1项目概况该工程位于武汉光谷八路交叉口，高架桥主桥为独塔双索面斜拉桥，桥跨布置为（65+95）m 。

塔高66.116m ，主塔尺寸3.6m×3.6m ，主梁采用钢箱梁结构，梁高2.6m 。

主桥立面布置如图1所示。

图1主桥立面布置图（m ）主桥主梁采用钢箱梁，梁段横断面为整体式闭合箱型断面，钢箱梁采用全焊结构。

箱梁梁高为2.6m ，顶板宽36.0m ，底板宽26.6m 。

顶板板厚16mm ，腹板厚为16mm 与30mm 两种，横隔板间距为2.5m 、3.0m 、3.5m 。

拱座为空心的几何不规则形状，沿桥梁纵向中心线对称，拱座主要为混凝土结构，与钢塔连接部位采用钢混结合形式。

拱座结构尺寸：长约40.69m ，宽11m ，高约9m （至承台顶面），主要箱壁厚度为1m 。

拱座两端由横系梁连成整体，横系梁主要箱壁厚度横桥向为0.5m ，顺桥向为1m 。

主塔固结于拱座上，为确保钢拱塔上内力能顺利传递到混凝土基座上在钢塔的受拉侧添加预应力钢索。

钢拱塔外观从横立面看呈网球拍型，塔高约66.1m ，与竖直向成10°夹角。

全桥共20对斜拉索，斜拉索采用单端张拉，并在塔上设置钢锚箱，作为斜拉索的锚固端。

斜拉索在65m 跨侧梁上的顺桥向间距为3.5m ，在95m 跨侧梁上的顺桥向间距为5m 。

2转体施工工序2.1转体施工准备（1）钢塔整体拼装钢塔分为15个箱梁，D0至D7段为左右镜像形式，D8节段为单节段，如图2所示：图2钢塔外形及安装分段示意图收稿日期：2015-03-20作者简介：张迪（1990-），男，新疆乌鲁木齐市人，硕士研究生，助理工程师，主要从事桥梁的勘察、设计工作。

浅谈独塔斜拉桥竖转施工工艺张迪（新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐830006）摘要：在斜拉桥中，独塔斜拉桥凭借其造型美观、造价较为经济等优点，在工程中得到越来越广泛的应用。

其中竖转施工是近年来刚刚开始进行的一项施工技术，目前在国内开展较少，类似施工桥梁很少，对其钢塔竖转施工过程中的很多关键技术和施工工艺尚有待进一步的研究和完善。

本文以武汉高新二路独塔斜拉桥为工程背景，对独塔斜拉桥竖转施工的施工工序做了介绍，并采用有限元的计算方法对钢塔竖转转动系统的安装与受力性能进行了分析，为新疆地区斜拉桥施工方法提供借鉴。

关键词：独塔斜拉桥；竖转施工；稳定性中国分类号：U419.91文献标识码：B①钢塔整体拼装平台搭建如图3所示由ϕ273×8钢管为立柱，将4根立柱采用20槽钢连接，制作成临时支撑兼钢塔拼装平台。

钢塔拼装平台与桥面成15°夹角，用经纬仪放出钢塔与桥面成15°时钢塔的外形轮廓线及钢塔中心线，并定出支架的分段点，安装钢塔拼装临时支墩。

图3现场钢塔整体拼装平台布置示意图②现场组装钢塔整体组装胎架与钢塔桥面成15°夹角，现场胎架搭建按照钢塔整体与桥面成13°夹角投影放地样，现场组装不包括D0-1，组装顺序从D1至D8组装，先一侧从D1组装至D7，再另一侧从D1组装至D7，最后组装合拢段D8。

（2）竖转系统关键结构①竖转架竖转架包括前拉索、前锚连接件、支撑架、支撑架支座、后锚连接件、后拉索。

支撑架支座焊接在D0-2截段上，支撑架通过销轴连接在钢塔上，前拉索一端处于D5截段M10下端M10锚点附近临时拉锚点，另一端与前锚连接件前端连接，前锚连接件后端安装在支撑架上端；其中后锚连接件一端也安装在支撑架上端，一端再与后拉索连接。

各部件如图4所示。

根据钢塔竖转受力计算，竖转架的支撑架采用1200×450的箱梁做压杆，700×400的箱梁做拉杆，700×400的H 型钢结构形式做腹杆，采用螺栓法兰连接将压杆、连杆、拉杆连接成整体。

支撑架必须在场内拼装成整体，在运输至现场前，拆分成连杆、方形架2部分，方形架也分拆为2部分，在横连杆及斜杆上设置法兰盘，采用螺栓连接形式，方便组装拆卸。

前拉索：前拉索选用2组OVM250-43成品锚索，长度按需订制。

前锚连接件：前锚连接件共2组。

后拉索：后拉索共6组，其中2组备用。

采用OVM.A15-27钢绞线及相应锚具，长度按需放置。

现在选型的拉索为2.5倍的安全系数。

现后拉锚索单束拉力247.1t ，单根最大破断力625t ，安全系数2.53。

图4竖转架结构示意图②后拉锚后拉锚为临时焊接在桥面钢塔上的支座和加固板，并且由计算得出需要对钢塔进行加固以保证后拉锚在进行拉起钢塔受力时不对钢塔造成损害，后拉锚结构剖视如图5所示。

图5后拉锚结构图③防滑抗剪支座防滑抗剪支座为安装在钢塔下部与钢塔下部桥墩之间的部件，用螺栓将其连接，用于将后拉锚支座承受水平拉力传递给桥墩。

如图6所示。

图6防滑抗剪支座的安装位置④支座旋转支座包括旋转座，分别安装钢塔D0-1截段和钢塔D0-2截段，通过销轴连接，销轴上安装滑动轴承，钢塔D0-2截段及上部结构通过轴线旋转。

为了保证D0-1和D0-2联接轴在竖转时的同轴度，在工程预拼时，D0-1和D0-2旋转轴按尺寸加工并装配，待试拼拆散运抵现场前，旋转轴再撤掉2mm ，以利于现场竖转时能够克服同轴度误差。

2.2转体操作坚转过程如图7、图8、图9所示。

图7竖转初始位图8钢塔竖转过程示意图9钢塔竖转到位（1）所有准备工作准备结束后，启动液压千斤顶，开始竖转。

（2）在竖转自动进行的过程中，如果各顶吊点同步误差超过控制系统的设定误差（加装距离传感器，不超过15mm ），系统将自动调整；如果吊点的同步误差值超过控制系统设定的最大误差，系统将自动进入紧急停机状态，等待调整；在调整到正常状态后后进入准竖转状态，再次启动自动竖转。

（3）竖转过程应随进行时时监控，包括结构的状态，负载以及竖转通道的通畅。

（4）当钢拱塔竖转到与地面呈80°夹角位置后，系统将停机，在此期间将所有夹持器夹紧以确保悬挂状态下的安全可靠。

（5）尺寸测量。

（6）在桥梁设计温度下，将钢梁D0-1和钢梁D0-2节段进行环缝焊接固结。

3主塔竖转施工模拟计算3.1计算模型该独塔斜拉桥空间有限元模型采用了单主梁形式。

梁与塔均用三维弹性梁BEAM 188单元模拟。

斜拉索采用只受拉的非线性杆单元LINK 10单元模拟。

约束钢绞线端部节点的3个平移自由度以及索塔端部节点的3个平移以及Y ，Z 方向的转动自由度。

考虑桥钢塔竖转初始工况（15°工况）、竖转中间工况（30°工况）、桥拱竖转中间工况（45°工况）、桥拱竖转中间工况（60°工况）、桥拱竖转完成工况（80°工况）等若干计算工况，按照设计和施工所确定的施工工序，以及设计所提供的基本参数，对结构进行分析。

本模型未对下部结构进行建模，只将箱梁的2个边墩和钢塔拱座进行了约束，空间模型的模型如图10所示。

图10有限元计算模型3.2计算结果通过对竖转过程的有限元计算，得到了各个施工阶段钢箱梁应力、钢塔位移和斜拉索的索力，如表1~3所示。

表1第一跨钢箱梁应力（65m ）1/4L 2/4L 3/4L工况一（15°）下缘（MPa ）3.6114.233.57上缘（MPa ）-2.78-10.93-2.82工况二（30°）下缘（MPa ）3.6114.133.65上缘（MPa ）-2.78-10.93-2.82工况三（45°）下缘（MPa ）3.614.133.65上缘（MPa ）-2.78-10.93-2.82工况四（80°）下缘（MPa ）3.614.133.65上缘（MPa ）-2.78-10.93-2.82在整个提升过程中，在初始15°状态时，前、后拉索索力最大，随竖转进行至竖转就位，索力逐渐减小，变化趋势如图11所示。

图11主索索力趋势图4结论本方案是一种新型的竖转施工方案，且在实际工程中已按本方案完成了主体施工。

本文在介绍了相应施工工艺及竖转关键结构的同时，为保证竖转过程中钢拱塔的强度、刚度满足规范要求，对主塔竖转过程进行施工跟踪模拟计算分析，建立了有限元分析计算模型，主要对初始提升状态、不同角度下的悬停状态和最终竖转到位的状态进行计算。

通过对模型的分析得出了以下结果：（1）钢塔竖转过程中最大位移出现在30°工况的塔顶，最大竖向位移6.4cm ，在安全范围内；最大横向位移9cm ，施工中需利用塔吊、千斤顶、倒链以及楔子等对其轴线偏差以及标高偏差进行校正。

（2）钢梁上缘最大压应力为28.11MPa ，下缘最大拉应力为29.28MPa ；钢梁的最大应力出现在支点处，上述应力均小于公路桥规的容许应力值。

（3）拉锁的初始15°工况的索力最大为4157KN ，小于拉锁单根最大破断力6250KN ，施工中拉锁安全。

（4）同其它方案相比，竖向转体施工具有施工时间短，避免高空作业，竖转时采用计算机全过程控制，使其更安全、可靠等优点。

参考文献1张健峰，钟启宾.桥梁水平转体法施工的成就及发展[J].铁道标准设计，1992.2何敏娟，郑元，吕兆华.钢拱塔斜拉桥竖转施工方案分析[J].特种结构，2010.3高兴泽，范大意，杨仁康.景德镇白鹭大桥钢塔竖向转体施工技术[J].铁道工程学报，2007.4李翌程.钢管混凝土劲性骨架拱桥转体施工关键技术研究[M].武汉理工大学硕士论文，2006.表2第二跨钢箱梁应力（95m ）1/4L 2/4L3/4L 工况一（15°）下缘（MPa ）2.9610.762.63上缘（MPa ）-10.76-28.11-10.51工况二（30°）下缘（MPa ）3.7426.23.45上缘（MPa ）-9.95-27.31-9.72工况三（45°）下缘（MPa ）4.4726.964.24上缘（MPa ）-9.17-26.55-8.98工况四（80°）下缘（MPa ）6.7129.286.65上缘（MPa ）-6.79-24.24-6.74表3钢塔关键点扰度（cm ）关键点编号1（拱脚）23（拉索点）4（拱顶）5（拉索点）67（拱脚）工况一（15°）纵向UX 0.111.262.152.52.151.260.11横向UY 0.090.920.260-0.26-0.93-0.09竖向UZ -0.24-2.69-3.54-6.27-3.54-2.69-0.24工况一（30°）纵向UX -0.02-1.01-1.4-2.4-1.4-1.01-0.02横向UY 0.091.10.430-0.43-1.1-0.09竖向UZ -0.21-2.64-3.72-6.4-3.72-2.64-0.21工况一（45°）纵向UX -0.04-1.2-1.72-2.91-1.72-1.2-0.04横向UY 0.081.20.570-0.57-1.2-0.08-0.14-1.83-2.63-4.76-2.63-1.83-0.14工况一（80°）纵向UX -0.18-3.8-6.03-8.22-6.03-3.8-0.18横向UY 0.061.160.740-0.74-1.16-0.06竖向UZ -0.07-1.04-1.58-2.9-1.58-1.04-0.07。