世界桥梁 2021年第49卷第3期(总第212期)
World Bridges , Vol. 49, No. 3, 2021 (Totally No. 212)
拓守俭，文杰
（中铁大桥局第七工程有限公司，湖北 武汉430056）
摘 要：杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥为半飘浮体系双塔钢箱梁斜拉桥，桥面宽44 m，跨越既有铁路采用转体法施 工，转体长248 m，转体重达18 500 t 。转体前进行不平衡称配重，确定平衡状态参数，确保主桥转体过程中的稳定性&施工过
程中，控制钢箱梁拼装线形精度，使其转体后满足成桥目标状态；结合有限元分析，对主梁和桥塔最不利控制截面的内力及斜
拉索索力进行控制，及时修正实际施工状态，保证成桥线形、结构内力和斜拉索索力满足设计要求&
结果表明：成桥后主梁高 程与设计值吻合良好；主梁应力为一22. 6〜一6. 2 MPa ；桥塔应力为一6. 6〜一3. 9 MPa ；斜拉索索力偏差小于10% ；成桥线形 和结构内力均满足设计要求&
关键词：斜拉桥；转体施工；不平衡称配重；线形；应力；索力；施工控制
中图分类号：U448. 27；U445. 1
文献标志码:A 文章编号：1671 —7767（2021）03 —0058 —06
1概述杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥为双塔钢 箱梁斜拉桥，采用半飘浮结构体系，主桥全长508
m，跨径布置为（40 + 88 + 252 + 88 + 40） m （见图
1）。主梁采用正交异性板扁平流线型栓焊钢箱梁&
钢箱梁总长507 m，横断面宽44 m，高3. 27 m 。钢 箱梁共分为46个梁段制作：标准梁段28个，长12
m ；塔区分2类梁段，A 类梁段2个，长12 m,B 类梁
段4个，长10.5 m ；40 m 边跨分4类梁段，每类梁段 各2个，分别长13. 5,10. 5,11. 5,3. 5 m ；合龙段1 个，长4 m ；紧邻中跨合龙段的梁段2个，长11. 5 m 。
桥塔采用矩形空心截面独柱形结构，下塔柱两侧设
牛腿式横梁&斜拉索为空间双索面体系，扇形布置, 采用标准强度1 670 MPa 的高强度平行钢丝拉索,
全桥共72根（36对），最长索长约137. 93 m 。
40 88 主桥位于青菱段的中前段，自西向东依次上跨
江岸车辆段牵出线、京广铁路上行线、武南编组站、 焊轨基地、京广铁路下行线、武石城际余花联络线和
武昌首义学院*1+。为不影响既有铁路运营，采用转 体施工，主桥Z8号墩转体角度为逆时针77. 17°,Z9 号墩转体角度为顺时针104. 82°，转体长度均为248
m，转体重达18 500 t，转体施工现场如图2所示&
Z8、Z9号墩均采用塔梁同步施工&桥塔为独柱
塔，采用爬模施工，塔高83. 6 m，分14节爬模施工, 横梁牛腿部分采用落地支架后浇，与中塔柱第6节
段同步施工&钢箱梁在支架上拼装，采用2台800 t 履带吊由塔中心向两侧单侧对称吊装钢箱梁，横梁
牛腿及塔吊影响范围内节段后安装&桥塔和钢箱梁 转体段拼装完成后，先安装斜拉索，然后张拉斜拉 索，施工外侧及次外侧护栏&转体施工工序为：初配
88 40 252
图1杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥立面k2summit
Fig. 1 Elevation view of railway-crossing cable-stayed bridge carrying Qingling section of Yangsigang Fast Track
化工设备与机械收稿日期：2020 —11 —16
作者简介：拓守俭（1978 —"，男，高级工程师，2002年毕业于长安大学道路与桥梁专业，工学学士，2015年毕业于武汉理工大学建筑材料与工程
专业，工学硕士（E-mail ： 55919385@qq. com ）
。
杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥施工控制拓守俭，文杰59
图2斜拉桥转体施工现场
Fig.2Rotation construction site of cable-stayed bridge
重&不平衡称配重&试转&正式转体&&锁定及圭寸固球w&转体完成后，先边切合龙，浇筑压重混凝土，再切&钢箱梁合龙后，全桥调索，施工剩栏及桥装&
泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥转体结构长、桥面宽，主梁线形控制、整体稳定性要求高。该桥施工监控难度钢箱梁施工阶段线形的［控制及不平衡称配重参数的确定&为确保转体过程中的稳定性和
安全性，采用有限元法进行施工过I 拟，及时修正实际施工状态；为保证成桥线形、结构受力和索力满足设计要求，对不平衡称配重试验、钢梁拼装线形精度、主梁和桥塔内力、斜拉索索力进行施工控制技术&
2有限元模型
采用桥梁结构分析软件MIDAS Civil建立主桥空间梁杆模型（见图3），进行施工阶段有限元r&主梁、桥塔采用梁单元，斜拉索采用桁架单元模拟，全桥为515、344个梁单元、72个桁架单元&斜拉索塔端和梁端锚点按设标建立，别与桥塔和主梁在锚点对应的性连接&
大国脚印3施工控制分析
31不平称重
主桥有铁路及建筑物，采用平面转体施工方法，转动体系以球w中心支撑为主、环道支撑为辅&转体结构设置在桥塔底部，由转盘、球w、
环形滑道、牵引系统和助推系统等部分组成&由于转体部分结，桥塔高，梁宽，同时梁体为柔性结系，转体部分的重心非常难以确定，转体过的稳定性控制要求高&，为确保转体过程的安全和转体完成后精确就位，转体前对桥梁进行精确的称配重，确定重、静系数等。在不平衡称重试验前，先重i 按
标重为0进行初配重，配重完毕后再进行不平衡称重试验&不平衡称重试验采用球W竖向转动法，称重试验结果为:Z8号墩重心偏心量为0.062m，偏边跨侧，静摩擦系数为0.014；Z9号墩重心偏心量为0.043m，偏中跨侧，静摩擦系数为0.010。不平衡称重试验结果，参考相关文献「2「4+，确定转动体重设置思路为I 脱空转，即，转动体重心存，值为0.050m，同时保证球W滑道脱空&，两墩均需要进行配重，Z8号墩重心偏心量，通过反向配重，在中跨侧距离球W中心25m 增加重89kN的混凝制块实现平衡；Z9号墩要增加重，通过同向配重，侧距离球W中心25m处，增加重52kN的混凝土预制块实现平衡。
32主梁形制
钢箱梁采用支架法安装，纵向共分为46个梁段，标准梁段长12m，将梁段横向划分为11个小分段，在地面上拼装为4个大分段，再将各大分段吊装到支架上组拼为44m宽的梁段&组拼过程中，采用样各分段定位线，并采用经标定的钢尺复核各测的相对距离；组拼后形
标状态，完成起吊梁段架设梁段栓焊连接&施工过主梁每位置的变
形，从而与设标产生&，在钢箱梁装阶段，通过测量相段的，换「到角，作为节段间的控制参数；单段拼装好后及时在腹板、顶板及底板位置进行栓焊限位#过大对钢梁段的装定位生；装完成后每月通测1次全桥线形；挂索、转体、合龙、调索等重工序完成前、后进行1、轴线两岸联测&转体完成后、
钢箱梁合龙前进行合龙口高程、轴线和里程的48h连续测量，分析温度对合龙口的影最终确定段的长度，并度较为稳定的夜进行安装&后，应马上解除主梁与
60
世界桥梁 2021,49(3)
桥塔横梁的临时纵向固结，避免温度变化所产生的 巨大内力&
将钢箱梁各节段纵向距离梁端1. 0 m 处设为 监测 #每 横向 置5 测 #如 4
示。其中1、3、5作为轴线控制测点，2、4分别作为 左、右车道高程控制测点&主梁拼装完成后，高程实
测值与计算值基本吻合，整体线形平顺；转体后成桥 线形与设计值吻合良好，最大轴线偏差和高程偏差
分别为2. 6 cm 和3. 0 cm 。
______4 400______
1 100 1 100
3
1 1001 100
1
5
表1 Z7号墩处主梁断面应力
Table 1 Stress in cross-section of main girder at pier Z7
转体前应力/MPa
成桥状态应力/MPa
蚀用、
实测值
值
值
实测值
值
值
1—147—11 7—3 0—14.9—13.0—1.9
2—138—11 7—2. 1—15.6—13.0—2.63
—132—11 7—2.5—15.3—13.0—2.04—145
—11 7—2.8—15.1—13.0—2.15—73—4. 9—2.4—14.4—13.5—0.96
—74—4. 9—2.5
—16.1—13.5—2.67—62—4 9—1.3—15.2—13.5—1.78
—75
—4 9
—2.6
—15.1
—13.5
—1.6
注：“一”为压应力，“ + ”为拉应力。下同&
1桥梁中心线
坯一OPP —十―Lipp _孕单位：cm
图4 主梁 测 布置
Fig. 4 Layout of geometry measurement
points on main girder
3.3主梁和桥塔应力控制
转体施工过程中，对主梁和桥塔应力进行实时 监测，根据以往同类桥梁施工监控经验&14+，挂索、
转体等重要工序完成前、后需对主梁和桥塔应力进 行通测。该桥施工过程复杂且转体长度较大，无法
保证张拉过程应力监测的时效性。因此，采用全自 动智能化监测方法，将应力传感器与综合采集箱和 无线传输模块连接，实现测点应力和温度实时传输, 确保应力监测和预警的时效性&
根据有限元计算结果，将主梁应力测点布置在
3个最不利控制截面，分别位于Z7号墩位置、主跨 1/4位置、Z10号墩位置&每个断面共布置8个测
点，分别位于顶、底板内侧，3个截面共计24个测
点。主梁断面应力测点布置如图5所示&
表2主跨1/4处主梁断面应力
Table2 Stresincros-sectionofmaingirderat
1/4pointofmaingirder
转体前应力/MPa
成桥状态应力/MPa
实测值
值
值
实测值
值
值
1—14.3—13.5—0.8
—20.4—18.2—2.22—15.3—13.5—1.8—20.1—18.2—1.9
3
—15.0—13.5—1.5—20.5
—18.2—2.34—15.3
—13.5—1.8—19.7—18.2—1.6
5—9.5—8.6—0.9
—17.6—15.3—2.36
—
9.4—8.6—1.5—17.1—15.3—2.67
—10.5—8.6—1.9—16.4—15.3—1.18
—10.2
—8.6
—1.6
—16.9
—15.3
—1.6
表3 Z10号墩处主梁断面应力
Table3 Stresincros-sectionofmaingirderatpierZ10
转体前应力/MPa
成桥状态应力/MPa
实测值
值
值
实测值
值
值
1—12.4—11.3—1.1—12.7—10.0—2.72—12.5—11.6—1.9—12.6—10.3—2.33
平本一穗—13.7—11.3—2.4
—11.3—10.0—1.3
4—12.7
—
11.3—1.4—12.2—10.0—2.25—6.7—5.7—1.0—22.6—18.8—3.8
6
—6.2—5.7—0.5—21.5—18.8—2.77
—7.9—5.7—2.2
—20.4—18.8—1.68—7.6
—5.7
—1.9
—22.1
—18.8
—3.3
图5主梁断面应力测点布置
Fig. 5 Layout of stress measurement points on
cros-sectionofmaingirder
转体前和成桥状态下，主梁3个控制断面应力 实测值与计算值对比如表1〜表3所示&由表1〜
表3可知：主梁应力实测值为一22. 6〜一6. 2 MPa , 计算值与实测值的差值为一3. 8〜一0. 5 MPa，差值
博尔赫斯刀疤变化范围较小，计算与实测结果基本一致；最大压应 力为22.6 MPa，无拉应力，满足《公路钢结构桥梁设
计规范》(JTG D64 —2015)要求&
根据有限元计算分析，判定桥塔受力最不利位
置为中塔柱底部，在该截面布置6个应力测点，如图
6所示。考虑结构对称性，转体前和成桥状态Z8、 Z9 号墩桥塔
力 实测值 值对比 别如
表4、表5所示&由表4、表5可知：桥塔应力实测值 为一6. 6〜一3. 9 MPa，实测值与计算值的差值为
一1. 6〜0. 2 MPa，差值变化范围较小，计算与实测
结果基本一致；最大压应力为6. 6 MPa ，无拉应力, 满足《
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥施工控制拓守俭，文杰61
图6桥塔应力测点布置
Fig.6Layout of stress measurement points on pylon
表4Z8号墩桥塔应力
Table4Stress in pylon supported on pier Z8
测点
转体前应力/MPa成桥状态应力/MPa 实测值值值实测值值值1—4.7—3.8—0.9—6.5—5.2—13 2—4.1—3.7—0.4—5.2—4.3—09 3—4.2—3.5—0.7—4.9—3.4—15 4—4.7—3.5—1.2—4.5—3.4—11 5—4.2—3.7—0.5—5.5—4.3—12 6—4.8—3.8—1.0—6.2—5.2—10
表5Z9号墩桥塔应力
Table5Stress in pylon supported on pier Z9
测
转前力/MPa成桥状态应力/MPa 实测值值值实测值值值1—4.4—3.8—0.6—6.3—5.2—11 2—4.1—3.7—0.4—5.2—4.3—09 3—4.5一3.5—1.0—4.1—3.4—07 4—4.6—3.5—1.1—4.8—3.4—14 5—3.9—3.7—0.2—5.6—4.3—13 6—5.4—3.8—1.6—6.6—5.2—14范》(JTG3362—2018)要求&
3.4斜拉索索力控制
该桥斜拉索采用平行钢丝拉索，钢箱梁拼装完成后进行斜拉索安装、张拉和锚固，在桥塔端对同索号斜拉索同步张拉&索力测量采用高灵敏度拾振器拾取斜拉索在环境振动激励下的自振频率，进而由频谱分析法获得索力&测量索力时应在温度均匀时进行，一般情况应在日出前测量完毕&随着斜拉桥的转体前、后体系转换，斜拉索的索力会不断变化，将索力偏差控制在士10%以内是施工监控的关键&
转体前斜拉索索力监测结果与计算结果偏差如图7所示&由图7可知：转体前斜拉索索力实测值与计算值最大偏差为9.8%，满足《公路斜拉桥设计细则》(JTG/T D65-01—2007)要求&
C
1J S
Z
艇
匚二1Z8左侧■Z8右侧WZ9左侧—1Z9右侧
S9S8S7S6S5S4S3S2SI Ml M2M3M4M5M6M7M8M9
斜拉索编号
图7转体前全桥斜拉索索力偏差
Fig.7Cable force error of full bridge before rotation
全桥附属设施施工完成后，对全桥斜拉索索力进行通测，并与成桥设计索力进行对比，得到成桥状态的索力偏差如图8所示&由图8可知：成桥后斜拉索索力实测值与设计值最大偏差为4.3%，满足《公路斜拉桥设计细则》要求&
C
W
S
-R
恥
5厂二Z8左侧・Z8右侧
S9S8S7S6S5S4S3S2SI Ml M2M3M4M5M6M7M8M9
斜拉索编号
图8桥桥斜拉索索
Fig.8Cable force error of full bridge in completed state
4结语
杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥Z8号、Z9号墩转体结构以1.15°/min的速度转体，分别历时88min和108min,2019年9月11日成功转体。该桥转体结构长度达248m，桥面宽44m，是目前世界大跨度斜拉桥中桥面最宽的转体斜拉桥，也是首座独柱塔半飘浮体系转体斜拉桥&转体施工难度大，综合技术含量高，通过不平衡称重试验，确定转体平衡状态参数，确保了主桥转体施工的稳定性和安全性。在施工过程中对主梁线形、主梁和桥塔应力以及斜拉索索力进行了施工监控&成桥后主梁高程与设计值吻合良好；主梁应力为一22.6〜一6.2 MPa；桥塔应力为一6.6〜一3.9MPa；索力偏差小于10%，成桥线形及结构受力满足设计要求
&
62世界桥梁2021,49!)
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