鋼箱梁斜拉橋主塔施工技術(shù)應(yīng)用

馮 永 富

(山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

主塔是鋼箱梁斜拉橋的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接影響整個橋梁的穩(wěn)定性和安全性，因此必須對此引起足夠重視，根據(jù)橋梁特征和施工條件，采用合理可行的施工技術(shù)與方法。

1 工程概況

近幾年，斜拉橋以其獨(dú)特的優(yōu)勢在我國得到快速發(fā)展，相應(yīng)的工藝水平也有了顯著的提高，無論是設(shè)計還是施工，都成功進(jìn)入國際前列。現(xiàn)以某鋼箱梁斜拉橋工程作為研究對象，對其主塔施工方法進(jìn)行深入分析。本橋主塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，承臺頂面設(shè)置塔柱，主塔的高度為100.6 m。中塔柱和下塔柱的外形都有一定斜率變化，橫、縱橋向上的塔柱底部寬分別為5.5 m和8.5 m；而上塔柱的外形保持不變，是拉索錨固區(qū)，橫、縱橋向上的塔柱底部寬分別為4.5 m和6.0 m，主塔中設(shè)有橫梁與牛腿；主塔壁厚在0.6 m～1.2 m范圍內(nèi)。左右兩幅主塔柱共設(shè)置3道橫梁，橋梁表面下方為鋼筋混凝土橫梁，上方為鋼管橫梁。

2 主塔施工技術(shù)

2.1 塔柱施工

混凝土泵送直接決定了塔柱施工質(zhì)量。通過對主塔高度與現(xiàn)場施工需要的了解，將輸出壓力確定為15.7 MPa，在這種壓力條件下，可實(shí)現(xiàn)近250 m的垂直輸送。在塔吊塔身均勻布置泵管。施工中使用的混凝土必須具有較高性能，其坍落度應(yīng)在18 cm～22 cm范圍內(nèi)，且損失不得超過2 cm。

1)加工并安裝鋼筋：加工場直接下料，按5 m控制下料長度，同時按照技術(shù)要求處理好錯頭。主筋的對接使用鋼套管，按1.5 m～2.0 m的間距設(shè)置定位框，然后通過定位框使鋼筋在模板頂部實(shí)現(xiàn)定位[1]。

2)安裝和拆除模板：模板使用塔吊直接提升，提升到指定位置后予以安裝，裝好后使用對拉螺桿與內(nèi)支撐進(jìn)行加固。模板拆除使用可調(diào)撐桿進(jìn)行。

3)模板測量與調(diào)整：鋼筋施工完畢后，通過可調(diào)撐桿對模板進(jìn)行粗調(diào)，再用全站儀測出定位點(diǎn)，據(jù)此將模板精調(diào)到位。

4)澆筑入模：模板調(diào)整到位后開泵將混凝土澆筑入模，采用分層的方法進(jìn)行布料，每層的厚度按照30 cm控制，此外澆筑的同時采用插入式振搗棒均勻振搗。

5)養(yǎng)護(hù)：對于外表面，可用養(yǎng)護(hù)劑直接養(yǎng)護(hù)，而頂部接縫需要灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2 上塔柱施工

根據(jù)以上內(nèi)容可知，上塔柱外形保持不變，是拉索錨固區(qū)，在塔壁中需要埋設(shè)索管，且塔內(nèi)設(shè)有橫梁及牛腿。可見，施工過程復(fù)雜，容易出現(xiàn)問題，應(yīng)予以嚴(yán)格控制。

2.2.1索管安裝

1)索管采用無縫鋼管，按照現(xiàn)有設(shè)計參數(shù)經(jīng)計算確定最終索管長度；

2)索管安裝應(yīng)在溫度差保持穩(wěn)定的時段進(jìn)行，同時保證安裝定位的準(zhǔn)確性；

3)根據(jù)相對坐標(biāo)先在勁性骨架對索管進(jìn)行定位和試安裝；

4)索管應(yīng)與勁性骨架同時安裝，在測量的過程中對骨架具體位置、標(biāo)高與傾斜度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并檢查索管所在三維位置；

5)利用全站儀對索管所在三維位置進(jìn)行復(fù)測，再用逼近的方法促使索管兩口靠近設(shè)計點(diǎn)，通過微調(diào)螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，待誤差處于±10 mm范圍內(nèi)時焊接固定[2]。

2.2.2牛腿施工

牛腿承擔(dān)塔柱大部分力，因其構(gòu)造特殊，標(biāo)高必須隨錨固端位置變化同時形狀也不規(guī)則，所以需要對內(nèi)模系統(tǒng)進(jìn)行多次改制。為避免不必要的改制，提前加工了各牛腿所在位置的異形模板。此外，牛腿所在位置的鋼筋也較多，施工中需要盡可能的細(xì)化分層，做好振搗，使混凝土達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，以免出現(xiàn)蜂窩麻面。在對牛腿進(jìn)行施工時，需要設(shè)置預(yù)留孔，頂部設(shè)有調(diào)平層，其平整度應(yīng)處在±0.5 mm以內(nèi)。在調(diào)平層的實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求之后，在指定位置埋螺栓，注砂漿，設(shè)置承重鋼板，上螺栓。

2.2.3橫梁施工

橫梁是整個索的傳力與受力部件，承受拉索水平方向的分力，同時把豎直方向的分力傳至牛腿。因塔柱空心斷面并非無限制，并且牛腿還占據(jù)一部分空間；在對塔柱進(jìn)行施工時，上方為內(nèi)模，下方還存在橫隔板，很難將橫梁吊至柱內(nèi)。因此，可采用以下方法：

1)塔柱完工后暫時不進(jìn)行封頂，先對內(nèi)模進(jìn)行拆除，再對錨固橫梁實(shí)施安裝；

2)橫梁由塔吊直接吊升，吊升到塔頂后進(jìn)入柱內(nèi)，使用千斤頂與手動葫蘆進(jìn)行調(diào)整，按從下到上的順序依次安裝；

3)一整根橫梁可以分成兩節(jié)進(jìn)行安裝，節(jié)與節(jié)之間使用螺栓連接；

4)橫梁支撐在施工現(xiàn)場進(jìn)行組拼和焊接[3]。

2.3 上橫梁安裝

上橫梁采用鋼管橫撐構(gòu)成，屬受力構(gòu)件，用于承受拉索水平方向上的壓力。上橫梁采用塔頂提升架進(jìn)行提升，當(dāng)?shù)跹b作業(yè)完畢后，該提升架可作為輔助設(shè)施。在對鋼橫撐進(jìn)行安裝時，應(yīng)充分注意以下要點(diǎn)：

1)在進(jìn)行上塔柱施工時需要在指定位置埋設(shè)鋼板，其位置必須準(zhǔn)確無誤；

2)為正確掌握吊裝溫度及時間，應(yīng)觀測主塔在3 d～6 d時間段內(nèi)的變形規(guī)律，從而選在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下開展安裝作業(yè)；

3)搭設(shè)提升架時，應(yīng)嚴(yán)格確保焊接質(zhì)量，且拼接安裝過程中還要注重焊接質(zhì)量；

4)在對短節(jié)鋼管進(jìn)行安裝時，應(yīng)復(fù)測對接點(diǎn)具體位置，若有偏移，應(yīng)重新布置；

5)吊裝時所有卷揚(yáng)機(jī)都必須保持同步，否則將發(fā)生大傾斜，造成安全隱患；

6)內(nèi)襯管是橫撐連接位置上的加強(qiáng)構(gòu)件，同樣要嚴(yán)格確保焊接質(zhì)量；

7)如果施工時需要搭設(shè)臨時爬梯，則要在接觸面加墊橡膠墊，從而防止造成損壞。

2.4 質(zhì)量控制

1)做好對材料差異的有效控制，在生產(chǎn)混凝土?xí)r加強(qiáng)檢查與控制，避免產(chǎn)生色差。

2)所有模板在使用以前都要進(jìn)行徹底清理，并涂抹一層脫模劑。模板之間的接縫采用玻璃膠進(jìn)行密封，以免發(fā)生漏漿；接縫高差及拼縫誤差都要處在±2.0 mm以內(nèi)。

3)將采用高強(qiáng)塑料制成的墊塊作為鋼筋保護(hù)層專用墊塊，同時誤差應(yīng)處在±5.0 mm以內(nèi)。

4)對于塔身施工放樣，應(yīng)使用三維坐標(biāo)法與天頂法進(jìn)行校核，在觀測的過程中采用多人復(fù)核制，保證放樣結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5)塔柱實(shí)際傾斜率不能超過塔高的1/2 500，同時要在30 mm以內(nèi)；軸線最大誤差為10 mm；斷面尺寸的最大誤差為20 mm；塔頂高程的最大誤差為10 mm；據(jù)此在施工中進(jìn)行嚴(yán)格檢測、控制。

6)在分節(jié)澆筑的過程中，各節(jié)段間不能存在錯臺，接縫表面進(jìn)行鑿毛處理，確保新、舊混凝土可以良好結(jié)合。

7)塔身拆模之后，立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)方法為噴涂養(yǎng)護(hù)劑，同時用土工布進(jìn)行圍護(hù)，采取必要的保溫及防風(fēng)措施[4]。

8)主塔施工完成后，其外觀必須達(dá)到以下要求：表面平整且線形整體順直；蜂窩麻面處的總面積應(yīng)小于該面面積5.0‰，且深度要在10 mm以上，否則應(yīng)進(jìn)行特殊處理(錨固區(qū)不允許存在蜂窩)。

3 結(jié)語

通過以上分析可知，斜拉橋主塔施工關(guān)鍵在于保證整個模板體系在受到風(fēng)力作用后能夠保持穩(wěn)定，需要從正確選擇模板與合理應(yīng)用勁性骨架兩方面著手。本次主塔施工順利完成，技術(shù)可行，質(zhì)量合格，具有良好的參考借鑒價值。

[1] 謝喜峰.洞庭湖特大橋斜拉橋主塔施工關(guān)鍵技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(26):229-230.

[2] 蔡 武,饒 菁.大跨度三塔斜拉橋主塔施工測量技術(shù)研究[J].測繪,2016,39(4):151-154.

[3] 李 龍.關(guān)于鋼箱梁斜拉橋主塔施工技術(shù)的探討[J].科技風(fēng),2016(2):159-160.

[4] 曹衛(wèi)平,樊春飛.淺談斜拉橋主塔起步段施工[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2014,10(8):183-187.