要求的同时确保缓凝、早强、高强的要求。在确保混凝土的各项性能符合设计要求的前提下，要根据混凝土主塔施工的季节、缓凝时间及泵送高度的不同选择最为适合的工艺。由于斜拉式桥梁混凝土主塔施工必须要用到泵送工艺，因此相关人员一定要注意对泵送工艺进行优化。一般来说，想要获得更高的混凝土早期强度，就要降低水灰比、减少用水量，但是这就容易造成可泵送性的降低，所以要以提高混凝土拌合物的可泵送性味目标来对混凝土的配比设计进行甄选和优化。

3 斜拉式桥梁索力的形成

斜拉式桥梁索力的形成主要有一次张拉法和多次张拉法两种方法，其中，一次张拉法指的是在施工过程中将每一根拉索张拉到符合设计要求的拉力后就不再进行张拉。通过与下一粱段接缝转角的调整来对在施工过程中出现的塔顶水平位移和挠度与设计值差异进行纠正，而非常规的利用调整索力进行纠正。由于采用一次张拉法后，施工已经结束的主梁标高和索力都无法再进行调整，因此在很大程度上提高了对主梁线形的控制难度，对于构件的制作质量也提粗粮更高的要求，同时，强迫合拢的方法也容易造成理想恒载内力状态的扰乱。尽管存在着上述问题和不足，但一次张拉法的施工和操作都比较简便，因此也获得了较多的应用。

所谓多次张拉法就是在施工过程中对斜拉式桥梁的拉索进行分批张拉，直至符合设计要求的索力值位置。采用多次张拉法有利于提高各施工阶段内力的合理性，主梁和索塔的受力也大体上处于平衡状态，并且承受的弯矩和轴向力也相对较小，对于主梁线形的控制主要通过调整拉索的索力来实现。

总的来说，多次张拉法在应用于大跨度斜拉式桥梁时会发挥更好的效果，而一次张拉法则更适合小型斜拉式桥梁的建设。

4 结论

除了上述内容之外，斜拉式混凝土桥梁的关键工序和施工技术还有很多，虽然在文中没有对其进行介绍，但它们对于桥梁整体结构的强度和投入运营后的稳定性都起着重要的作用。就目前的情况看，日本对于相关技术的掌握处于国际领先水平，而国内尚处于继续摸索的阶段，所以相关工作人员除了要积极进行经验的积累和知识的研究外，还要注意技术创新和工艺创新，从而为我国桥梁建设事业的发展做出自己的贡献。

[1]高兴元.桥梁工程[M].天津：天津大学出版社，2010，2.

[2]张喜刚.千米级斜拉桥——结构体系、性能与设计[M].北京：人民交通出版社，2010，2.

[3]李清.桥梁工程概论[M].北京：机械工业出版社，2009，6.

[4]董军.桥梁工程[M].北京：机械工业出版社，2009，3.