钢-混叠合梁自锚式悬索桥施工技术及工程监理控制要点

钢-混叠合梁自锚式悬索桥施工技术及工程监理控制要点

李强

（广州地铁工程咨询有限公司 广东 广州 510060）

摘要：邵阳市桂花大桥是一座钢混叠合梁式的自锚式悬索桥，与传统的地锚式悬索桥相比，此类桥型能够克服地形与地质条件对于桥跨布置的限制。钢-混叠合梁的应用可以充分的发挥钢材和混凝土各自的力学性能，但是会导致此类桥型在体系转换中受力非常复杂，质量控制较为严格。通过在流程方面的优化、原材料质量、缆吊系统过程监理、体系转换的过程监理进行科学、全面、细致的监理工作，确保施工安全和质量，降低施工成本。

关键词：悬索桥；工程监理；施工技术；静载试验

1、工程概况

桂花大桥位于邵阳市国境线上G320跨越资江的一座双索塔三跨平面自锚式悬索桥：主跨为120米，边跨为60米。桥梁主体分为为主桥和引桥组成，主桥的布置：2.4米吊索区域+3.0米人行道+23.0米双向六车道+3.0米人行道+2.4米吊索区域组成，桥面全宽33.8米；引桥由3.0米（人行道）+23.0米（车行道）+3.0米（人行道），桥面宽29.0米。纵向设置两片主梁，截面类型为等高度单箱单室，分为9种类型，分为46个节段；全桥设置43对吊索，从东至西设置如下：1号索为直径165mm的刚性杆，2号到10号索采用PES7-85，11号到42号索采用PES7-73，43号索为直径165mm的刚性杆。

主桥的设计参数见表1，全桥吊索分布及立面图见图1，主桥标准截面段面图见图2。

表1 桥梁基本信息表

图1 全桥吊索分布及立面图

图2 主桥标准截面段面图

2、监理工作的难点

2.1原材料质量控制要点

主梁、索塔、下部结构、缆吊系统、附属工程各个分部工程的材料要求材料供应单位上报质量合格证明文件、检验报告及生产单位资质给工程监理建设办公室，专业监理工程师需要全部进行检查。钢箱梁以及焊接材料需专业监理工程师见证复验【1】。

1）组合加劲梁钢结构采用Q345D钢材。桥面钢构件均需做-20℃冲击韧性实验，须有-20℃冲击韧性的合格保证，并按国标（GB/T1591-2008）进行180摄氏度冷弯标准试验，要求不裂；主纵梁桥板厚度为30mm及以上的内侧腹板需采用抗层状撕裂钢材Z25，且应做“Z向”超声波探伤。

2）钢梁制造使用的材料必须符合设计要求及现行有关标准的规定，必须有材料质量证明并进行复验；钢材应按同一炉（批）、材质、板厚每10个炉（批）号抽检一组试件，焊接与涂装材料应按有关规定抽样复验，不符合要求的钢材不得使用。

3）采用超声波、射线、磁粉等多种方法检验的焊缝，应达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。焊缝的射线探伤应符合现行国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》的规定，射线透照技术等级采用B级（优先级），焊缝内部质量应达到Ⅱ级；磁粉探伤应符合现行行业标准《无损检测焊缝磁粉检测》的规定。

4）主缆施工采用预制平行钢丝索股法（PPWS法）。先在工厂内讲钢丝编成索股，每股重5t（包括卷筒重量），卷在卷筒上运至桥头，用牵引索将索股安装到位。在主缆架设过程中，需不断测定主缆线型，以保证全桥整体线型符合设计要求。

2.2缆吊系统工作监理

1）先设置猫道、牵引索、索股放送机、导向滚轮和横向吊架等，索股用牵引系统沿导向滚轮牵引直至纵向就位后，再用横向吊架横移就位，将索股张拉端装入导管，并进行调股。

2）索夹由塔顶向跨中和边跨处逐只安装。索夹线吊至塔顶，然后用专用小车沿主缆运至安装位置，先将两半锁夹就位合拢，穿入螺杆并初紧，每根M39螺杆初拉紧力（初始安装力）为611KN。在吊索安装张拉完毕，主缆防护前以及成桥后10个月，分三次张拉，补足螺杆压力至611KN。

3）结构状态测试；现场监控的测试是对施工过程的检验手段，主要有前期测试和测量数据的收集（包括索股钢丝的弹性模量、吊索弹性模量、塔柱弹性模量）和施工过程中现场跟踪测试。施工过程中现场跟踪测试主要包括以下内容：主缆锚跨索股拉力及吊索拉力测试、几何测试、温度场测试、主塔应力和主梁应力测试。

4）几何测试；缆吊系统的施工是悬索桥施工的关键阶段，需要大量的施工测量及测量监理工程师的复验。为了保证施工测量的精确以及达到复核的目的，在施工测量控制网的基础上，加密局部测量控制点，且为便于测量结果比较及应用，监控测量按与施工测量同网、同基准点的原则进行【2】。

2.3体系转换过程及工作监理

自锚式悬索桥的体系转换有两种思路：一种是“边中共进”，即边跨和中跨的吊索同时张拉，另一直是“先边后中”即先对边跨的吊索进行张拉，然后跨中吊索的张拉【3】。为保证成桥后的施工质量，自锚式悬索桥体系转换的过程应遵循以下四个原则：目标原则，即体系转换后成桥的参数与理论的差值尽量小；几何相容原则，即体系转换完成后吊杆在纵向的位置不应与钢套筒接触；受力安全原则，加劲梁的强度度，刚度，稳定性应达到设计要求；经济性原则：选择应用机械台班、物料使用相对较少的体系转换方案。根据上述的思路和原则，桂花大桥采用的体系转换方案如下表：

表2 邵阳市桂花大桥体系转换方案

2.4静载试验

桂花大桥为湖南省内当时在建第二座自锚式悬索桥，设计新颖，位置特殊，地质条件复杂，施工条件制约因素很多，施工技术难度高。因此为保证大桥的设计、施工质量，成桥之后需对其进行桥梁成桥荷载试验现实意义。成桥荷载试验是质量控制重要一环。按照设计要求，桂花大桥成桥荷载试验主要有三个方面的工作内容，即桥梁实际情况调查、静载试验和动载试验，具体工作内容如下【4】【5】：

1）确定工作小组。根据成桥荷载试验三方面的工作内容分别成立三个工作小组（桥梁实际情况调查组、静载试验组、动载试验组），明确责任分工，建立完善的试验流程、准备好试验设备和应急物资，确保成桥荷载试验顺利进行。

2）以成桥荷载试验指令单为中心。严格按照荷载试验指令指令单和工作程序进行试验，监理单位与设计单位全过程监督此次试验，并在各项目对应的指令单上签字。静载试验分为8种工况。静载试验荷载采用车辆加载，每种工况下的静载试验加载指令对荷载值、车辆位置及数量、车辆的运载量等均有明确的规定。由于车辆的数量和质量直接影响静载试验的准确性，因此监理应保证严格按照静载试验指令施加荷载，全过程监督静载试验荷载是否达到设计要求。通过现场督查看车辆装载过程确保每个车辆的重量量满足设计要求，并按静载试验指令表中开于指定区域。

3）动载试验的设计。动载试验是利用车辆荷载(或环境)激起桥梁结构的振动，然后测定其固有频率、阻尼比、振型、冲击系数、行车响应等参数，从而判断桥梁结构的整体动力刚度、行车性能。邵阳桂花大桥的动载试验主要由两部分组成，即脉动试验和强迫振动试验，分别测试桥梁的自振特性和在车辆荷载作用下的动力响应。

4）监测点的布置。荷载试验测点布置前，测量监理工程应对现场测点的位置进行复测，全部吊索的索力需全部进行复测对比，保证不会漏测，错测。

2.4全过程监理工作总结

钢混叠合梁自锚施工是一项技术要求高、施工难度大的工程项目。在整个施工过程中，施工监理团队严格按照国家相关规范和设计要求，对施工全过程进行了细致的监督和管理，确保了工程质量、进度和安全。以下是对该施工全过程的监理总结：

1）施工准备阶段的监理工作

在施工准备阶段，监理团队首先对施工单位的施工方案进行了全面审查，确保方案的科学性和可行性。同时，对施工图纸进行了详细的技术交底，明确了施工要点和技术要求。监理团队还对施工现场进行了实地勘察，评估了施工条件，提出了针对性的改进措施，为后续施工奠定了基础。

2）材料和构件质量控制

监理团队对进场的钢材、混凝土等主要材料进行了严格的检验，确保其质量符合国家标准和设计要求。对于预制构件，监理团队检查了其尺寸精度、表面质量等，确保构件质量合格，为后续施工提供了保障。

3）施工过程中的质量控制

在施工过程中，监理团队密切监督了钢混叠合梁的安装、焊接、混凝土浇筑等关键工序。在钢梁安装过程中，监理团队检查了其位置、标高、垂直度等，确保安装精度符合要求。焊接过程中，监理团队监督了焊接工艺的执行，检查了焊缝的质量，确保焊接接头的强度和密封性。混凝土浇筑时，监理团队监督了混凝土的配合比、浇筑工艺和养护措施，确保混凝土的强度和耐久性。

5）安全管理

6）安全管理是施工监理的重要组成部分。监理团队始终将安全放在首位，监督施工单位严格执行安全技术措施，定期进行安全检查，及时发现并消除安全隐患。同时，监理团队还对施工人员进行了安全教育培训，提高他们的安全意识和自我保护能力。

5）工程验收

施工完成后，监理团队组织了工程的验收工作，对钢混叠合梁的结构尺寸、外观质量、功能性能等进行了全面检查，确保工程质量符合设计要求和规范标准。

3、结语：

邵阳市桂花大桥属于建设难度大的自锚式悬索桥，对施工监理人员的素质和要求较高。从监理队伍完善工作准备到创新的材料设备以及从业人员的提升，对提高施工质量和施工效率有积极的促进作用，同时为类似工程的监理工作起到一定的借鉴意义。通过施工监理团队的全程监督和管理，自锚式钢混叠合梁施工得以顺利完成，工程质量得到了有效控制，安全管理得到了加强，为工程的长期稳定运行提供了坚实保障。

参考文献：

[1]常金叶.混凝土自锚式悬索桥施工控制研究[J].工程技术研究,2019,4(24):72-73.

[2]刘为民,赵欣欣.钢梁制造监理控制要点[J].铁道建筑,2015(2):47- 51

[3]高杨.自锚式悬索桥的施工监理[J].山西建筑,2009(33):230-231

[4]王萍.空间曲梁单边悬索桥的质量监理[J].建筑施工,2015,37(12):1377-1378.

[5]大方.大跨径悬索桥静载试验与有限元分析[J].低温建筑技术,2017,39(04):45-48.