路桥建设 母墨圆圈 容桂特大桥塔梁同步施工技术研究 梁悦鹏刘怀刚 广东中山 ５２８４００ 中交路桥华南有限公司 摘要：容桂特大桥是伦桂路工程跨越容桂水道的特大型桥梁，主桥为独塔单索面不对称混合梁斜拉桥，本文以容桂特大桥塔梁 同步施工技术应用效果进行讨论分析，其工期和经济优势明显，值得推广。 关键词：容桂特大桥斜拉桥塔梁同步 ０、前言 斜拉桥在桥梁史上出现得比较早，但在近４０年左右才得到快速的发展， 主要原因是早期缺乏对斜拉桥这种多次超静定结构的研究理论，一度被认为 是不适用于大跨度的桥梁，而直到１９４９年德国人迪新格尔发表新的研究成果 后才被世人接受。斜拉桥在刚度、经济性、架设方式和外观上均有其优点，目 前随着计算和监控手段的成熟，以不拘泥于常规斜拉桥先塔后梁的施工技术 的研究日渐增多，成功应用于一些桥梁上，伦桂路容桂特大桥也通过严谨的 计算和合理的监控手段，成功应用了塔梁同步施工技术，再一次论证斜拉桥 新型施工工艺在一定的条件下是安全可行的。 １、概述 １．１工程简述 容桂特大桥主桥为独塔单索面不对称混合梁斜拉桥，墩塔梁固结，跨径 组成为４８．２＋８７．８＋２５４ｍ。桥塔自塔座以上主塔全高１２４．６ｍ，桥面以上高１０２ｍ， 共设斜拉索３８对。 下塔柱采用变截面实体断面，上塔柱采用变截面空心截面，主塔索区采 用钢锚箱节段进行斜拉索锚固，其侧壁通过剪力钉与塔柱混凝土协同受力。 边跨采用整体断面单箱五室混凝土箱梁。箱梁顶、底板厚３０ｃｍ。主跨为钢箱梁 整体断面，中心处高度为３．５４ｍ，节段标准长度１２ｍ，顶、底板采用Ｕ肋闭合加 劲，单节重约２４０．８ｔ。 ２、施工技术 ２ １容桂特大桥塔粱同步可行性分析 容桂特大桥塔梁同步的特点为１、边跨现浇段主梁支架现浇施工，与下塔 柱同步；２、主塔未施工完成时即可进行主跨钢箱梁吊装，施工紧凑合理；３、主 塔及主梁线形影响因素多，计算复杂，需有完善的监控措施。容桂特大桥主塔 为竖直单塔结构，纵向刚度大，为减少同步施工中斜拉索张拉对未安装节段 平面位置的影响，主塔先于斜拉索施３２６个节段。同时，边跨混凝土段采用宽 幅式混凝土整体断面，自重大，能有效抑制主塔偏位及根部拉应力。因此容桂 特大桥采用塔梁同步施工是可行的。 ２．２施工流程 容桂特大桥主桥施工先进行墩、梁固结段施工，支架现浇主梁０＃块及钢 混结合段，塔柱分节浇筑。边跨主梁纵向分段浇筑施工。当主塔施工至不少于 ６节钢锚箱，悬臂吊机同步进行钢箱梁吊装，斜拉索安装张拉，循环至１９＃钢箱 梁段与２０＃梁段对接合拢，钢箱梁线形和索力调整。 ２．３主塔施工控制 塔柱自桥面以上高度为１０２．０４３ｍ，采用分层浇筑，下塔柱分层厚度２～６ｍ／ 节，上塔柱标准节段４．５ｒｎ，节，共２５次浇筑，采用液压爬模提升施工。 钢锚箱安装精度是主塔线形控制的关键，尤其是首节段。首节钢锚箱根 据监控单位计算定位，按照预偏及压缩沉降数值安装调整，采用支架法精确 定位，钢锚箱节段间采用法兰螺栓连接及调整。 ２．４钢箱梁安装控制 当主塔施工至第１１＃节段（钢锚箱 节段）时，即可开始主跨钢箱梁吊装， 此时正式进入塔梁同步并进施工，容桂特大桥全桥钢箱梁共２Ｏ个节段，最大 理论起重重量为３０８．６ｔ，标准节段重量为２４０．８ｔ，共ｌ８节，标准节段采用两台桥 面悬臂吊机安装，钢箱粱对接焊接完成后张拉相应编号斜拉索，桥面吊机送 钩前移进行下一个节段吊装。 吊装选择在温度稳定的早晨，对于温度变化进行修正补偿。主跨标准钢 箱梁节段采用两台桥面悬臂吊安装，根据节段重量、悬臂吊机重量，安装温度 影响及预拱度，计算主跨悬臂拼装施工过程的端口标高，指导测量定位，端口 对接焊接完成后张拉相应编号斜拉索，吊机前移循环安装钢箱梁。钢箱梁对 接端口通过手拉葫芦进行平面位置定位，临时固定对接缝口，调整起吊钢丝 绳，调整箱粱前端高程，使其满足监控数据要求。 ２．５斜拉索安装及索力控制 斜拉索安装采用大型塔吊辅助安装，为合理安排施工时间，边跨侧斜拉 索先于主跨一侧，当主跨钢箱梁安装时，可安装同编号的边跨侧斜拉索。根据 不同阶段采用施工阶段索力控制，数据有监控单位计算提供，张拉选择在晚 上１０：００至次Ｅｔ凌晨３：００气温相对变化较小时间段，斜拉索安装采用施工阶段 索力控制，数据由监控单位计算提供，通过油泵压力控制张拉力，张拉端压力 环和外部震动索力测试仪校核实际索力，控制索力偏差±１０％。 ３、施工过程控制 为对容桂特大桥施工过程中的线形、结构荷载效应、张拉索力和成桥索 力进行全面控制，使线形平顺、并符合设计和规范要求。分析各种偏差的原因 及其后果，同时修正这些偏差对成桥目标的影响，使施工过程中的每一阶段 及其成桥后结构的荷载效应（即塔、梁、索的内力、应力）符合规范和设计要 求，确保施工安全和成桥质量，对全桥施工过程进行监控控制，其中主要方法 是先通过施工阶段分析计算得出各种施工参数，利用设备对施工过程进行监 测指导。对于容桂特大桥，由于采用塔梁同步施工，对塔、梁、索跟踪监测更是 施工的关键点，通过前期的计算以及施工过程的指导，容桂特大桥合拢并调 索后，其线形和荷载效应均能满足设计要求和规范容许偏差。 ３．１监控措施 容桂特大桥主桥采用 ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ２００６空间有限元 分析程序进行仿真计算，按 照塔梁同步施工阶段进行模 拟，对施工阶段进行验算。模 型全桥共７１８个节点，１２０２个 单元（其中梁单元２２８个，索 单元７６个，桁架单元８９８个），共７０＋施工阶段，见右图： 图１主桥ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ／Ｅ－Ｙ－．阶段计算模型图 有限元计算模型中的计算参数受桥面吊机的自重、材料弹性模量、容重、 徐变、温度等因素影响。计算模型在与实际结构磨合后，自动适应结构的物 理力学规律，并进行误差调整。通过前期几个节段的修正，容桂特大桥实 际监控数据逐渐与理论相符，效果较佳。主跨单个粱段分为吊机前移、钢 箱梁安装焊接及斜拉索张拉三个阶段，每个阶段均对主跨和边跨梁高程 进行测量；钢箱梁焊接及斜拉索张拉阶段对应力测点进行测量。测点设于 钢箱梁梁段前端接缝处；边跨混凝土箱梁测点纵向布置于１／４、１／２、３／４跨 截面及墩顶。 监控测量是以结构仿真计算为基础的，所有测量成果与计算数据和设计 计算结果需进行对比，因此，正确得到计算成果是监控的关键。通过容桂特大 桥的模型计算和实际测量结果对比，其中索力采用频率式索力仪力和压力传 感器进行测景。分别用于各施工阶段已张拉的斜拉索进行索力测定和张拉阶 段对张拉力测定。 ３．２监控成果 主塔随着施工阶段不同，塔偏均有所不同，每个编号的钢箱梁吊装和斜 拉索张拉的两个阶段塔偏实测值与理论值趋势一致，结果吻合。最大塔偏实 际与理论差值偏差最大为４１ｍｍ。其余各段相差为２ｒａｍ一３７ｍｍ。 以成桥合拢调整的索力作为最终判断的依据，索力对比见下图，已张拉 各索索力理论值与实测值的误差控制在±１０％，符合规范关于索力极值的精 度要求，由于数据较多，仅取部分斜拉索成桥索力进行研究。（下转第３２９页） ‘３２３。 路桥建设 ｖ 一密实结构的声速（ｍ／ｓ）； ｖ厂一有离析或蜂窝处的声速（ｍ／ｓ）； 式中：ｈ——裂缝深度（ｃｍ）； ｄ口四圈 ｄ——探头对称距离ｃｍ）： ｔ 一无裂缝时声波经过２ｄ的时间（ｓ）； ｔ厂一有裂缝时声波经过２ｄ的时间（ｓ）； ｂ一声波长度（ｒｌ１）； 卜一通过不密实层的声波传播时间（ｓ）； ３．１．２．１超声波表面法测量原理如下二图（图１、图２）所示 ３．２超声波法的具体应用 随着高等级公路的发展，超声波法在路面检测中的应用越来越广，作为 无损检测的地位与重要性在实践中也逐渐得到体现。如西安公路研究所利用 综合测强仪成功地测量了陕西铜川的水泥混凝土路面的抗折与抗压强度。利 用此法所测的抗折强度与挖探法比较，平均相对误差１０．２９％，抗压强度误差 为１１．４％，综合平均误差为１０．８５％，达到了允许要求。可见此法在路基路面的 测试中有其应用开发的前景。 １＇ｒ年］ ］ —，ｉｒ＇ｒｒ摹１， ］ｒ年］ ．１ ｉ＿丫年 ｖ Ｗ Ｗ Ｗ Ｗ Ｗ Ｗ 图１超声波表面法测量原理 图２表面裂缝与路面正交时的缝深求算图 ４结语 本文主要对超声波测试技术的工作原理、检测方法作了简单介绍，对其 应用领域作了一些概括总结。实践证明，超声波测试技术有着巨大的开发潜 能，引起对超声波测试技术的重视，对加强超声波测试技术的研究工作、促进 我国道路工程无损检测技术水平的提高有着重大意义。 该法可求出表面裂缝与路面正交时的缝深 ＝ （上接第 页）参考文献： 川张金云．桥粱路基软土地基施工技术要点分析卟城市建设理论研究（电子 版）， 版）， 横， ， ． 李建康深长高压旋喷桩加固处理软土地基施工技术Ｄ】．路基工程， ● ，（２１）： ，（２４）． ，（１） 【２】赵贵东．路基工程中软土地基施工策略的探讨硼．城市建设理论研究（电子 ［３］仲崇淦－－浅谈粉喷桩处理软土地基施工工艺及质量控制要点 中国科技纵 （上接第 ）非常厚的就需要适当的增加弃方上面的土方量，不过这样会 ［５】李静，王辉，李新星等．路基工程软土地基处理设计方法的比选与研究Ⅱ］．城 市建设理论研究（电子版）， ，（１１）． 考虑工程所在区域地质、水文现象资料等多方面的实际情况，采取合适的施 工技术，选择最好施工方案，以确保工程项目的顺利完成。 参考文献 导致工程施工成本增加；相反的则需减少土方量，而且还可以节省材料，降低 工程的施工成本。 结束语 综上所述，公路工程项目施工中，在处理大面积软基路段时，一定要充分 （上接第 页） ［１】温小斌．公路工程软基路段施工技术探讨卟科技传播， ） ［２］陈冬．软土路基施工技术ｏ］中小企业管理与科技（下旬刊）， ［３］高颖．公路软土地基施工及处理方法探析卟浙江建筑， ） ） 主梁高程测量结果与设计成桥 线形进行对比，各阶段标高数据均处于 误差范围 之内，满足线形要求。 ４、塔梁同步经济效益 容桂特大桥主桥线形、塔偏、主塔根部应力及成 图成桥索力分析对比图 梁同步施工更适用于斜拉桥主塔有索区为直塔结 构，通过严密施工监控监测，对桥梁应力及线形进 行跟踪监测，成功实现塔梁同步，较常规施工具备 明显的工期和经济性能优势，值得推广和进一步研 究。 参考文献 桥索力控制方面都与计算理论值吻合，在工期上也具 备明显优势。塔梁同步施工中，可节约一节钢锚箱 安装施工，单节施工周期５天席段，共节约６３天。按照 项目规模，可节约间接和直接成本约两百万元。经济 优势明显，值得推广。 ［１］徐强．绥芬河斜拉桥塔梁同步施工控制技术的研究 卟城市道路与桥梁， 年月第１期． 年２月第１期 【２】张淑坤张向东．大跨度斜拉桥塔梁同步施工控制技 术Ｕ】．广西大学学报：自然科学版， １ＩＳＢ １１ ５、结论 容桂特大桥主桥塔梁同步施工的成功应用，从 图主跨实测与理论标高对比 【】周孟波．斜拉桥手册ｆＭ】．人民交通出版社， ．技术和经济性能较常规施工均具备较大的优势，塔 （上接第 页）道路软土地基处理过程中必须要考虑的问题。 度，还可以按需要采用新技术、新材料及新设备，从而解决软土地基中的问 此外，在施工的过程中还要做好科学的管理，只有将合理的地基加固方 题，保证市政道路的质量。本文中所探讨的内容主要是笔者的一些经验和 法和科学有效的管理方式结合起来才能够获得最好的施工效果。在当前的施 看法，希望各位同行能够对本文进行补充和指正，共同促进软土处理水平 工过程中，很多问题都是由于管理不善所引起的，比如机械行走路线出错、地 的提升。 基扰动等，这些问题将会进一步引起地基加固不均匀，以及场地沉降不均匀。 因此，做好科学管理的工作是非常有必要的。 参考文献 最后，在市政道路施工中，对软土地基处理的时候，要对环境因素进行充分 【１】翁奕润谈公路工程施工中软土地基处理 价值工程。 ，（ ． 的考虑，也就是要考虑到施工对于周边环境的影响。具体来看，新填土对原有的 伟秀．公路软土地基处理中技术方法Ｕ】．中国城市经济， ，（２４） 道路会产生侧向挤压位移及沉降；打桩等施工将会导致噪音，对居民的正常生 活造成干扰；道路地基软土施工处理的过程中也会对道路的交通造成影响。 作者简介： ３结语 此外，在处理过程中还需要进行科学的处理，保证其路基的强度及密实 吴鸿辉、男、（ ．），身份证号： 目前职称：中级工程师、 研究方向：市政工程与管理 ● ●
