肇庆市阅江大桥主桥塔梁同步施工关键技术

姜磊

（上海公路桥梁（集团）有限公司,上海市 200433）

1 工程概况

肇庆市阅江大桥主桥为三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥（见图1），跨径组合为160 m+320 m+160 m，主桥全长640 m，主梁采用预应力混凝土箱梁，单箱五室箱形截面，梁高3.7 m，顶板宽33.5 m。

图1 阅江大桥主桥照片

主塔为钢-混凝土组合塔。其中混凝土段高25.26 m，钢塔段高58.54 m，合计83.80 m。钢塔柱总计分为16个节段（GT1～GT16），每个节段高度2～4.9 m不等，最大钢塔节段（GT2）质量为 58.57 t。下塔柱为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C60，塔柱底部尺寸为9.0 m×3.7 m。钢塔节段划分示意图见图2。

主桥施工期间，由于工期紧张，为加快施工进度，早日实现通车目标，本方与设计单位协商后，提出塔梁同步施工方案，由原来的塔柱施工完成后再进行主梁悬臂浇筑方案变更为钢塔柱完成部分节段（GT4节段完成）即开始主梁悬臂浇筑施工方案[1]。

图2 钢塔节段划分示意图

2 塔梁同步施工的重点和难点

由于采用塔梁同步施工工艺，与原设计的工况不符，需解决以下重点和难点：

（1）主梁施工过程中，如何确保钢塔受力与变形满足设计要求。

（2）主梁施工的不平衡荷载对塔柱安装的影响。在主梁施工期间，两侧为相对对称施工，一定时段内存在不平衡荷载，会引起塔柱产生轻微倾斜趋势（经计算很小，可忽略不计）。如何保证施工过程中的不平衡荷载最小化是施工控制的难点之一。

（3）主梁施工期间的斜拉索保护。主梁施工期间斜拉索将逐步安装，斜拉索外部为HDPE塑料，为易燃材料。钢塔施工期间有大量电焊作业，且在斜拉索的正上方，如何保护斜拉索不受电焊作业影响，避免火灾发生是施工控制的难点之一。

（4）主梁施工期间的安全控制。主梁施工期间有大量操作工人在桥面作业，同时钢塔吊装作业有各种设备构件在上方起吊，如何控制钢塔安装不产生高空坠物，保证梁面作业人员安全是施工控制重点和难点之一。

（5）塔柱安装的垂直度控制。塔柱钢塔安装期间，主梁也在施工，如何减小和预防主梁施工对钢塔安装的纵桥向垂直度产生影响，是钢塔安装施工控制重点和难点之一。

3 钢塔受力与变形分析

3.1 塔梁同步施工工况

采用塔梁同步施工方案时，为确保钢塔受力与变形满足设计要求，本方与同济大学合作，对不同工况条件下的钢塔受力与变形利用有限元分析软件进行了建模计算，各工况统计见表1。

表1 塔梁同步施工工况统计表

3.2 塔梁同步施工受力与变形分析

根据上述工况进行建模计算后，钢-混凝土结合段在工况四条件下应力值最大，约为65 MPa，见图3。钢横梁在工况四条件下应力值最大，约为55.4 MPa，见图 4。

钢塔塔顶在工况四条件下位移值最大，顺桥向≤0.524 mm，横桥向0.005 mm，竖向2.985 mm。钢塔塔顶位移图见图5。

钢塔主要节点位置位移及应力情况汇总见表2。

图 3 工况四条件下钢-混凝土结合段钢结构应力图（单位:MPa）

图4 工况四条件下1～3号钢横梁应力图（单位:MPa）

图5 钢塔塔顶位移图（单位:mm）

由表2可以看出，施工顺序变化并未对钢塔结构产生超过规范及设计时采用的结构材料特性允许值，其水平方向位移均小于1 mm，而竖向产生的不大于3 mm的位移是由于随着塔柱钢结构安装架设，结构自重引起的弹性变形。结构主要位置应力也较小。

表2 钢塔结构主要节点位移及应力情况汇总表

由此可知，主梁施工顺序改变不会对钢塔安装产生不利影响。

4 塔梁同步施工

4.1 塔梁同步施工期间的不平衡荷载控制措施

（1）主梁施工期间严格控制两侧的主梁施工进度，采取两班人员独立平行作业，保证两侧进度基本一致[2]。

（2）严格控制桥面上材料堆放位置和数量，必须在指定区域，等量对称堆放。

（3）在GT4节段两侧设置位移观测点，通过位移观测点，控制主梁施工进展。

4.2 塔梁同步施工期间的斜拉索保护措施

（1）主梁施工期间严格控制作业平台的底板与钢塔结构空隙，特别是南北两侧，预防焊渣飞溅。

（2）在塔端的斜拉索根部设置临时防护罩（见图6、图7），保护斜拉索不被焊渣损坏。根据现场情况，斜拉索保护罩的具体尺寸见表3。

图 6斜拉索临时防护罩设置示意图

图7 防护罩详图（单位:mm）

表3 斜拉索保护罩尺寸参数表

（1）主梁施工期间在塔柱施工投影线向外3 m范围内设置警戒区，用钢管围挡，钢塔施工期间严禁人员进入。

（2）明确钢塔的吊装运输路径，对塔吊人员专项交底，不得随意变更，在梁面上作明确标识。

（3）设置专用人员行走通道，通道上部搭设防坠落防护架，防护架采用48×3.5 mm钢管搭设，双层布置，顶部铺设双层防坠物钢网片。

（3）钢塔临时构件火焰割除时，底部必须加设防护装置，保证切割的钢水落在防护装置以内，不得四处飞溅。

4.3 主梁施工期间的安全控制措施

4.4 塔柱安装的垂直度控制措施

（1）塔柱施工至GT4节段后，在塔柱东西两侧设置位移观测点，作为钢塔安装的基准控制点。

（2）每次钢塔节段安装前均检查观测点的位移情况，必须保证观测点在初始位置方可进行下个钢塔节段安装。

（3）钢塔安装过程中采取高精度垂准仪轴线强制对中和全站仪测量绝对坐标两种控制手段，保证钢塔安装精度。

5 塔梁同步施工效果检查

采用塔梁同步施工时对塔顶安装就位、主梁推进、合龙和二次调索后的塔顶标高进行了跟踪监测，根据监控数据，在整个主桥施工过程中，本桥主梁线形、关键截面应力均达到预期要求。主桥成桥后，主塔偏位、桥面标高、应力及全桥索力等指标均达到了预期目标。

5.1 主塔偏位

选取塔顶A点和B点作为观测点（见图8），结果发现，38号主塔的A测点向北偏移15 mm，向下游(东）偏移8 mm。B测点向北偏移11 mm，向下游(东）偏移5 mm。39号主塔的A测点向南偏移18 mm，向下游（东）偏移7 mm。B测点向南偏移13 mm，向下游（东）偏移4 mm。

图8 主塔坐标测点示意图

两主塔偏移方向均为向边跨偏移，为有利偏移。

5.2 桥面标高

标高测量值与监控目标值（设计值+成桥预拱度）最大偏差为21 mm，出现在38号墩中跨20号节段，其他位置实测标高与设计值差值均小于20 mm，且全桥桥面标高近似呈二次抛物线形式变化，与桥梁设计线形一致，满足设计要求，达到预期监控监测目标。

5.3 应力

0号块最大应力出现在38号墩边跨底板位置，理论计算下缘最大应力为7.55 MPa（受压），实测为9.82 MPa（受压）；11号块最大应力出现在38号墩边跨顶板位置，理论计算上缘最大应力为9.88 MPa（受压），实测为 12.20 MPa（受压）；合龙段最大应力出现在39号墩边跨顶板位置，理论计算上缘最大应力为4.45 MPa（受压），实测为5.83 MPa。总体应力分析实测应力值与理论应力值偏差不大，满足成桥受力要求。

5.4 全桥索力

主桥成桥后全桥索力值偏差控制值最大为4.0%，出现在39号塔M9下游；索力偏差值均小于5%，满足设计索力值要求，达到预期调索目标[3]。

6 结语

本桥采用塔梁同步施工方法，一方面满足了全桥线形、关键截面应力、索力控制等设计要求，另一方面，缩短施工周期约60 d，确保了主桥的如期完成。在施工过程中所采用的有限元分析模拟、斜拉索保护措施等对类似工程有借鉴意义。

[1]罗晓兵.塔梁同步施工技术[J].建筑技术开发,2016,43（3）:75-76.

[2]陈明宪.斜拉桥建造技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].