１８８管理施工 城市道桥与防洪 ２０１４年８月第８期 结合梁斜拉桥塔梁同步施工有关问题探讨 蒋小奎 （甘肃长达路业有限责任公司，甘肃兰州７３００７０） 摘 要：”塔梁同步”施工方案改变了过去先主塔后主梁的施工模式，可以适当缩短施工工期、改善高桥塔在施工期间的抗风 稳定性。但缺点是塔、梁施工在空间和时间上均有交叉，同时也增加了主塔位移控制的难度，需要考虑施工方案对结构带来的 影响和提出必要的控制措施。以河口大桥为例，通过有限元仿真分析了塔梁同步施工对斜拉桥整体结构受力性能的影响，探讨 了塔梁同步施工的影响因素，提出了塔梁同步施工的控制要点和条件。 关键词：斜拉桥；塔梁同步施工；影响因素；控制要点 中图分类号：Ｕ４４５．４５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１４）０８－０１８８—０３ ０前言 道的重点桥梁工程，为跨越黄河河口水库而设。该 桥主桥为双塔双索面结合梁斜拉桥，主跨跨径 斜拉桥由于合理地利用梁、塔和高强度斜拉 ３６０ ｍ，边跨１７７ ｍ；两边跨各设一个辅助墩，主桥 索各自的材料和力学特点，在跨越大的障碍或河 桥跨布置为７７ ｍ＋ｌＯ０ ｍ＋３６０ ｍ＋ｌＯ０ ｍ＋７７ ｍ，主 流时常作为优先桥型之一… 。在斜拉桥的施工 桥共长７１４ ｉｎ，见图１。 中，为确保主塔施工的安全，避免塔梁空间交叉施 工带来的施工难度和安全风险，通常采用“先塔后 梁”ｆ４１＿【。】的施工方案，即：在主梁施工开始之前将主 塔施工完毕，塔梁施工相互分离。“先塔后梁”是斜 拉桥施工规范中推荐使用的施工方案。但随着斜 拉桥设计理论的不断完善及施工水平的不断提 高，桥梁建造者总寻求新的突破，在绝对保证桥梁 安全的前提下，根据不同桥梁建设工期或其它实 际需要优选施工方案。特别是近年来，时间和劳动 力成本的提高，在工期较近或高塔的情况下，工程 师开始尝试塔梁施工相互交叉的施工方法，即“塔 圉１斜拉桥简图（单位：ｍｍ） 梁同步”施工［９１－［ 。“塔梁同步”施工其优点是可以 缩短工期，节约时间成本，改善高桥塔在施工期间 主桥桥塔：采用钢筋混凝土Ａ型塔，塔身采用 的抗风稳定性，且总体上方案一般是经济合理的。 外侧圆弧凸起的箱型截面，截面横向宽度４５０ ｃｍ、 但是“塔梁同步”施工也存在着许多难点或缺点， 纵向宽度７００ ｏｍ。在塔顶设空透隔板连接，塔柱底 主要是塔、梁施工在空间和时间上均有交叉，增加 设底座。每个桥塔设２０根 ２．５ ｍ的灌注桩，塔桩 了安全风险，需要增加许多临时安全控制措施，同 长３５ ｍ，均按端承桩设计。 时也增加了主塔位移控制的难度。为弄清楚“塔梁 主梁采用工字钢一混凝土结合梁，结合梁梁 同步”施工可能带来的问题和提出必要的控制措 高２．８３ ｍ（钢主梁中心处）、３．０６ ｍ（桥梁中心处）。结 施，本文以河口大桥的“塔梁同步”施工过程为对 合梁的钢梁主要由工字形纵梁与横梁构成，横梁之 象，探讨斜拉桥“塔梁同步”施工方案对结构整体 间设置３道小纵梁，以增加桥面板横向分块，降低 受力的影响以及有效的控制措施。 桥面板吊重和稳定横梁，小纵梁上设有橡胶隔离 层，不参与桥面板整体受力，钢主梁上采用锚拉板 １工程概况 的斜拉索锚固构造形式。主梁梁段间采用Ｍ３０高强 河口大桥是兰州（新城）至永靖沿黄河快速通 螺栓工地连接。塔根处纵梁长度为１６ ｍ，其余段梁 标准长度为１２ ｍ，纵梁接头设在两横梁中间部位。 收稿日期：２０１４—０４—０４ 作者简介：蒋小奎（１９６９一），男，甘肃白银人，高级工程师，从事 、结合梁的混凝土桥面板采用分块预制吊装、 公路建设技术管理工作。 板间设纵、横向现浇缝的方式连成整体，预制板存 １９０管理施工 一，Ｒ越般 １５Ｏ １００ ｓ。 。 ．城市道桥与防洪 ２０１４年８月第８期 柱垂直度、塔支顶端偏位和最不利截面压应力能 墨 糍 。 ㈨ 啪 伽得到有效控制，对主塔施工的控制是塔梁同步施 ㈣ 。 ㈣ 伽 跏 啪 日５０ 顺桥坐标／ 图６梁成桥应力对比图 ■左塔先塔后粱 左塔成桥索力对比 频率，在放样时进行主塔偏位修正。确保主塔的垂 羁羁弱话羁弱辐弱弱量翥是是蟊蟊蠹君蠹暑羁霜蟊羁蟊羁螽蟊羁 直度符合施工精度要求。 索号 （３）塔梁同步施工中，交叉作业多，安全风险 大，施工中根据现场情况分别采取以下措施进行 ｉ ｉｉｉ：Ｉ＿．＿．－＿．－－．１．－．－．＿．－＿．Ｉ．＿．－＿＿．－．－．＿ ．置嚣 面 嚣嚣磊嚣要是嚣蟊 嚣嚣是 嚣君蟊嚣 索号 工控制的重点和难点。 具体控制措施： （１）塔梁同步施工时主塔整体刚度和横向联系 都很弱，上塔柱底面截面压应力储备也较少。措施 是在塔柱施工完成１４节（中横梁以上，塔７＃索锚 固点位置）并保证２８ ｄ强度后才进行首根斜拉索 张拉施工，确保两个塔支之问的横向联系和整体 刚度，以限制塔支顶端产生过大位移，确保塔柱截 面应力安全。 （２）索力控制要兼顾主梁线形和主塔偏位同时 达到控制目标。采取的措施是增加塔顶位移观测 蟊 ｊ：ｉｊ：－●．－．一．Ｉ．＿．＿．１＿．＿．１．＿．＿．＿Ｊ．＿．Ｉ＿＿－ ．图７成桥索力对比图 安全控制：ａ．塔梁同步施工时，爬架上设置密目 网、塔柱水平撑上设置安全防护棚、塔柱下放设置 过人通道等多种措施防止高空坠物；ｂ．塔柱２０ ｍ 范围内采用石棉布对斜拉索进行包裹保护，防止 塔柱施工中电焊火花等烧坏斜拉索。 ４结论 针对河口大桥“塔梁同步”施工方案，进行了 “塔梁同步”与“先塔后梁”两种施工方案的对比分 是一致的；两种施工方案结构各组成部分的内力 或应力的差异值小于１％。仅索塔塔顶的竖向位移 出现了较大的位移偏差，偏位相差最大为９ ｍｍ， 这是因为塔梁同步施工中，塔顶节段的安装时间 和工况状态与“先塔后梁”方案不同所导致的。因 此，从结构受力的角度，河口大桥塔梁同步施工方 案是可行的，而塔顶偏位的差异可以通过施工控 制予以调整。 析，提出了有效的控制措施，通过该桥实例表明： （１）“塔梁同步”施工方案对结构内力、应力的 影响很小，对桥塔位移的影响较大；从结构受力的 角度，河口大桥塔梁同步施工方案是可行的。 （２）“塔梁同步”施工方案对主塔的影响远大 于主梁。但是，只要提出有效的控制措施，可以保 证“塔梁同步”方案的顺利进行。 （３）“塔梁同步”施工方案能缩短工期，取得经 济效应，但增加了施工平台和控制难度。 参考文献 …１徐君兰．大跨度桥梁施工控制［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００． ３施工控制措施 塔梁同步施工主要特点：（１）缩短工期，节约 时间成本，改善高桥塔在施工期间的抗风稳定性； （２）塔、梁施工在空间和时间上均有交叉，增加了安 全风险，需要增加许多临时安全控制措施；（３）塔、 梁、索在施工过程中相互影响，增加了主塔位移控 制的难度；（４）主梁施工中，尤其是斜拉索张拉施 工，不可避免的对主塔造成扰动，对主塔新浇筑混 ［２】向中富．桥梁施工控制技术【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００１． ［３】ＪＴＧ Ｄ６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范【ｓ］． ［４】陈德伟，郑信光，项海帆．混凝土斜拉桥的施工控制【Ｊ１．土木工程 学报，１９９３，２６（１）：１－１１． 凝土形成质量隐患。 本文分析表明：塔梁同步施工对结构整体受 力的影响很小，对桥塔偏位的影响较大；总体上， 塔梁同步施工对塔柱的影响远大于对主梁的影 响，在塔梁同步施工时必须根据实际情况确保塔 ［５】杜蓬娟，黄才良，张哲．公和斜拉桥施工控制［Ｊ】．大连理工大学学 报，２００３，４３（６）：８３—７８６． 【６］陈德伟，范立础，项海帆．独塔斜拉桥（广东三水桥）的施工控制 ［Ａ］．第十二届全国桥梁学术会议【ｃ］．１９９７，３４１—３４７． 【７］刘文会，王凤国，辛伟．独塔无背索斜拉桥主塔施工控制仿真分 析【Ｊ］．桥梁建设，２００５（５）：６６—６８． （下转第２０２页） ２０２管理施工 城市道桥与防洪 ２０１４年８月第８期 坏时，提前发出预警，提醒隧道养护人员做出相关 响应，避免隧道进一步劣化。 例如，在传统的隧道中，可能发生“恶化”级别 道、长江西路隧道等多个城市道路盾构隧道，尽管 目前尚未将本文中的数据记录与编码方式上升为 标准性文件，但在现有的工程应用中得到了一定 的认可，具有推广价值。 盾构隧道建设与养护一体化平台包含了盾构 的地方会被认为是病害，继而对该处进行修补，而 在本文中，系统中用五种颜色来表示隧道各衬砌 环不同的状态，养护人员不仅可以看到各环的总 体状态，从而了解到隧道哪些地方有问题，哪些地 方问题比较严重，也能看到每环的历史状态，从而 分析哪些地方虽然尚未达到“恶化”级别，但可能 即将发展成病害，并及早进行处理，从而避免隧道 不良问题的进一步发展。 此外，数据平台设计了邮件自动提醒的功能， 系统内部设置了“危险数据红线”，将当隧道检测 数据录入进去之后，系统将在内部进行运算，并分 析出整个隧道的服役状态及各部分细项的基本情 况，并定时向项目负责人发送邮件，而一旦当系统 认为隧道服役状态达到或超过“红线”所规定的危 险数值时，系统将立即向相关负责人发送邮件，并 给出维护建议，见图ｌ３。 隧道管理全寿命周期的数据信息，这对Ｔ程建设 与养护人员提供了更快捷的数据管理与查询方 式，可大大降低Ｔ程建设与养护费用；同时，盾构 隧道建养一体化信息平台的使用可在行业内可进 步推动信息化，从而使不同部门、不同人员，乃 一至不同隧道之间实现数据交换与共享，从而建立 更加高效的盾构隧道“数字化博物馆”。 参考文献 【ｌ】Ｊ．Ｒ．Ｇｒｅｅｎｗｃ￣Ｍ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｇｒｎｕｎｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｄａｔａ［Ｊ］．Ｇｒｏｕｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｓｅｐｔ．１９８８．３６—４１． ［２】Ｍ．Ｒ．Ｈａｌｆａｗｙ．Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍ（Ｍｅｌｓ ａｎｄ ｆｅｄｅｒａｔｅｄ ｓｏｆ｜ｗａｒｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｉｎｆｒａｓｔｎｌｅｌｕｒｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎ！ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１０（１９）：４３３ ４４６． 【３】Ｃｏｒｅ Ａ—Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ Ｅａｒｔｈ：Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｕｒ ｐｌａｎｅｔ ｉｎ ｔｈｅ ２１ ｓｔ ４结论与展望 本文设计的盾构隧道建养一体化信息平台， 主要参照了相关盾构隧道的服役性能评价规范 （地方规范），具有一定的应用意义；而平台中记录 ｃｅｎｔｕｒｙ［Ｒ１．Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ：Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ，１９９８． 【４１朱合华。从数字地球到数字地层一岩土工 发展新思维…． 土 工程界，１９９８（１２）：Ｉ５—１７． 【５】王长虹．数字地下空间与工程数据管理核心技术研究及其心用 ［Ｄ］．上海：同济大学，２００８． 【６】ＤＧＴ ＪＯＢ一２１２３—２０１３，盾构法隧道结构服役性能鉴定规范ｆＳ１． 数据的方式参考了上海市长江隧道、迎宾三路隧 赫崩憾患 簟糙詹 抖件煮蕾！ＡＬＬ 序号 ｔ 髓－ＡＬＬ 撵作 ｌ童芷薯 列醐｛ ｜赶器蛾 睡辩名舜 郎嚣黉掣裳进耐问 邮件氟糟 器 膏事冉阵 口 ｝≈件 。棚潮 日档件 日黼脚 枷川 ’ ２ｏ体’斗¨ １２１ ，记晕＾ｌ 虹 瑟 圜圈罄盈引圜衄 车港拆 生Ｈ 图１３系统邮件提醒功能 ＋＊＋”＋一＋一十－＋＊＋－＋＊十－＋＊＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋一＋一十－＋－＋－＋－＋－十－＋－＋－十一十－十一十－十－十－＋一—十一—。 －—’ ＊—。 －十－—’ —‘ 。— （上接第１９０页） 【８】代皓，张瑞霞，张敏．黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分 析［ＪＪ．桥梁建设，２０１２，４２（５）：９—１４． 【ｌ ｌ】熊邵辉，卓静．马岭河斜拉桥塔梁同步施 Ｔ 研究与施工控制［ＡＩ． 第十九届全国桥梁学术会议论文集（上册）ｌＣ１．２０１０，５９１—５９６． ［９】顾安邦，张用水．桥梁施工监控与控制【Ｍ】．北京：人民交通出版 社，２００１． ［１２】孙全胜，孙永存，等．斜拉桥塔梁同步施工 控制技术的研究…． 公路，２００７（４）：８８—９１． 【１０】孙全胜，孙永存，等．斜拉桥水平转体施工主梁脱架影响分析 …．公路，２００７（３）：７３—７５． 【ｌ３】蒋本俊，刘生奇．武汉二七长江大桥主桥桥塔施工关键技术…． 桥梁建设，２０１２，４２（３）：７—１３．