斜拉橋主塔施工方法

王 振

(山東省聊城市公路工程總公司第二工程處，山東 聊城 252000)

斜拉橋主塔施工方法

王 振

(山東省聊城市公路工程總公司第二工程處，山東 聊城 252000)

結(jié)合高低塔型斜拉橋主塔的施工實(shí)踐，介紹了高低塔型斜拉橋主塔總體施工工藝，論述了主要施工設(shè)備選型與布置方式，主要對(duì)塔柱、上下橫梁、塔柱及橫梁預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉等施工過(guò)程中的要點(diǎn)進(jìn)行了研究，為今后類(lèi)似工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

橋梁工程，斜拉橋，主塔，施工方法

1 工程概況

某橋主橋?yàn)楦叩退托崩瓨颉８咚椤癆”形塔，空心薄壁箱形截面，上塔柱橫橋向?qū)?.5 m，順橋向?qū)?.0 m～8.0 m，塔高76 m；下塔柱橫橋向?qū)?.0 m～8.0 m，順橋向?qū)?.0 m～9.0 m，下塔柱高為40.5 m。索塔上橫梁為實(shí)心截面，高1.5 m～2.5 m；索塔下橫梁為箱形截面，箱高2.5 m～5.0 m，箱寬7.5 m，頂?shù)装搴?.6 m，腹板厚1.2 m。

低塔為“A”形塔，空心薄壁箱形截面，上塔柱橫橋向?qū)?.5 m，順橋向?qū)?.5 m～7.0 m，塔高51.5 m；下塔柱橫橋向?qū)?.0 m～7.0 m，順橋向?qū)?.0 m～8.0 m，下塔柱高為46.0 m。索塔上橫梁為實(shí)心截面，高1.5 m～2.5 m；索塔下橫梁為箱形截面，箱高2.5 m～4.0 m，箱寬6.5 m，頂?shù)装搴?.6 m，腹板厚1.2 m。交界墩設(shè)為3.0 m×3.0 m空心薄壁墩，壁厚為45 cm，墩高37 m。

2 主塔施工

2.1 總體施工工藝

施工中兩塔柱同步進(jìn)行。

下塔柱混凝土節(jié)段采用翻轉(zhuǎn)大塊鋼模板法施工，每節(jié)施工6 m，翻模配置長(zhǎng)度1.5 m+4.5 m+1.5 m。

上塔柱混凝土采用爬模施工，每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)高度4.5 m，在下塔柱張拉后開(kāi)始施工；下橫梁采用支撐在承臺(tái)上的支架，與對(duì)應(yīng)的塔柱及0號(hào)塊一起現(xiàn)澆；上橫梁采用支撐在下橫梁上的支架與對(duì)應(yīng)的塔柱異步澆筑；配置電梯、塔吊各一臺(tái)輔助施工。

2.2 主要施工設(shè)備的選型及布置

1)塔吊的選型及布置。根據(jù)蘇村壩大橋設(shè)計(jì)構(gòu)造形式、索塔施工分段及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合橋位所處的地理環(huán)境，在兩塔各布置一臺(tái)C6024塔吊，可滿足施工要求。

C6024塔吊吊裝性能如圖1所示。

塔吊布置如圖2所示。

2)主塔電梯選型及布置。擬采用的電梯為SCD200/200型，變頻中速升降機(jī)采用齒輪、齒條驅(qū)動(dòng)方式，額定載重量2 t，詳見(jiàn)表表1，電梯在A形塔外側(cè)各布置一臺(tái)。

3)混凝土輸送泵選型及泵管布置方案。混凝土的澆筑采用臥泵施工，采用3輛容量為6 m3的混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸混凝土，在“A”形塔柱兩肢內(nèi)側(cè)各設(shè)置一套混凝土泵送管道，用U形卡固定在塔柱上，采用兩臺(tái)HBT60輸送泵輸送混凝土，保證混凝土澆筑連續(xù)、快速進(jìn)行。

4)模板系統(tǒng)。下塔柱采用翻模施工，模板為大塊鋼模。上塔柱采用爬模系統(tǒng)施工。

a.翻轉(zhuǎn)模板介紹。大塊翻轉(zhuǎn)鋼模板由面板體系、圍檁體系、支撐體系、工作平臺(tái)體系組成。分3節(jié)段，兩節(jié)1.5 m，一節(jié)4.5 m，施工中交替翻轉(zhuǎn)使用。模板面板采用大塊鋼板，單塊面積不小于2 m2，塊間用螺栓連接。大肋及小肋采用型鋼制作。模板在加工廠加工成塊，并在現(xiàn)場(chǎng)利用塔吊、手動(dòng)葫蘆拼裝。

表1 SCD200/200型施工電梯主要技術(shù)參數(shù)

b.爬模系統(tǒng)介紹。該模板由爬架和模板兩部分組成，爬架為組拼空間桁架，塔柱四個(gè)面的爬架相互分離，在施工時(shí)通過(guò)跳板連通，形成環(huán)形操作平臺(tái)。

2.3 塔柱施工

1)塔柱施工勁性骨架安裝。勁性骨架在工廠制作，現(xiàn)場(chǎng)分段拼接。勁性骨架是測(cè)量放樣、鋼筋安裝、模板安裝施工定位的基礎(chǔ)，其精度對(duì)施工質(zhì)量和施工進(jìn)度有很大影響，應(yīng)高度重視安裝質(zhì)量。骨架之間連接采用焊接，接頭焊接焊縫必須飽滿，以保證骨架接頭連接的可靠性。在勁性骨架安裝過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行測(cè)量跟蹤控制。

2)鋼筋工程。鋼筋必須按不同鋼種、等級(jí)、牌號(hào)、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分批驗(yàn)收，分別堆放，不得混雜，且應(yīng)設(shè)立物資標(biāo)識(shí)牌。

鋼筋安裝應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工。主鋼筋連接均采用鐓粗直螺紋接頭連接方式，同時(shí)其接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置，同一斷面接頭不得超過(guò)該斷面接頭數(shù)量的1/4，并應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范操作。

3)模板安裝。塔身起始段施工選用大塊鋼模板，下塔柱選用翻轉(zhuǎn)鋼模板，上塔柱選用液壓爬模系統(tǒng)。為確保混凝土外觀質(zhì)量，單塊鋼模板面積不小于2 m2。

a.塔柱每節(jié)段澆筑高度為4.5 m，在澆筑塔柱時(shí)，內(nèi)外側(cè)模板采用對(duì)拉螺桿對(duì)拉，對(duì)拉螺桿在外模內(nèi)表面處斷開(kāi)，并用連接螺母連接，該螺母即為爬架附墻高強(qiáng)抗剪螺栓的預(yù)埋螺母，其位置要和爬架附墻螺栓位置對(duì)應(yīng)。

b.爬架提升時(shí)，爬架附墻段以上必須有三個(gè)節(jié)段塔柱已澆筑，此時(shí)，其最下方的一個(gè)節(jié)段模板已拆除。

c.為防止爬架在提升時(shí)發(fā)生縱向或側(cè)向傾斜，需在爬架與爬架間、爬架與混凝土表面(或模板)間設(shè)置多組限位滑輪。

d.爬架提升到位后，即可翻轉(zhuǎn)模板。上方使已澆筑混凝土節(jié)段的頂節(jié)模板不動(dòng)，作為基準(zhǔn)模板，底節(jié)模板拆除翻轉(zhuǎn)到頂節(jié)模板之上。翻轉(zhuǎn)模板時(shí)，利用爬架作支撐，用手拉葫蘆將底節(jié)模板提升到位即可。

4)設(shè)置冷卻管。由于下塔柱前三節(jié)段混凝土體積較大，為保證混凝土施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)溫度應(yīng)力、混凝土收縮等引起的裂縫，該部位混凝土按大體積混凝土組織施工。在施工時(shí)，埋設(shè)冷卻水管，混凝土施工時(shí)通水降溫。

5)塔柱預(yù)埋件及預(yù)應(yīng)力筋管道的埋設(shè)。塔柱施工中，應(yīng)注意預(yù)埋件的埋設(shè)，埋設(shè)精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。受力小的預(yù)埋件均用螺栓預(yù)埋，受力大的預(yù)埋件采用埋入混凝土壁內(nèi)3 cm左右，在使用過(guò)程中其表面涂刷環(huán)氧樹(shù)脂，以防銹蝕污染塔柱。

6)混凝土的澆筑。在進(jìn)行混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)已澆筑混凝土面灑水濕潤(rùn)，但不能有積水。混凝土采用一級(jí)泵送法分層澆筑，分層厚度為30 cm，沿水平方向逐漸推進(jìn),前三節(jié)段施工中，在混凝土澆筑高度超過(guò)冷卻水管后，立即通冷卻水，以保證降低混凝土絕熱溫升，同時(shí)加強(qiáng)混凝土內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)，對(duì)通水速度進(jìn)行控制。

7)混凝土養(yǎng)生。混凝土澆筑完成后，應(yīng)在收漿后盡快覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。塔柱內(nèi)外側(cè)混凝土養(yǎng)生采用噴灑混凝土養(yǎng)護(hù)劑的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.4 下橫梁施工

1)施工概述。高塔下橫梁為箱形截面，箱高2.5 m～5.0 m，箱寬7.5 m，頂?shù)装搴?.6 m，腹板厚1.2 m；低塔下橫梁為箱形截面，箱高2.5 m～4.0 m，箱寬6.5 m，頂?shù)装搴?.6 m，腹板厚1.2 m。下橫梁采用托架施工，模板采用大塊鋼模板，混凝土一次澆筑完成。

2)下橫梁支架的設(shè)計(jì)和施工。下橫梁支架與主梁0號(hào)、1號(hào)塊段一并考慮設(shè)計(jì)和施工。

3)模板施工。下橫梁底模采用δ16 mm竹膠板，外模板采用大塊鋼模板，為便于安裝和拆除，內(nèi)模采用萬(wàn)能組拼鋼模,內(nèi)外模板采用對(duì)拉螺桿對(duì)拉，在腹板內(nèi)設(shè)置剛性支撐。

4)鋼筋施工。首先安裝底板鋼筋，主筋接頭采用鐓粗直螺紋套筒接頭；而后安裝肋板鋼筋，利用定位架調(diào)整位置，肋板鋼筋安裝完成后，安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋定位框，穿波紋管及鋼絞線。側(cè)模和內(nèi)模安裝完成后，安裝頂板鋼筋。

5)預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)。在鋼筋綁扎的同時(shí)，按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道的埋設(shè)。

6)下橫梁混凝土澆筑。下橫梁分兩次澆筑，每次各澆筑2.0 m。混凝土從兩側(cè)分層對(duì)稱澆筑，分層厚度為30 cm，沿水平方向逐漸推進(jìn)。其他與塔柱混凝土澆筑施工相同，此處不再贅述。

7)預(yù)應(yīng)力工程施工。按照設(shè)計(jì)要求，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上、齡期4 d以上才可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。先從腹板中部向上下緣依次進(jìn)行，腹板兩側(cè)同一高度的預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)對(duì)稱張拉，再?gòu)捻敗⒌装逯胁肯蜃笥覍?duì)稱張拉。

2.5 上橫梁施工

1)施工概述。高塔上橫梁為實(shí)心截面，高1.5 m～2.5 m；低塔上橫梁為實(shí)心截面，高1.5 m～2.5 m。上橫梁采用支架法施工，模板采用大塊鋼模板，混凝土一次澆筑完成。

2)上橫梁支架的設(shè)計(jì)和施工。上橫梁支架立柱采用4根φ100 cm鋼管,鋼管下端錨固于下橫梁頂面的預(yù)埋鋼板上。立柱間布置了三道平聯(lián)，平聯(lián)與塔肢內(nèi)側(cè)預(yù)埋鋼板錨固。

上橫梁施工采用塔吊吊裝，施工中采用全站儀精確定位。橫梁支架搭設(shè)完畢后，采用1.2倍施工荷載的水箱進(jìn)行預(yù)壓，消除非線性變形，并測(cè)出線性變形，以便在混凝土澆筑前設(shè)預(yù)拱度。

3)塔柱內(nèi)側(cè)混凝土鑿毛。為使下橫梁混凝土與塔柱混凝土嚴(yán)密結(jié)合，需在下橫梁澆筑前對(duì)塔柱內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)位置的混凝土進(jìn)行鑿毛，直至混凝土粗骨料外露，并將混凝土表面沖洗清理干凈。

4)上橫梁其他項(xiàng)目施工與下橫梁類(lèi)同，此處略。

2.6 塔柱及橫梁預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉

下塔柱預(yù)應(yīng)力在上塔柱開(kāi)始施工前完成，錨固于承臺(tái)，張拉端設(shè)置于下塔柱頂面。

上塔柱在中跨合龍后、塔尖安裝前張拉，錨固于下塔柱，張拉端設(shè)置于上塔柱頂面。

橫梁張拉包括水平鋼絞線張拉和豎向精軋螺紋鋼筋張拉。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明：該主塔施工方法應(yīng)用可行性較高，針對(duì)性較強(qiáng)，主塔施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度等方面均達(dá)到了預(yù)期效果，可為今后類(lèi)似工程施工提供參考。

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

The construction method of cable-stayed bridge main tower

Wang Zhen

(ShandongLiaochengHighwayEngineeringCorporationSecondEngineeringDepartment,Liaocheng252000,China)

Combining with the construction practice of high and low tower cable-stayed bridge main tower, this paper introduced the overall construction technology of high and low tower cable-stayed bridge main tower, discussed the main construction equipment selection and arrangement, mainly researched the key points of tower pillar, upper and lower beam, tower pillar and beam pre-stressed reinforcement tensioning and other construction process, accumulated experience for future similar engineering construction.

bridge engineering, cable-stayed bridge, main tower, construction method

1009-6825(2015)28-0171-02

2015-07-29

王 振(1990- )，男，助理工程師

U445

A