朱忠民吳健軍
【摘要】：介紹衡陽湘江三橋合理安排全橋施工順序；優化基礎施工和引橋16m空心板梁施工方案；介紹主孔斜拉橋包括索塔、主梁、拉索及拉索防護施工的特色；介紹邊孔40mt梁預製及安裝的施工工藝。
【關鍵詞】：挖孔樁空心板梁空心索塔肋板式主梁鋼絞線群錨拉索 t梁架橋機
1、工程概況
衡陽湘江三橋是衡陽市西環線工程的一座特大橋，全長1206m。橋型為：23×16m空心板+5×40mt梁+2×112m斜拉橋+10×40mt梁；主橋為2×112m的獨塔雙索面斜拉橋，主梁為肋板式斷面，塔高98m。
（見圖1）
圖1：橋型示意圖
設計標準：
⑴、載重等級：汽——超20，掛——120
⑵、橋面寬度：斜拉橋寬33.8m，t梁及空心板寬29.0m
⑶、橋面最大縱坡：1.5%
⑷、橋面橫坡：雙向1.5%
⑸、**裂度：小於6度
衡陽湘江三橋由湖南省交通規劃勘察設計院設計；湖南省路橋總公司承擔0#——30#墩的施工，廣梅汕鐵路公司承擔30#——40#墩的施工；監理單位為湖南大學監理站。
2、基礎施工
衡陽湘江三橋西岸引橋1#——22#墩設計為每墩2根φ200cm的樁基礎，23#——24#墩為2根φ250cm的樁基礎，共48根樁，樁長在15m—20m之間。地質情況履蓋層為亞粘土和亞砂土，土層密實，中間夾雜著較薄的沙礫層，岩層均為紅砂岩質的強風化和弱風化層，岩層穩定。
基礎施工在設計上是採用鑽孔灌注樁，但此處位置的地質情況和水文情況適宜於人工挖孔樁，且人工挖孔樁施工的裝置少，投入也少；多個墩可同時施工，不受機械裝置的限制；造價低，施工速度快；人工挖孔樁無沉澱層，檢驗直觀，質量***。而採用鑽孔灌注樁施工，需要大量的機械，鑽孔過程中大量的泥沙和泥漿排洩困難；施工便道在橋下穿行，採用鑽孔影響施工便道的通行。經綜合考慮，決定採用人工挖孔樁的施工方案。
從結果來看，採用人工挖孔樁的方案是正確的，在8個月的時間樁基礎全部開挖且澆注混凝土完成。樁基礎混凝土澆注採用抽乾孔內水，澆注水下混凝土的方法進行澆注，這樣綜合了澆幹混凝土和水下灌注混凝土兩種方法的優點，澆注的樁基混凝土質量可靠。
而25#——28#墩在湘江中，設計為明挖基礎。96年冬季是近幾年最低水位的年份，有利於明挖施工。大部分的橋墩水深也只有1m，用草袋圍堰開挖基坑時積水也不多。
覆蓋層均為紅砂岩，採用空壓機和風鑽打孔，人工爆破出渣。
斜拉橋主墩29#墩位於湘江主航道中，施工時水位3——5 m，均無覆蓋層。下游基礎採用18×4m，高為4m的長方形拼裝式，壁厚1m的簡易鋼圍堰。上游則採用鋼管架草袋圍堰，先用鋼管扎架，在鋼管架中間填草袋和粘土。
基礎採用風鑽打孔，人工爆破，25t吊車配合出渣。
在施工過程中，由於是冬季進行施工，氣候寒冷且天氣情況也不好。抓住了下游大源渡電站大壩即將截流蓄水的機遇，在倒灌水前，堅持將水中的基礎全部搶出，給全橋施工進度帶來很大的主動。
斜拉橋主墩29#墩施工過程控制：
鋼圍堰製作——墩位放樣——鋼圍堰就位——鋼圍堰落床錨定——打刃腳封水混凝土——岩層風鑽打孔爆破——基礎岩面修鑿平整——基坑開挖至設計標高。
3、引橋空心板施工
3.1、預製場位置和預製場構造
引橋0#臺——23#墩設計為23孔16m先張法預應力空心板，每孔28片，共有644片。考慮到場地和吊裝的需要，空心板預製場設在16#——19#墩之間下的地面上，每孔橫向設定6個底座，三孔共18個底座。張拉台座設在16#和19#繫梁上，繫梁經過增加構造鋼筋和斷面進行加高加寬，兩根系梁之間加設三根60×80cm的混凝土地撐梁以增加張拉台座整體強度和抵抗張拉時所產生的水平力。
張拉台座由預埋在繫梁中的36#工字鋼和δ10mm的鋼板三角撐加強而成。空心板底板鋪設δ10mm的鋼板以保證底板的光滑。鋼絞線三片整體下料，每三片梁同時張拉，既節約鋼絞線又操作方便。
模板採用鋼模，每邊的模板分4塊製作，採用上空龍門吊上的電動葫蘆進行運輸和安裝。（見圖2）
空心板預製場中，17#和18#墩的兩根蓋梁先不施工，在17#和18#墩的立柱上立φ120cm的鋼管樁，16#和19#墩的蓋梁上立兩根φ60cm的鋼管樁作為豎向支撐，在鋼管樁上鋪設覆蓋整個預製場的貝雷架縱樑，縱樑上鋪設軌道和行走系統，再在上面鋪設貝雷架橫樑，橫樑上鋪設軌道和行走系統等組成的組合式龍門吊。龍門吊的作用是作為預製場模板和混凝土的吊運，以及空心板梁垂直起吊至橋面，便於架橋機的安裝。架梁採用自製的鋼導梁架橋機再配合運梁平車安裝就位。
每天以三片的速度進行預製和安裝。
鋼管立柱龍門吊貝雷架縱樑鋼導梁架橋機
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地撐梁預製台座繫梁
預製場立面圖
預製場平面圖
圖2：預製場布置和架梁示意圖
鋼導梁架橋機由兩片平行的主梁組成，每片主梁分四節加工，用螺栓和鋼板聯接成主梁，兩片主梁用型鋼連線成整體導梁，導梁上安裝起吊裝置和行走裝置。鋼導梁架橋機全長32m，前端變截面導梁長11m，尺寸從50cm過渡到90cm；後端等截面導梁長21m，尺寸為90cm。這種架橋機結構簡單，加工容易，造價低；導梁所用的加工件及型鋼總量不超過14t，並可重複利用，安全可靠，架梁速度快。
將空心板先張法預製台座直接布置在引橋橋下，與常規的空心板梁長線法，即縱向5片以上的先張法台座相比，占用施工場地省。張拉台座就利用引橋本身的樁基和系樑來抵抗張拉水平力，節省了台座的投入，架梁時只需將空心板梁垂直起吊，即可分別向兩頭存梁和架設，縱向運距減短，架梁速度快。
由於空心板的位置布設合理，投入的裝置少，預製出來的空心板的***，速度快，為40mt梁預製場做好準備，為全橋的工期保證提供了條件。
4、斜拉橋施工
4.1、索塔施工
索塔為h型空心塔，梁上塔高64m，塔下部為6×2.4m的矩形實心截面。拉索錨固區為空心箱形截面。
錨固壁厚1.0m，側壁厚0.6m，側壁以5φj15.
24的預應力鋼絞線環行布置，雙向張拉。兩索塔之間設定上、下兩根風撐以加強索塔的剛度。
在斜拉橋0#塊主梁混凝土澆注完成以後就著手進行索塔施工。索塔採用裸塔翻模法施工，索塔模板採用雙層骨架模板，外模採用6 mm厚的鋼板作面板，[10槽鋼作肋，l7.5角鋼作加強桁架，2 m一節。
工作平台隨每節附著其上。上、下游塔柱各配製三節模板。內模同樣採用鋼模拼裝。
施工過程中每次留一節模板不拆，以保證接頭的平順。三節模板輪番往上安裝。模板安拆採用塔吊運輸。
混凝土的垂直運輸採用輸送幫浦幫浦送到位，幫浦管則利用塔吊標準節為依附體隨其上公升並用手拉葫蘆或自製抱箍固定在塔吊標準節上。
橫向兩個索塔之間的風撐施工選用φ120cm的鋼管樁支撐體系和塔柱預埋牛腿搭設支架的方案。兩根φ120cm的鋼管樁支撐在0#塊上，可排除鋼管樁基礎沉降，牛腿支撐在塔柱上，其沉降及壓縮變形可忽略而不計。受載後的彈性變形經計算都在彈性變形範圍內，施工中採用設定預拱度進行施工。
在橫樑底模上用全站儀設定幾個基準點在砼澆注過程將隨時進行檢測。混凝土分三次澆注。
斜拉索錨區套筒用定位器進行安裝，套筒標高，角度及平面位置，要嚴格按圖紙資料控制，精確測量。索塔的環形預應力筋的安裝，張拉，壓漿都必須嚴格按規範要求進行控制。由於預應力管道過於彎曲，管道摩阻力極大，穿索及張拉時先用壓漿機往管道中壓入肥皂水（或洗衣粉水）來減小管道與鋼絞線之間的摩阻力，在壓漿時用壓漿機壓入清水沖洗乾淨後再進行壓漿。
通過採取措施，環形預應力損失控制達到了預期的效果。
4.2、主梁構造及施工
斜拉橋主梁是主橋上部構造施工的關鍵，也是整個衡陽湘江三橋的主體工程。斜拉橋主梁斷面為2.5×2.
4m矩形斷面，每段梁尺寸有4.0m、4.1m、4.
2m的。每個塊件由主梁（包括翼板）、橫樑、次梁和橋面板組成。橫樑長為25.
5m，寬度為0.35m，橋面板厚度為0.3m。
主梁施工掛藍採用輕型的後支點組合式掛藍。掛藍用40#和20#槽鋼加工焊接成桁架式組合掛藍，中間淨距25.5m的橫樑用三單片貝雷架將上下游掛藍聯接成一體，其貝雷架組又作為澆注橫樑混凝土的掛藍，同時翼板及橋面板掛藍又與上下游主梁掛藍後半部組成一體，整個掛藍體系包括模板總重80t。
施工過程中密切注意各部件的變形，由於掛藍移動受斜拉索的影響，單個掛藍兩邊的臨時聯絡需要解聯，在解聯的前後要採取必要的措施使縱向主掛藍保持不變形，使其不影響掛藍的安全受力狀況。
主梁從0#——25#塊共26個塊件東西方向各長112m，按以下順序施工：
⑴ 掛籃就位到第n段，根據監控標高值和施測時溫度調整n段主梁底模標高；根據同一段面主梁標高，測量n-1段橫樑、n-2段橋面板的標高，觀測記錄掛籃移動前後第n段及後幾段梁體標高變化。
⑵ 綁紮鋼筋，安裝預應力管道，精確安裝定位鋼套管，安裝側模。觀測梁體標高變化。
⑶ 先澆注n-2段橋面板混凝土，再澆注n段主梁混凝土，接著澆注n-1段橫樑混凝土。觀測梁體標高變化。
⑷ 混凝土待強。依次張拉完n-2段橫樑、橋面板橫向預應力，張拉n段面主梁縱向預應力，張拉n-1段橫樑橫向預應力，斜拉索掛索與張拉。觀測梁體標高變化。
⑸ 降底模，掛籃就位到下一段，迴圈進行施工，直至合攏段，觀測全橋梁體標高來確定全橋的斜拉索調索。
⑹ 直至最後，將掛藍作為底梁，分別支承在斜拉橋主梁和過渡墩上，簡支澆注合攏段混凝土。
主梁標高測量必須嚴密跟蹤控制，考慮橋橫向寬度達33.8m，標高監控點橫向布置要合理。掛籃施工過程中，必須考慮施工中主要的不定因素影響，掌握好現場第一手資料，通過現場施工監控及計算，不斷測試→反饋→修正，及時調整立模標高，使施工順利進行。
標高的測量統一在清晨進行，選擇適當的測量時間，力求將溫度、日照對索力和標高的影響降低到最小限度，測量的資料及時反饋給監控單位，用計算機跟蹤分析計算和處理實測資料，施工過程中不斷追求斜拉橋成橋時取得最理想滿意的線形和內力。
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