斜拉橋“人”字型主塔塔冠施工技術(shù)

樊 清 祿

(大同市市政建設(shè)發(fā)展公司，山西 大同 037006)

1 工程概況

大同市開(kāi)源街御河橋工程設(shè)計(jì)分為路基、路面、開(kāi)源橋及引橋。

開(kāi)源橋總長(zhǎng)465 m，跨徑形式為33 m×3+138 m×2+30 m×3；主跨采用兩跨連續(xù)半漂浮體系，組合形式為138 m+138 m=276 m，主塔設(shè)計(jì)為“人”字型，主塔高度為107.8 m，為獨(dú)塔雙索面斜拉橋，從上至下分為塔冠、上塔柱、中橫梁、下塔柱、塔座五個(gè)部分。塔冠位于上塔柱頂端，R=3 732 mm半圓弧形狀的圓曲面結(jié)構(gòu)，高度自主塔承臺(tái)頂面向上100.8 m～107.8 m位置，設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。

2 工程難點(diǎn)

1)主塔塔冠空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線型控制難度大，施工工序涉及鋼筋、模板、混凝土和環(huán)向預(yù)應(yīng)力施工，施工工藝繁雜。

2)主塔內(nèi)箱模板與外側(cè)模板之間對(duì)拉拉桿控制間距和線性控制難度大。

3)主塔塔頂外墻測(cè)量放樣、校核及線型控制是重點(diǎn)難點(diǎn)。

4)主塔塔冠頂面面積較小，操作空間有限，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 塔冠施工流程及工藝

3.1 塔冠施工順序

24節(jié)～25節(jié)段塔冠鋼筋施工→塔冠曲線段鋼模板安裝、加固→曲面鋼模板制作、吊裝→塔冠外包模板安裝及拉桿焊接→塔冠曲面鋼模板校核→主塔涂裝掛籃預(yù)埋件安裝→塔冠混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→主塔塔冠部位環(huán)向預(yù)應(yīng)力施工→塔冠鋼模板、內(nèi)箱模板拆除施工→避雷針、簡(jiǎn)易護(hù)欄安裝→主塔塔冠施工結(jié)束。

3.2 施工工藝

3.2.1塔冠測(cè)量放樣

利用全站儀三維坐標(biāo)法對(duì)其四個(gè)角點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，利用手拉葫蘆反復(fù)調(diào)節(jié)軸線位移，直至四個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)值達(dá)到設(shè)計(jì)坐標(biāo)值，見(jiàn)圖2。

3.2.2塔冠勁性骨架制作與安裝

為保證鋼筋的安裝進(jìn)度和塔冠結(jié)構(gòu)剛度，塔冠設(shè)計(jì)有型鋼組成的勁性骨架。為滿足施工進(jìn)度及安全管控等因素考慮，勁性骨架試拼裝工作在地面平臺(tái)上進(jìn)行，且每個(gè)組件都要焊接完成，避免高空作業(yè)增加安全風(fēng)險(xiǎn)；然后用塔吊吊裝的形式在塔柱上整體拼裝焊接施工完成。

3.2.3塔冠鋼筋加工制作與安裝

塔冠加工制作使用的是Φ16 mm,Φ20 mm,Φ32 mm的HRB400鋼筋，Φ32 mm的鋼筋采用直螺紋套筒連接，其他型號(hào)的鋼筋采用單面焊或者雙面焊接。

施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照CJJ 2—2008城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范第6.3章節(jié)“鋼筋連接”進(jìn)行施工。

1)直螺紋連接。a.采用套筒連接的鋼筋切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，端頭有彎曲、馬蹄現(xiàn)象的應(yīng)切去，不得用氣割下料。b.連接完成后，對(duì)連接部位的套筒尺寸、連接后外露絲扣進(jìn)行檢測(cè)，要求外露完整絲扣不大于2絲。受力鋼筋的連接接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置，滿足規(guī)范要求。直螺紋絲頭加工是關(guān)鍵，實(shí)行首件認(rèn)可制，各方認(rèn)可后方可批量加工制作；另外，大同市風(fēng)力較大，加上雨水影響鋼筋易銹蝕，因此，對(duì)直螺紋連接絲頭的半成品做好保護(hù)，逐根安裝塑料保護(hù)套，減少環(huán)境影響。2)焊接。鋼筋焊接前，對(duì)焊接工人進(jìn)行培訓(xùn)并進(jìn)行焊接試件考核，考核合格后方可上崗進(jìn)行塔冠鋼筋焊接。塔冠施工高度離地面100.8 m～107.8 m，因此焊接時(shí)做好防風(fēng)措施和防火措施，滅火器要每日檢查是否能夠正常使用。

3.2.4塔冠模板

開(kāi)源橋主塔為人字型變截面結(jié)構(gòu)，整體采用液壓爬模施工。主塔塔冠部位較為特殊，無(wú)法單純采用爬模體系施工，需對(duì)模板體系進(jìn)行改造，根據(jù)每個(gè)混凝土澆筑節(jié)段對(duì)模板尺寸進(jìn)行修改。

液壓爬模施工過(guò)程中，對(duì)爬模結(jié)構(gòu)安全、爬模安裝安全、爬架爬升安全、爬架拆除安全這四方面進(jìn)行重點(diǎn)控制，嚴(yán)格按照液壓爬模的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行施工。考慮本主塔非豎直結(jié)構(gòu)，模板的拆除時(shí)間和爬架的爬升時(shí)間是安全控制要點(diǎn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，混凝土強(qiáng)度達(dá)到15 MPa后方可進(jìn)行模板的拆除和爬架的爬升。

塔冠頂部側(cè)面模板采用12 mm厚的竹膠板，根據(jù)測(cè)量人員放樣的尺寸，對(duì)模板進(jìn)行切割加工，豎向背楞采用10 cm×10 cm的方木，間距為30 cm，橫向背楞采用φ48×3.5 mm的碗扣鋼管，間距為90 cm；為保證塔冠頂部圓弧部分線型，模板和支撐的剛度是關(guān)鍵。通過(guò)認(rèn)真比選，該部分模板采用10 mm厚鋼模板制作，雙拼φ20 mm圓鋼作為主龍骨，間距為25 cm，φ48×3.5 mm碗扣鋼管作為次龍骨固定圓弧鋼模板，間距為90 cm。

在進(jìn)行鋼筋和模板安裝前，除了設(shè)計(jì)圖紙中的避雷針、航空障礙燈、護(hù)欄等永久構(gòu)件的預(yù)埋件外，還應(yīng)考慮到主塔后續(xù)施工涉及到的臨時(shí)預(yù)埋件，例如主塔涂裝頂部支架的預(yù)埋件、斜拉索安裝及張拉的預(yù)埋件、景觀照明施工的預(yù)埋件等。

3.2.5塔冠混凝土施工

塔冠采用C50混凝土，坍落度為160 mm±30 mm，澆筑使用塔吊配合料斗，料斗型號(hào)根據(jù)塔吊性能計(jì)算制作，本工程料斗體積為2 m3。為保證混凝土澆筑的連續(xù)性，每次澆筑前項(xiàng)目聯(lián)合塔吊廠家專業(yè)人員對(duì)塔吊進(jìn)行檢查，確保塔吊工作性能正常后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。

塔冠最后節(jié)段混凝土澆筑完成后，控制頂面收面質(zhì)量，保證平整、出光、無(wú)裂縫；混凝土初凝后及時(shí)對(duì)頂面覆蓋進(jìn)行灑水養(yǎng)生，覆蓋措施為塑料薄膜和土工布雙層措施，考慮混凝土標(biāo)號(hào)和高空作業(yè)，養(yǎng)生期不少于15 d，養(yǎng)生期間保持表面濕潤(rùn)。

3.2.6塔冠成品

通過(guò)以上技術(shù)措施，塔冠外形輪廓清晰，表面平整，無(wú)蜂窩、麻面、孔洞及露筋現(xiàn)象，斷面尺寸符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，各預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，符合要求，感觀質(zhì)量良好，保護(hù)到位。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以大同市開(kāi)源街御河橋“人”字型主塔塔冠施工為依托，對(duì)高空塔冠施工技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，經(jīng)實(shí)踐證明，本文施工方法合理、科學(xué)、安全，希望為以后類似主塔塔冠施工帶來(lái)一定的參考價(jià)值。