城市大跨度高架桥施工难点与施工关键技术分析

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摘要：本文通过以我国的苏通大桥、泰州大桥以及贵州坝陵河大桥施工建设的实例进行参照和分析，论述其大跨度桥梁结构以及关键技术的节点进行分析，并提出相应的施工和控制的关键技术措施和建议。

关键词：大跨度 高架桥施工 关键技术

大跨度桥梁的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。针对桥梁结构的不同，其有着不同的施工技术特点，针对不同的施工特点和所处的不同环境应该选择合理的施工技术和方法。大跨度桥梁的施工技术是桥梁技术中的重要内容，要建造超大型桥梁，对大跨度桥梁结构的施工工艺研究是保证桥梁结构建设的

一、大跨度高架桥结构分析和关键技术

随着科技的不断进步和人类社会发展的需要，当前我国不断建设和实现了很多大跨度的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥。在过去的10年中，我国的大跨度桥梁蓬勃发展，修建了一大批结构新颖，技术复杂，设计和施工难度大的大跨度桥梁。在这些桥梁中，发展最快，技术最成熟的当属斜拉桥了。由于有着很大的跨越能力，较好的稳定性（刚度比较大），还有其优美的外形，所以被广泛采用。而我国已成为世界上拥有斜拉桥最多的国家，在世界10大著名的斜拉桥排名榜上，中国的就占了8座，其中以主跨1088m的苏通长江公路大桥为之最，居于世界斜拉桥之首。虽然斜拉桥有众多的优势，但是其缺点还是很存在的。首先就是其稳定性，与悬索桥相比，其稳定性较好，但是与梁桥和拱桥相比，还是差很多，尤其是在沿海风力较大的地区，其抗风性仍是一个重要的问题。其次是其昂贵的造价，与梁桥相比，其造价要高出好几倍。还有后期的维护费用就极其昂贵。

以下就斜拉桥、混凝土桥、悬索桥的施工关键节点进行分析。

二、大跨度高架桥施工关键技术

当前大跨度高架桥梁施工的关键技术有主桥结构体系、抗风性能、抗震性能的研究。主桥结构体系主要针对桥梁对静、动力反应敏感，为改善结构性能，桥梁结构体系进行研究 设计采用阻尼装置，设计要求高、参数复杂，国内没有类似工程经验；抗风性能研究针对风荷载是桥梁的控制荷载之一，对结构设计影响大桥梁风致振动是桥梁设计必须解决好的关键问题，必须采用风洞试验对风动力参数及结构抗风性能进行研究为保证桥梁安全，需采取必要的减振措施； 抗震性能研究主要针对软土地基条件下，进行设计大地震动参数对桥梁结构产生的因素进行地震动力反应、抗震计算方法、以及如何采取减、隔震或消能措施；

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。

1、沉井基础施工特点

沉井基础施工时有以下特点:沉井基础采用格仓结构,整体尺寸庞大；水中沉井一般采用钢混结合形式,其施工尤其困难,钢沉井浮运定位较为困难；沉井定位精度要求较高,沉井下沉偏位难以控制；沉井下沉时和下沉后会引起河床冲刷,需选择合理着床时机和着床状态。基于上述特点,以我国“泰州大桥”为例,采取的施工技术为: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。

2、混凝土塔索施工难点

混凝土塔索施工时，由于索塔本身塔身的高度较大。因此，索塔预应力锚固多采用钢锚箱或钢锚梁结构,这样往往带来其结构的尺寸和重量巨大,对安装和定位产生较大困难。

以我国“苏通大桥”为例，苏通大桥采用爬模系统进行塔身混凝土施工,保证了其塔身线形设计。同时钢锚箱(钢锚梁)均有工厂进行统一制造,每五个节段进行一次立式匹配。采用工厂制作-现场安装一体化的精度管理技术,对安装的全过程进行了几何控制。通过工厂内建立微型测量控制网，提升了钢锚箱(钢锚梁)的制作精度和预拼装精度;从而大大确保了首节钢锚箱(钢锚梁)的精确定位。

另外，钢塔节段安装通过满足接口精密对位和金属接触率,再现工厂预拼装线形。通过大吨位塔式起重机,起吊钢塔节段安装。针对曲线形钢塔采用可调节段、在钢塔节段安装过程中设置主动横撑以及钢横梁的自然合龙等技术,并与高精度的施工监测相结合,完成曲线钢塔。对于超高索塔, 大桥索塔高,线形受温度和风影响大,必须进行修正。线形设计与施工过程密切相关,必须进行控制。

3、斜拉桥施工技术特点

针对斜拉桥的主梁施工特点是斜拉桥跨度大、桥面宽。主梁通常采用钢箱梁结构,其节段重量较大,需要较高起重能力的起吊安装设备。斜拉桥主梁安装单双悬索长度较大,对其抗风稳定性能要求尤为重要。以苏通大桥为例,采用的施工技术为:长索采用梁端卷扬机、钢绞线和硬张拉杆软硬组合三级牵引、张拉工艺。长索梁端牵引导向装置与桥面吊机一体化设计,减轻了悬臂前端荷载,实现设备多功能化。

4、大跨度悬索桥施工特点控制

主缆施工时:采用水下、水面(浮吊)和空中过渡法(直升飞机、气艇、火箭等)架设先导索,安装锚道；采用门架单线或双线往复式牵引系统架设PPWS法主缆索股,主缆架设效率较高；通过精确调整基准索线形及锚跨张力,保证主缆索股安装质量和索股均匀受力。对于钢桁加劲梁施工,以贵州坝陵河大桥为例,施工特点为:钢桁加劲梁主要应用于双层桥面或公铁两用以及山区峡谷间的悬索桥；长大跨度桁架梁节间主要采用高强螺栓连接,其梁段架设多采用塔端向跨中悬臂拼装方法。施工时: 钢桁加劲梁采用桥面吊机吊装,并采用平面结构悬拼法由两侧索塔向跨中推进。钢桁架的架设采用有铰的逐次刚接法,在主桁架多个节间的上弦杆设置临时铰。并在设铰节间的主横桁架上(下)横梁之间设置抗风拉索。

三、总结

大跨度桥梁的施工是一个系统化的过程，在施工中要对易发生的施工节点进行有效控制，并针对施工过程中关键的施工环节选择合理的施工技术和方法。大跨度桥梁的施工技术是桥梁技术中的重要内容，必须要确保较好的施工工艺中，在进行严格的控制原则，唯此才能确保大跨度桥梁结构的施工建设的顺利完成。

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，在施工过程中对索力、梁和塔的位移、应力等，由计算机跟踪控制，确保施工安全和质量。大跨度桥梁结构的施工工艺研究是一门迅速发展的学科，它对保证桥梁结构建设的顺利完成具有特别重要的意义。

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