李晨晨

（邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

0 引言

以桁架作為上部結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的橋梁被統(tǒng)稱(chēng)為桁架橋，斜拉桁架橋是此類(lèi)橋梁中應(yīng)用較為廣泛的一種。在斜拉桁架橋施工中，桁架是關(guān)鍵工序，為加快施工速度，通常采取預(yù)制桁架，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)以吊裝的方法就位。本文對(duì)斜拉桁架橋施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程概況

某橋梁工程全長(zhǎng)346.5m，該橋的設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)-20級(jí)，掛車(chē)-100級(jí)。主橋的中跨與邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土桁架式斜拉連續(xù)梁，引橋?yàn)楹?jiǎn)支箱梁，主墩采用的是墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)，為滿足結(jié)構(gòu)自由伸縮的需要，全橋共布設(shè)3道伸縮縫。

2 斜拉桁架橋施工技術(shù)

2.1 桁架預(yù)制

2.1.1 構(gòu)件底座

（1）為使預(yù)制的構(gòu)件滿足標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，應(yīng)在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)依據(jù)1∶1的大樣對(duì)構(gòu)件放樣，比對(duì)桁架桿件并做好標(biāo)識(shí)。構(gòu)件預(yù)制的過(guò)程中無(wú)需考慮預(yù)拱度，安裝時(shí)，可以通過(guò)接縫設(shè)置預(yù)拱度，具體數(shù)值按吊裝節(jié)段測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后予以確定。放樣時(shí)，可在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)選取固定點(diǎn)，以此作為坐標(biāo)原點(diǎn)，構(gòu)建平面坐標(biāo)系，隨后由專(zhuān)業(yè)的測(cè)量人員，利用全站儀在混凝土面板上測(cè)放出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。測(cè)量過(guò)程中，為防止溫差引起測(cè)量誤差，應(yīng)避開(kāi)高溫時(shí)段，選擇上午氣溫較低時(shí)開(kāi)展放樣工作，用校驗(yàn)合格后的鋼尺檢查節(jié)點(diǎn)的間距，看是否與設(shè)計(jì)要求相符。當(dāng)各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)放完畢后，用墨線連接相鄰節(jié)點(diǎn)，這樣便可將用于桿件計(jì)算的軸線測(cè)放好，以備后續(xù)使用。

（2）桁架底座的制作精度與工程質(zhì)量密切相關(guān)，所以確保精度達(dá)標(biāo)尤為重要。墨線的粗細(xì)程度會(huì)對(duì)桿件的計(jì)算結(jié)果有所影響，因此，彈出的墨線粗細(xì)應(yīng)不超過(guò)0.5mm[1]。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可在測(cè)量放線時(shí)，將墨斗內(nèi)拉出的墨線先空彈一下，降低線上含墨量，并避免在一根線上反復(fù)彈線，確保一次性彈好。

（3）制作桿件底座的過(guò)程中，應(yīng)準(zhǔn)備好相關(guān)的工具，包括鋼尺、三角板、墨線等，以測(cè)放好的軸線為依據(jù)，將預(yù)制構(gòu)件的尺寸線放出，隨后建立臨時(shí)高程系統(tǒng)，控制預(yù)制底座的頂面高程，使構(gòu)件的計(jì)算軸線處于同一平面內(nèi)。構(gòu)件的構(gòu)造線大樣發(fā)出后，便可制作構(gòu)件底座，先對(duì)構(gòu)造線內(nèi)的混凝土面板表面做鑿毛處理，以使混凝土更好地接合。選用長(zhǎng)短適中的木條，對(duì)底座鑲邊，并在中線上釘鐵釘，使其穿過(guò)木條，根據(jù)測(cè)放好的構(gòu)件邊線安裝固定。

（4）沿著預(yù)制構(gòu)件底座長(zhǎng)度方向，每間隔60cm布設(shè)一處底拉桿孔道，在木條上鉆孔，從孔內(nèi)將PVC管穿過(guò)，對(duì)底座混凝土澆筑前，用砂漿墊塊對(duì)PVC管的中部支墊，確保其牢固，以免移位[2]。當(dāng)?shù)鬃炷恋膹?qiáng)度達(dá)到一定程度后，可對(duì)底座頂面進(jìn)行打磨，使其光滑、平整。

2.1.2 預(yù)制構(gòu)件

（1）材料的品質(zhì)關(guān)系著橋梁整體質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制材料的品質(zhì)，制作鋼筋前，檢查材質(zhì)證明書(shū)和試驗(yàn)室出具的抗彎、抗拉報(bào)告，所有資料齊全，方可下料加工。制作時(shí)，要確保加工精度與設(shè)計(jì)要求相符，接頭嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)焊接，以單面焊為主。應(yīng)保證鋼筋下料尺寸精確，預(yù)埋件質(zhì)量與規(guī)范要求相符，位置準(zhǔn)確無(wú)誤。在特制的吊架下，綁扎主梁的鋼筋骨架，以避免傾倒和扭曲問(wèn)題的發(fā)生。用電焊的方法連接通長(zhǎng)鋼筋。保護(hù)層砂漿墊塊要用強(qiáng)度高的混凝土制作，以C50為宜，形狀要方正，通過(guò)綁扎的方法固定在鋼筋上，使保護(hù)層的厚度達(dá)標(biāo)。

（2）確保預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確性，特別是弦桿相連位置處的預(yù)埋角鋼，在確認(rèn)位置準(zhǔn)確無(wú)誤后，波紋管與弦桿的鋼筋以焊接的方式相連。使用直徑16mm的圓鋼制作定位標(biāo)志，做好后，用油漆在上面畫(huà)出標(biāo)線，本工程中，預(yù)應(yīng)力孔道以波紋管成孔，按照50～100cm的間距用定位鋼筋固定波紋管，彎道處應(yīng)適當(dāng)加密，以免澆筑混凝土?xí)r管道發(fā)生移位[3]。波紋管的坐標(biāo)偏差應(yīng)控制在5.0mm以?xún)?nèi)，用大一個(gè)型號(hào)的波紋管作為接頭，用膠帶將接頭纏緊，防止漏漿。

（3）在腹桿上預(yù)埋鋼板，在桁架安裝時(shí)，作為骨架焊接的支撐平臺(tái)，對(duì)該鋼板預(yù)埋時(shí)，要用定位鋼筋焊接牢固，以免澆筑混凝土?xí)r發(fā)生移位。鋼筋骨架綁扎前，要將預(yù)制好的底座表面清理干凈，去除雜物、油污、灰塵等，用鋼管在底座上搭設(shè)支架，并在其上綁扎鋼筋骨架，隨后在預(yù)制底座上均勻涂刷一層脫模劑，并將支架卸掉。

2.1.3 模板制安

（1）在制作桿件模板時(shí)，外模板采用鋼模，勁板由角鋼和鋼板組成，加勁板的縱橫間距按照20cm設(shè)置，面板選用的是厚度為4.0mm的鋼板，背枋三維鋼管，直徑48mm，共計(jì)2根，拉桿為圓鋼，直徑14mm[4]。模板裝拆由人工完成。加勁板與面板以焊接的方式組成整體，要確保剛度及接縫部位的平整度符合相關(guān)規(guī)范要求。

（2）內(nèi)模為木質(zhì)模板，幾何尺寸、豎直度要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，桿件斷面張拉槽口用木質(zhì)模板制作，用螺栓將模板與錨墊板連接固定。腹桿模板按長(zhǎng)度方向布設(shè)拉桿，共計(jì)兩道，間距控制在50cm左右，外側(cè)使用斜撐桿固定模板，以澆筑完畢后的桿件斷面作為模板時(shí)，應(yīng)先涂刷脫模劑。

（3）在制作空心板模板時(shí)，因高度較小，導(dǎo)致空心部分的空間過(guò)小，無(wú)法采用常規(guī)的方法制作模板。由于模板與空心板的質(zhì)量密切相關(guān)，經(jīng)過(guò)研究后，最終決定采用兩次澆筑的方法，先澆筑底板，并在內(nèi)模安裝后，再對(duì)腹板和頂板進(jìn)行澆筑，以確保振搗密實(shí)。具體的操作過(guò)程如下：安裝空心板外模，將預(yù)制墊塊安放在內(nèi)模底腳，隨后固定內(nèi)模，并在頂模上鋪設(shè)塑料膜，完成腹板和底板的混凝土澆筑。需要注意的是，上述工序要在底板混凝土初凝前完工，拆模時(shí)，按照先外后內(nèi)的順序。

2.1.4 混凝土澆筑

（1）用于桁架預(yù)制的混凝土采用強(qiáng)制式拌和機(jī)集中拌制，拌和時(shí)間應(yīng)控制在2min左右，拌和好的混凝土顏色應(yīng)一致，無(wú)離析和泌水等質(zhì)量問(wèn)題。拌和過(guò)程中摻入適量的鋼纖維，提高混凝土的強(qiáng)度。

（2）由于混凝土中摻入鋼纖維，應(yīng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間，但要避免過(guò)振。使用插入式振搗棒對(duì)混凝土振搗時(shí)，應(yīng)避免碰觸波紋管，防止彎曲變形。

（3）澆筑桁架桿件時(shí)，按照壓腹桿、拉腹桿、上弦桿的順序操作，澆筑完畢后，對(duì)混凝土表面找平，使其達(dá)到平整、光滑、密實(shí)的效果。桁架桿件采用的是高強(qiáng)度混凝土，水泥的標(biāo)號(hào)高，水化熱相對(duì)較大，表面水分散失速度快，澆筑后要用塑料膜覆蓋保持，并在初凝后將塑料膜撤掉，再以濕潤(rùn)的粗麻布覆蓋，灑水保濕，以7d為宜。桁架桿件預(yù)制完畢后，應(yīng)存放60d以上方可使用[5]。

2.2 桁架吊裝

2.2.1 吊裝方案

（1）本工程中，橋梁的結(jié)構(gòu)類(lèi)型為斜拉桁架，全橋的預(yù)制桿件均為細(xì)長(zhǎng)的桿件，且是按照壓桿設(shè)計(jì)，導(dǎo)致桿件本身的抗彎性能較差，因此吊裝時(shí)必須確保吊點(diǎn)的合理性。桿件起吊過(guò)程中所受的正負(fù)彎矩最小的位置處即為最佳吊點(diǎn)。由于桿件細(xì)長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)要對(duì)兩側(cè)加以限制，以免桿件扭曲造成混凝土開(kāi)裂。

（2）斜拉桁架從中間位置處以懸拼的方式逐步向兩岸推進(jìn)，半跨桁架上下游的節(jié)間數(shù)量為50個(gè)，由墩頂箱梁作為起始點(diǎn)位，以懸臂現(xiàn)澆的方式向兩邊對(duì)稱(chēng)施工，一個(gè)施工階段為4個(gè)桁架節(jié)間，利用兩套纜索吊裝系統(tǒng)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安裝。吊裝過(guò)程中，將吊鉤下放至運(yùn)輸桿件的貨船上，吊起桿件在空中完成翻身后，提升就位，隨后張拉預(yù)應(yīng)力。

2.2.2 安裝構(gòu)件

（1）用纜索安裝斜拉桁架橋的上部構(gòu)造，在岸上布設(shè)萬(wàn)能桿件索塔，上下游塔柱的高度分別為68m和76m，主索錨固在錨樁上，上下游分別設(shè)置一組吊籠[6]。吊裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制桿件的軸線及高程，測(cè)量人員用經(jīng)緯儀對(duì)軸線觀測(cè)定位，當(dāng)構(gòu)件安裝就位后，利用全站儀對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)加以檢測(cè)，該檢測(cè)結(jié)果可為下一節(jié)段安裝控制提供依據(jù)。

（2）為確保節(jié)點(diǎn)的空間位置準(zhǔn)確，應(yīng)對(duì)高程進(jìn)行有效控制，上弦桿及腹桿的高程可由預(yù)制長(zhǎng)度及節(jié)點(diǎn)高程予以控制。下弦桿安裝時(shí)，用高程數(shù)據(jù)控制高程，安裝前，將水準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)至主墩的箱梁上，為高程測(cè)量提供條件。

（3）對(duì)壓腹桿預(yù)制的過(guò)程中，可在上弦桿的節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置鋼筋，安裝壓腹桿時(shí)，將高程測(cè)量標(biāo)尺牌掛在預(yù)埋鋼筋上，利用水準(zhǔn)儀觀察該標(biāo)尺牌，由此能夠測(cè)量出桿件的節(jié)點(diǎn)高程。下弦桿安裝時(shí)，用塔尺測(cè)量自由端的高程。將在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)報(bào)送監(jiān)控部門(mén)，由其負(fù)責(zé)提供控制數(shù)據(jù)。

2.2.3 吊裝準(zhǔn)備

（1）在布置主索時(shí)，可將索鞍的軸線向外側(cè)移出25cm左右，使桿件就位后偏移一定的距離，隨后利用布設(shè)在內(nèi)側(cè)的歪拉收放，調(diào)節(jié)桿件的軸線位置?？蓪蜗虻耐崂荚O(shè)在下弦桿上，并將千斤繩捆綁在需要歪拉的桿件山，再用一根千斤繩固定，以鏈子葫蘆相連兩條千斤繩，通過(guò)收放鏈子對(duì)安裝桿件的軸線位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（2）當(dāng)下弦桿調(diào)節(jié)到位后，可以用吊籠安裝由小角鋼組拼程度而定的臨時(shí)橫向聯(lián)系，隨后將下弦桿用鋼絲繩套住，以確保安裝時(shí)的相對(duì)距離與設(shè)計(jì)要求相符。下弦桿安裝的過(guò)程中，受到壓腹桿的影響，需要使用吊帶，以確保主吊點(diǎn)達(dá)到指定位置，保障下弦桿安裝位置的準(zhǔn)確性。腹桿預(yù)制時(shí)，并未預(yù)埋吊環(huán)，因此應(yīng)采用捆綁式的吊裝方法，但由于腹桿與水平方向之間存在較大的夾角，需要通過(guò)夾具來(lái)防止滑移現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保構(gòu)件安裝的安全性。

（3）在桁架上敷設(shè)歪拉鋼絲繩時(shí)，需使用到歪拉橫桿。本工程中，用壁厚10mm、直徑219mm的鋼管制作歪拉橫桿，將之分為兩段，以桿件的軸線為基礎(chǔ)。采用臨時(shí)固定的方法，將歪拉橫桿固定在下弦桿節(jié)點(diǎn)上，在桿件基本調(diào)整到位后掛設(shè)歪拉鋼索，在橫桿的端頭加裝用于轉(zhuǎn)向的滑輪。

2.2.4 吊裝過(guò)程

（1）正式吊裝前，先按順序?qū)?gòu)件編號(hào)，隨后將桿件依次吊裝就位。吊裝壓腹桿時(shí)，利用前后吊點(diǎn)緩慢起吊，安裝就位后，以鏈子滑車(chē)作為歪拉，對(duì)腹桿的軸線位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用吊點(diǎn)升降調(diào)節(jié)高程，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將壓腹桿焊接在勁性骨架上，通過(guò)臨時(shí)扣索扣住上節(jié)點(diǎn)。

（2）吊裝上弦桿時(shí)，在運(yùn)輸船上以平臥的方式起吊，通過(guò)歪拉調(diào)節(jié)上弦桿橫橋向的位置，就位后，穿預(yù)應(yīng)力束，并及時(shí)澆筑接縫，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上便可開(kāi)展張拉作業(yè)。松開(kāi)吊點(diǎn)，將臨時(shí)纜索拆除。

（3）吊裝下弦桿時(shí)，可以借助預(yù)埋的型鋼導(dǎo)接就位，以鋼尺控制長(zhǎng)度，確保間距符合設(shè)計(jì)要求，使下弦桿節(jié)點(diǎn)位置準(zhǔn)確無(wú)誤。通過(guò)歪拉的收放調(diào)節(jié)軸線，所有壓腹桿、上弦桿及下弦桿全部按照上述方法吊裝就位即可。

（4）當(dāng)所有桿件全部調(diào)轉(zhuǎn)就位后，便可安裝中跨合龍段，利用主吊點(diǎn)將中跨合龍段吊裝就位，將軸線及高程調(diào)整好，焊接連接鋼筋，將主吊點(diǎn)松開(kāi)，安裝跨中橫梁，澆筑濕接縫混凝土，穿預(yù)應(yīng)力束，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上，便可開(kāi)展張拉[7]。

2.2.5 預(yù)應(yīng)力張拉施工

本工程中，預(yù)應(yīng)力筋采用最小抗拉強(qiáng)度值不小于1860MPa的鋼絞線，直徑為15.2mm，錨具為配套設(shè)備。張拉施工要點(diǎn)如下：

（1）按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度對(duì)預(yù)應(yīng)力索下料，通過(guò)砂輪機(jī)切割，不得使用氣焊切割。單束中的鋼絞線之間不得打絞，每間隔0.5～1.0m，用防水絕緣膠布纏繞。

（2）搭設(shè)一個(gè)架子，作為預(yù)應(yīng)力筋穿束及后續(xù)張拉的作業(yè)平臺(tái)，可由人工直接穿束。對(duì)于人工穿束比較困難的情況，則可使用牽引索完成穿束。

（3）桁架預(yù)應(yīng)力為一端張拉，另一端錨固，采用雙控的原則，即張拉力控制為主，伸長(zhǎng)量校核為輔，伸長(zhǎng)量最大允許偏差為±6%。張拉預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中，要確保兩片桁架間的預(yù)應(yīng)力對(duì)稱(chēng)、均衡。拉腹桿分為兩次張拉，第一次是在穿束后，第二次是在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%以上。

（4）當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，應(yīng)及時(shí)按照規(guī)范要求壓漿，采用強(qiáng)度等級(jí)為M40的水泥漿，水灰比控制在0.4以?xún)?nèi)。施工前，應(yīng)做配合比試驗(yàn)，制備好的水泥漿泌水率應(yīng)控制在3%以?xún)?nèi)，為避免壓漿嘴堵塞，應(yīng)將水泥漿過(guò)細(xì)篩。正式壓漿前，用空壓機(jī)清孔，壓漿時(shí)，控制好壓力。壓漿完畢后，采用與桁架標(biāo)號(hào)相同的混凝土及時(shí)封錨。

3 結(jié)語(yǔ)

斜拉桁架橋作為一種較為特殊的橋型結(jié)構(gòu)，在施工中，應(yīng)將桁架的預(yù)制與安裝作為重點(diǎn)環(huán)節(jié)，預(yù)制時(shí)，控制好精度，為后續(xù)安裝提供條件。桁架安裝采用吊裝的方法就位，應(yīng)在保證質(zhì)量的同時(shí)，注意施工安全，避免發(fā)生施工事故，從而圓滿完成施工任務(wù)。