试论斜拉桥结构特征及施工质量控制

摘要：工程质量的控制是工程建设管理的核心内容。本文选取了斜拉桥工程建设的施工质量控制作为研究对象，文章首先分析了斜拉桥的一般结构特征，以揭示施工质量控制的内容。然后从施工管理的角度对影响斜拉桥施工质量的因素进行了归纳，进而从施工技术和工程管理两个角度对提高斜拉桥的施工质量提出了可行的措施和办法。

关键词：斜拉桥；施工质量；质量控制；

随着我国经济社会的腾飞，我国建筑行业呈现出蓬勃发展前景，各种建筑工程到处可见。桥梁建筑是交通建筑的重要组成部分，其工程质量是关系到国计民生的大事。因此对桥梁工程的研究具有重要的现实意义。笔者结合工作实践，就斜拉桥的结构特征和施工质量的控制展开以下探讨。

1.斜拉桥一般结构特征分析

斜拉桥采用柔性主梁，是以梁的受压和索的受拉来承受荷载效应，荷载基本是由斜拉索来承担，主梁只承担少部分荷载效应。主梁弯矩、剪力沿梁纵向变化不大，分布较均匀。熟悉斜拉桥结构体系的特点是进行一切设计的前提。因此，笔者就塔、塔粱墩的关系、锚固方式等三个方面来分析斜拉桥的一般结构特征。

从塔数跨数看，有单塔、双塔及多塔、双塔三跨是斜拉桥的经典形式．以下所谈斜拉桥在没有特别指明时均指双塔三跨预应力混凝土斜拉桥，常见塔墩固结粱墩分离者较多。简单地说，斜拉桥的优点均能在此体现，但这种形式往往边跨布设增长主桥显得不经济。

从锚固方式区分，有自锚与半地锚两种。斜拉桥的特点之一就是自锚体系绝大多数斜拉桥皆为自锚形式。半地锚的提出是为了避免主梁轴力过大.或者是有很好的自然条件可以利用.否则应采用自锚体系斜拉桥。

从塔梁墩关系来看。塔墩固结的形式使用率最高，它还可细分为梁墩铰支与分离两类（都属半漂浮体系）。其特点是桥塔内力较大、主梁内力较小，施工常需梁墩临时固结。塔梁墩三者固结对悬臂施工有利，主梁内力一般较大，适宜在独塔两跨时采用、双塔三跨时必需解决梁体伸缩问题，此时也有采用柔性墩台的做法以适应梁体伸缩的要求。

2.提高斜拉桥的施工质量的控制措施

2.1影响斜拉桥的施工质量的因素

概括地说，斜拉桥作为建筑工程之一，其施工质量管理的影响可分为内部因素和外部因素，可以归纳为 “人、机、法、料”这四项主要质量保障因素。

2.1.1工程建设材料因素的影响

建筑材料是构成整体工程质量的物质条件，建筑材料的质量是保证工程质量的基础。对斜拉桥来说，主要材料如高强镀锌钢丝、热挤高密度聚乙烯护套料、冷铸锚具三大材构成占斜拉索总造价的80%，其质量直接决定斜拉索成品的质量。

2.1.2工程施工技术方法的影响

建筑工程施工过程中技术方法使用的正确与否，直接制约了工程质量管理的实现效果。必须依据专业技术、施工工艺、施工组织设计以及具体的操作者等方面条件进行全盘综合地考虑，保证工程按期保质完成。

2.1.3施工中对机械设备的使用与管理的影响

机械设备是建筑工程施工中不可缺少的必备工具。现代化的施工离不开现代化的设备，设备的状况直接影响着建筑工程的质量和进度。在购买设备、使用设备、维护保养这些方面都应该进行合理的选择和调配。

2.1.4工程建设中对涉及人员的管理的影响

任何形式的管理都离不开人的质量意识，施工现场管理人员、作业人员和辅助人员是形成建筑工程质量的最主要因素。人员自身树立良好的安全管理意识，按规程在安全人员监督下操作。

2.2斜拉桥的施工质量控制的措施

2.2.1技术措施

（1）索塔施工控制的技术措施

斜拉桥一般采用 H 形索塔、塔柱及横梁采用单箱单室（或者双箱双卧室）断面，锚固段采用环向预应力设计，齿块锚固。索塔施工与高桥墩的施工要求基本相同，横梁可采用支架现浇。要着重控制结构各部位的平面位置、轴线、截面尺寸、倾斜度、预埋件制作及安装，预应力施工的精度和质量。施工中重点需要把握以下要求：

①索塔桩基基础和承台采用钢板桩围堰进行围水施工。钢板桩施工顺序一般由上游分两头向下游合拢，施工中要根据现场地质情况逐渐或逐组施打到稳定深度，然后再依次打到设计深度；施工中要随时控制桩身位置和垂直度。围堰施工完毕后，抽水，搭设施工平台，进行桩基基础和承台施工，施工工艺与一般桥梁基础、承台施工工艺基本相同，施工监理要点类似。②索塔施工均要承包商或提请设计单位进行结构强度、刚度和稳定性验算。③索塔、主梁间要严格按照设计图纸所规定的连接方式实施施工监理与施工控制，并要求承包商搞好施工组织设计、施工程序安排与施工管理工作。④索塔横梁施工的关键是模板和支撑系统，要考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响，必要时应设支承千斤顶调控。⑤安装锚箱中的斜拉锁管道时，要设置稳固的钢筋骨架或劲性钢骨架固定管道，以保证索管空间定位的精度。管道测量定位时，要考虑拉索因自重下垂而导致其端部角位移时的方向、位置、高程的变化，其允许偏差值要符合设计要求。

（2）主梁施工控制的技术措施

主梁悬臂拼装控制。主梁钢结构悬臂拼装的控制要点是节段连接技术、0号段安装、标准段安装，边跨合拢段安装和中跨合拢段安装等几个方面：

①节段连接性技术。目前斜拉桥钢主梁节段连接一般采用高强螺栓连接工艺。首先，高强螺栓要按照设计向专业厂家指定，材质、规格、型号均要满足设计和规范要求。接收高强螺栓安装时，监理要同供货厂家、承包商一起进行抽样检验和外观检查。第二，高强螺栓保管时要注意防雨、防潮。安装前，要全面复查外观质量并复验扭矩系数，对刚结构接触要进行清洗、打磨，并按照设计要求先安装冲钉。第三，高强螺栓安装分为初拧检查、终拧和终拧检查。

② 0 号段安装。0 号段安装要按设计要求和批准的施工图设计在墩旁支架上进行，事先要进行预压和结构验算；安装时必须按设计要求逐节进行安装和连接，进行桥面板的安装和湿接缝浇筑；并按设计和批准的施工方案进行临时固结。

③标准段安装。标准段安装使用水上（岸上）吊梁前进行塔端挂索，然后完成主梁安装和连接，进行梁挂索，并进行第一次张拉（以索力控制）；进行桥面板吊装和湿接缝浇筑，进行本段斜拉索第二次张拉；移动吊机进行下一节段施工。如此循环完成标准段安装。

④边跨合拢段安装。边跨合拢一般采用强制合拢。合拢段安装前先要对全桥进行全面的线形测量和索力测量，根据测量结果对已完成梁段的斜拉索进行全面调整，调索顺序由悬臂端向主塔方向逐根对称调拉，调整允许误差要满足设计要求，一般为3%；调整完成后再进行先形和索力测量，对大于允许误差的块段再进行调整和检测。这样，使合拢段线形和索力分布合理，调整梁体，消除梁体转角及扭力，初步达到拼接合拢的要求。边跨合拢一般采用自然合拢。中跨合拢前要进行全桥线形、索力测量和调整，清理桥面荷载，并将检测情况反馈设计单位，各方面最终确定合拢温度和合拢段钢梁加工长度。合拢段施工待气温达到预定温度时，将合拢段钢梁安装就位，并及时解除主梁节点连接和搭梁临时固结装置。

（3）斜拉索安装的技术施工控制要点

斜拉索是斜拉桥中将梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材。其安装过程控制的技术要点放索、上端锚具安装、下端锚具安装、张拉及索力调整。

①放索：经制造方盘卷的斜拉索安放在放索盘上通过卷扬机牵引放出。在放索过程中，因索体表面会与桥面摩擦，为，可采取铺设地毯、安置滚轮托架、设置走管等措施用以保护表面高密度聚乙烯护套。

②两端的安装：上端锚具：通过吊具将与吊索夹具连接的索端吊至上端节点，穿过锚点板后将锚圈与锚杯旋合到位，完成安装。其间应特别注意锚杯与锚垫板销轴中心孔的对中；下端锚具：下端锚具为张拉端形式，可将锚圈退至最长位置便于安装，穿过锚垫板销轴中心孔后，拧上锚圈，完成安装。安装时要保证各卷扬机、托轮组、钢丝绳等均处于正常状态，使用前要对其进行详细的检查。尤其上端锚具安装时，要注意人员安全。

③张拉及索力调整：张拉过程有油压千斤顶完成，有时根据千斤顶行程需经过多次张拉方能将锚杯拉出锚垫板，可根据监控指令过程进行分级张拉。张拉时要详细记录油表度数、锚具伸长量、锚头与锚垫板的相对量，便于张拉校核。张拉完成后，由监测单位测出每根索体的索力，然后调整到规定索力，记录千斤顶行程伸长量及油表读数。

2.2.2管理措施

（1）材料的管理

加强对建筑材料的管理，是保证桥梁工程建设质量的根本。因此对涉及到的建筑材料，要严格遵守相应的工程建设标准，从根本上避免工程质量问题的出现。例如，缆索在堆放场地中，应遮盖彩条布，避免暴晒和雨淋侵袭。

（2）施工的管理

加强施工现场的管理，可以避免安全事故发生，保证工程建设质量。索塔施工属于高空作业，施工中要严格遵守有关高空作业的安全技术规定，并在安全监理工程师要严格检查和监督下进行工作。主要有以下几个方面：1、运输架索过程的安全设施如塔吊重量限制器、段索保护器、钢索纠偏装置必须到位，起吊卷扬机处于正常运转；2、加强安全教育，严格按照安全操作规程施工，防止吊落和作业事故，并制定紧急事故处理方案；3、支架和操纵平台要设置足够的安全护栏、护网，以保证施工人员及桥下行人、车辆的安全；4、当使用竹、木等易燃物时，要配备足够的消防器材。

3、结束语

综上所述，斜拉桥工程的施工质量的提高，需要我们对其结构有深刻的认识，并对其中涉及的影响因素加以有效控制，这样才能最大限度地保证工程建设质量。百年大计，质量为本。在我国建筑事业日益发展的今天，需要我们不断去总结建筑工程中的经验和规律，从而更好地推动建筑工程建设质量的向前发展。

参考文献：

[1]JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范[S].

[2]刘世忠，欧阳永金.独塔单索面部分斜拉桥力学性能及建设实践[M].北京:中国铁道出版社，2006.

[3]李晓莉.独塔斜拉桥的设计理论研究[D].上海:同济大学交通学院，2006.

作者简介：周曾令（1984-）男，重庆人，工程师，主要从事斜拉桥、悬索桥缆索制造中原材料的技术采购工作及现场材料使用质量管理。

梁学慧（1982-）女，重庆人，经济师，主要从事缆索制造经济性分析及人员组织。

黄名权（1973-）男，湖北宜昌人，工程师，主要从事路桥施工现场质量控制及建设管理。