混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造设计

贺玉娥

（贵州省铜仁公路勘察设计院，贵州 铜仁 554300）

目前，有两种常见的大跨径桥梁结构，即斜拉桥和悬索桥。早期斜拉桥的雏形就曾出现过，但是当时人们对于斜拉桥结构体系的认识并不深刻，再加上原料的限制，导致斜拉桥的发展停滞了相当长的一段时间。早期的斜拉桥是稀索体系斜拉桥，主梁的弯矩及剪力相当大，斜索的内力和截面也相对较大，斜索锚固点有复杂的构造细节。而现在斜拉桥特点则是多样的、适应性强和灵活的。但随着跨径的增加，斜拉桥的设计和施工方面存在很多问题，都需等待解决。

1 混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造设计和施工措施

1.1 混凝土斜拉桥现状分析

目前，建造的斜拉桥均为密索体系，混凝土斜拉桥属其中一种，其最大优点为刚度大，适宜200～500m的跨度范围，但施工较慢。现今的斜拉桥施工方法大都用悬臂法，随着跨径的递增，主梁和索塔中的压应力过高、施工中标高难以控制以及拉索挠度过大等一系列问题存在于混凝土斜拉桥设计和施工的整个过程中。

1.2 临时固结构造设计

1.2.1 临时固结构造的设计原则

在进行临时固结构造设计时，应保证桥梁悬臂能抵抗各种的不平衡力因素，使得该结构在施工中能够保持整体的稳定性。施工中常因不平衡的安装、操作人员和施工机具的不平衡布置等导致的不平衡重量等引起不平衡力素。这些不平衡力素引起的荷载将对施工中建筑的稳定性造成很大到威胁。施工中常见的荷载有：风力荷载、温度变化荷载、预加力荷载等其它不平衡荷载。在这些不平衡荷载的组合下，临时固结构造将会产生竖向力、水平力和弯矩力等三个不平衡力素，而这些不平衡力素为临时固结构造提供反力。因此，在对混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造进行设计时应注意不平衡力素产生的原因并积极避免不必要问题的产生，应保证固结构造能够承受不平衡力素作用，而且在刚度、强度和稳定性上一定要保持足够的水准。

1.2.2 传统的斜拉桥临时固结构造

我国传统的斜拉桥临时固结构造主要有两种形式，一种固结构造形式是将穿过边主梁、混凝土垫块的预应力钢绞线束预埋在主塔下的横梁中，锚固于桥面上的混凝土的现浇端块中（共有八对），而且，边主梁和在主塔下的横梁实现完整且全面的固结；另一种临时固结形式是在主塔下和横梁上设置永久、牢固的支座，在主塔下横梁和塔中线处的横梁之间采用预应力粗钢筋，在支承挡块和主梁塔中线处横梁之间设置铁砂箱，塔梁实现部分固结，结构示意如图1所示。

图1 斜拉桥塔梁临时固结构造示意图

1.2.3 新型临时固结构造

在临时固结构造设计时，应考虑原有支撑能够承受住施工中不对称压力的前提下，尽量减少刚性区域，而且，边主梁横桥的水平位移能力不能由于混凝土徐变、横梁内预应力和收缩等因素而受约束。所以新型临时固结构造应在继承传统固结构造的基础上着重解决以上问题。

新型临时固结构造的设计思路是：将铁砂箱设置在塔柱内侧和边主梁外侧之间，并取消边主梁与挡块间的垫块；对靠近边主梁的主梁塔中线横梁的局部区域实行加厚处理，不增加横梁轴的横向刚度。在主塔下的横梁和主梁塔中线处的横梁间使用预应力粗钢筋，并沿顺桥方向。如此一来，临时固结构造在设计和施工中满足结构稳定、可靠安全期望的同时，又避免了主梁开裂的隐患。

1.3 临时固结构造施工措施

在我国目前的斜拉桥固结构造施工中，常用的临时固结构造措施有预应力硫磺砂浆混凝土固结法、墩旁设置临时支墩法、双柱墩或V形墩构造法，还有就是利用安装梁来增加工程的稳定性。这些措施是运用几乎完全不同的生产设计工艺以及施工方式，充分运用材料的性能和构造的独特性来减少不平衡力素的产生，并在施工过程中将施工的稳定性放于重要位置。例如预应力硫磺砂浆混凝土固结法是将预应力锚杆预埋在墩内。考虑到便于拆除，临时支座的混凝土垫块间设置的是大约20mm的硫磺砂浆夹层，而其中预埋的则是电阻丝。如此一来，在拆除时，只要给电阻丝通电，硫磺砂浆夹层就会融化，此方法达到了构造简单、安全可靠、装拆方便的优良效果，并能承受住悬臂施工中不平衡的弯矩。

2 根据柳港桥建筑实例剖析斜拉桥塔梁临时固结构造

2.1 整体构造

柳港桥基本结构形式是塔梁固结的单悬臂混凝土斜拉桥，双塔双索面。主桥370m，塔高51m，湿接头,主梁是预制拼装，挂兰悬臂拼装的河跨，岸跨搭设的则是临时钢排架。横桥厚4.73m、顺桥宽5m的双锥台形钢筋混凝土墩顶，板式氯丁橡胶支座两侧，有内径薄为125cm，厚为0.7mm的铁皮管预埋于此，并一直通到钢筋混凝土墩顶，共32根。通过32束墩头锚具索方式，在梁墩和梁墩间的硫磺胶泥被锁成一体，以此来抵消较大的不平衡弯矩。

2.2 塔梁临时固结构造的施工工艺

从墩身实体的混凝土开始浇起，接下来浇250cm×240cm×50cm、500#钢筋混凝土下铰座，然后摆好九块770mm×350mm×35mm的板式氯丁橡胶支座，用钢板框固定四周，并用橡胶伸缩带密封。浇灌硫磺胶泥，将钢筋混凝土上铰座与上部结构相接。达到设计强度后，由吊车将高强钢丝束吊起，并置于预留管内，接着浇灌水泥砂浆。达到一定强度后，用千斤顶进行张拉，将硫磺胶泥垫块和梁墩锁成一体。大桥建成，融化硫磺胶泥，切断应力索，解除约束。

3 结语

现代桥梁跨度大、横截面形式多变，桥梁结构受力情况复杂，对于预应力混凝土桥梁，还有双向甚至是更多向的预应力使用，这使得结构受力更为复杂。这样的状况在塔梁的临时固结构造设计中表现为不平衡力素对稳定性的影响。以上通过对混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造的理论探讨和柳港桥建筑实例分析，对混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造设计做了阐述，指出了斜拉桥塔梁临时构造设计的要点，供广大读者参考。

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