跨径悬索桥塔下横梁施工技术分析

1 工程概况

某桥梁工程所在地形变化较大，河谷深切达400 m左右，为满足施工要求，决定选用主跨1 088 m单跨钢桁架悬索桥施工。门形框架结构为大桥东索塔形式，构成成分为塔柱、横梁，C50普通混凝土为塔柱结构，预应力结构用于横梁。185.788 m为东索塔总高度，塔顶、塔底高程分别为1 150.788 m、965 m，上下塔柱高度分别为123.244 m、62.544 m。

钢筋混凝土单箱单室箱型断面为塔柱类型，塔顶断面平面尺寸为6 m×8.5 m，塔底断面平面尺寸为9.0 m×12 m，1 m、1.2 m分别为上、下塔柱标准断面壁厚，要求将3m实心段布设到塔底位置。为增强塔柱受力情况，需增加上下横梁范围内塔柱的壁厚，1.5 m为横桥向壁厚，2 m为顺桥向壁厚。

1 027.544 m为下横梁顶面高程，选取单箱单室断面，尺寸为9 m（宽）×10 m（高）×1m（壁厚），因引桥与主桥荷载对下横梁顶面产生支撑力，为此，需增加引桥墩身及主桥支座垫石附近下横梁顶板的厚度，且将竖向隔板布设中引桥墩身中心位置，12.5 m为隔板间距，1 m为其厚度，要求将人洞设置于隔板底部中心位置，尺寸为1.8 m×1.6 m。东索塔工程数量如表1所示。

表1 东索塔工程数量

2 施工方案

该桥东索塔中横梁有2道，都选取空心箱形截面用于上下横梁，引桥主桥荷载是下横梁顶面支撑的主要来源，要求增加引桥及主桥支座垫石范围内下横梁顶板厚度，且将竖向隔板布设到和引桥墩身中心位置，12.5 m为隔板间距。

该桥选用预应力钢筋混凝土结构作为上下横梁结构，上横梁混凝土量为680.9 m3，下横梁混凝土梁为1 354.2 m3，可在顶板、底板与腹板等位置布设横梁预应力钢丝束，选用Φ15.24 mm的预应力钢绞线，1 860 MPa为标准强度，与国家相关规范规定相符。

根据施工要求，均以10 m作为上下横梁高度，并将现浇钢管支架搭设至横梁底面，混凝土浇筑与张拉预应力钢束可分2次完成，2次施工高度均为5 m。

为缩短工期，加快施工进度，可通过异步施工法完成横梁、塔柱施工，一般在塔柱施工过程中横梁主筋可先完成预埋工作，以此为模板施工提供便利。在过横梁部位施工之后，需及时凿毛塔柱和横梁连接面。

3 大跨径悬索桥塔下横梁施工工艺

3.1 横梁支架施工

选用钢管支架作为横梁支架，可分上下横梁施工。具体如下：

（1）下横梁。以直径1000 mm×20 mm钢管用于立柱，可将三排布设到顺桥向，350 cm为间距，各排根数为4，2根间的距离为750 cm，且选取法兰连接2根钢管。以直径630 mm×8 mm钢管用于横撑，竖向上共设4道横撑。

（2）上横梁。待下横梁强度满足设计要求，可将下横梁钢管拆掉，并将其再次用于上横梁钢管支架，同样选用直径1000 mm×20 mm钢管用于立柱，并以2排的数量布设到顺桥方向，600 cm为其间距，3根为各排数量，750 cm为间距。根据施工要求，可选用直径800 mm×10 mm、630 mm×8 mm两种规格的钢管。竖向上设置的横撑数多于下横梁，可布设11道，由下横梁顶向上计算，20 m为第一道高度，且以20 m作为其他各道间距。

3.2 上横梁被动撑施工

横向水平主动撑杆可设置到上横梁支撑架上，需5道，钢管直径为800 mm×10 mm，两端应焊接到塔柱钢垫板上，且利用螺栓连接固定钢垫板，在现场加工制作被动撑，为提高精确度，需做好局部处理工作，避免产生应力集中现象。

3.3 横梁钢筋及预应力管道施工

按照施工设计要求，做好横梁钢筋配料工作，可在加工场地完成加工，且做好编号、存放工作。向索塔下方运送时可选用汽车运输，吊装则选用塔吊。要求先施工底板钢筋，最后再施工顶板钢筋。严格按照设计要求，对各类规格横梁钢筋准确下料，根据施工用量完成制作量，且做好标记，在塔位安装时，可支垫混凝土垫块，保证保护层厚度满足规范要求。安装钢筋过程中，不得干扰其余临时结构件，需在人洞位置将相应横梁钢筋断开。

安装预应力筋前，需测量、放样预应力管道，且根据既定坐标进行管道定位，要求间隔1 m即设置定位筋一道，避免偏位问题产生。为保证施工质量，需连接好管道，不允许出现损坏管道现象。根据施工要求，可选取塑料波纹管用于横梁预应力管道施工，待安装完管道之后，需连接锚具和管道，并密封。最终设置到槽口模板上，利用测量定位法，在劲性骨架上固定槽口模板。

3.4 横梁混凝土施工

10 m都为上下横梁高度，可将现浇钢管支架设置到横梁底面，浇筑可分2层施工，都以5 m作为2次浇筑高度。施工时，需将通气孔分别设置到横梁两侧面，避免由于横梁箱内温度较高，对施工质量造成不利影响。在横梁上为避免积水，对横梁外观造成影响，可在排水管以对称的方式分别安设PVC管，以此将雨水向地面排除，且通过密丝网进行排水管进口封口，避免堵塞孔口。

因分2次完成横梁混凝土浇筑作业，单次浇筑下横梁的混凝土量为676 m3，340 m3为单次浇筑上横梁的混凝土量。施工中，应以泵送混凝土为准，串筒布料。浇筑过程中，先将润管砂浆灌入。选用插入式振动器进行混凝土振捣，根据施工要求，分层浇筑混凝土，且在30 cm以内控制各层浇筑厚度，相比振动器作用半径，其移动间距需控制在1.5倍以内，向下层混凝土内插入的深度则需控制在10 cm以内。针对局部位置，需合理控制振动时间，当此位置混凝土下沉不明显，且无气泡冒出时即可停止振捣施工。随后将振动器拔出，此时无需孔洞留设，防止出现混凝土离析问题。

完成浇筑作业后，待混凝土强度满足0.5 MPa时，可选用高压水对其表面进行彻底清理。如混凝土强度满足10 MPa，需凿毛，并清理干净表面浮渣等。

3.5 横梁预应力及压浆施工

该工程以预应力结构作为横梁结构，预应力钢束共用88束，其中62束设置于下横梁，26束设置于上横梁，429.7 t为各束张拉力。相比90 %设计强度，塔柱上下横梁混凝土强度在其以上，且浇筑时间在7 d以上，可根据设计规定，一批一批地进行横梁预应力钢束张拉。以张拉应力和伸长量两种方式做好预应力张拉控制，要求在+6 %～-6 %合理控制伸长量误差。张拉时在相同截面内的预应力钢束需在1 %以内控制断丝率，要求一根钢绞线断丝量控制在2根以内。完成张拉作业后，应做好相关记录工作，及时报告异常情况。除此之外，严禁出现锚头被撞击现象，统一选用砂轮机进行钢束工作长度切割，剩余钢束长度需控制在3cm以内，同时管道压浆作业需在24h以内完成。一般选用真空吸浆技术进行压浆。

3.6 质量控制措施

在桥梁工程施工中，质量控制是保证工程施工质量的关键，横梁施工时应做好全面质量控制工作，建立完善的质量保证体系，健全质量管理制度，进一步规范施工质量控制流程。

（1）施工前，需先做好定位复测工作，保证桥位定位准确，并进行护桩埋设及水准基点的设置。施工过程中，同样需随时做好中线、水平测量工作，保证整个施工过程中桥位各参数准确。

（2）施工材料需在投入使用前做好各项检测工作，针对材料采购等环节，需根据相关规范严格执行，保证施工材料价格、质量最优化，如材料不合格严禁进入施工场地。特别是水泥、钢材等，应具备出厂合格证，且按照施工规定，做好材质试验，要求在使用有效期内将水泥用完，如与施工要求不符，则不得使用。同时做好材料储存及管理工作。

（3）混凝土浇筑时，应保证分层厚度符合设计要求，且具有均匀性，严禁出现偏压问题，混凝土外层也应做好振捣工作。在施工平台搭建中，平台不得与模板连接，应处于分离状态，模板在施工中不允许被其他起吊设备撞击，避免出现变形现象。

4 结语

综上所述，在社会经济高速发展的今天，我国交通事业发展迅速。桥梁工程作为交通工程建设的主要组成部分，其施工质量的优劣对工程整体质量影响较大。悬索桥在我国具有悠久的发展历史，早在汉宣帝甘露4年（公元前50年）在我国四川就已建设了百米长的铁索桥。作为特大跨径桥梁的重要类型，悬索桥跨径都在1 000 m以上。大跨径悬索桥因其跨越能力强、经济性良好等优势成为大跨径桥梁的首选桥型之一。横梁施工是大跨径悬索桥施工的重点，做好横梁施工工作，有利于控制工程质量，提高建设水平。