独塔斜拉桥主桥与引桥架设施工探讨

2022-06-19姜磊

四川建筑 2022年2期

摘要：四川巴中恩阳义阳大桥，由中铁二十三局集团第三工程有限公司承建，义阳大桥主桥长245 m，为悬灌一箱五室结构，设纵向、竖向和横向预应力，两端为预制T梁桥面联系结构，原设计图纸主桥两端纵向预应力为双边张拉，因此主桥两侧的各一跨T梁需待該处预应力张拉完成后再架设（存在T梁架设后主梁张拉空间不够），影响整体工期和增加了施工成本（T梁吊装、架设设备不能及时撤场、T梁的预制时间或储量时间过长）。通过优化原设计方案，将主桥主梁纵向预应力双边张拉调整为单边张拉，既能满足全桥合龙的预应力张拉，又能满足将全部引桥T梁先行架设完毕，不要分别留两跨等主桥合龙张拉后再架设的问题。保证了施工质量、满足了设计要求，又能提前进行主桥主梁邻边跨预制T梁架设，实现了现场形象进度要求，达到节约施工成本的目的。

[作者简介]姜磊（1981—），男，本科，高级工程师，研究方向为桥梁工程。

在国内，斜拉桥施工技术整体进步很大，成熟度也很高。斜拉索全桥构成一般由主桥和引道桥构成。主桥施工周期远远比引道桥的施工周期长，进而为整体施工组织留下了“困扰”，一方面考虑大施组、一方面考虑进度形象等，主桥和引道桥的施工客观存在“时差”问题;特别是城市景观桥梁，主桥的主塔设计较为新颖或独特，技术难度、施工周期随之加大加长，主引桥施工“时差”就更大了。从设计角度，一般主桥的梁型和引道桥的梁型差异，在变联的盖梁上进行结构形式调整，考虑主桥的梁预应力较长，且多为双端张拉;为了主梁的张拉空间的考虑，盖梁一般需要分二次完成，致使主桥就近的梁跨架设，进而梁面运输、施工形象、进度管理、成本管理等存在客观问题。为了解决此困扰，结合该桥实际情况，优化原设计方案，施工满足现场形象进度要求，节约施工成本。

1 工程概况

1.1 项目简介

该桥全长655 m，孔跨形式为3×30 m+4×40 m+（105+145） m+4×40 m，其中主桥为245 m单塔单索面斜拉桥，跨径布置为（105+140） m;北引桥（小里程）长250 m，为3×30 m+4×40 m的两联预应力混凝土T梁;南引桥（大里程）长160 m，为4×40 m的一联预应力混凝土T梁。其中主桥的边跨和中跨分别设34 m和9 m支架现浇段，并各设2 m合龙段，变联的盖梁（P7、P9）为整体式高低台盖梁（图1）。

引桥40 m预制T梁高2.5 m，主桥主梁高3.8 m，伸缩缝宽10 cm，主桥主梁在端头设纵向预应力，底板共24束，其中B3、B3a束为最长束，其长度为65.39 m（已超出现浇段和合龙段），顶板共32束，最长为T2、T2a和T2b，长度为35.54 m（图2、图3）。考虑张拉空间问题，在完成整体盖梁浇筑和主梁现浇后主梁纵向预应力将无法完成张拉（双边张拉）。

义阳大桥主桥长245 m，为悬灌一箱五室结构，设纵向、竖向和横向预应力，两端为预制T梁桥面联系结构，原设计图纸主桥两端纵向预应力为双边张拉，因此主桥两侧的各一跨T梁需待该处预应力张拉完成后再架设（存在T梁架设后主梁张拉空间不够），影响整体工期和增加了施工成本（T梁吊装、架设设备不能及时撤场、T梁的预制时间或储量时间过长）（图4）。

1.2 技术标准

（1）道路等级：公路一级。

（2）设计速度：60 km/h。

（3）行车道数：双向6车道。

（4）主桥宽度：全宽33 m。

（5）桥梁最大纵坡2 %，最大横坡2 %，平曲线半径1 500 m，不设超高。

（6）设计水位：按百年一遇洪水位控制。

（7）荷载等级：桥梁荷载公路I级。

（8）设计年限：100年。

（9）设计使用年限：100年。

（10）设计安全等级：一级。

（11）工程所在区域地震动峰加速度值为0.05g，相应抗震设防烈度为Ⅵ度。

2 独塔斜拉桥主桥与引桥架设施工

2.1 施工思路

为了优化原设计架设和主梁方案，简化施工步骤，确保盖梁、T梁架设和主梁的现浇段常规化施工，主要是解决主梁纵向预应力张拉空间问题。若按照原方案的双边张拉，盖梁的上台阶将依然不能浇筑，只有完成主梁预应力张拉后才能浇筑盖梁的上台背，如此以来将对盖梁整体受力和T梁架设存在竖向荷载偏压的情况。所以经过研究，优化为主梁的现浇和合龙段调整为单边张拉，先后施工现浇段、合龙段，最后再进行边跨的纵向预应力张拉，考虑钢绞线较长，随之考虑钢绞线的接长问题。

2.2 双边张拉优化为单边张拉

把主梁现浇段的端头预应力由原设计的双边张拉，P7墩柱端调整为固定端P锚，直接固定在端头1.5 m厚的端墙中，采用9束和12束的P锚（图5）。

2.3 钢绞线接长

由于部分钢绞线太长，全部下料后放在施工平台上存在安全隐患，所以采用钢绞线接长器（图6、图7），在完成现浇段混凝土浇筑且达到强度和弹性模量要求后进行张拉，在合龙段施工时再进行接长穿管，待合龙后达到“双强度”要求后再次张拉。钢绞线的接长器设置在边跨的第10#节段处，按照设计在现浇段底板的12束预应力束进行接长，待边跨合龙段完成合龙后，进行主桥边跨的预应力张拉，以实现长钢绞线调整的目标。

2.4 应力分析

结合方案的调整，工况发生变化，通过分阶段、针对关键节段进行了整体应力计算和模拟：

2.4.1 短暂状况结构应力分析

2.4.1.1 施工阶段计算结果

箱梁结构按照短暂状况计算结构正应力，主梁施工阶段应力计算结果如图8～图21所示。选取几个典型的施工阶段提取应力（如0#、5#、主跨合龙、调索等）。

从中可以看出，施工阶段过程中主梁上缘最大正拉应力为0.2 MPa<2 MPa，满足规范要求;主梁下缘最大正拉应力为0.1 MPa<2 MPa，满足规范要求;主梁上缘最大正压应力为-13.1 MPa，下缘最大正压应力为-15.6 MPa，均小于设计提出的22.68 MPa[1-2]，满足规范要求。

2.4.1.2 成桥后期计算结果（成桥2年）

成桥阶段主梁上下缘正应力见图22、图23。

可以看出，该阶段主梁上下缘均不出现拉應力，满足规范要求。

2.4.2 持久状况结构应力分析

成桥使用阶段-成桥后2年收缩徐变考虑：

持久状况下，进行使用阶段正截面混凝土法向拉压应力及斜截面混凝土主压应力验算，作用标准值产生的箱梁应力[3-5]（图24、图25）。