斜拉桥纵横双向大悬臂0号节段施工技术概述

朱光华

（重庆城建控股（集团）有限责任公司，重庆400013）

斜拉桥纵横双向大悬臂0号节段施工技术概述

朱光华

（重庆城建控股（集团）有限责任公司，重庆400013）

重庆双碑嘉陵江大桥0号节段长25m，宽32.5m，重2600多t。其横桥向斜腹板形成两侧悬臂达11.75m，顺桥向悬臂为8.05m，节段单向悬臂重超过600t，相对于索塔墩，0号节面形成双向大悬臂、高悬空、大吨位的复杂条件。采用化繁为简、分段施工、托架与悬浇挂篮相结合的施工方法，即将双向大悬臂的0号块划分为两次施工：第一次由托架施工中段12.4m；第二次利用基本成形的挂篮，增设临时斜拉索，施工两侧各6.3m段。该方案从托架复杂程度和节段重量上，均大幅简化，投入措施数量少、成本节省、安全风险小，具有较好的经济效益。

纵横双向大悬臂；0号节段；前后支点组合式挂篮；托架；临时斜拉索；挂篮；悬浇

0引言

斜拉桥0号节段常用施工技术主要为搭设落地支架或在桥墩上预埋型钢牛腿形成托架进行现浇［1-3］。随着宽桥面、稀索布置斜拉桥的出现，0号块呈现横向宽度大、纵向无索区长、节段重等特点，再加上0号块距地面高，常伴有复杂深水环境等因素，采用落地支架施工，会存在支架基础设置困难、支架用量大、施工成本高、周期长且安全风险大等问题；采用托架方式，很难适应0号节段双向大悬臂、大吨位的要求，墩身预埋牛腿设置困难并且受力复杂。

1　工程概况

重庆双碑嘉陵江大桥主桥为高低塔单索面混凝土斜拉桥（见图1），主桥全长644.43m，跨径布置75m+145m+330m+95m。上部主梁为单箱三室斜腹板结构，梁宽32.5m，0号节段长25m，重2600多t。其0号块横桥向斜腹板形成的横向索塔两侧悬臂达11.75m，顺桥向悬臂端为8.05m（见图2），节段单向悬臂超过600t，相对于索塔墩，0号块形成双向大悬臂、高悬空、大吨位的复杂条件，其施工技术难度非常大。

图2　双碑嘉陵江大桥主梁标准节段横断面图

2　施工难点及方案比选

2.1落地支架施工成本高，安全风险大

设计原建议采用全落地支架，支架高度达到64m。主要问题是支架措施量巨大，江中支架基础的设置困难，安全隐患大，且支架对施工1#块的挂篮安装有影响。

2.2托架庞大且受力不利

采用托架全断面浇筑0号块，能解决高支架的一系列问题，但由于是大悬臂受力，而且要承担1600多t的混凝土重量，经试算，托架及其上分配梁系统要非常庞大，才能满足刚度要求。另外，墩柱主筋间距较密，大吨位牛腿设置困难。

2.3选定方案

经深入研究分析并结合现场实际，决定采用化繁为简、分段施工、托架与悬浇挂篮相结合的施工方法，即将双向大悬臂的0号块划分为托架浇筑的横向大悬臂部分和挂篮悬臂浇的纵向大悬臂部分，分2次施工（见图3和图4）。即将0号块沿纵向划分为中段和两端对称段三段，第1次由托架浇筑中段12.4m，仅在横桥向形成单向大悬臂，混凝土数量约748.8m3，第二次增设临时斜拉索，利用基本成形的挂篮施工两侧各6.3m段，混凝土数量约2×202m3。该方案从托架复杂程度和节段重量上均大幅简化，投入措施数量少、成本节省、安全风险小，具有较好的经济效益。

图3　0号块第一次施工示意

图4　0号块第二次施工示意

3　施工工艺流程

方案确定后，首先与设计等相关单位共同研究，将0号块划分为中间段和两端悬臂段三个节段，在分段位置进行纵向预应力连接局部设计，然后再进行第一次浇筑的托架设计和第二悬臂浇筑挂篮体系设计。方案详细设计完成后，开始0号块双向大悬臂节段的施工，具体施工工艺流程见图5。

4　施工操作要点

4.10号块第一次施工托架安装

（1）托架采用万能杆件及部分新制件组拼，下部设型钢牛腿承受竖向力，上部设铰座抵抗水平力，单点设2根Φ32精轧螺纹对拉，托架上共设单层分配梁，分配梁上设型钢桁片焊接支架，间距90cm，分配梁与桁片间设10cm厚楔块，以利脱模及调整标高。由于该次施工只存在横桥向的悬臂，托架结构相对简单。托架布置见图6和图7。

图6　托架立面布置图

图7　托架剖面布置图

（2）牛腿采取全预埋后一次浇筑混凝土，对拉杆Φ32精轧螺纹预收力每根20t。为避免预埋牛腿下部混凝土承受较大竖向压力而产生局部受损，在预埋牛腿上下两个方向布置适当数量的构造钢筋网，以提高该部分的抗压强度。

预埋牛腿采用2根56b工字钢，牛腿处主筋处理考虑两种方案，一种是主筋避让，其间距调整为20cm，另一种为牛腿削除翼缘，主筋间距不变，但牛腿需焊钢板加强；牛腿采取预埋方式完成安装，构造如图8所示。在0号块完成后，割除牛腿，对墩身预留孔内焊接钢丝网，用墩身同标号填实。混凝土采用细石混凝土，可加入微澎剂，确保混凝土密实。混凝土灌实后，对洞口混凝土表面收光并养护。混凝土颜色采取多次试配调色，避免色差。

图8　牛腿构造图

（3）托架完成后，按要求进行了超载预压［4］。传统的预压方法一般是采用配重预压，该工程墩身较高，无论是堆放重物还是悬吊重物均费工、费时、费料。因此利用主梁施工的张拉机具，通过在托架上安放千斤顶张拉锚固于承台上的钢铰线对托架进行等效加载，完成托架的预压。

单侧托架共设14个点，通过在下塔墩预埋件和钢围堰上设置反力点。预拉采用在托架顶上设分配梁进行分级张拉，超载系数为110%荷载［5］。为减少邻近张拉点相互间的影响，共作了两次加载和卸载试验，并对托架变形作了相应的观测。

经过对预压结果分析，0#块托架在经过两次预拉后已基本消除非弹性变形，托架结构处于弹性变形范围内，其预拉后的沉降值与回弹值均为线性分布而比较均匀，没有较大的突变现象，托架的强度、刚度满足设计要求。

4.20号块第一次混凝土施工

混凝土采取泵管泵送，在最不利状况下可设置双泵管接力泵送，即在栈桥旁设置两台泵车，在塔柱两侧各设一台泵车，负责浇筑两边节段混凝土。

混凝土采取由下而上分层浇筑，顺桥轴方向的两臂端向中间对称进行，分层厚度为30cm。

混凝土灌注顺序：底板→腹板→横隔板→顶板四周。灌注时要前后左右基本对称进行。

混凝土入模导管安装间距为2.5m左右，导管底面与混凝土灌注面保持1m以内。在钢筋密集处断开个别钢筋留作导管入口，待混凝土灌注到此部位时，将钢筋焊接恢复。在钢筋密集处要适当增加导管数量。

对捣固人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣。振捣腹板混凝土时，振捣人员要从预留“孔洞”进入腹板内捣固。“孔洞”设在顶板上，混凝土灌注至“孔洞”前封闭。

因0号块第一次浇筑混凝土结构复杂，体积较大集中，容易发生大体积混凝土温度裂纹的情况，对此，针对结构情况设置了四层冷却水管降温措施，确保混凝土的浇筑质量。

4.30号块第二次施工平台设计

0号块第二次浇筑采用前后支点组合式挂篮［6］。该挂篮由承重系统、牵索系统、悬吊系统、锚固系统、止推系统、行走系统、模板系统等几大部分组成，一副挂篮重约260t。其施工方法与以后的标准节段块件施工基本相同，仅有挂篮主纵梁（弧形梁）由于未接长，未形成完整挂篮，挂篮受力体系与标准挂篮有所不同。并且0号块第二次施工时，索塔两侧两幅挂篮交错，挂篮对0号块第一次混凝土作用力比标准情况复杂。

挂篮在0号块第一次混凝土上拼装，形成施工平台，其中下平台弧形梁由于塔墩的原因无法拼装完全，需挂篮浇筑完0号块第二次混凝土，体系转换，挂篮行走一定距离后再焊接剩余弧形梁后半部分，形成完整挂篮体系，浇筑剩余主梁节段混凝土。浇筑0号块第二次混凝土时，采用在弧形梁和塔墩之间设钢支墩作为止推块，阻止挂篮在斜拉索作用下的纵向位移，采用临时索作为浇筑混凝土时的前支点。

4.40号块第二次施工平台施工

4.4.10号块第二次施工平台安装

为方便挂篮安装和作业安全，结合现场情况对挂篮采取分部分段进行安装完成的方案。即上部三角挂篮和下部大悬臂为单件现场安装完成，对下部弧形梁和内滑道梁，需在现场平台上组装后整体吊运安装到位。其主要工作流程：工厂单件制作→组拼→单件运输→转运→上部单件安装三角挂篮→下部部分整体组装吊运安装→下部悬臂单件吊运安装→调整完成挂篮→其它设施安装完成。当挂篮浇筑完成主梁0号块第二次后，对弧形主纵梁进行接长而最后形成挂篮全部体系。

4.4.20号块第二次施工临时斜拉索

临时斜拉索的锚固、张拉、体系转换与正常挂篮施工相同。塔端设索管及锚固块作为固定端，梁端设置锚固块和索管作为张拉端，并在梁端进行张拉锚固。

0号块第二次施工时用01号临时斜拉索（19Φ15.24钢绞线）作为前支点，临时索上端锚固于1号索管上，下端锚固于挂篮弧形梁上；当0号块第二次混凝土形成后，体系转换至梁上时用02号临时斜拉索（12Φ15.24钢绞线）进行锚固，见图9。

图9　临时拉索锚固示意图

混凝土浇筑完成时，控制标高由监控提供。浇筑前将立模标高预抬4cm，浇筑过程中通过观察，实施张拉斜拉索进行标高调整，保持完成后达到监控提供的标高。注意浇筑过程中标高始终高于监控提供的成型标高为宜，接近浇筑完成时逐渐回至监控标高上。

混凝土浇筑完成时索力原则上不作控制，但最大索力不超过250t/每索，目的是以梁端标高控制。

混凝土达到设计强度要求后按设计要求进行预应力张拉，压浆封锚后实施体系转换。

安装临时斜拉索02号，梁端张拉，实施分级索力转换，可按30%级差进行。

4.5施工监控和施工测量

在混凝土浇筑前，施工监控根据监控计算分析，下达挂篮底平台立模标高、斜拉索初张力、翼板位置立模标高指令，施工监控在施工过程中对塔柱变形、主梁变形、斜拉索索力、塔梁控制部位应力进行监测，并与施工测量数据、控制计算理论数据进行比较分析。

施工人员根据索力张拉指令将索力张拉到位，根据立模标高指令设置立模标高。施工测量人员根据各部位埋设的桥梁控制导线点及高程点进行施工测量放线和施工测量监测，负责复核测量成果，并及时向施工监控人员反馈测量数据。

4.6混凝土浇筑

主梁混凝土浇筑采用高性能商品混凝土，要求缓凝时间达25～30h，保证节段混凝土浇筑完成时未发生初凝现象，减少因挂篮变形对混凝土凝结过程的影响。

为保证在施工过程中岸跨、河跨加载基本平衡，岸跨和河跨节段混凝土浇筑同时开始，同时完成。

对于单端0号节段，要求混凝土从挂篮前端向后端顺序进行浇筑，横桥向从挂篮两侧向中间对称浇筑，以减少挂篮不对称受力，防止产生较大的横向变形差异。

4.7斜拉索张拉

斜拉索张拉在主梁混凝土浇筑前进行一次索力张拉调整，混凝土浇筑完成后，索力自动达到监控值，一般索力相差不大，不再进行索力调整。

待主梁预应力体系完成后进行，斜拉索进行体系转换，将锚固位置从挂篮上转移到主梁上，严格按照监控指令，将斜拉索索力张拉到位，并锚固到主梁上。

斜拉索张拉，采用张拉力与伸长量双控，斜拉索力采用频谱仪监测、千斤顶校核。

斜拉索张拉完成后体系转换结束，挂篮不再承受当前块件混凝土重量，即可前移挂篮，进入下一块件施工。

5　结语

随着我国桥梁建设的不断发展，超宽主梁、稀索设计越来越多，0号块可能会呈现出双向大悬臂、高悬空、大吨位等特点，采用传统的施工方案将会存在较大的困难。斜拉桥纵横双向大悬臂0号节段施工技术在重庆双碑大桥成功应用，达到了化繁为简、成本节约、安全可靠的目的，为类似工程提供了宝贵经验。

［1］洪阳.悬臂浇筑连续梁0号段现浇支架支撑技术［J］.山西建筑，2012（16）：32-33.

［2］李洪涛，尹正贵，许品，等.马桑溪长江大桥2#主墩斜拉桥0#和1#梁段施工支架设计［J］.公路交通技术，2001（3）：35-36.

［3］高国新.跨高速公路挂篮法悬灌梁0号段施工工艺［J］.山西建筑，2010（1）：25-27.

［4］刘吉士，张俊义，陈亚军.桥梁施工百问［M］.北京：人民交通出版社，2003：724.

［5］路桥集团第一公路工程局.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2011：141.

［6］桂永旺.单索面混凝土斜拉桥前后支点组合式挂篮性能研究［D］.重庆：重庆交通大学，2012.

责任编辑：孙苏，李红

Construction Technology for Segment No.0 of Longitudinal and Lateral Cantilever of a Cable-stayed Bridge

Shuangbei Jialingjiang River Bridge in Chongqing has the segment#0 of 25m long，32.5m wide and over 2600t heavy，its transverse inclined slab forms the lateral cantilever of 11.75m，the prograde cantilever of 8.05m，unidirectional segment cantilever of over 600t heavy，and，compared with cable tower，segment#0 forms the complex conditions of bidirectional cantilevers，high levitation and large tonnage.The construction methods of simplification，section，combination of bracket，cantilever casting and hanging basket are adopted，that is，to divide the construction of segment#0 of the bidirectional cantilever into two phrases，the first for middle bracket section of 12.4m，and the second for the lateral section of 6.3m of the added temporary stay cable based on the established hanging basket.This plan is simplified and has low cost，low risk and good economic profits.

longitudinal and lateral cantilever；segment#0；fore-and back-pivots assembly cradle；bracket；temporary stay cable；hanging basket；cantilever castin

［TU997］，U445

A

1671-9107（2016）09-0046-04

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.09.046

2016-05-24

朱光华（1973-），男，重庆人，本科，高级工程师，主要从事桥梁施工技术管理及研究工作。