思南乌江三桥斜拉桥主梁施工

李庆国

(四川路桥建设股份有限公司大桥分公司)

1 工程概况

思南乌江三桥位于贵州省思南城北新区约2 km处，横跨乌江干流，是改善省道过境通行条件、连接东西城区的重要城市桥梁。主桥为155 m+155 m独塔双索面PC斜拉桥，采用塔梁固结体系。桥梁全长432.31 m，桥面净宽14+2×3.25 m人行道，沥青混凝土桥面，纵坡1%、双向横坡2%。桥位河床地质表层为卵石层，下层为泥岩层，常年水位受上游思林电站卸闸陡涨陡落，讯期洪水由暴雨形成。

索塔为钻石型，纵向宽5 m，总高度111.4 m，采用C50混凝土，分上、中、下塔柱及塔冠。上、中塔柱采用空心箱形断面，纵、横向壁厚均为1.0 m和0.8 m。上塔柱断面尺寸为5.0 m×5.5 m，在拉索锚固区内配置Ф32精轧螺纹预应力筋;中塔柱断面尺寸为5.0 m×3.0 m;下塔柱采用实心矩形断面，断面尺寸由5.0 m×3.108 m向下渐变至5.0 m×5.4 m。在中、下塔柱之间设一横梁与主梁固结，横梁为箱型变高度结构和主梁横坡一致，设28束15-25预应力筋锚于塔柱外侧。索塔基础采用C 30混凝土，由直径2.5 m×12的钻孔群桩、22.5 m ×14.5 m ×5.0 m 的承台、塔座组成。

主梁段面为∏型肋梁，采用C55双向预应力混凝土结构，全宽25.9 m，中心梁高 2.705 m，分 A、B、C 三种梁。A 梁MS02～MS18、SS02～SS18为 8.0 m 标准梁段，横隔板间距8.0 m，厚度 0.4 m;B 梁 MS01、SS01 为塔梁固结段，梁长11.5 m;C梁MS19、SS19为主梁端部合龙段，长度为4.84 m。引桥上部为连续刚构箱梁，全宽20.5 m，C50混凝土。

斜拉索采用Ф15.2无粘结低松驰镀锌钢绞线，抗拉强度为1 860 MPa。拉索体每根钢绞线外热挤PE防腐套，整索外套整圆式HDPE管。全桥共72束拉索，有OVM250-31(2#～4#索)、OVM250-37(1#、5#、6#索)、OVM250-43(7#～10#索)、OVM250-55(11#～18#索)4种规格，标准索距8.0 m。塔端采用钢锚梁的锚固方式，钢锚梁共17套，由工厂加工，每套钢锚梁锚固2对斜拉索。施工控制采取标高与索力双控。

2 主梁施工技术难点

(1)塔内张拉空间小，不能实现4台千斤顶同步对称张拉，需专门千斤顶来满足张拉空间要求;

(2)斜拉索钢绞线从31根增至55根，如何保证索力的均匀和低应力状态下(0.08Rby～0.38Rby)锚固的可靠性;

(3)主梁固结现浇段属厚大体积，高强度混凝土热裂纹控制措施;

(4)地方材料差异大，砂细度模数大于3.4，混凝土自拌量小(20～23 m3/h)，泵送距离长，混凝土施工性能要求高;

(5)塔、梁同步施工安全问题。

3 主梁施工

3.1 塔梁固结段施工

3.1.1 支架搭设

索塔横梁施工完后，用4根Φ630×10钢管支撑在承台上搭设现浇支架。塔壁上焊接临时支承牛腿、三角形吊架、铰座。再在上下游钢管分配梁上安装挂篮钢箱主纵梁，用塔吊将钢箱梁后段(8.5 t)吊起与塔壁上三角吊架连接。在吊架上安装两根Ф32精轧螺纹钢吊杆，并设两台100 t千斤顶对钢箱梁后段调整就位，再安装后横梁。中段钢箱梁通过后段钢箱梁上简易吊机起吊与后段钢箱对接，钢箱梁中段安装完后随后安装挂篮中横梁。中横梁总重量为8.9 t，岸侧可用塔吊整体吊装一次到位，江侧用锚固在中段钢箱梁上的悬挑钢箱作为吊点，上下游抬吊使之就位。安装中横梁前必须采取措施防止钢箱主纵梁发生扭转。重复上述方法，安装钢箱梁前段和前横梁，用塔吊安装次纵梁、工作平台等其它构件。

由于挂篮重量大，无法实现整体一次安装。挂篮各部件严格按钢结构设计规范加工，通过无损探伤检测合格，主要结构试拼后运至4#墩吊装。钢箱梁后段与塔壁牛腿和铰作为支撑，中间钢管支撑，前端2#临时索通过转换架与弧型首相连作弹性支撑。挂篮作为承重主平台，形成现浇段劲性底模，此项工作也是挂篮悬拼施工最关键的工作。

3.1.2 固结段现浇

固结梁段混凝土为2×305 m3。各设两道横隔板，隔板厚仍为0.4 m，第一道隔板内主肋宽 3.9 m，顶板厚 0.4 m，两隔板之间主肋宽由3.9 m渐变为2.0 m，顶板厚0.32 m。梁段纵向分段浇筑，第一次浇筑5.5 m，第二次浇筑6.0 m。顶模板用临时支撑在底篮分配梁上的扣管作为支架，浇筑前吊钢筋对挂篮、支架预压，支架立模标高计入预拱度、弹性变形等。

施工采用预埋冷却管、优化配合比、加强养护等措施防止混凝土热裂纹产生。第一段预应力张拉结束后，预应力孔道和冷却管压注M60水泥净浆。第二段要安装1#斜拉索，浇筑中张拉2#临时索来调整劲性支架前端标高。

3.2 标准段施工

3.2.1 挂篮结构

挂篮为牵索式挂篮，全长17.96 m，宽26.4 m(不含操作台)，总重量(含模板)为185.7 t。除主纵梁前段和精加工件外，其余由原有挂篮工地改制完成。

底篮系统:由钢箱主纵梁及前、中、后三根横梁共同构成空间梁格体系。主纵梁宽2.0 m，高2.14 m，沿纵向分三段，节段间用M24扭剪型高强螺栓连接;前横梁为钢箱梁，宽1.0 m，高2.04 m，兼作主梁横隔梁底模，中横梁为工字梁，宽0.4 m，高1.84 m，均分三段用M24高强螺栓连接。后横梁用M型万能杆件和少量异型杆件拼装组成。

行走定位系统:由C型挂钩及导向轮、纵梁反力轮、走道、牵引杆、60 t千斤顶组成。

提升锚固及止推系统:挂篮上、下游前后各设2根Ф80螺杆，前锚杆配备2台250 t千斤顶，后锚杆配2台60 t千斤顶。挂篮向后的水平力通过止推钢销嵌入Φ300预埋钢筒内来平衡，通过顶升力使挂篮与主梁紧密贴合起到抗剪作用。

模板及模板顶升系统:主梁模板采用刚度足够的大块钢模。顶模采用整体式，由设在挂篮前、中横梁之间次纵梁上的千斤顶顶升模板，上下游各两台60 t千斤顶。

3.2.2 挂篮悬浇施工

(1)纵向悬臂钢束张拉完后下降挂篮和顶模板;(2)利用液压装置前移挂篮8.0 m;(3)安装前后锚杆，用千斤顶循环顶升挂篮就位，并调整好位置;(4)将前后锚杆锚固，用钢楔支垫好挂钩，用螺旋千斤顶代替反力轮支撑。

挂篮就位后的施工步骤:①安装止推机构，索导管及斜拉索，按监控指令调整斜拉索初张力至混凝土浇筑前的设计值;②整体提升顶模板，绑扎钢筋、安装预应力筋及管道;③安装加固内、外模板;④浇筑混凝土，张拉、压浆;⑤索力张拉，收集桥面高程;⑥降挂篮下一节段施工。

3.3 斜拉索安装及张拉

3.3.1 钢绞线下料

除1#、2#拉索在后场下料制作外，其余拉索均在桥面制作，长度为无应力状态下自由长度。下料遵守距离丈量原则，场地平整铺垫好不使PE受损伤。两端头PE护套按规定长度剥除，并打散用清洗剂清洗端头，在端头约12 cm范围内切掉外圈6丝并打磨外圆，保留中心丝。将钢绞线复原，用镦头器将两端中心丝镦成半圆形，以供挂索牵引用。

3.3.2 单根安装、张拉、锚固

将钢绞线张拉端与循环钢丝绳上牵引装置连接，顺着HDPE管内牵至上端管口和锚孔穿出的牵引索连接，用塔柱内的电动葫芦将钢绞线拉出锚板孔至所需的张拉长度，安装夹片临时锚固;固定端钢绞线与梁端锚孔穿出的牵引索连接，人工牵引出锚板孔锚固。塔内用YDC135Q-200千斤顶张拉该钢绞线至预定力后锚固，重复前述将整束拉索完成。

每根钢绞线采用等值法张拉，拉力以控制油表读数为准，用安装在不受外界影响钢绞线上的传感器读数进行监测。张拉时每根钢绞线的拉力按当时传感器的显示变化值进行控制，即Ti=Ti-1-△i，△i为第i根安装时传感器变化值。第1、2根钢绞线用来承受外套管自重，第3根根据整束索力平均之后由主梁和索塔的变形量及夹片回缩值进行修正。单根张拉流程。安装千斤顶加载至设计应力15%测伸长初始值→传感器变化值与最后一级油表读数相同时测伸长值，装夹片适度打紧锚固 → 按最后传感器读数对第1、2根补拉。每根斜拉索的各股钢绞线索力均匀性可控制在离散误差不大于理论值的±2%。

3.3.3 第二次张拉、索力转换及第三次张拉

梁段边肋混凝土浇筑完后，需对挂篮标高进行调整，利用转换装置进行二次张拉。旋紧转换装置千斤顶张拉螺母即可进行整体张拉。该工况张拉配合工作较强，主要控制拉索有效应力及挂篮控制点标高。

主梁预应力张拉完毕即可索力转换及第三次张拉。因塔内操作空间受限，经计算用转换装置下端450 t千斤顶三次张拉到设计索力后，将锚具螺母旋紧千斤顶卸压，索力转换完成。若下端锚具的长度无法满足调整要求，将挂篮上的索力转换至主梁上后，再在塔端以单根进行斜拉索的第三次张拉。若整束索力与设计索力偏差超出规范要求，再用转换装置下端千斤顶进行调整，直至满足设计要求。

3.4 合龙段施工

合龙先合龙边跨后合龙主跨，一个合龙段混凝土200 m3，要求初凝和浇筑时间最短。支架立模要保证和模板间自由滑动，在底模分配梁下横向摆放钢锭来实现。合龙温度为15～20℃，选择气温变化平稳的夜晚浇筑。施工步骤是:①主梁标准段施工完后，将挂篮退回2 m搭设合龙段现浇支架;②按监控指令，在18#节段上用人行道板压重55 t;③在桥台(交界墩)安放支座，采用环氧砂浆固结螺栓，并拼装底模;④钢筋和预应力筋安装;⑤浇筑混凝土、张拉。

4 混凝土及预应力工程

主梁混凝土除满足强度要求外，需考虑夏季高温泵送施工性能要求。因此，将 W/C控制在0.35以内，选用 P.O 42.5水泥420 kg/m3，用“双掺”法配制大流态混凝土，保证斜拉索在二张完毕之前不得初凝。实测出机坍落度在22.5 cm，缓凝时间14 h，混凝土3 d强度达到设计强度的90%。混凝土施工入模先主肋、隔板后顶板，由前端至后端，可纵向分段，不宜水平分层浇筑。

主肋纵向预应力钢束分施工用悬臂钢束和合龙钢束两种，规格为15-22。主肋悬臂钢束每一个梁段进行张拉;桥面板钢束每两个梁段进行张拉，连接器错开布置，规格为15-4型;横向预应力钢束有15-22和15-25两种规格。所用钢束标准强度为1 860 MPa，直径15.20 mm的低松弛钢绞线。预应力钢束设计张拉控制应力为1 395 MPa，伸长值允许误差控制在±6%以内。张拉程序:0→ 0.1σcon→σcon，张拉次序:边肋束→横向束→顶板束。

5 结语

思南乌江三桥主梁施工，克服了混凝土自拌量小，粗砂配制混凝土不易泵送的问题;通过单根挂索、张拉、整体调索，解决了塔内空间狭小的张拉问题，避免了挂索后索力大调整，施工主梁线形流畅;主梁从劲性支架现浇施工至标准节段挂篮悬臂施工，工程进展十分顺利，正常9 d完成一对标准段施工;采用塔、梁同步施工其他措施，缩短了工期，降低了成本，施工质量符合设计和规范要求。

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［1］中交公路规划设计院有限公司.《思南县乌江三桥工程施工图设计》［R］.北京:中交公路规划设计院有限公司，2010.

［2］交通部第一公路工程总公司.公路施工手册《桥涵》［M］.北京:人民交通出版社，1999.