无背索斜拉桥曲形线斜塔施工关键技术

无背索斜拉桥曲形线斜塔施工关键技术三航厦门分公司张光亮 三航宁波分公司林东［摘 要］双鱼岛内环北路桥为曲线型独塔、混合梁无背索斜拉桥,釆用塔、梁、墩固结体系，结构体系复杂、 施工难度高。

施工釆用“先梁后塔、塔索同步”的方法，通过索力平衡塔柱重力;采用“预埋爬锥+型钢+模板”的钢 木结合轻型翻模模板，以适应主塔的曲线线形;釆用加强型劲性骨架承担凝固前塔柱节段混凝土的重量和侧压力;釆用大钢管支架做斜拉索安装和操作平台,支架与塔柱附墙提高了台风地区超高支架的安全性。

［关键词］斜拉桥 曲线型斜塔 施工措施1工程概况内环北路桥位于福建省漳州双鱼岛内河 湾上,为曲线形塔柱无背索斜拉桥,采用塔梁墩固结体系。

跨径布置为110m+25m=135m 。

主梁为钢-混凝土混合梁结构,10对斜拉索布置在主跨的中央分隔带。

主塔塔高72 m,为钢筋混凝土实心结构，纵向最大倾角约50。

,釆用样条曲线拟合。

主塔横桥向宽度不变，为300 cm,纵向尺寸随高度渐变，塔底1 175 cm至塔顶325 cm",如图1所示。

ST-16 送⑲ST-15 2ST-13ST-I1晏 ST-I()z ST-09ST-08irST-06^,ST-05ST-%ST-03岁ST-02 ar ST-01塔架固结段乍XT-02Q XT-01①尺寸单位:mm 标高单位:m2(■w.T001.5% 11.5%ClY-2特点与难点本工程曲线形斜塔施工的主要特点与难 点是：（1）无背索斜拉桥拉索不平衡，其力学行为、施工方法与常规的直塔斜拉桥差别很大。

斜塔在向上浇筑过程中，需要斜拉索力 来平衡斜塔重力叫塔柱内力在施工过程中不断变化、调整，关系到桥梁结构的安全。

因 此，斜塔的施工方法和过程控制非常关键叫（2） 主塔节段施工如采用搭设整体支架工艺，支架高近70 m,搭设难度大，且处于台 风高发区、安全风险大。

（3） 主塔为曲线形，普通的爬模、翻模等模板工艺不适合;塔顶浪花造型独特、模板复杂，高空浇筑、施工方案难度大。

（4） 索塔、主梁的应力和线形以及斜拉索索力的控制难度大。

针对上述难点,采取了以下针对性措施:-8 -港工技术与管理2019年第1期(1)采取“先梁后塔、塔索同步”的施工程序，以斜拉索索力平衡主塔的重力,确保应力和线形在容许范围内。

(2)加强主塔劲性骨架，主塔节段混凝土凝固前的重量通过模板传递到劲性骨架,再传递到已施工完成的塔柱。

支架不参与主塔节段的支撑加固，仅作为操作平台。

(3)根据主塔曲线线形，专门设计钢木结合模板；预埋牛腿,搭设塔顶支架。

(4)开展课题研究，确定科学、经济、安全的施工工艺；建立大型有限元模型，对全桥施工进行仿真分析,精确进行施工控制。

3关键工艺3.1施工流程塔柱共分19节施工，其中下塔墩3节，编号为XT-01-03,上塔柱16节，编号为ST-01~16。

其施工流程见图2。

图2主塔施工流程图3.2大钢管支架设计与施工主塔采用大钢管支架，支架仅作为主塔施工用的操作平台,承受自重荷载、施工临时荷载&风荷载。

支架内搭设爬梯作为人员通道。

支架立柱采用0630mmx8mm钢管，连接系为0273mmx6mm钢管。

钢管立柱横桥向4排、顺桥向9列，见图3。

支架立面共设置5道附墙、9层封闭式操作平台，采用［10槽钢和3cm花纹钢板焊接组成。

根据支架构造,用Midas软件建立模型,见图4,并在模型中建立了主塔附墙、柱脚的边界条件。

临时施工荷载取值3.5kN/nf；风-9-▽ 70.020 mx4 mxl m钢筋混凝土条形基础「(X)o-' >6_86令d 8r 9T 000£+53.0支架对接塔吊对接支架对接V +49.0支架对接▽ +37.0阳催册《I"，”：”：」•二好二 HA "•、尺寸单位:mm 标高单位:m主塔支架示意图■^00091"图3图4主塔支架Midas 模型示意图荷载取20 a-遇的重现期，根据历年的风观 测统计资料，按规范的方法进行计算。

3.3模板设计与施工主塔模板是一种曲线模板，在木梁与背 楞之间设置可调节螺杆，通过该调节螺杆来设置不同节段的面板曲率，见图5。

该曲线模板包括2块侧模、迎索面模板、背索面模板及4个角模。

侧模为平面模板。

迎索面模板和背索面模板为曲率变化的弧面 模板,且相对地夹在两块侧面模板之间，如图6和图7所示。

侧面直线模板采用对拉螺杆加固，承受 混凝土浇筑产生的侧压力。

迎索面、背索面 曲线模板釆用同定拉杆，一端焊接固定在劲 性骨架上，另一端通过蝶形螺母固定在曲线模板背楞上，利用劲性骨架承受混凝土自重 和侧向压力，如图8所示。

由于主塔为变截面曲线形，每个节段均需要对模板进行细微的修改，因此施工中加工了 2套模板，一套浇筑施工，一套调整、改 模。

3.4劲性骨架设计与施工为满足主塔钢筋和斜拉索索导管的定位，以及承受倾斜工况下主塔混凝土的自重 和侧向压力，设计了加强型劲性骨架。

劲性 骨架为矩形空间桁架结构，分节段整体加工预制、现场整体吊装焊接固定。

劲性骨架立 杆釆用厶125x10、斜杆及平联采用厶75x8等10 -港工技术与管理2019年第1期Liff—4 880图5曲线可调模板示意图单位：mm背索面模板3 00®模一角一侧模板（北）6已V二CQ W 2 400A MB5迎索面模板迎索面模板背索面模板■ 11111HUIFOn? ntTTi irniiliHfnfjff I ； I OtW 寸模角§图6主塔模板断面示意图图8模板与劲性骨架加固示意图边角钢。

整个骨架由加劲柱、平联、斜撑组 成，如图9所示。

图7主塔模板纵断面示意图劲性骨架通过建立计算模型进行验算, 如图10所示。

混凝土侧压力加载在模板侧壁，且考虑浇筑混凝土时的冲击力。

劲性骨 架以悬臂体系进行计算，验算了杆件内力和整体稳定性。

3.5超长索导管安装定位内环北路桥主塔索导管一共有20根，单根 长度4.5〜16.5 m ,单根重量281-1 030 kg 。

在劲性骨架安装焊接完成后，进行索导管的安装定位。

因索导管单根长度较长，贯穿不同的主塔节段，为防止安装偏差、同时满 足节段施工的需要，将较长的索导管分为两节段、通过法兰盘咬合进行拼装，如图11所Zj\ O11-o r-e o o eTF d o g m09竺 o z e g z mg z m00bo e t Al-IA ⑩⑤ ①⑲铮I 1~*.〔 : i 承台「I 1920单位：mm组合（最大值）图9劲性骨架立面布置图142.5 122.0101.6 81.1 60.6 40.219.70.0 -21.2 -41.7 -62.2 -82.7CB ：1MAX ：118MIN ：87文件:劲性骨架单位:N/mm'图10劲性骨架模型（最不利节段:ST-6）4施工控制无背索斜拉桥为柔性、高次超静定结构, 施工过程中须对线形及内力进行控制；根据结构实际的内力和线形状态，对施工步骤及施工要求作出调整，修正施工中的误差积累, 使其逼近设计成桥状态，保证施工期间的结构安全。

采用无应力状态控制法旷雪以结构变形 控制为主、内力控制为辅，以斜拉索无应力长度、张拉索力、立模预偏位移为调控手段叫 全桥共划分节点240个，单元157个，见图12。

5结语内环北路桥结构体系复杂、施工难度大、 技术含量和施工精度要求高，已于2017年5月建成通车，验收质量良好。

（下转第30页）12 -港工技术与管理2019年第1期证了某跨海大桥试验工程的顺利完工。

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