中交路桥华南工程有限公司，广东 中山 528403

1 工程概况

揭阳大桥跨越榕江南河，是揭惠连接线项目的控制性工程，桥梁全长2441.5m，主桥布置为138m+300m+138m=576m长的双塔双索面半漂浮体系钢-混组合梁斜拉桥。桥面纵坡为3.8%，中跨及边跨均处于R=6000m（R为竖曲线半径）的圆弧竖曲线上。主梁采用双边“工”字形边主梁结合混凝土桥面板的整体断面，宽32.4m；索塔采用钻石型索塔，塔高120m；索塔两侧各布置12对斜拉索，中跨及边跨斜拉索梁上间距为11.7m，边跨范围斜拉索梁上间距为7.8m，索塔附近主梁无索区长度为31.2m，斜拉索梁上采用锚拉板锚固、塔上采用混凝土齿块锚固；过渡墩墩身均采用空心柱式墩，墩身上接盖梁；索塔、过渡墩桩基均采用钻孔灌注桩。主桥桥面铺装采用100mm沥青混凝土，防水黏结层采用环氧沥青防水黏结层。揭阳大桥桥型布置图如图1所示。

图1 揭阳大桥桥型布置图（单位：m）

2 施工难点

（1）钢梁拼装精度要求高。主梁标准梁段采用全回转吊机散件悬拼，所有工地连接均为高强螺栓连接，拼装精度要求高。

（2）拼装过程定位难度大。钢梁杆件由全回转吊机吊装，吊装时仅受吊点与吊钩间钢丝绳约束，杆件吊装摆动幅度大、约束少，吊装时受横向侧风、杆件自重挠度、吊装操作等多因素影响，定位难度非常大。主纵梁调整到位后，临时螺栓、临时冲钉以及高强螺栓施工过程中易出现跑位现象。

（3）日照与温差对钢梁定位影响大。根据热胀冷缩原理，大气温度的变化对桥梁结构的影响较为明显。整体温度的变化对钢梁梁长、斜拉索索长影响最为明显，当温度升高，主梁与斜拉索均伸长，悬臂梁段呈伸展与下挠的状态，当温度降低时，主梁与斜拉索均缩短，悬臂梁段呈收缩与上扬的状态。叠合梁截面在阳光的照射下，其向阳面温度急剧上升，而背阳面的温度随环境缓慢上升。揭阳大桥主桥南北走向，受日照影响，早上与傍晚钢梁左右幅主纵梁长度差异最大，主梁平面偏位明显。斜拉桥主梁施工由于悬臂较长，温度变化对主梁里程、偏距与高程均产生较大影响，故一般主梁施工选择夜间温度稳定时刻进行观测放样。但从安装工艺、施工安全等角度考虑，钢梁吊装定位一般在白天进行。钢梁定位如何减少日照与温差影响是主梁悬臂散拼的难点。

3 主要施工方法

根据叠合梁结构分段特点，综合考虑施工现场地形条件、吊装条件进行叠合梁散拼吊装设备选型。塔区梁段及边跨墩顶梁段采用支架法安装，大型汽车吊吊装；悬臂梁段采用桅杆式全回转吊机逐杆件吊装。

叠合梁悬臂拼装流程如下：边主梁吊装→横梁吊装→小纵梁及稳流板吊装→斜拉索安装及一张→桥面板安装→全回转吊机前移→湿接缝浇筑→上一节段横向预应力张拉→斜拉索二张→下一节段循环。

4 主梁线形控制措施

4.1 钢桁梁预拼装

钢梁在厂内按施工控制确定的预拼线形采用“3+2”形式进行全桥预拼装，每轮次预拼装长度不得小于5个梁段，预拼装重点检验拼接节点栓孔的重合率和桥梁线形，预拼装合格后进行涂装等后续作业，并留下2个梁段参与下一轮的预拼装。

构件在工厂进行试拼装时，如果发现构件尺寸不符合时，即可在试拼装场地进行尺寸修正和调整，避免在高空调整，减少高空作业难度并加快安装速度，确保全桥顺利架设。

试拼时场内拼装数据可以为实际拼装提供参考。钢梁拱度、旁弯、扭曲累积误差可以在架设过程中消除。

4.2 拼装过程控制措施

（1）平面偏位控制措施。主纵梁吊装定位后，受杆件出厂、制孔精度误差等影响，在临时螺栓、临时冲钉以及高强螺栓施工过程中往往产生一定量平面偏位。该偏位可以在第一根横梁安装后与主纵梁形成框架而平面刚度较小时利用控制对角线长度来调整钢梁偏位。横梁安装时，首先安装最远端横梁，并与主纵梁栓接，在主纵梁前端与已安装梁段间设置钢绞线对角斜拉限位，调整钢梁偏位，防止钢梁框架变形作用。限位措施到位后继续安装剩余杆件。

（2）高程控制措施。叠合梁悬臂段采用全回转吊机逐根杆件散拼成型，主纵梁安装提前将2根主纵梁运至主梁端头存放，斜角对称进行吊装，减少安装时不平衡荷载影响悬拼主纵梁标高控制精度。悬臂梁段2根主纵梁最终控制标高一致，但逐根安装时定位标高不同。一般监控计算斜拉桥主梁采用线单元宏观模拟，无法直接分析左右不平衡状态。第一根主纵梁吊装分析将2根主纵梁分别以均布荷载与节点荷载（全回转吊机反力）加载模拟，计算出已安装梁段线形状态，再根据制造线形夹角推算第一根主纵梁定位标高。第二个主纵梁吊装分析直接建模加载自重，同样根据制造线形夹角推算定位标高。

式中：H1为已安装梁段后端计算标高，m；H2为已安装梁段前端计算标高，m；H3为待安装梁段前端标高，m；L1为已安装梁段梁长，m；L2为待安装梁段梁长，m；α为无应力拼装线形夹角，°。

（3）主纵梁防扭控制措施。根据叠合梁悬臂拼装流程，在钢梁框架拼装成型后安装斜拉索并第一次张拉，然后安装桥面板、行走全回转吊机，再进行桥面湿接缝的浇筑与养生等强，最后进行斜拉索第二次张拉。桥面吊机前移至钢梁前端，由于湿接缝未浇筑，桥面板与钢梁未黏结呈整体，上部荷载均由钢横梁承担，而钢横梁长度较长（28.9m），钢横梁在自重、桥面板荷载、桥面吊机荷载及湿接缝混凝土在荷载作用下变形下挠较大，从而造成主纵梁产生扭转。另外，莲花特大桥索塔为钻石型索塔，拉索为空间索面，索力在横桥向存在分力，钢梁与桥面板黏结前加剧主纵梁扭转趋势。

经Midas Civil有限元软件建模计算分析，浇筑湿接缝工况下，钢横梁在自重、桥面板荷载、桥面吊机荷载及湿接缝混凝土荷载作用下发生变形，由于主纵梁自身约束较弱，在钢横梁下挠后产生扭转变形，主纵梁上翼缘向内位移3.8mm，下翼缘向外位移5.4mm。

由计算结构可知，主纵梁定位后随着梁段荷载逐步增加，主纵梁呈扭转趋势，现行规范对钢梁工地安装杆件扭转变形无明确规定，仅规定钢梁中线偏位允许偏差小于10mm。由上述计算结果对比桥规允许偏差，单个节段主纵梁上下翼缘侧向变形较小，但若置之不理将逐段累积造成扭转变形过大，难以处理。

为保证主纵梁安装精度，防止扭转误差累积，在不调整叠合梁施工工序的情况下，采用钢横梁拼接板制孔时提前控制孔距预偏孔群角度，钢梁悬臂拼装横梁与主纵梁间采用冲钉强制对位，实现主纵梁预扭转，从而达到在后续荷载作用下主纵梁竖直无扭转状态。

4.3 温差影响的消除措施

钢梁施工控制以20℃作为钢梁线形计算基准温度，钢梁实际线形受日照及温差影响，悬臂钢梁线形在每日不同时段呈不同状态，悬臂越大温差影响越大。施工过程中为抢抓进度须昼夜连续施工，钢梁拼装无法在恒定时间段定位安装。

为保证拼装线形精度主纵梁轴线偏位控制采用“趋势法”分析，即主纵梁定位前，首先复测已安装梁段轴线偏位情况，然后以塔端向悬臂段做射线延伸计算待安装主纵梁定位数据。高程定位采用“相对高差法”控制，即主纵梁安装时先观测已安装梁段标高H1，再根据拼装线形梁段相对高差Δh反算待安装梁段主纵梁标高H2，进而消除温差影响。夜间温度稳定时段再次核对钢梁绝对高程与拼装线形偏差。

5 结束语

斜拉桥钢混叠合梁悬拼散拼对精度要求极高，应采用预拼装措施控制无应力线形。钢梁定位安装应充分考虑施工环境、结构特点及施工工序影响，制订并落实定位措施、纠偏措施以及防变形措施，以确保桥梁线形实现，避免影响桥梁结构安全性与耐久性。