山区大跨度桥梁施工技术

摘要：近年来，随着我国经济的发展，在大江大河流域及沿海地区深水、山区、特殊地质条件下不断兴建超大、超长结构的悬索桥、斜拉桥及拱桥，其建设规模国内空前，基础庞大、塔柱高耸、跨度超长。大跨度桥梁施工主要包括基础工程、索塔工程和上部结构工程施工三个方面。 本文首先分析了山区桥梁施工的特点，然后列举了山区大跨度桥梁可采用的施工方法，最后通过实例重点探讨了山区大跨度桥梁的施工技术要点。

关键词：山区；大跨度；悬索桥；索塔；加劲桁架梁 abstract: in recent years, with the development of our economy, deep water in river basins and coastal areas, mountains, and under special geological conditions of the super, super long structure of suspension bridge,

cable-stayed bridge and arch bridge, the construction scale of domestic unprecedented, base huge, pillar soaring, super long span. large span bridge construction mainly include basic engineering, cable tower engineering and the upper structure construction from three aspects. at first, this paper analyses the characteristics of mountainous area of the bridge construction, and then lists the mountains large-span bridge construction methods available now, at last, through instance probes into the mountains of long-span bridge

construction technology key points.

key words: mountain; large span; suspension bridge; cable tower; the stiffening truss beam.

中图分类号：[u24]文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013） 山区桥梁施工的特点

由于山区的桥梁多为小曲线、大纵横坡、高墩、长桥的设计。因此山区的桥梁施工也有其有别于平原区桥梁施工的特点，其特点主要为：

（一）施工组织难度大

由于桥梁路线多反复沿河岸交替设线，跨越众多沟壑，地面高差大，山区交通不便，施工材料、机械、人员调配困难。 （二）施工周期长

由于施工组织难度大，不易形成流水作业。分项分部工程的施工周期较平原地区桥梁施工周期长。 （三）机械设备和模板等施工措施投入大

山区桥梁多处深沟受地形等条件，施工便道等施工措施投入大，基础、高墩等分项工程的施工周期长，且受总工期的，各大桥的基础、高墩柱多数只能采取平行作业的施工组织方法，使其自成施工体系，机械设备、模板等很难相互调配使用，这样模板、机械设备的投入也大。 （四）施工安全风险大

由于山区桥梁基础开挖多为石方爆破开挖，且墩柱多为高墩，爆

破和高空施工作业多、风险大。 山区大跨度桥梁可采用的施工方法 （一）无支架施工

无支架施工指在施工过程中不需要借助支架或者仅需要少量辅助性支架的施工方法。无支架施工法采用自架设体系借助于吊装设备施工，桥梁上部结构进行整体或分段拼装或现浇施工。对桥梁的分段后续梁段依靠先期完成的梁段结构作为支撑，即作为施工中不靠支架而靠自身结构进行施工。 （二）悬臂施工法

悬臂施工法是指桥墩顶开始两侧对称或不对称地分段形成梁体节段，直至全桥完成。按混凝土是现浇还是预制，此法可分为悬储灌注法和悬臂拼装法。前者的梁段悬臂接长是采用挂蓝在桥位处就地灌注节段混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉力筋，前移挂篮继续下一粱段的施工。后者的梁段按长则是采用吊机吊装预制梁段就位，再张拉力筋继续下一梁段的施工。 （三）转体施工法

转体施工是20世纪40年代以后发展起来的一种架桥工艺。转体施工是在河流两岸适当位置利用地形或使用简便支架将半桥预制完成，之后旋转桥梁构件，分别将两半桥转体到桥位轴线位置合龙成桥。根据旋转方式不同又分为水平转、竖直转体和平竖结合转体。 （四）顶推施工法

对预应力混凝土粱桥顶推施工法是在沿桥纵轴方向的后台设置

预制场地，分节段预制拼装用纵向预应力筋，将预制节段与施工完成的梁体联成整体，然后通过千斤顶施力将梁段向前推出顶制场之后再继续进行下一节段的预制顶推。顶推法施工主要用于等高度桥梁施工。

山区大跨度桥梁的施工技术要点 （一）基础施工

1、深水高桩承台基础施工

（1）深水急流中大型钻孔平台设计施工技术。

水流复杂时，船定位困难；平台钢管桩刚度小，悬臂较长，水动力作用下产生涡振、易断裂。因此，采用直接利用钢护筒作为平台的支承结构的方案，研制大刚度悬臂式钢护筒导向装置，提高护筒沉放精度和速度。

（2）深厚覆盖层超长大直径钻孔灌注桩施工技术

针对不同地层选用合理钻速；配置优质php泥浆护壁，减小泥皮厚度；钢筋笼同槽制作；采用桩底后压浆法减少群桩基础沉降量，提高基桩承载能力和基础整体刚度。 （3）超大、超长钢吊箱设计与施工技术。

以苏通大桥为例，苏通大桥采用双壁钢吊箱进行承台和系梁施工，成桥后钢吊箱将成为永久结构的一部分。钢吊箱结构长118m、宽52m、高16.5 m，钢吊箱总重约6180t，首节钢吊箱高6m。采用大型浮吊整体安装钢吊箱属国内较为成熟的工艺，但对于苏通大桥北索塔基础3200t首节钢吊箱，国内没有相当起重量的浮吊。为此

采用了现场组拼，多台连续式千斤顶整体下放首节钢吊箱的方法，应用了一套可靠性设计、液压程控、信息化监控等集成技术，实现巨型异形钢吊箱平稳下放入水、精准定位。 沉井基础施工

以泰州大桥为例,采取的施工技术为: (1)下部钢沉井岸边接高

为适应洪水期安全要求，将江心墩位处临时锚固钢沉井接高优化为岸边锚地临时锚固接高，既减小接高期安全风险，又与导向定位系统平行施工，节省工期。 钢沉井整体浮运设计优化

根据浮运航线所能提供的最大水深及有效宽度，对钢沉井进行水阻力的研究与计算，确定合适的浮运动力，选择适当的拖轮数量、动力、着力位置与方向等。 优化沉井着床高度与时机

根据河工模型试验，选择适当的的水文条件与河床冲刷形态，确定适当的水位与流速、有利的着床时河床冲刷形态及合理的沉井着床高度。

(4)沉井调位及着床

沉井分阶段注水与锚墩拉缆同时进行调位，选择适当时机着床(包括潮位、平潮时间、流速等条件的选取)。 （二）索塔施工

以湖北沪蓉西高速四渡河特大桥为例说明山区大跨度桥梁索塔施工技术要点。

索塔由塔柱、横梁组成的门形框架结构。索塔承受的竖向及水平荷载极大，索塔基础采用桩基础，每个塔柱基础由18根直径2.8m的挖孔桩组成群桩基础，以微风化灰岩层作为桩端持力层，桩长深入地表20m以下，穿越溶洞发育带。同时，对桩基础底端平面以下3～5倍桩径范围内有无对桩基础有影响的溶洞进行了逐一钻探勘测。

承台平面尺寸16.4m×16.4m，厚6.0m。主塔塔高（自承台顶面起）：宜昌岸为117.6米、恩施岸122.2m。混凝土总计15875m3。塔柱为钢筋混凝土薄壁结构、c50混凝土，塔柱施工采用翻模浇筑法，每次浇筑4.5米。承台混凝土按大体积混凝土对待。 索塔施工图

对于超高索塔，大桥索塔高，线形受温度和风影响大，必须修正。线形与施工过程密切相关，必须进行控制。环境恶劣，对测量仪器和测控技术要求高。工期紧，要求能进行全天候测量定位作业。施工中的施工工艺为:

1、将连续梁施工控制方法引入索塔施工，实现全过程控制。 2、采用“追踪棱镜”技术，实时修正索塔中性位置。利用测量机器人，开发自动化监测软件，实现了对索塔线形的自动测量，克服测量对时间的，实现全天候测量放样作业。

3、钢塔柱加工时，控制焊接变形和机加工精度、工厂的立式匹

配、水平预拼装等。

4、钢塔安装过程中线形的控制与节段安装过程中的施工应力有很大关系，通过主动横撑实现。

5、由于不可能在加工厂对其进行全塔立式匹配以及桥位现场复杂的外部荷载等因素，在桥位架设钢塔过程中必须进行精密测量，以获得钢塔的精确三维姿态。 （三）上部结构施工 1、先导索架设方法

悬索桥先导索施工是拉开整个悬索桥上部施工的序幕，其施工方法有海底拽拉法、水面过渡铺设法（浮子法）、空中过渡法、拖船自由悬挂法以及直升飞机牵引法。 缆索系统施工

以湖北沪蓉西高速四渡河特大桥为例，本桥中跨主缆理论跨径900m，垂跨比为1：10，东、西锚跨和边跨均为不对称布置。本桥只在中跨设吊索，为控制主桁梁端竖向变位和适应梁段活载变幅大的特点，靠梁端塔柱内侧设塔连杆，在中跨跨中采用刚性扣以适度控制主桁的纵向变位，同时降低跨中短吊索的疲劳应力幅。 主缆索股调整分基准索股垂度调整和一般索股垂度调整两种。索股调整要求在风速较小，温度稳定的夜间进行。基准索股垂度调整方法是采用绝对高程法，一般索股垂度调整采用相对基准索股垂度进行调整。索股各跨垂度调整完成后，用拉伸器调整锚跨张力。当索股架设到一定数量后，为便于各索股的有序排列和保持形状，应

及时安装分索器和索股形状保持器。待全部索股的垂度调整结束后，使用专用紧缆设备对主缆进行紧固，紧固后的主缆直径索夹处为φ716mm，索夹间为φ724mm。索股架设水平的高低是以孔隙率达标的难易程度来衡量。 加劲桁架梁施工 （1）缆载吊机架设方法

缆载吊机在大江大河上架设该体系的加劲梁，应该说是一种较好的安装方式，其优点是：①缆载吊机可直接利用已架设好的主缆作为承重结构，无需设置支撑体系，节约投资；②由于大江大河的有利条件，安装构件（节段钢箱梁或者节段钢桁架梁）可通过航运方式，直接运输至缆载吊机下，对位直接起吊。缺点：缆载吊机不能带载在主缆上行走。 （2）桥面吊机架设方法

该种方法又叫悬拼架设法，为近年来发展起来的桁架梁架设方法。优点：① 适用山区悬索桥；②采用桥面吊机，临时工程量小；③ 设专业运梁平车，施工方便；④ 桥面作业，减少了高空作业的危险。缺点：① 采用从两塔位置向跨中的顺序进行架设钢梁，使得线形不易控制，对主体设计影响较大；②吊装的钢桁架需要永久性连接，在桥面板安装时加劲梁控制弯矩影响很大；③.因桥面吊机吊重，不能整体吊装梁段，只能吊装单片桁片，桥上组拼成整体，增加了施工难度，延长施工周期，增大了施工成本。 （3）缆索吊架设方法

缆索吊最初被称为无支架吊装，是我国70年代在大江大河上安装拱桥节段独创的一种架设方法。由于在江河中无需搭设支架，后来得以广泛应用。90年代末及21世纪初，随着大跨径悬索桥在我国大量兴起。 4、悬索的防腐处理

主缆系统是全桥的生命线，主缆防护的好与差决定了大桥的使用寿命，主缆防腐采用如下的工艺:

主缆缠丝区进行7层防护，第1层为磷化底漆，第2层为非硫化型阻蚀密封膏，第3层缠绕钢丝，第4层为磷化底漆，第5层为环氧底漆，第6层为硫化型橡胶密封剂，第7层为丙烯酸聚胺脂面漆或氟碳面漆；

主缆非缠丝区进行5层防护，第1层为磷化底漆，第2层为环氧底漆，第3层为硫化型橡胶密封剂，第4层为高强度玻璃布或橡胶涂胶布，第5层为丙烯酸聚胺脂面漆。 结语

综上，大跨度桥梁施工技术是桥梁技术中重要的一部分内容，很多桥梁特别是山区大跨度桥梁，往往就是施工过程控制了整个桥梁的设计。要建造超大型桥梁，首先必须研制一些巨型设计设备；其次必须创造新工艺，如制造自动化程度较高、较精确的桥梁构件，发展新的快速架桥技术；还必须有一套完善的超长大跨度桥梁施工计算机控制系统。在施工组织中应组织专业队伍施工，严格控制施工工艺，保证桥梁的施工质量。

参考文献

[1]陈政清，李春光，张志田，廖建宏.山区峡谷地带大跨度桥梁风场特性试验[j].试验流体力学，2008.9.

[2]罗振强.大跨度桥梁挂篮施工技术[j].科技资讯，2011.2. [3]徐刚，徐惠泉.大跨度桥梁的施工工法[j].科技创新与应用，2012.4.