橋梁工程索塔塔柱施工技術(shù)實(shí)例分析

翟全磊

中交路橋華北工程有限公司,北京 通州 101100

橋梁工程索塔塔柱施工技術(shù)實(shí)例分析

翟全磊

中交路橋華北工程有限公司,北京 通州 101100

結(jié)合實(shí)際工程案例，筆者較為詳細(xì)地介紹了某斜拉橋塔柱的施工技術(shù)，塔柱采用液壓爬模施工，塔柱的橫梁采取鋼管樁加貝雷片支承的方式進(jìn)行施工。實(shí)踐證明，工程施工質(zhì)量良好，取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

斜拉橋;塔柱;橫梁;施工技術(shù)

1 工程概況

某大橋主橋?yàn)殡p塔五跨的雙索面半漂浮體系斜拉橋，主塔采用等高的鉆石A型空間索塔，由塔座、下塔柱、上塔柱、塔冠和兩道橫梁組成。塔高98m，橋面以上高度約為79m，采用C55砼，塔內(nèi)設(shè)有勁性骨架。塔柱采用單室箱形斷面，錨固區(qū)采用等截面形式橫橋向?qū)挾?m，壁厚1.2m，順橋向?qū)挾?.8m，壁厚0.7m；中、下塔柱采用變截面，尺寸從4.0m×6.8m變化至塔底5.0m×8.5m，壁厚從0.7m×1.2m變化到1.2m×2.2m。主塔下橫梁采用箱形斷面，高度4.0m，寬度6.0m，頂板、底板厚度為0.5m，腹板厚度0.55m～1.0m。主塔上橫梁采用箱形斷面，高度4.0m，寬度5.1m，兩側(cè)各比塔柱小0.85m，頂板、底板和腹板厚度均為0.5m。

主塔兩塔肢在標(biāo)高93.9m處合攏，交會(huì)段頂標(biāo)高為98.5m，交會(huì)段高度為4.6m。交會(huì)段結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，且交會(huì)段鋼筋較多。因此，在施工中應(yīng)注意混凝土澆筑質(zhì)量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、控制拆模時(shí)間，盡量減少混凝土收縮的發(fā)生。

圖1 主橋橋型布置圖

2 主要施工工藝

2.1 索塔塔柱施工

主塔為鉆石A型空間索塔，由塔座、下塔柱、上塔柱、塔冠和兩道橫梁組成。主塔采用C55砼，塔內(nèi)設(shè)有勁性骨架，以便于施工定位。塔柱內(nèi)設(shè)有爬梯和人孔，方便養(yǎng)護(hù)檢修。

⑴塔座砼施工

塔座為大體積砼，施工時(shí)需按要求布設(shè)冷卻水管，采取溫控措施，其施工工藝與承臺(tái)大體積砼施工相同。

⑵塔柱模板及塔身分節(jié)

塔柱模板施工采用爬模工藝。

圖2 索塔爬架翻模施工示意圖

塔柱模板由外模板和內(nèi)模板組成。外模板均為大塊鋼模，內(nèi)模板以大塊鋼模為主，部分內(nèi)模用組合鋼模板和定型鋼模板，人孔采用組合鋼模板，隔板底模采用組合小鋼模。

塔柱鋼模板根據(jù)索塔截面變化進(jìn)行制作，塔柱外壁采用定型鋼模板，內(nèi)模板采用鋼木組合模板。根據(jù)塔柱設(shè)計(jì)圖，索塔塔柱部分共分為22個(gè)節(jié)段進(jìn)行施工；每次澆注高度為4.5m。模板安裝過程中注意預(yù)留塔柱支撐位置。

⑶塔柱勁性骨架制作與安裝

為保證塔柱鋼筋定位的準(zhǔn)確，同時(shí)方便測(cè)量，在塔柱內(nèi)設(shè)置勁性骨架，勁性骨架必須根據(jù)塔身傾斜角度進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，勁性骨架尺寸隨塔柱的壁厚變化而變化。

先在加工場(chǎng)地內(nèi)逐片進(jìn)行焊接，每段骨架分為2～3片，然后平板車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)逐節(jié)采用塔吊進(jìn)行安裝，減少現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。

⑷塔柱鋼筋制作與安裝

索塔鋼筋在鋼筋棚加工制作，平車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，塔吊提升進(jìn)行安裝。塔柱鋼筋主筋采用墩粗直螺紋接頭，其它幾種規(guī)格鋼筋接長(zhǎng)采用焊接接頭。

上塔柱為斜拉索錨固區(qū)，預(yù)應(yīng)力較為密集，是全橋施工的關(guān)鍵部位。施工時(shí)嚴(yán)格按照工藝要求，確保斜拉索導(dǎo)管、錨板、環(huán)向預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋的精確定位。上塔柱砼澆筑時(shí)，鋼筋密集部位應(yīng)采用小石子砼，采用小型振動(dòng)棒、鋼釬振搗密實(shí)。

⑸塔柱砼施工

砼由拌和站集中拌制，通過布置在塔柱一側(cè)混凝土泵管送料，采用水平管外接軟管布料。由于塔柱澆注節(jié)段高度為4.5m，為防止砼的離析，在砼管口設(shè)置串筒，保證砼自由下落高度不超過2m。砼應(yīng)分層進(jìn)行攤鋪，攤鋪厚度30cm～40cm，采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗。

⑹塔柱支撐

下塔柱為外傾結(jié)構(gòu)，采用滿堂支架進(jìn)行，施工時(shí)為保證塔柱的傾斜度，通過在塔身上預(yù)留孔，設(shè)置拉桿，通過對(duì)拉平衡塔柱的外傾力。在每節(jié)3.5m高度施工過程中，鋼筋、砼、風(fēng)力、人員等產(chǎn)生的荷載通過勁性骨架和外模板的支撐完成。

上塔柱為傾斜式塔柱，施工時(shí)每隔9 m設(shè)置臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐采用120cm×120cm桁架片，采用L75和L65角鋼焊接而成。桁架片與上橫梁支撐鋼管焊接形成整體結(jié)構(gòu)，桁架與側(cè)壁預(yù)埋鋼板間的間隙采用鋼板填塞，并焊接牢固，形成主動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)。

臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)也可根據(jù)現(xiàn)有鋼管、型鋼材料選用。

2.2 索塔橫梁施工

索塔橫梁采取與塔柱同步施工的方法進(jìn)行施工。橫梁采取鋼管樁＋貝雷片支承的方式進(jìn)行施工，上、下橫梁各分二次等高度立模，二次澆筑混凝土、一次張拉預(yù)應(yīng)力束工藝進(jìn)行施工。

⑴橫梁支架施工

根據(jù)本橋索塔工程特點(diǎn)，索塔橫梁支撐采用鋼管樁支架＋貝雷桁架體系支撐。主要由鋼管立柱、柱間水平橫撐、支撐牛腿、卸載砂箱、型鋼橫梁，貝雷桁架片、工鋼分配梁組成。塔柱施工至橫梁位置后，拆除塔柱內(nèi)側(cè)壁爬架及模板，搭設(shè)橫梁支架，安裝橫梁模板，進(jìn)行橫梁的施工。

橫梁施工支架設(shè)計(jì)詳見圖3所示。

圖3 索塔橫梁支架布置圖

⑵模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝

塔柱施工至橫梁位置后，拆除塔柱內(nèi)側(cè)壁模板，塔柱模板與橫梁模板聯(lián)結(jié)，形成整體結(jié)構(gòu)。橫梁底模采用鋼板，側(cè)模采用大塊鋼模板，采用塔吊提升進(jìn)行安裝。橫梁鋼筋在鋼筋棚內(nèi)下料加工后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，塔吊提升進(jìn)行安裝。橫梁預(yù)應(yīng)力管道按要求進(jìn)行安裝，采用“＃”字鋼筋進(jìn)行定位。

⑶砼工藝

橫梁混凝土澆筑采用斜層法澆筑，豎向分層澆筑厚度控制在30cm～40cm。底板、腹板和頂板的澆筑呈階梯狀推進(jìn)，當(dāng)將近另一端時(shí)，改從另一端向相反方向投料，在距該端2m～3m處合攏。橫梁砼一次性澆筑完畢。

⑷預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨

砼強(qiáng)度滿足要求后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉采取張拉噸位和張拉伸長(zhǎng)量雙控，以張拉噸位為主，伸長(zhǎng)量校核，伸長(zhǎng)量控制在計(jì)算值的±6%以內(nèi)。橫梁預(yù)應(yīng)力壓漿前，應(yīng)先用空壓機(jī)把管道吹凈，壓漿過程應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，壓力控制在0.7MPa左右，壓漿過程必須連續(xù)進(jìn)行。孔道壓漿后將水泥漿沖洗干凈，同時(shí)清除支承墊板，錨具及端面混凝土表面的污垢，并將端面混凝土鑿毛，灌注封端混凝土。

3 結(jié)語

本橋塔柱施工考慮塔柱高度大，施工質(zhì)量要求高，施工工期緊，施工安全問題突出采用了液壓自爬模施工，考慮塔柱是傾斜的，利用上下游塔柱之間的相互對(duì)拉和對(duì)撐的方法來防止塔柱混凝土受拉區(qū)拉應(yīng)力過大，對(duì)于上下橫梁的施工則在塔柱上安裝預(yù)埋件和利用貝雷梁施工，值得類似塔柱施工借鑒。

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011），[S].

[2]賈世杰.斜拉橋液壓爬模施工塔柱技術(shù)[J].山西建筑，2011/23.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.018

翟全磊（1977—），男，江蘇徐州人，本科學(xué)歷，工程師，項(xiàng)目經(jīng)理，主要從事路橋工程施工管理工作。