矮塔斜拉桥关键施工技术及监控措施研究

2022-09-22项鹏

运输经理世界 2022年3期

项鹏

（安徽省路港工程有限责任公司，安徽合肥 340000）

0 引言

矮塔斜拉桥作为比较常见的基本类型，在很多项目中发挥着重要作用，应用特点也较为鲜明，不仅塔高相对较矮，同时表现出较高的稳定性，因此施工层面的优势较为突出。但是也要确保矮塔斜拉桥的施工作业规范可靠，索塔施工、斜拉索安装以及斜拉索张拉等关键工序更是需要引起技术人员高度重视，切实做好全过程监控，规避施工环节中可能存在的质量问题。

1 工程概况

S237 临泉河大桥位于安徽省临泉县，桥梁设计里程为K1+109.246～K1+966.246，全长857m。全桥共5 联：第3 联主桥采用（95+170+95）m 预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥下部采用薄壁实心墩配钻孔灌注桩基础；引桥均采用35m 装配式预应力混凝土组合小箱梁，下部采用柱式桥墩，钻孔灌注桩基础；两侧桥台均采用肋式桥台，钻孔灌注桩基础；主桥采用矮塔斜拉桥方案，墩梁固结，塔墩分离体系；桥跨布置为（95+170+95）m，双塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，一联主桥全长360m。

在该项目建设中，主梁采用单箱五室大悬臂变截面PC 连续箱梁，支点梁高7m（桥中心），跨中梁高3.5m，从支点横梁起81m 范围内梁高按1.8 次抛物线变化，主梁采用三向预应力结构，纵向预应力采用15-15、15-19 钢绞线，横向预应力采用BM15-4、15-15 和15-17 钢绞线，分别布置在顶板和横隔板内，竖向预应力采用直径32mm 高强精轧螺纹粗钢筋，布置在腹板内。主塔高度为28.0m，为实心矩形截面，顺桥向长度为4.0m，横桥向长度3.0m，并在其上设有倒角和装饰槽，布置在中央分隔带上。斜拉索为单索面，扇形布置，双排布置在中央分隔带上，每个塔上设有11 对22 根斜拉索，全桥共44 根。斜拉索在主梁上纵向标准间距4.0m，双排横向布置间距1.2m，塔上竖向间距1.2m。斜拉索在塔顶连续通过鞍座，两侧对称锚于主梁。斜拉索采用环氧全喷涂无黏结钢绞线，M1～M11 由55 根Φs15.2mm 单根环氧钢绞线组成，可换索。斜拉索采用多重防腐措施，单根环氧钢绞线，外包单层PE，钢绞线索外包HDPE 套管[1]。

2 矮塔斜拉桥关键施工技术

2.1 索塔施工技术

在矮塔斜拉桥施工项目中索塔施工是关键技术要点，一旦索塔施工存在严重偏差，会影响到整个矮塔斜拉桥的稳定性。在索塔施工作业中，一般均采取实心矩形截面，确保索塔能够表现出较为理想的强度以及稳定性，避免在后续长期应用过程中出现严重的形变或者承载力不达标的问题。在索塔施工技术应用中，比较关键的施工要点如下：

首先，技术人员应该做好测量放线工作，要求针对索塔高程、平面位置、倾斜度、锚箱位置等关键参数指标进行严格把关，避免测量偏差问题，给后续索塔施工构建带来影响。

其次，索塔施工所用混凝土材料应该严格把关，要求确保相应材料具备理想的施工性能，保障其具备缓凝、早强以及阻锈、低水化热等优势，以此解决来自施工材料的不利影响。

再次，索塔施工中的支架以及操作平台同样也需要严格把关，要求确保其具备应有的强度、稳定性以及刚度，同时配备安全防护设施，形成理想的索塔施工条件，避免可能在施工作业中出现安全隐患。另外，索塔施工中涉及的斜拉索锚索管等相关设施，同样也需要引起技术人员关注，确保其安装位置标准可靠，能够在后续矮塔斜拉桥施工作业中发挥积极作用。

最后，针对索塔施工中的混凝土浇筑作业也需要高度关注，技术人员应该严格按照混凝土浇筑标准程序以及具体操作要点执行，提升矮塔斜拉桥的施工作业效果，避免在混凝土结构中出现裂缝或者形变、破损等缺陷，增强索塔稳定性[2]。

2.2 斜拉索安装技术

斜拉索的施工处理至关重要，斜拉索安装也是比较关键的施工技术要点。在斜拉索安装处理中，技术人员应把握好以下几点：

首先，对斜拉索予以必要保护，无论是在斜拉索的运输过程，还是在安装过程中，都需要技术人员重点关注其状态，避免在任何部位出现折损或者是死弯问题，由此促使斜拉索可以发挥应有作用。

其次，斜拉索吊装前需要重点核查校对预埋件，保障锚头安装位置准确可靠，可以保证斜拉索安装的协调性，避免因为位置偏差或者接触不当影响斜拉索应有功能。

再次，在斜拉索吊装处理中，技术人员应该针对支撑管进行规范运用，促使其可以实现对斜拉索安装作业的有序支持，尽可能避免在斜拉索应用中出现严重受损或者安装不到位的风险。另外，技术人员还应该结合不同项目的施工要求，选择相匹配的吊装方式，如单吊点法、多吊点法、脚手架法、吊机安装以及桁架床法等，在斜拉索安装作业中发挥出理想的作用。

最后，在斜拉索安装处理中，技术人员还应该考虑到斜拉索张拉方面的要求，促使两者协调推进，避免对斜拉索的应用效果产生不利影响[3]。

2.3 斜拉索张拉技术

斜拉索张拉技术的应用难度较大，一旦张拉不到位，就会影响斜拉索的应用价值和安全性。在斜拉索张拉技术应用中，技术人员应该首先关注斜拉索的安装状况，促使斜拉索张拉可以密切结合安装作业提升斜拉索应用效果，避免给斜拉索带来不利影响和干扰。其次，还需要考虑张拉应力的控制。技术人员应该严格按照设计索力值进行精细化控制，保障斜拉索的张拉处理准确可控，在整个张拉过程中进行实时调整，达到最为理想的斜拉索张拉效果。

另外，斜拉索张拉还需要控制好所有的钢绞线，不仅需要确保钢绞线自身具备理想的性能，还需要在张拉过程中控制好离散误差，使其严格控制在理论值的3%以内，确保所有钢绞线均可以发挥出应有作用。最后，还需要考虑所有机具的规范应用，不仅需要结合现场施工状况以及张拉需求，合理选择相匹配的张拉机具，还需要确保张拉过程中的各个参数得到精细化调控，保障其能够较好地服务矮塔斜拉桥结构体系[4]。

3 矮塔斜拉桥施工监控措施

3.1 基础沉降监测

矮塔斜拉桥施工监控首先从基础沉降着手，技术人员应该实时了解基础沉降状况，对可能存在的危害问题予以及时调整，避免出现较为严重的危害。在矮塔斜拉桥施工作业过程中，伴随着悬臂不断增长，基础荷载不断加大，就容易出现不均匀沉降。矮塔斜拉桥出现基础沉降时，不仅会增加合龙难度，也会严重影响到主梁施工效果。基础沉降监测应该重点围绕矮塔斜拉桥基础结构状况，合理设置沉降观测点，借助全站仪等测量设施，实现对基础沉降状况的监测掌握，一旦发现基础结构某些部位出现了沉降问题，就应及时修复处理，避免在沉降的基础结构上开展后续施工作业[5]。

3.2 线形监测

矮塔斜拉桥施工监控还应该高度关注线形监测，这也是难度较大且重要性较为突出的关键监控目标。在线形监测中，主梁线形监测至关重要，技术人员应该选择精密水准仪，针对主梁施工中的各个标高以及其他参数信息进行准确监测，分析判断主梁施工状况，对该方面出现的明显不规则变化以及偏差问题予以及时掌握。在主梁线形监测中，各个测点的合理布置至关重要，技术人员应该重点结合主梁施工中的悬臂端部截面进行详细监测，同时确定好测量阶段以及频次，避免因为长时间缺乏监测致使矮塔斜拉桥主梁在施工时出现严重偏差，在确保相应观测点可以获取到所需要的信息资料的基础上，优化主梁线形监测效果。另外，矮塔斜拉桥线形监测还需要技术人员高度关注偏位测量、合龙前线形24h 联测以及成桥线形测量等任务，以求矮塔斜拉桥的整体施工效果得到保障，有效规避线形不准确问题。

3.3 应力监测

在矮塔斜拉桥施工作业过程中，监控工作的开展还需要重点考虑应力的准确度，确保矮塔斜拉桥的各个应力指标合理，规避严重应力偏差问题。监控人员应该结合相应控制截面，合理布设应力量测点，实现对于相应截面应力状况的综合分析。主梁断面应力测试同样也应该引起重视，技术人员应该围绕主梁断面合理布设各个监测点，力求应力监测精确可靠。监控技术人员应该重点关注每节段混凝土浇筑完成、每节段预应力张拉完成、合龙段浇筑前后、合龙段预应力张拉前后等关键节点，规避应力方面的偏差问题，保障矮塔斜拉桥可以形成理想的应力作用[6]。

3.4 斜拉索索力测试

矮塔斜拉桥施工监控还应该高度关注斜拉索索力的测试分析，这也是确保矮塔斜拉桥结构具备较强稳定性和可靠性的关键条件。技术人员可以恰当运用压力型传感器，促使斜拉索索力形成较为理想的测量效果。伴随当前科学技术以及相关工程技术的不断创新发展，在斜拉索索力测试中还可以应用先进测试技术和方法，如在临泉河大桥建设中就采用穿心式智能弦式数码力传感器进行测量分析，对目标构件的受力状态形成准确掌握，最终有效提升矮塔斜拉桥施工水平[7]。

3.5 截面尺寸监测

矮塔斜拉桥施工监控还需要技术人员重点考虑截面尺寸的测量，避免该方面存在的严重偏差和缺陷，影响后续矮塔斜拉桥的稳定可靠应用。在矮塔斜拉桥截面尺寸监测中，超方的测量和控制是关键任务，一旦出现混凝土超方问题，就必然会影响悬臂施工主梁。监控技术人员应该重点针对每一节段梁截面进行准确测量，了解其截面积大小，判断其是否符合设计要求，对于存在明显偏差的节段梁进行及时修复处理，避免干扰后续矮塔斜拉桥施工整体效果。具体到截面尺寸监测中，技术人员应该重点考虑截面高度、顶板、地板和腹板的厚度等核心指标，避免在任何方面出现偏差，提升各个构件施工处理的精确度[8]。

3.6 支架及挂篮预压试验

在矮塔斜拉桥施工监控中，支架以及挂篮预压试验同样也应该引起高度重视，技术人员需要重点明确预压要求和目标，采取适宜合理的方法进行试验检测，避免该方面的问题。支架以及挂篮在施工中进行预压可以消除非弹性变形问题，同时还需要测定地基沉降状况，指导矮塔斜拉桥施工作业。在支架及挂篮预压试验中，技术人员应该确保试验检测工作伴随着预压过程实时开展，由此判断施工预拱度，对施工作业形成有序指导。在支架及挂篮预压试验中，技术人员应该全面考虑所有施工荷载，如梁体混凝土重量、梁体钢筋、预应力体系重量、内外模板重量、施工机具重量、施工人员荷载、混凝土施工动载、风载等，避免信息参数考虑不全面而影响最终支架及挂篮预压试验的准确度[9]。