斜拉桥主塔施工工艺探析——以乌江特大桥索塔施工为例

管亮中交路桥华南工程有限公司

斜拉桥主塔施工工艺探析
——以乌江特大桥索塔施工为例

管亮
中交路桥华南工程有限公司

斜拉桥由塔、梁、索三个基本构件组成，作为桥梁基础的主塔，其稳定性、牢固性十分重要，文章以乌江特大桥索塔施工为例，简单介绍斜拉桥的主塔施工技术，以期为斜拉桥建设提供有价值的参考。

斜拉桥；主塔；施工

斜拉桥是由塔、梁、索组成，形成三角形的、稳定的几何形态，支承体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主。其中索塔是指斜拉桥支承主索的塔型构造物，索塔的结构有多种类型，根据拉索的布置要求、桥面宽度以及主梁跨度而有所变化，常用的索塔形式沿桥纵向布置有单柱形、A形和倒Y形，沿桥横向布置有单柱形、双柱形、门式、斜腿门式、倒V形、倒Y形、A形等。

1.乌江特大桥索塔概况

乌江特大桥位于重庆涪陵城区上游，跨越乌江，全长918米，主桥长630米，为半漂浮双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，索塔下部采用独柱形构造，独柱墩采用单箱双室矩形断面，下塔柱上半部分为外倾结构，中塔柱为内倾结构，上塔柱是斜拉索锚固区，高57.5m，为直立段，采用H型构造，斜拉索通过钢锚梁锚固与塔壁内侧，斜拉索锚固区设有预应力粗钢筋，以保证索塔受力。（如图1）

图1　索塔整体图

2.索塔施工工艺

索塔采用液压爬模施工工艺，塔底5m高实心段进行1次浇筑，按大体积混凝土施工；其他按6m高度分节施工，共分36节施工，其中凡是尺寸大于2m的实心部分，均按大体积混凝土工艺施工。

2.1索塔施工流程

下塔柱1#塔节段（实心段，大体积砼施工）。

下塔柱2#塔节段（安装液压模板爬架）。

下塔柱3#塔节段（安装液压模板修饰平台）。

下塔柱4#～8#塔节段（8#段进行9#段托架预埋）。

下塔柱9#塔节段（内模托架施工）。

下塔柱10#塔节段（实心段，大体积砼施工）。

下塔柱11#塔节段（下塔柱分叉，模板爬架重新安装）。

下塔柱12#～17#塔节段施工，对拉系统安装，下横梁支架安装。

下塔柱18#～19#阶段和下横梁同步施工，下横梁施工（分两次进行浇筑）。

中塔柱20#塔节段（倾斜方向改变，爬架重新安装）。

中塔柱21#～26#塔节段（26#进行27#内模托架及中横梁托架预埋）。

中横梁托架搭设、27#节段内模托架搭设、27#节段与中横梁同步施工。

上塔柱28#～31#节段（变为竖直段爬架重新安装）。

上塔柱32#节段施工、主梁开始施工，塔梁同步。

上塔柱33#～34#塔节段（和上横梁同步施工）。

施工上塔柱35#～36#塔节段，封顶。

2.2索塔施工要点、难点

（1）下塔柱实心段温控

下塔柱分叉段根部实心段厚度为8m，计划分为2m（8#节段）和6m（9#节段）两次浇筑，均按大体积混凝土施工进行温度控制，在索塔节段内设置冷却管。

（2）塔柱分叉段施工

塔柱施工设劲性骨架以定位、支撑钢筋，劲性骨架采用矩形小断面桁架结构，现场连接加固。下塔柱上半部分为外倾结构，施工时为抵消索塔重力作用下的倾斜变形和弯曲应力，通过在塔身上左右设置横向临时对拉系统，通过对拉平衡索塔的外倾力，初定设置4对拉杆+一组钢绞线对拉系统；中塔柱为内倾结构，施工时为抵消索塔重力作用下的倾斜变形和弯曲应力，通过在塔身上每隔8m左右设置横向临时支撑系统，同时横撑与横梁支撑钢管焊接成整体，通过支撑平衡索塔的内倾斜力。临时支撑采用钢管，两端焊接在索塔内侧预埋钢板，同时可作为人行通道。初定设置4对撑杆；上塔柱虽为直立段，但由于主桥主梁施工采用塔梁同步施工，在上横梁施工完毕并形成强度前，需设置横向临时拉杆，抵消斜拉索的外张水平分力对索塔根部造成不利影响。设置3对撑杆，间距约为10m一道，对撑杆采用φ630×10mm钢管。

（3）横梁施工

索塔横梁支撑采用钢管桩＋贝雷桁架体系支撑。主要由钢管立柱、柱间水平横撑、支撑牛腿、I56工钢横梁，贝雷桁架片、工钢分配梁组成。横梁施工时，按模板和横梁的砼全重进行加载。各横梁支点除钢管桩外，在塔柱内壁上均设置牛腿。

（4）上塔柱施工

上塔柱施工时要严格按照工艺要求，确保斜拉索导管、锚板、环向预应力管道、钢筋的精确定位。上塔柱砼浇筑时，钢筋密集部位应采用小石子砼，采用小型振动棒、钢钎振捣密实；在拉索锚固区的塔内壁和锚块区增设δ=10mm的保护钢板，以便作为内模施工。

（5）钢锚梁施工

本桥斜拉索在塔内的锚固方式采用钢锚梁结构，设置于上塔柱中，钢锚梁两端通过钢牛腿支承锚固在混凝土底座上，钢牛腿与劲性骨架连接钢板须与劲性骨架现场焊接，且在板件高度范围内均需与劲性骨架现场焊接。钢锚梁与钢牛腿之间均采用高强度螺栓连接，钢锚梁与钢牛腿上承板之间的接触面之间采用不锈钢板和四氟版组成钢牛腿滑动副，钢锚梁沿其纵轴向可作为小移动。为了控制吊装重量，钢锚梁和钢牛腿之间分开吊装，桥上高强螺栓连接成整体。

（6）塔梁同步施工

塔梁同步施工要满足主体结构受力的需求；解决双层作业的安全问题；能够进行斜拉索安装作业；主塔两侧张拉索力控制尽量一致，两侧索力之差在控制5%之内，以便可能威胁到主塔的安全；在进行混凝土浇筑过程中，尽量保证两侧混凝土偏差在10t之内。

3.结语

随着我国桥梁事业的飞速发展，斜拉桥以其跨越能力卓著而广泛应用于桥梁建设，并且斜拉桥的跨度越来越大，桥体形式也变化多样，以满足不同地形建设的需要，主塔作为斜拉桥的根基，要因地制宜选取合适的建造形式，控制好施工质量，才能保证桥梁的稳定耐用。