斜拉桥施工工艺简介
2018-04-02
工程简介
鼎山长江大桥为跨度（216.5+464+216.5）m双塔四索面钢桁梁斜拉桥，公轨两用，上层公路下层轻轨。
南北岸主墩分别位于江边漫滩和岩石出露的江边，两岸边跨各设置辅助墩、交界墩、北岸跨越两条铁路。
工程环境
鼎山长江大桥位于重庆市江津区，属于长江中上游，地处山区交通不便。
南岸位于江津区，辅助墩、交界墩位于防洪大堤上城市交通干道连通，交通便利，南岸主墩位于江边滩地，场地相对平整。
北岸位于西彭镇，桥址区域为未开发的的半山坡，岩石出露，道路不通。北岸主墩位于江边裸露的岩体上，无进场道路，对施工造成不便。
辅助墩两侧各有一条铁路从桥下通过，对施工安全要求极高。
主塔形式
主塔身采用塔墩固结的钢筋混凝土和部分施加预应力的配筋结构，横桥向塔柱向内倾斜，坡度5.45：1。
塔柱全高188.3m，索塔形式为宝塔形，分为上塔柱（锚索段）、中塔柱、下塔柱；与塔柱相对应的横梁分为上横梁、中横梁、下横梁。塔柱以下是承台及基础。
斜拉索布置为双塔四索面，每塔单索面为14根，全桥拉索共4×14×4=224根。斜拉索下端采用穿销铰锚固于钢桁架梁边纵梁的锚拉板上，上端采用冷铸锚锚固在上塔柱内的齿板上。
主塔钢桁梁
主梁采用桁架和正交异性桥面板组合体系，双层桥面，上层公路，下层轻轨，公路为双向六车道，一级公路设计，下层为双线轨道交通。钢桁梁全长897m，分为61个节段，节段采用梯形截面形式，标准节段长为16米，桁架顶宽37米，高12.2米，桁架底宽16.5米。
鼎山长江大桥施工关键技术
鼎山长江大桥施工的关键技术包括桩基施工、承台施工、塔柱施工、钢梁架设、斜拉索安装。
2.1 桩基施工
主塔每个承台下部布置9跟直径为3m嵌岩桩基础，桩长分别为34m和32m。
南北岸由于地形条件和场地设施限制，分别采用冲击钻钻孔和水钻法人工挖孔孔法。
北岸采用西南多山地区普遍适用的水钻开孔法人工挖孔桩，通过水钻沿桩径内沿钻若干个孔，孔孔相连，钻孔后取芯，待所有水钻钻孔连成一个环后，桩芯就和桩壁分离了，形成了桩芯的临空面，之后在桩芯上打孔，孔内打入钢钎，使岩石裂开，分解成若干小块，利用卷扬机吊出孔外，全部桩芯运出后，进行下一轮钻孔、取芯、破碎、外运。循环施工直至孔底。随后进行钢筋笼安装和混凝土浇筑。
北岸主塔基础施工由于场地限制，大型制砼设备不能进场，因此选用船运砼的方式，租船从南岸把两辆泵车运到北岸进行桩基和承台的浇筑。
北岸P5墩地处两条铁路中间，为了保证铁路沿线的安全，在铁路两侧及上方搭建防护墙，泵车在防护墙上方进行浇筑。
P6地处山坡位置，没有交通，泵车无法驶入，在浇筑混凝土的时候因地制宜，搭建一条长溜槽，利用混凝土在自重作用下导入桩基，节约了时间和成本。
2.2承台施工
南岸承台基坑距离长江较近，开挖底层为透水性较好的鹅卵石，因此设计推荐采用逆作法混凝土围堰、浇筑封底混凝土的施工方法，此种施工方法工期漫长，无法满足汛期出水要求。最后比较多级井点降水及简单支护方案与台阶法分级开挖及注浆止水帷幕施工方案，并通过“透水性试验”明确了地层渗水情况，通过“地层注浆试验”确定了注浆围堰效果.最终选定台阶法分级开挖及注浆止水帷幕施工方案，完成了承台开挖，在施工经济性及工期方面均取得了较好的效果。1个月时间内完成了主墩承台的基坑开挖和钢筋混凝土施工，为主墩的汛期出水目标起到了关键作用。
施工要点：第一台阶开挖到长江水位线以上0.5m处，在第一个台阶上注浆形成止水帷幕，起到止水目的，再通过自然放坡开挖第二个台阶，开挖就位后施工承台封底混凝土。此方法充分利用了长江枯水季的优势，分级开挖的方式将承台及封底的开挖深度一分为二，上面一半和水无关就直接放坡开挖，下面一半受渗水影响再采取止水措施，将工程经济大大提高，止水效果显著，仅对下半部分进行注浆帷幕施工施工也大大节省了开挖的时间。
2.3主塔施工
主塔塔柱采用爬模施工技术，4.5m一个施工节段，188.30m塔柱分为42个施工节段。
塔柱施工过程中塔柱预应力施工、上塔柱锚固段施工及索道管定位施工是关键技术。
2.3.1 主塔爬模施工
横梁施工采取塔梁分离的施工方式，先施工塔柱，控制悬臂长度，再施工横梁。下塔柱是变截面箱梁，每个节段施工都需要根据节段尺寸，重新切割、拼装模板，整个模板体系都要拆下到地面重新拼装，施工较繁琐
中塔柱截面相同，不用改变模板，施工较大。但施工至中横梁位置时，主塔悬臂最大，塔柱向内倾斜，外表面受拉严重，因此必须设置预顶力。
2.3.2塔柱预顶力施工
由于塔柱整体向内倾斜，其中下塔柱倾斜度为5.45:1，施工中要减小塔柱外侧混凝土拉应力，防止混凝土开裂。
根据监控单位计算结果施加预顶力，每道预顶力通过对应的横梁支架体系进行施加，其中最下面一道预顶力为900t。
预顶力施加装置采用钢管作为主要受力构件，采用槽钢作为限位构件，使用工地预应力张拉使用的穿心千斤顶作为顶推设备。预顶力在顶撑中间位置施加。
2.3.3上塔柱锚固段施工
上塔柱锚固段施工重点是索导管定位和井字形预应力施工。
考虑到粉房湾大桥四索面的特点，一个节段需要定位4根索导管，地面定位精度不能保证，因此采用塔顶定位的方式，操作灵活，误差修正方便。
2.3.4索道管定位施工
上塔柱锚固段施工采用塔顶定位的方式，要求索导管塔顶定位速度快，精度高。粉房湾大桥为四索面斜拉桥，需要一次定位四根索导管，第一个编号索导管长达11.81m，穿越三个塔柱施工段，定位难度大。施工中采用索导管上口定位轴线和标高，下口定位轴线的方式。索导管加工精度要低于索导管定位精度要求，且索导管下口为坡口形式，因此索导管长度不能作为定位的依据。上口制作盖板定出中心，盖在索导管上口作为定位辅助工具，下口采用半圆钢板，定出圆心，作为下口定位工具。上口盖板盖在索导管上口后与索导管口齐平，因此盖板中心位置可以代表索导管上口的中心高程和轴线。下口的半圆盖板，根据索导管口有坡脚的形式，在坡脚内随意定点，半圆盖板与管壁垂直，则半圆盖板圆心可以确定在索道管的轴线上，即确定了轴线上的另一点。通过一条轴线，一个高程精确定位了索导管，简洁高效。施工中第一根索导管定位花了一天时间，熟练后可以一个小时内完成一根索道管的定位。
2.4钢梁架设施工
粉房湾大桥钢桁梁架设南北岸因地制宜采取不同的架设方案。
南岸由边跨向主跨拼装，边跨采用支架拼装，主跨采用悬臂架设。先拼装岸侧主桁，至主塔位置时转换体系，然后拼装江侧节段，江侧岸侧同时架设边纵梁和风嘴，并对称挂索。南岸拼装过程中有效利用了交通便利的条件及江边漫滩相对便于施工的特点，边跨采用支架拼装，施工易于控制，而且施工过程中只需要一台桥面吊机，降低了主要施工机械的费用。为保证与北岸同步抵达合拢段，南岸在拼装边跨的过程中先拼装中间桁架，主跨悬臂拼装后，再利用桥面汽车吊进行边跨边纵梁等构件的拼装，由主墩向边跨拼装，与江测同步对称挂索。南岸施工充分利用架梁支架，先安装2个节段的下弦杆，安装斜腹杆、安装上弦杆、安装下中纵梁和下桥面板、安装上中纵梁、安装上桥面板。
北岸则采用对称悬臂架设的方式，主墩顶桁架采用墩旁托架拼装。北岸规避了边跨上坡岩石出露难以进场施工的难题，岸侧江测分别采用桥面吊机对称悬臂拼装，在墩顶五个节段拼装滑移的过程过程中采用液压顶推系统，最大顶推滑移重量为1100t。北岸是悬臂作业，利用桥面吊机先定位腹杆和上弦杆、接下来安装腹杆和下弦杆、安装下中纵梁和下桥面板、安装上中纵梁→上桥面板→边纵梁→风嘴。
中纵梁下挠处理：在钢梁架设过程中，中纵梁由于处于桁架中央位置，无其它劲性骨架支撑，下挠会比较严重。为了减小下中纵梁的下挠，在桁架中央设置斜向拉杠，强行拉起下中纵梁，给它一个预抬，有效地抵消了下中纵梁的下挠，控制好线形。在上中纵梁和下中纵梁之间设置竖向临时支撑，减小了上中纵梁的下挠。
2.5拉索安装施工
(一) 鼎山长江大桥斜拉索安装坚持上游下游同时挂索、江侧岸侧对称挂索的原则。
（二）鼎山长江大桥斜拉索为塔端张拉，施工时先安装塔端锚具，再安装梁端销轴，最后在塔端分级张拉。
（三）为减小梁端斜拉索水平拉力，塔端采用刚性张拉杆增加索长，必要时塔端采用软牵引。
技术要点
（1）上下游塔柱均有塔柱施工使用的QTZ125塔吊，挂索时用于塔端安装及空中展索；
（2）塔顶布置一台5t卷扬机，用于将斜拉索牵引入所导管，并用于提升塔柱内的千斤顶、撑脚、张拉杆等塔内设备；
（3）塔顶布置工字钢扁担梁用于承担5t塔顶卷扬机，并向上下游挑出1.5m安置导向滑轮组；
（4）桥面塔柱江侧、岸侧分别设置一台5t卷扬机，通过塔顶导向滑轮组用于提升索头至索道管位置；
（5）桥面零号节段钢桁梁附近设置一台10t卷扬机，用于将梁端索头牵引到位；
（6）在桥面对应索号梁段锚拉板外侧设置导向滑轮轮及手拉葫芦若干。每个塔柱内设置两台台600t千斤顶，手拉葫芦若干。桥面设置一台25t汽车吊，用于辅助梁段安装。
三、结语
鼎山长江大桥为跨度（216.5+464+216.5）m双塔四索钢桁梁斜拉桥，公轨两用，上层公路下层轻轨，主梁为桁架和正交异性桥面板组合体系，采用散拼架设。主墩为宝塔型结构，曲线形桥塔。大桥位于长江中上游，长江汛期水位涨幅大，地处山区，交通不便。南北岸主墩分别位于江边漫滩和岩石出露的江边，两岸边跨各设置辅助墩、交界墩，北岸跨越两条铁路。根据工程结构特点，结合地形地貌特征，南北岸主墩分别选用冲击钻孔桩和人工挖孔桩，主塔采用4.5m一个节段爬模施工以直代曲，三道横梁采用装配式支架，施加大吨位预顶力控制桥塔内力，使用辅助定位板快速定位索导管，设计制作高效张拉系统安装224根斜拉索，因地制宜制定南北岸不对称的钢桁梁架设方式等，鼎山长江大桥主桥施工技术具有工程特点，也具有与地形水文紧密结合特色，对同类桥梁施工具有借鉴与启发意义。
