高速铁路斜拉桥索塔专项施工方案研究

高速铁路斜拉桥索塔专项施工方案研究

段钰

（安徽省皖江城际六庆铁路股份有限公司  安徽 合肥  230000）

摘要：随着铁路网规模的不断扩大，铁路客货运量得到了大幅增长，高铁施工方案逐渐向着系统化、标准化的方向发展。斜拉桥作为铁路线路中重要组成部分，以其自身优越的结构性能、良好的经济指标和多变的建筑造型，在目前高铁桥梁结构尤其是大跨度桥梁结构中占有重要位置。本文基于在建铁路项目的主要技术参数及施工标准，对塔座、塔柱、索塔附属设施的施工方案及验收标准进行分析研究

关键词：高铁；斜拉桥；索塔；施工方案

0 引言

自20世纪70年代开始，斜拉桥开始在世界范围内开始被使用。随着高铁建设如火如荼，

在桥梁设计尤其是高速铁路桥梁设计中，由于需要满足列车运行安全性和行驶平稳性的要求，在目前高铁桥梁结构尤其是大跨度桥梁结构中占有重要位置[1]。

1 工程概况

本项目为新建阜阳至蒙城至宿州（淮北）铁路颍河特大桥主桥，桥址位于安徽省阜阳市颍泉区境内。桥梁结构形式为高低塔双索面混合梁斜拉桥，跨度为(31+73+230+114+40)m，全长489.5m（如图1）。主桥采用高低塔非对称边跨布置形式，小里程侧为低塔，边跨长104m；大里程侧边跨长154m。低塔设置18对斜拉索，高塔设置24对斜拉索，横向双索面布置，塔上索间距为1.8～4.5m，组合梁上索间距为10.5m，混凝土梁上索间距为8.0m。桥塔附近无索区长度为23m，跨中无索区长度为7.5m。

图1 颍河特大桥主桥立面布置图

2 索塔施工方案

2.1技术参数

本项目索塔采用C50混凝土，封锚采用C50补偿收缩混凝土。索塔钢锚箱采用Q370qE，技术标准应符合规范[2]的规定。弹性模量Es=2.1×105MPa，剪切模量G=8.1×104MPa，泊松比υ=0.3，容重按γ=78.5kN/m3，线膨胀系数α=1.2×10-5。其它连接杆件及辅材采用Q235B，其技术指标分别符合《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-2018)和《碳素结构钢》(GB/T700-2006)。

普通钢筋采用HPB300、未经高压穿水处理过的HRB400，应符合国家现行标准《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》(GB 1449.1-2017)及《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》(GB 14992-2018)的规定。HRB400钢筋应为微合金化工艺生产的，且其碳当量不应大于0.5%。

斜拉索采用Ⅱ级松弛环氧涂层平行钢丝拉索，各项指标应符合《缆索用环氧涂层钢丝》(GB/T 25835-2010)、《环氧涂层高强度钢丝拉索》(GB/T 31304-2014)的要求。公称直径7mm，抗拉标准强度为1770MPa，成品拉索弹性模量E=2.05×105MPa。

2.3塔座施工方案

本项目索塔塔座采用四棱台形式，其中687#墩塔座底面尺寸9.2×12.2m，顶面尺寸7.6×10.6m，高2m。688#墩塔座地面尺寸9.2×12.7m，顶面尺寸7.6×11.1m，高2m（见图2-3）。塔座为C40钢筋混凝土结构，687#索塔塔座混凝土方量为385.6m³，688#索塔塔座混凝土方量为402.4m³。承台施工结束后，待混凝土强度满足规范要求，作业人员对塔座范围内的承台表面凿毛处理。

图2 687#索塔塔座结构示意图

图3 688#索塔塔座结构示意图

钢筋的加工按照《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018执行。钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求，复杂的细部尺寸放大样进行。加工半成品的钢筋应按型号、规格、用途等进行编号挂牌，分别堆放。半成品的钢筋由平板车运往施工现场。由于塔座为棱台形状，上口小、下口大，在进行混凝土施工时不利于气泡的排出，从而在混凝土表面容易形成大量的气泡、蜂窝、麻面。为了保证塔座混凝土的外观质量，塔座模板采用组合钢模板进行拼装。并按照有关规范标准进行验收，满足要求才允许运至施工现场使用。

2.4塔柱施工方案

塔柱施工采用液压爬模工艺。687#墩索塔下塔柱下口尺寸为6m（横）×9m（纵），高度为12.3m，渐变为4.5m（横）×7.5m（纵），塔身中心线斜率为1：3.28塔身0-3m为实心段，3-5.8m为单箱单室空心结构，5.8-12.3m为1/2下横梁高度，内部设置上下通道。索塔混凝土采用C50混凝土，索塔大小里程侧设置Φ100mm通风孔，通风孔向外倾斜3°布置，下塔柱底内腔用砂浆砌筑10%的排水坡，并连接Φ100mm排水管，间距4m，待整个塔柱施工完毕后，封闭下塔柱排水管，防止水进入（封堵采用灌注防水砂浆或满足设计要求的密封材料）。

688#墩索塔下塔柱下口尺寸为6m（横）×9.5m（纵），高度为19.8m，渐变为4.5m（横）×8.0m（纵），塔身中心线斜率为1：6.712，塔身0-3m为实心段，3-13.3m为单箱单室空心结构，13.3-19.8m为1/2下横梁高度，内部设置上下通道。索塔混凝土采用C50混凝土，索塔大小里程侧设置Φ100mm通风孔，间距4m，通风孔向外倾斜3°布置，下塔柱底内腔用砂浆砌筑10%的排水坡，并连接Φ100mm排水管，待整个塔柱施工完毕后，封闭下塔柱排水管，防止水进入（封堵采用灌注防水砂浆或满足设计要求的密封材料）。

2.5索塔附属设施施工方案

索塔每个下、中塔柱范围内自下而上设置人行爬梯及检修平台，平台间距约2.5m。上塔柱范围内设置竖直爬梯，利用钢锚箱横隔板作为检修平台及上下通道靠近主梁附近的两侧塔柱均设置检修通道，可由桥面进入索塔塔柱。每个索塔下横梁顶部均设置一处竖直检修通道，通过竖直爬梯进出下横梁，以便检修支座、阻尼器等梁底设施。人行爬梯及检修平台均采用钢结构，支承于塔壁预埋钢板上。爬梯及平台长度随塔身的倾斜而变化[3]。

在塔顶、横梁顶预留的检修通道顶部，应设置防水人孔盖板。每个索塔在近桥面、上中塔柱交界位置均设置两处进人孔铁门，以便进出索塔对内外部设施进行检修维护。在桥塔顶部安装防雷措施，施工时注意避雷针底座、接地等预埋件。根据通信信号、电力等专业要求，结合《铁路综合接地系统》(通号[2016]9301)进行综合接地设计。其中纵向接地钢筋、接地端子、连接钢筋的材质及焊接质量应满足《铁路综合接地系统》(通号[2016]9301)和电气化接地短路最大电流以及瞬时短路冲击工频耐压试验要求，并保证耐久性要求。贯通地线施工于桥面防水层铺设和保护层铺设之间进行。

3 结束语

在铁路网规模不断扩大、高铁施工逐渐系统化标准化的大趋势下，斜拉桥作为铁路线路的重要组成部分日益显得至关重要。本文围绕在建铁路项目的技术参数和施工标准，对斜拉桥的主要构件——塔座、塔柱、索塔附属设施的施工方案及验收标准进行了深入的分析和研究，并对斜拉桥施工提供了实用性的建议。

参考文献：

[1]高富健 双层四线铁路斜拉桥索塔锚固区受力分析及疲劳特性研究［D］．重庆交通大学,2022.

[2]《铁路桥梁用结构钢》 (TB/T3556-2020).

[3]江城 斜拉桥索塔旌工技术研究[D].河海大学,2004.