小曲線半徑斜拉橋混凝土主梁施工技術

李鵬華

摘要：在鐵斜拉橋進行建設時，由于其單索面的混凝土應力大小不同，因此，通常會選擇小曲線半徑，這樣可以有效協調混凝土的應力，使其達到通車的要求。小曲線半徑斜拉橋的受力情況以及結構較為復雜，在施工過程中一定要處理好相關技術，并對其各個施工階段進行有效監控，以便于提高斜拉橋的安全性以及耐久性。本文將對某地鐵斜拉橋建設過程中的施工方案、施工流程、相關技術以及監控效果進行分析。

關鍵詞：地鐵建設；混凝土主梁；小曲線半徑斜拉橋；施工技術

中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A

隨著交通的不斷發展，橋梁建設的水平也得到了大幅度提升，斜拉橋在橋梁建設過程中得以廣泛應用。小曲線半徑斜拉橋因其具有美化環境以及較好的整體連續性，其在城市軌道建設過程中逐漸展露頭角。目前，斜拉橋的數量相對較少，主要是因為其結構變形與受力情況較為復雜，因此，對其設計以及施工還有待進一步研究。

一、工程概況

該斜拉橋是我國第一座獨塔單索面預應力混凝土不等半徑曲線斜拉橋，且在主塔上設有背鎖，該橋的長度為175m，其右線半徑為417m，左線半徑為408m，邊跨主梁上有重力砼。主塔為異形空心矩形截面，其高度為63.5m，拉索錨固區配有螺紋鋼筋，橫橋外側有豎向預應力鋼絞線，其結構如圖1所示。

圖1 斜拉橋的構造

二、工程特點

該橋的塔身為仙鶴狀，需要進行偏心設計，主梁為兩端寬度、半徑不同的單箱三室箱梁結構，斜拉索為22根不對稱單索面，塔側面有2根背索和錨墩。該橋的結合結構較為復雜，其主梁處于圓形曲線上，且塔梁索的結構較為獨特，整個斜拉橋處于三維空間中，因此，其應力控制難度較大。此外，由于該橋的幾何結構較為復雜，這就使得整個橋梁結構處于較為復雜的三維空間受力狀態。

三、施工方案與流程

在對主邊跨主梁進行施工時，將其分為3個斷面來進行澆筑，對于配跨主梁則采用端頭懸挑支架來進行澆筑。主塔利用吊塔來進行分段澆筑，斜拉索單根不對稱施工。在施工過程中，先對主墩進行施工，然后對塔索進行施工，待塔索施工完成后依次對錨墩、邊跨主梁、主跨主梁、斜拉索進行依次施工。待混凝土凝固后將支架拆除。

四、主梁施工

對于小曲半徑斜拉橋進行施工時，其曲線上的主梁受到斜拉索拉力以及預應力的影響后，就會出現橫向水平位移以及縱向壓縮變形。在對該橋梁進行建設時需要采用模板、支架等工具來對其進行約束，以便于將應力以及橋梁的整體線型控制在一個較好的狀態。

（一）支架的設計與施工

在對支架進行設計時，不僅要確保主梁線性的流暢，而且還必須滿足受力的相關要求，使其與模板一同來約束主梁的橫向以及縱向位移。在對支架進行設計時，最好分段進行，以便于應對不同半徑、曲率的應力要求。在對順橋進行設計時，由于受到地勢以及縱坡的影響，因此，在橫隔梁處必須將支架斷開，并在此處適當增加支架的數量，以此來增加剪力撐。在對支架進行預壓處理時，其方法相對較多，因此，必須對此主梁結果進行有效分析，然后選擇相應的砼方莊來進行預壓荷載，一般情況下，預壓荷載的重量為響亮自身的1.3倍左右。在實際施工過程中，對于主梁的特殊部位必須適當加固，以便于對主梁起到較好的支撐作用。

（二）解除縱向約束

由于主梁兩端為截面加厚段，在設計過程中必須對此類的支架進行適當加密。不過由于此處的剛度較大，為了降低模板與支架在張拉時對主梁的影響，必須將此處部分支架拆除，以便于解除縱向約束。

（三）解除橫向約束

將支架的縱向剪力撐以及橫向剪力撐拆除，并將扣支架分段處用來加固扣件以及鋼管拆除，使支架在此處斷開，以此來降低整個支架的剛度。

五、主梁配重設計與施工

（一）優化結構設計

根據橋梁的用途以及所處地理位置的實際情況，對其錨跨配重部分進行優化，即將鋼砂混凝土調整為素混凝土，并對其索力進行適當調整。通過優化設計，使得橋索張拉時配跨不作配重，以此來減輕牛腿的壓力。

（二）配重跨端頭懸挑

在對牛腿之上的配跨重力進行設計時，在固定體積以及重量的情況下，在其端頭適當增加幾排支架，以便于滿足橋梁的承重要求。在對配重跨進行施工時，最好在牛腿與底板之間墊上槽鋼與方木，以此來作為其臨時支撐，在此過程中必須將方木放在鋼槽上，并使其高于支座5mm，以此來避免支架沉降、壓縮而影響其承重。

（三）銷棒、支架后澆

加大牛腿上支座的螺栓孔，待主梁張拉完成后方可對主梁進行澆筑，螺栓與孔壁距離大于主梁橫向位移尺寸。在澆筑過程中，將配垮處的銷棒用PCV罩住，以便于對其位移進行控制，并向上將其與直徑較小的PCV管連接在一起，然后床梁，待主梁張拉后再對其進行澆筑。

六、施工監控

（一）應力監測

在對主梁進行斜拉索張位以及預應力張拉時，在墩塔梁與斷面交界處以及應力最大截面，設置3個應力測試面。對測試結果進行分析，當其與理論應力值相一致，且處于較為安全的范圍內后，即達到了應力要求。

（二）位移監測

待完成預應力張拉后，主梁就會出現橫向或豎向位移，如果其位移值與理論值基本一致，這就說明各項設計符合施工要求。斜拉索張拉后，主梁的位移始終處于可控狀態，對于張拉力與理論值差異較大的地方，必須對其進行適當的調整，使其滿足設計以及施工的各項要求。橋梁支架拆除后，主梁的豎向位置基本上未發生任何變化。僅有一處橋墩在支架拆除后，產生了一定的位移，這就說明在整個施工過程中橋梁表面的受力情況十分明確。

七、總結

在對小曲線半徑斜拉橋進行建設時，不僅要根據橋梁所處位置以及承重要求來對其進行設計，還必須對其施工過程進行有效監控。此外，在實際建設過程中，還必須根據工程的進展來對設計不合理處進行及時更正，一次來使施工的效果達到最佳。

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