一、任务来源
随着桥梁建设技术的不断进步，斜拉桥以其独特的结构形式和优越的受力性能，在大型桥梁工程中得到了广泛应用。为了提高斜拉桥的施工效率，减少施工周期，塔梁同步施工技术已逐渐被广泛应用。本工艺提出塔梁同步快速化施工的方法，将塔梁同步施工技术进行标准化提升，旨在实现斜拉桥建设的快速、高效与安全，进一步提高施工标准。
二、应用领域
本项目技术成果属于桥梁工程领域，适用于大跨度斜拉桥的塔梁同步施工，尤其适用于工期紧张、施工条件复杂的大型桥梁工程。
三、工艺原理
本技术通过合理工艺措施，实现桥塔和钢桁梁梁体的同步施工，在主塔施工至中上塔柱时，即开始主梁0#块施工，索塔施工至上塔柱相应节段，具备斜拉索安装条件时，进行斜拉索安装，并依次进行钢桁梁悬臂拼装作业，至索塔封顶，结束塔梁同步施工。施工过程中，利用塔吊、爬模等设备保证施工质量及安全。
1.操作要点
（1）塔梁同步快速化施工的原则
斜拉索张拉时对应塔柱节段的混凝土需达到100％的设计强度且龄期不少于１个月；斜拉索上方至少完成３个塔柱标准节段施工。由于边、中跨钢梁自重不同，当悬臂架设至一定长度后采用加配重的方式，使桥塔两侧钢梁重量基本均衡，以利于桥塔线形控制。
（2）塔梁同步施工范围的确定
由于斜拉桥拉索锚固区主塔截面多为空心矩形截面，在主塔施工过程中，主塔顶处于开口截面，需要对主塔拉索锚固区局部进行结构力学计算分析，确定拉索处混凝土应力扩散范围及混凝土应力状态，明确主塔受拉力影响的区间，进一步确定塔梁同步施工起点主塔混凝土所需的高程。
2.塔梁同步快速化施工关键控制点
（1）施工组织
本工程上塔柱采用液压爬模工艺施工，标准节段高6.0m、6.15m，液压爬模高16m，索塔标准节段施工工期为10天。主梁墩顶0#块节段及中跨1-3#块采用履带吊原位支架拼装，中跨4-17#块采用回转吊机悬臂拼装；边跨侧采用龙门吊机原位支架拼装。钢桁梁单个节段拼装工期为7天，斜拉索安装工期为2天。
塔梁同步遵循具备挂索条件即挂索的原则，液压爬模爬升工作完成，索导管外露后，即进行相应节段斜拉索的安装、张拉作业。斜拉索施工节段上已完成2个以上索塔节段混凝土浇筑作业，该斜拉索施工节段混凝土龄期不小于25天。边跨节段提前中跨节段约10个节间。中跨1-3#节间提前进行安装，受索塔中塔柱主动横撑无法拆除及跨大堤桥桥面吊机使用的影响，中跨侧1-3#节间安装完成45天后，安装桥面吊机。
（2）监控控制
塔梁同步施工导致桥塔架设时受到主梁影响，桥塔在斜拉索索力的作用下产生偏移，桥塔立模横向位置也会随之变动，这对桥塔的架设精度(竖直度)提出了更高的要求，在不考虑塔梁同步施工，主梁架设过程桥塔纵向位移如下图所示，正表示向跨中偏，负表示向边跨偏。从图中可以看出，桥塔在钢梁施工过程中部分阶段偏位较大，应加强对塔柱立模的控制以及相应阶段塔柱施工与钢梁施工的协调配合。同时塔梁同步造成桥塔提前受到较大压力，相应桥塔的下横梁预应力张拉时机要跟随调整，同时由于荷载加载的差异，导致混凝土收缩徐变也和原来有较大差异。
（3）塔柱初始状态测量
由于桥塔还未封顶就要进行钢梁架设，应在钢梁架设之前选择已经架设的塔柱（较高部分）进行初始状态确定，临时作为前期桥塔偏位的基准，临时观测点初始状态需根据24～48小时连续观测结果确定。
桥塔封顶后，在桥塔顶再次转移测点，根据理论换算，确定塔顶初始状态，作为后期桥塔偏位的基准。
临时观测点和塔顶观测点应安装观测棱镜，棱镜安装位置应综合考虑测量方便性、棱镜的安全性和测量数据的代表性。安装完成后应选择温度相对稳定的凌晨或阴天进行塔柱初始状态的测量，施工单位和监控单位测量应同步进行，测量需在驻地监理的监督、协助下进行，测量完成后对结果进行及时对比，若不满足要求，应进行复测。
根据塔梁同步快速化施工方案，将塔偏临时监测点布置在塔柱结合段曲线变化处，标高为127.466m。在上塔柱施工期间和钢梁施工期间对桥塔进行塔偏监测，兼做桥塔立模偏位参考点，同时在确定塔顶棱镜安装后，对棱镜坐标进行理论分析并转点。
在中、下塔柱各布设2个应力、温度测试断面，单个桥塔共布置3个断面，每个测试断面布置8个应力温度测点，共计48个传感器，下塔柱布置在牛腿交接点处，中塔柱布置在横梁人洞上方，上塔柱布置在横梁人洞上方。
由于拉索内部温度与桥塔钢梁的温差将对主梁线形、拉索索力产生较大影响，应对索股温度进行测试，索股温度测试服务于索力测试于桥面线形。
不同于异步施工，同步施工在桥塔压应力储备较少的情况下进行斜拉索张拉，此时的偏载效应导致桥塔底部可能出现拉应力，施工时要注意控制混凝土桥塔底部拉应力，避免混凝土结构开裂。
四、性能指标
主塔最大偏位5mm；
索力最大偏差2.5%；
主梁高差限值10mm。
五、与国内同类技术比较
目前为止，绝大多数钢桁梁斜拉桥的施工方案均采用常规施工方法，具体为主塔施工完成后再分节间开始架设钢梁，由主塔向两边对称悬拼。常规施工方法的优点是成熟可靠，可参考已建成斜拉桥的成功经验，不足之处为架设主跨钢梁同时必须先张拉相应位置斜拉索，而斜拉索锚固在主塔塔顶上，故必须主塔先施工完成后才开始架设钢梁，即塔梁不能同步施工，施工时间长。
六、成熟度
斜拉桥塔梁同步施工工艺是近年来发展的一种新型斜拉桥施工方法，可较大程度提高施工效率，节约施工工期，进而节约施工成本。
七、成果创造性、先进性
相对传统先塔后梁工艺，本技术具有施工工期短、施工成本低、施工控制要求高的特点。具体如下：
采用塔梁同步施工，可在主塔未封顶前，开始主梁架设施工，缩短关键线路工期，提高施工效率。
采用钢桁梁斜拉桥单悬臂施工方法,钢桁梁边跨段架设完成后，在中跨节间上安装全回转吊机，索塔施工至相应节段;随着索塔向上施工，继续向中跨侧单悬臂安装钢桁梁，对称安装、张拉中边跨侧斜拉索，至全桥合龙。
采用斜拉桥主塔快速化爬模施工方法，主塔进入上塔柱施后，爬模系统由4.5m转为6m架体，实现了爬模系统浇筑高度的快速便捷转换，大大提高了主塔施工效率。
对塔梁同步施工中主塔塔偏控制、受力状态、斜拉索索力控制、钢桁梁受力方面进行系统性监测，保证了塔梁施工精度与结构安全。
八、推广应用的范围、条件和市场前景
本项技术适用于大跨度斜拉桥的塔梁同步施工，特别适用于工期紧张、施工条件复杂的大型桥梁工程。本项技术可较大程度节约施工周期，降低施工成本。
九、存在的问题和改进意见
塔梁同步施工对安全防护要求高。塔梁同步施工期间，各工序间同步进场施工，上下垂直交叉作业，要求安全防护措施必须到位，人员安全管理工作十分重要。
施工解决方式：鉴于塔梁同步施工的特殊性，为确保施工安全，按照不同施工节段交叉施工作业的内容增加安全防护及投入。设置液压爬模平台、在中塔柱第二道横撑设置安全防护棚，合理组织施工工序，确保施工安全。
十、基础研究成果重点表述科学价值
通过开展了塔梁同步施工成套施工技术的研究，利用有限元分析软件MIDASCIVIL建模计算分析，与先塔后梁的施工方案进行对比分析，确定塔梁同步的可行性和优缺点，同时在方案可行的前提下研究一套具有施工指导意义的施工方法。
十一、应用研究成果突出技术价值
塔梁同步施工将塔、梁分项工程工期叠加，将主梁施工中原本需要在现场施工的时间融入混凝土龄期内。研究成果能够缩短施工周期、降低施工成本、加快施工进度，同时该技术简便有效，具有一定的先进性，将进一步推进斜拉桥塔梁施工的发展，在桥梁施工中有良好的推广应用前景。
十二、技术开发和产业化成果注重经济价值
塔梁同步施工作业时，自同步施工节点起，塔柱施工不作为关键线路工期。塔梁交叉作业部分为理论工期缩短时间。以G104济南黄河公路大桥扩建工程为例，采用先塔后梁施工工期为33个月，拟在中塔柱完成合龙后同步进行主梁0#块施工，直至塔柱全部完成，理论上整体缩短工期约6个月。具有极大工期优势。同时，工期节约，降低了塔吊、升降机、爬模系统、吊车等机械设备的租赁成本252万，降低了材料周转费用220万，降低了管理成本240万。

一、推广应用前景
本项目研究成果适用于大跨径钢桁梁斜拉桥，跨中无法采取支架法进行施工，工期较为紧张情况。塔梁同步施工将塔、梁分项工程工期叠加，将主梁施工中原本需要在现场施工的时间融入混凝土龄期内。研究成果能够缩短施工周期、降低施工成本、加快施工进度，同时该技术简便有效，具有一定的先进性，将进一步推进斜拉桥塔梁施工的发展，在桥梁施工中有良好的推广应用前景。
二、推广应用措施
塔梁同步施工方法则是在主塔施工还没有完成的时候,就开始主梁的施工,塔梁施工相互交融，在此过程中同时进行斜拉索的挂设和张拉，这种施工方法可以明显的缩短工期，并因此降低造价。
相对传统先塔后梁工艺，本技术具有施工工期短、施工成本低、施工控制要求高的特点。具体如下：
塔梁同步施工，可在主塔未封顶前，开始主梁架设施工，缩短关键线路工期，提高施工效率。
采用先进的施工设备和工艺，确保施工质量与安全。塔梁同步施工期间，可充分发挥塔吊、升降机效率，提高机械使用率，降低租赁周期，减少设备投入及管理成本。
三、推广应用的范围、条件和前景
本项目研究成果适用于大跨径钢桁梁斜拉桥，工期较为紧张情况。可较大程度节约工期，进而节约人力、机械费用，对大跨度斜拉桥施工带来较大的经济和社会效益。
四、存在的问题和改进意见
对安全防护要求高。塔梁同步施工期间，各工序间同步进场施工，上下垂直交叉作业，要求安全防护措施必须到位，人员安全管理工作十分重要。
塔梁同步施工，主塔是在未完成状态下参与钢梁、斜拉索受力，增加了索塔塔偏控制、受力状态、斜拉索索力控制、钢桁梁受力等的控制难度，中间过程需高强度监测，采取有力施工及监控措施，保证完工后达到设计的成桥状态。
施工解决方式：
鉴于塔梁同步施工的特殊性，为确保施工安全，按照不同施工节段交叉施工作业的内容增加安全防护及投入。设置液压爬模平台、在中塔柱第二道横撑设置安全防护棚，合理组织施工工序，确保施工安全。
采用0.5秒徕卡测量机器，采用全站仪天顶测距法和测距三角高程差分法相结合的办法进行桥塔高程控制，采用天顶投点法和塔顶控制点加密法相结合的办法进行塔柱平面控制，从而控制桥塔线形；控制点、测量仪器定期复核；将斜拉索人工张拉变更为斜拉索智能张拉，将进一步精确控制斜拉索张拉力，确保斜拉索索力控制精确加大塔偏、斜拉索受力、钢桁梁受力监测频率。