高原山区大跨径悬索桥施工关键技术研究

沈 裕

(南通公路事业发展中心，江苏 南通 226000)

1 大跨径悬索桥施工关键技术

1.1 主塔、锚碇大体积混凝土施工关键技术

主塔和锚碇的施工，要重视大体积混凝土的水化热问题。针对主塔和锚碇大体积混凝土，应提前采用MIDAS/FEA有限元分析软件计算水化热，对大体积混凝土水化热进行理论分析，并制定详细的施工工艺文件和处置方案，在施工过程中随时监测，将理论值和实测值的对比分析，严格控制大体积混凝土内外温差，以免发生温差过大引起混凝土内部开裂。

1.2 钢箱梁制作关键技术研究

为确保钢箱梁成桥横向线形达到设计的要求。采用MIDAS/FEA有限元分析软件对钢箱梁在自重作用下，每片钢箱梁横向跨中挠度进行计算。在钢箱梁的焊接过程中，给予钢箱梁一定的横向预拱度，为现场施工提供指导性的建议。

同时对钢箱梁现场焊接拼装质量需要严格管控，包括焊缝质量控制、焊缝变形控制、拼装精度控制等。

1.3 猫道架设施工控制技术

猫道施工精度及质量对后续施工精度控制影响重大，猫道施工关键工艺及施工安全控制技术需要在施工前提前研究。在猫道架设过程中，塔顶较大不平衡力，对主塔的质量有较大的不利影响。为保证猫道架设过程中主塔的质量，采用MIDAS/CIVIL有限元分析软件，计算塔顶不平衡力限值，给予现场施工提供参考性的建议。

1.4 主缆缆索施工关键技术

主缆各索股无应力长度采用MIDAS/CIVIL有限元分析软件和悬索桥主缆线形计算系统相结合进行计算。大跨径悬索桥空缆线形控制，应采用悬索桥主缆线形计算系统计算本桥空缆各跨跨中标高值，给予现场施工指导性建议。

1.5 有限场地条件下现场钢箱梁存放场地布置方案研究

鉴于高原山区大桥施工现场的特殊环境，钢箱梁需要现场进行节段匹配制造及预拼装，涂装工作。而现场的施工场地非常有限，必须进行钢箱梁现场场地布置规划并进行钢箱梁加工进度计划研究，方便施工顺利进行和保证加工质量和存放安全，同时尽量降低施工成本。

1.6 索夹位置及吊杆长度计算及其影响因素分析

主缆架设和紧缆完成后，成桥空缆线性成型。如何精确确定索夹位置和吊杆长度是确保钢箱梁架设完成后的线形与设计成桥线形吻合的关键。可以利用midas和bnlas软件进行索夹位置和吊杆长度计算分析，开展进行索夹位置和吊杆长度计算关键问题研究。

1.7 缆索吊装施工关键技术研究

地锚式悬索桥施工过程中，加劲梁的吊装是施工的关键工序，吊运加劲梁的设备成为施工的关键设备。报告中对缆索吊机安装工艺、钢箱梁吊装施工工艺及相关关键环节的注意事项进行了研究。

2 高原山区大跨径悬索桥施工面临的难题

2.1 自然条件恶劣

地处中国的西南腹地的云贵高原西高东低，山多水多冻雨多，山区山高谷深，气压梯度和大温差易引发强风气象，地形复杂使得风向多变。在桥梁建设工程中，冻雨、强风、大温差等特殊条件下桥梁施工难度更为复杂。

2.2 现有基础条件差

高原山区新建高速公路，往往远离城市，现有交通基础设施薄弱，地形地貌以高山深谷为主。现有交通一般以依山而建的县道为主，从县道到大桥施工现场往往需要跟随山势修建较远距离的施工便道，这些便道往往坡陡弯急。以往在平原或大江大河沿岸建厂，在厂内生产拼装加劲梁节段后整体通过车辆运输或浮运到达现场进行的吊装的生产组织条件难心实现，只能在现场就近建设厂房加工加劲梁节段后就近运输至桥址吊装。山区一般是开山平地修建厂房，受地形和成本限制，大型设备和先进机具难以展开，故厂房面积一般不会太大，流水施工的效率难以大规模展开，一般只有一到两个台架，所以工期一定的情况下，势必要求施工速度加快，这样就会引起钢箱加劲梁质量控制难度增加。

2.3 施工人员素质影响施工质量

国内目前的桥梁建设过程中，主要施工力量是农民工，农民工数量庞大，这是我们国家的天然优势，在人力资源成本较低的情况下可以实现快速施工，缩短工期。但同时也存在一些问题，一方面大多数农民工来自欠发达地区，未经过系统的学习和专业的培训，虽然可以胜任普通工程施工工艺，但是对于像悬索桥这样的复杂结构，由于专业知识不足，对施工工艺及要求难以准确把握；另一方面由于专业素质所限，工人对设计意图及其重要性认识不足，在施工过程中对于施工工艺要求和控制精度的不能引起重视，这样施工过程中的质量控制难度大大增加。

2.4 悬索桥结构复杂，施工精度要求高

悬索桥虽然具有超强的跨越能力和优美结构造型，主要由锚碇，主塔，加劲梁，主缆、吊杆等五大类构件组成，构件类型繁多且数量庞大，施工的各个环节专业化程度极高，各种构件都需要制定专门的施工工艺、专项施工方案；由于构件数量庞大，构件初始安装偏差累积效应显著，故对构件安装的精度更高。

3 应该采取的措施

针对高原山区的特殊气候特征，在桥梁施工前应对桥位的多年气象记录进行深入调研，提前掌握每年恶劣气相特征、发生的时间和持续时间及类型，提前做好施工预案及施工保障措施。

针对现场薄弱的交通条件和施工环境，应提交做好施工场地选址工作，对现场自然环境、场地进行充分调研的基础上，可以采取施工现场、项目部分离设置，加工厂分散布置等措施，拓展现场厂房所需面积；同时要加大对施工便道的预算投入，改善交通运输条件。

针对施工难度大，专业化程度高的施工环节，要对现场施工人员采取精确到人的专业培训和交底，让施工人员充分了解施工的难点、要点。现场各个环节要落实技术人员的岗位责任，加强现场施工的监督和检查力度。

由于大跨径悬索桥结构复杂施工难度大，在开始施工前应该设立专项资金通过招标等方式聘请专业的桥梁施工控制团队对施工现场的质量和建造流程进行监督并发布后续工作指令，通过项目部、监理、专业施工控制团队三方的共同努力确保施工结果达到预期目标

4 结 论

施工过程是把设计变为现实，高原山区修建大跨径悬索桥，自然地理环境恶劣，人员素质不足，桥梁结构复杂，导致施工难度明显高于平原地区。但是建设工程项目，尤其是大跨径悬索桥，投入成本巨大，必须一次建设成功，不具备推倒重来的可能性。所以一定要做好事前和事中控制，如若待到施工结束后出现问题影响到桥梁的安全性或正常运营，维修加固甚至返修费用往往非常高昂，得不偿失。施工前做好与自然环境调研、现场合理规划和准备充足的场地前期投入、加强人员专业知识培训或聘请专业有经验的人员队伍，制定各类详细的施工预案，才能确保建设目标顺利完成。