胡柱奎 （中铁四局集团第一工程有限公司，安徽 合肥 230041）
1 引言
随着矮塔斜拉桥的广泛应用，我国矮塔斜拉索桥梁施工技术得到了快速发展，与此同时，人们对矮塔斜拉索桥的施工要求越来越高，其施工安全、质量控制、施工进度也成了备受瞩目的问题。面对当前市政交通建设的紧张需求，梳理出矮塔斜拉桥支架现浇施工的关键技术及其控制要点对于工程项目的建设意义具有决定性作用。
2 工程实例构造及施工条件概况
郑州市郑东新区北三环跨东运河矮塔斜拉桥为双幅独塔双索面不对称斜拉桥结构，跨径为（80m+112m）不等跨斜拉桥 +（40m+40m）连续梁，总体布置如图1所示：
图1 郑东新区北三环跨东运河斜拉桥立面布置图
主梁（80m+112m）主墩处设置横梁，实现塔梁固结。主梁按80m边跨（含压重段）+7.5m塔梁固结段+112m中跨设置。主梁为纵横预应力混凝土箱梁，采用变截面单箱四室连续梁及等高分离式双箱单室预应力箱梁；通过中央底板开口逐渐形成分离式双箱单室梁，分离式双箱通过横向预应力钢绞线连接。桥面宽29.5m，外悬臂2.755m；主梁高度2.8m，顶板厚30cm，底板厚35cm，边腹板厚30cm，中腹板厚45cm。
3 主梁支架现浇施工方法概述
本文所论工程实例采用同步依次分节段浇筑索塔和主梁，待梁和索塔施工进度满足预设的要求后，提前安装部分斜拉索，从而拆除主梁翼缘板范围承重支架，由已安装的斜拉索和主梁底板范围内支架共同维持架体稳定性；主跨主梁分为55.7m+52.5m两个节段，边跨主梁分为39.75+35.5m两个节段，如图2所示。
图2 总体施工方法示意图
4 关键技分析
根据调查类比，市政矮塔斜拉桥主梁一般呈现以下构造特点：主梁宽度大，单位断面内混凝土方量大，施工质量控制难度大；主梁纵向纵大，高差大，纵坡产出的水平力比较大，对支架稳定性要求高，混凝土质量也不易控制；因提前张拉主梁横梁处预应力，斜拉索提前安装并预张拉协助梁底支架承重，可先将主梁翼缘板部分支架拆除，从而实现力学体系转换，由斜拉索和主梁底板范围内的支架共同承重，保持结构稳定性。
基于以上考虑，采用分段浇筑可以降低单次混凝土浇筑方量，提高混凝土浇筑质量；采用分段浇筑可以降低浇筑段两端高差，降低纵坡高差引起的水平力；此为，可以实现已浇筑节段的提前穿挂索；其核心内容是探索每节段支架体系设计和支架变形量（预留量）控制。
4.1 支架体系基本构造要求
对本工程实例而言，为确保满意主梁结构特点要求，支架体系设计从以下几个方面进行探索：
①横梁位置是索力着力点，张拉过程中索力变化导致梁体发生变形或者位移，横梁位置应加密；
②因翼缘板提前拆除，拆除后全断面荷载由箱底范围支架承担，引起支架内力重新分配，此范围内立杆按照梅花桩布置，增加其体系转换后的刚度和稳定性；
③支架在纵向范围内如何满足索力张拉各工况期间所产生的对支架的最大反力，保证索力张拉各工况的唯一性和独立性（即前个工况结束后，支架不发生变形，以此保证在下个工况开始前整桥的力学状态符合前个工况的理论计算状态；同时，也给下个工况提供理想的边界条件），考虑采用全范围内立杆梅花桩布置的形式。
④水平力克服，特殊加密纵向剪刀撑、水平剪刀撑。
4.2 纵向水平力消除技术
①纵向剪刀撑设置
为抵消支架高差、梁的纵坡、分节段浇筑和纵向预应力张拉产生的纵向水平力，采用在满堂碗扣支架内添加纵向水平剪刀撑，同时加密纵向剪刀撑的方式抵消产生的纵向水平力。剪刀撑布设：支架体系支架高于6m处设置纵、横、水平三向剪刀撑，均采用Φ48×3mmQ235钢管布设。每道剪刀撑跨越立杆的根数设置在5～7根之间,每道剪刀撑的宽度不小于4跨，且不小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45。～60。之间，由底至顶连续设置。
纵向剪刀撑横向布置在架体外侧、箱室内两个腹部底部、箱室底部中部、中间顶板中部各一道，每个横断面共设置9道纵向剪刀撑如图3所示。
②特殊横向剪刀撑设置
在整个施工阶段中，横梁位置是最大支撑点，对架体的纵向抗倾覆至关重要。本工程实例中，除了正常设置横向剪刀撑之外，在每道横梁的边界处均设置横向剪刀撑，以次增强支架体系全长范围内所有支撑点的纵向稳定性。其设置如图3所示。
4.3 斜拉索提前预张拉、架体发生体系转换的翼缘板支架提前拆除设计探索
因采取分段浇筑主梁，主塔两侧第一段主梁浇筑后，可以提前穿挂索，并赋予一定初始张拉力，利用斜拉索的水平分力协同主梁底板部分支架维持纵向稳定性；斜拉索的竖向分力协同主梁底板部分支架维持竖向稳定性。
图3 纵向剪刀撑布及横梁处剪刀撑置图
主梁翼缘板外侧模板及支架按照提前拆除设计，支架和主梁受力发生变化，横桥向拆除支架前后的结构状态如图4所示。
图4 拆除翼缘模板及支架示意图
利用有限元软件midas civil2015建立了主梁的实体模型进行计算分析，纵桥向选取12m梁段作为计算单位，梁段内包含2道横隔板，满堂支架按钢管支撑位置使用只受压弹性连接模拟。计算结果显示，翼缘板外侧模板及支架拆除后，支架反力发生较大变化，计算支架反力、位移云图、拉应力云图如图5～图7所示。
经汇总后，计算主梁翼缘板外侧模板及支架拆除的结果如表表1所示：
拆除翼缘模板及支架前后计算结果 表1
从计算结果看出，本工程实例主梁分节段现浇支架体系设计满足施工安全和质量要求。值得注意的是：对于类似工程，必须提前与设计院协商提前张拉横梁处横向预应力，方能克服对应束斜拉索施加初始张拉力，横梁提前介入梁体横向稳定工作状态的设计难点；翼缘板与箱室底板相交处也提前联系设计院做加强处理，方能满足支架体系转换后着力点最大反力的变化。
图5 拆除翼板支架前后支架最大反力（kN）
图6 拆除翼板支架前后主梁位移（mm）
图7 拆除翼板支架前后主梁拉应力（MPa）
4.4 支架预留量及变形控制
施工期间对支架变形和梁体在不同施工阶段的变形监测，需监控单位配合提供。主梁底板高程设置，应考虑预留量：索力张拉引起的高程变化、梁体自重引起的高程变化，需要理论计算资料和过程预压资料的收集、整理；每个节段的预压，重点在于相邻两节段连接部位同步预压。
5 结论
主梁采用分节段支架现浇可以加快施工进度，同时穿索和张拉会更加省时省力，并且可以根据理论计算对有条件的梁体采用，使用范围较广。本文所探索的支架体系设计适用于大节段大体积大纵坡混凝土节段施工，实现支架体系的有效转换。
此外，对翼缘板支架及钢模及时进行拆除和周转，灵活方便，节省大量施工成本，产生巨大经济效益。对于斜拉索初次调索之后二期恒载之前的脱架，拆卸方便，加快工期。为今后类似工程提供了有价值的借鉴意义；同时，也有许多不足及改进之处，在今后类似施工中逐步完善。
