扣塔选型及吊装系统独立施工

扣塔是斜拉扣挂系中的主要受力结构，用于支承扣索，可称为扣挂系统中的“主心骨”。而扣挂施工开始后，拱肋处于不断加长的悬臂状态，如果有问题就很难处理，又因为受力太大且是逐渐加载，无法像吊装系统一样进行荷载试验，所以其设计施工必须高度重视。

4.2.4.1　扣塔结构形式及材料选择

按塔架底部支承边界条件的不同，主要分为固结塔架和铰接塔架两种；按扣塔组成材料来分，主要分为钢管扣塔、钢管混凝土扣塔和万能杆件扣塔（表4-4）。具有代表性的几座桥扣塔如图4-11～图4-13所示。

图4-9　南宁永和大桥交换梁

图4-10　日本广岛空港大桥交换梁

表4-4　部分大跨径拱桥扣塔

注：扣塔材料计算每吨钢材承载力时，管内混凝土按4 m3折合1 t钢材。南宁大桥扣塔材料每吨承载力偏低，是由于拱肋外倾，扣塔宽度达109 m，大大宽于常规设计。

图4-11　南宁永和大桥扣塔

图4-12　南宁大桥扣塔(www.xing528.com)

图4-13　菜园坝长江大桥扣塔

从表4-4可以看出：

（1）扣塔宜采用塔脚固结形式，这样结构刚度较大，塔脚处理简单，且可以分散塔架基础受力。通过加强缆风设置和严密监控可以保证塔顶偏位不超限。

（2）大跨度拱桥中下承式较多，拱高度大，其扣索竖向压力合力大，且塔高都在80 m 以上，采用万能杆件数量较大，技术合理性下降，经济指标较差。扣塔的材料宜采用南宁永和大桥结构模式，从表中可见，其每吨扣塔钢材承载力达到42 kN，在几座大桥中达到第一位，即主体为空钢管，做成可周转使用的标准件，受力复杂位置钢结构加强，且局部灌注管内混凝土，保证局部受力稳定。钢管混凝土塔架每吨承载力也较大，但其周转利用性较差，虽然一次投入少，但长期考虑则经济指标差。

（3）如为上承式拱桥，应该尽量直接利用交界墩作为扣塔。如支井河大桥和日本广岛空港大桥，当然这是最节省的，但要桥位合适才行（图4-14、图4-15）。

图4-14　支井河大桥

图4-15　支井河大桥实景

4.2.4.2　吊装系统与扣挂系统通盘考虑时的扣塔选择

（1）对于中小跨拱桥，缆索吊装系统与扣挂系统相互独立时受力明确，施工互不影响，且拱肋合龙后扣挂系统能马上拆除，降低成本，故对于200 m 左右的中小跨径拱桥吊装还在沿用。

（2）对于大跨度拱桥，其扣索竖向力较大，基本达到20 000 kN左右，扣塔都非常强大，故在其上设置吊塔，其传下来的竖向压力相对较小，所以基本都采用“吊扣合一”模式。之前由于担心吊装系统吊、运、放的过程中，吊塔水平力变化引起扣塔变位，从而引起已安装好悬臂拱肋的标高和轴线变化，导致其安装精度降低，为保险起见，一般都采用“吊扣合一，中间设铰”的形式。但对于特大跨拱桥，由于扣塔自身很高，立在上面的吊塔又很矮，如合江长江一桥扣塔148 m，吊塔30 m，加上塔顶索鞍等，吊塔顶离地面高180 m，控制吊塔偏位在一定范围内是非常困难的，因此采用“塔脚固结，吊扣塔完全合一，中间不设铰”模式，应是较好选择。