1 工程概况

　　宁波舟山港主通道(鱼山石化疏港公路)公路工程主线起于富翅互通，在岱山岛双合登陆，路线全长28km，跨海桥梁长17.4km。主通道全线贯通后将与杭州湾大桥、舟山跨海大桥、东海大桥及远期规划的北向大通道、东海二桥共同形成连接宁波市、舟山市、上海市的环线交通网络，成为世界最长的连岛高速公路和规模最大的跨海桥梁群。

　　舟岱跨海大桥主通航孔桥为三塔整幅钢箱梁斜拉桥，包括2个边塔和1个中塔。索塔采用钻石形塔身，由下塔柱、中塔柱、上塔柱、下横梁和上横梁组成。上横梁梁底标高150.860m，底板厚1m，横桥向宽8.57m，顺桥向宽5.92(边)，7.92m(中)。上横梁至索塔合龙段为中空，但外侧有70cm厚装饰板，装饰板底部为圆弧形，圆弧半径5m，装饰板与上横梁、索塔合龙段同步施工。

　　索塔上横梁施工期间正值舟山季风期，施工环境恶劣，有效作业期较短。上横梁底部距承台顶部约144m，施工时悬空较高，安全风险高。此外，由于外部装饰板与上横梁并非整体，导致上横梁施工时支撑、立模、浇筑难度较高。由于上横梁施工速度直接影响索塔合龙工期，因此，须研究上横梁快速施工技术。

　　2 支架设计与施工

　　2.1 方案选择

　　传统上横梁施工支架主要有落地钢管支架与牛腿支架，由于本项目上横梁底部距承台顶部约144m，如果采用落地钢管支架，支架搭设高度过大、稳定性差、施工风险高，且耗材多、施工时间长、成本高。因此，上横梁施工支架采用牛腿支架。

　　以中塔上横梁施工支架为例，单个索塔共14个牛腿，两侧塔肢各7个。牛腿上部设3拼I20抄垫，左右塔柱各1道，通过抄垫将支架及上横梁施工荷载均匀分布至每个牛腿上，避免因不均匀受力导致牛腿结构损坏，提高施工安全系数。主梁为双拼HN600×200×17×11，搭设在抄垫上。单个索塔共设7道主梁，由于两侧装饰板处施工荷载较大，所以该处主梁布置间距较小，主梁顺桥向布置间距依次为80,104,200,200,104,80cm。

　　上横梁施工支架构件少，安装简单，搭设时间短，有利于快速施工。钢管底部搭设在主承重梁上，在钢管顶部放置承重梁及分配梁，用于支撑下合龙段底模，并承受混凝土自重。钢管间设置型钢连接系以增加支架整体稳定性及强度，钢管与侧模背楞间采用型钢进行连接，用于支撑侧模。

　　圆弧段支架顶部采用工字钢加工成圆弧形，上铺方木或工字钢分配梁，用于支撑圆弧段装饰板底模。下部利用由米字形结构布置的工字钢进行支撑，确保圆弧段装饰板荷载均匀分布，避免支架某处荷载过大发生破坏。圆弧段装饰板支架间及其与钢管支架间采用槽钢或工字钢连接，以增强整体稳定性。支架整体模型如图1所示。

　　图1 支架模型  

　　2.2 牛腿预埋件创新设计

　　索塔一般支架牛腿采用预埋爬锥加钢板的形式，但由于上横梁施工荷载较大，且预埋件主要受拉，普通爬锥承载力不满足要求。因此，上横梁施工支架单个牛腿采用9根32锚筋作为受拉构件，同时在锚筋周围增设4根∟90×10×10，以增强牛腿抗剪承载力，锚筋与钢板通过穿孔塞焊连接，以增强锚筋与钢板的连接强度。牛腿结构如图2所示。

　　采用Midas/Civil软件进行支架验算，验算时主要考虑支架自重、上横梁混凝土荷载、支架所受风荷载、施工时其他荷载。强度计算荷载组合为:1.4×(上横梁混凝土荷载+支架所受风荷载+施工时其他荷载)+1.0×支架自重，刚度计算荷载组合为:1.0×(上横梁混凝土荷载+支架所受风荷载)+1.0×支架自重，计算结果如表1所示。

　　图2 牛腿结构  

　　表1 计算结果 

　　表1 计算结果

　　计算得牛腿最大竖向反力为421.7kN，最大横向反力为85.5kN，牛腿抗剪承载力为858.5kN>421.7kN，因此抗剪强度满足要求。考虑最不利影响，忽略牛腿处水平压力，仅通过考虑竖向剪力产生的弯矩计算最大拉力，由锚筋布置可知，最上排锚筋拉力最大，为204.46kN。计算得最上排锚筋抗拉承载力为518.7kN>204.46kN，因此抗拉强度满足要求。

　　2.3 支架快速施工

　　圆弧段装饰板支架使整个支架结构复杂，增加工作量及工期，因此，需进行支架快速施工。预埋钢板、锚筋及角钢需提前加工成整体，并在塔柱钢筋绑扎完成后进行定位预埋，混凝土浇筑完成并拆模后焊接牛腿腹板与顶板，牛腿施工完成后进行支架搭设，可保证牛腿施工不占用主线施工时间。

　　塔柱标准节段施工时，上横梁施工支架抄垫、主梁、分配梁等构件均按设计尺寸现场配料，并提前堆放至指定区域，以便施工时直接调用。

　　提前将每榀圆弧段装饰板支架预制成整体，支架搭设时通过塔式起重机安装至设计位置，有效减少现场焊接作业量，加快现场施工速度，并避免高空作业，降低施工风险。

　　支架施工时，依次进行牛腿焊接、主承重梁安装、分配梁安装、立柱安装、圆弧段支架安装、支架间支撑焊接。由于构件大量预制，支架搭设时仅需对主要构件进行焊接，支架搭设完成仅用6d，较传统现场拼装、焊接方法缩短4d以上工期。

　　2.4 支架预压

　　支架搭设完成后，为检验上横梁施工支架各部分结构承载力和整体稳定性、保证连接点加工质量、消除支架非弹性变形、观测支点沉降和上横梁下挠，需按上横梁混凝土自重的105%进行支架预压，共分5级。加载总顺序为由中间向两边，横桥向由中跨跨中位置向两侧对称加载。荷载施加完成后每隔4h观测1次沉降和挠度，认真记录。按加载顺序逆向卸载。

　　3 钢筋快速施工

　　为保证塔柱钢筋线形及位置准确，并提高钢筋施工速度，钢筋绑扎时以劲性骨架为依托。劲性骨架由Q235b角钢制成(见图3)，每节劲性骨架均伸出混凝土面30cm，上节塔柱施工完成且混凝土初凝后，立即将预制好的劲性骨架吊至塔顶，并将底部与上节劲性骨架顶部焊接牢固。劲性骨架加工误差控制为<5mm，安装误差控制为<15mm，以确保钢筋绑扎精确。相邻2节劲性骨架加工时需进行预拼装，保证对接精度。劲性骨架顶部需提前焊接定位钢筋，使钢筋现场绑扎时能快速定位，不仅能加快施工速度，还能保证钢筋施工质量。由于圆弧段装饰板附近无法通过安装劲性骨架进行钢筋精确定位，因此该部分钢筋时需严格按设计位置及尺寸进行绑扎。

　　图3 劲性骨架  

　　4 模板安装及混凝土浇筑

　　4.1 模板安装

　　上横梁模板安装采用“底包侧”支模形式(见图4)，侧模底部落于底模上，底模通过支架支撑，整体结构受力明确，施工时安全系数较高。圆弧段外模由塔柱爬架模板改制而成，圆弧段内模及上横梁底模由1cm厚竹胶板、10cm×10cm方木、[14背楞现场加工制成。内、外模采用拉杆连接，增强模板浇筑时的稳定性，圆弧段模板在上横梁施工前完成加工，施工时直接安装，以缩短主线工期。注意圆弧段模板与塔柱模板连接质量，避免产生错台。

　　图4 上横梁模板  

　　4.2 混凝土浇筑

　　上横梁与塔柱标准节段均采用泵管配合布料机浇筑拌合混凝土的方法，上横梁混凝土分2次浇筑，每次浇筑高度与塔柱浇筑高度相同，第1层混凝土浇筑完成并达到设计强度后浇筑第2层混凝土，以减小支架所受压力，从而减小模板所受荷载，提高施工安全性。

　　5 结语

　　上横梁作为斜拉桥主要结构，其作业高度、风险、难度大，对主线工期的影响大。本项目采用预制牛腿、预制支架及依托劲性骨架绑扎钢筋的方法，有效减少现场作业量，加快现场施工速度，减少上横梁施工时间，缩短主线工期，并提高上横梁施工安全性，达到快速施工的目的，具有一定经济效益。