斜拉橋索塔模板類型的選用與安裝技術(shù)

張 巨 會

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島大橋為雙塔雙索斜拉橋，主塔結(jié)構(gòu)為：塔高137.5 m，下塔柱高12 m，為閉合多箱室結(jié)構(gòu)(圖1)。中塔柱按雙肢布置，高度為72.5 m，塔柱呈77.593°內(nèi)傾角，橫向中心間距由46.4～14.5 m漸變；上塔柱按雙肢布置，高度為53 m，橫向中心間距為14.5 m。設(shè)有兩道橫梁，為單箱單室結(jié)構(gòu)。

該工程的施工難點(diǎn)為：(1)中塔柱呈77.593°內(nèi)傾角，施工時需通過橫撐上安裝的千斤頂施加預(yù)頂力，對該塔柱的傾斜度控制較為困難。(2)中橫梁與塔柱相接處為圓弧過渡段(軸線圓弧半徑R=50 m，高度H=10.743 m)，施工難度大、精度要求高。

選用合適的模板類型與安裝工藝對塔柱傾斜度及塔柱圓弧過渡段的精度及塔柱的線形控制至關(guān)重要。

2 下塔柱模板

2.1 下塔柱外模

下塔柱外模主要采用翻模施工。其中線路左、右側(cè)兩面采用型鋼支架法施工，倒角處采用鋼模，塔柱外側(cè)的其余表面和內(nèi)側(cè)采用木模施工。

型鋼支架系統(tǒng)：型鋼支架采用I56b和I36b型鋼焊接桁架形式，頂部設(shè)置橫向分配梁，上鋪10 mm厚鋼面板作為模板。塔柱四周倒角成型：下塔柱外側(cè)四周均設(shè)置倒角，倒角采用鋼模板成型。

圖1 主塔分節(jié)示意圖

(1)第1節(jié)段模板外模：下塔柱第1節(jié)高度按5 m考慮，該節(jié)段的模板支撐在鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐上，通過勁性骨架或支撐定位模板位置，塔柱內(nèi)外的模板利用拉桿對拉克服混凝土側(cè)壓力。

(2)第2節(jié)段模板外模：完成下塔柱第1節(jié)后，下塔柱將高出塔座頂面5 m。在下塔柱第2節(jié)施工時，塔柱外側(cè)有支撐，待鋼筋綁扎完畢，將外模就位并利用鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐固定外模。鋼筋勁性骨架的安裝應(yīng)符合設(shè)計要求[1]。

(3)第3節(jié)段模板外模：完成下塔柱第2節(jié)后，下塔柱將高出塔座頂面9.5 m。在下塔柱第3節(jié)施工時，塔柱外側(cè)有支撐，待鋼筋綁扎完畢，將外模就位并利用鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐固定外模。

2.2 下塔柱內(nèi)模

塔柱內(nèi)模采用木模，其面板為δ=10 mm的膠合板，面板的背面設(shè)置100 mm×100 mm的方木，間距20 mm，在方木背面設(shè)置2[14鋼背肋加勁，間距1 200 mm；內(nèi)模支撐采用鋼管支架，在鋼管支架上鋪設(shè)木板作為操作平臺。

塔柱內(nèi)側(cè)的模板由于受到橫梁支架結(jié)構(gòu)的限制，在模板底口塔座頂面預(yù)埋鐵件進(jìn)行固定限位，左、右側(cè)模板背肋利用φ20高強(qiáng)拉桿與外模支架拉桿分配梁連接，同時采取措施將內(nèi)模模板與相鄰下塔柱豎向主筋相連。

3 中、上塔柱模板

3.1 中塔柱

中塔柱的截面為8.8 m(順橋向)×5.5 m(橫橋向)，空心矩形斷面，壁厚0.6 m(順橋向)與1.2 m(橫橋向)。

中塔柱高75 m(含中橫梁高度5 m)，沿高度方向分12個節(jié)段，第1、2節(jié)段采用爬模模板，使用翻模方法進(jìn)行混凝土澆筑，第③節(jié)段開始安裝爬模，安裝周期考慮10 d時間，第3～7節(jié)段采用ZPM-100液壓自爬爬模體系。

隨塔柱施工逐步安裝塔柱橫撐。塔柱橫撐按豎向間距12 m布置，單個主塔共布置9道橫撐，其中中塔柱布置6道，上塔柱布置3道，每道布置2根鋼管橫撐，鋼管橫撐采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，橫撐接頭采用Q235鋼板焊接。中塔柱前四道橫撐設(shè)置有加固結(jié)構(gòu)，橫撐加固鋼管采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，與橫撐鋼管焊接。對于橫撐加固鋼管之間，現(xiàn)場采用舊型鋼連接。

3.2 上塔柱

上塔柱高53 m，橫向中心間距為14.5 m，沿高度方向分9個節(jié)段(第15～24節(jié)段)，采用爬模進(jìn)行分段現(xiàn)澆施工。上塔柱第15、16、17節(jié)段采用爬模模板，使用翻模方法進(jìn)行混凝土澆筑，自第18節(jié)段開始安裝爬模，安裝周期考慮10 d時間，第18～24節(jié)段采用ZPM-100液壓自爬爬模體系。

上塔柱布置3道橫撐，每道布置2根鋼管橫撐，鋼管橫撐采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，橫撐接頭采用Q235鋼板焊接，橫撐設(shè)置于第18節(jié)段位置。

4 架體及爬模的安裝

4.1 安裝順序

架體及爬模按照以下順序安裝：安裝爬梯、安裝下架體、連接上架體、裝好護(hù)欄鋼管。上架體按平臺布置圖安裝位置固定連接好，整體吊裝，再與下架體連接，連接上架體、澆筑混凝土、安裝導(dǎo)軌、安裝吊裝平臺、架體提升。

4.2 爬模節(jié)段施工流程

第1步：混凝土澆筑完成后，綁扎下一層鋼筋。第2步：混凝土待達(dá)到要求強(qiáng)度后，拆除模板。第3步：安裝埋件掛座，通過液壓裝置提升導(dǎo)軌，綁扎下層鋼筋。第4步：拆除下部埋件掛座，準(zhǔn)備下一次周轉(zhuǎn)，通過液壓裝置提升支架。第5步：合模、澆筑混凝土。

爬模爬升至與中橫梁交匯處時，拆除塔柱內(nèi)模、塔柱內(nèi)側(cè)爬模架體及模板，利用外側(cè)爬模及模架，同時安裝中橫梁支架及底模支撐系統(tǒng)，完成中橫梁及相鄰塔柱節(jié)段的施工。

爬模裝置爬升時，承截體受力處的混凝土強(qiáng)度必須大于10 MPa并滿足設(shè)計要求[2]。

埋件板與高強(qiáng)螺桿連接組成埋件，具有足夠的抗拉強(qiáng)度，省料，節(jié)省占用空間，體積小，減少了支模時埋件安裝與鋼筋相互干擾的問題。埋件板的大小、拉桿長度及直徑設(shè)計按抗剪和抗拉設(shè)計要求計算確定[3]。

塔柱模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 塔柱模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)表

5 橫梁模板的安裝

橫梁外模采用下塔柱使用的δ=21 mm的進(jìn)口WISA面板，橫梁與主塔重合段采用爬模，內(nèi)模采用木模，其面板為δ=10 mm的膠合板，面板的背面設(shè)置100 mm×100 mm方木，方木在腹板區(qū)的間距為150 mm，底板區(qū)的間距為250 mm，內(nèi)模支撐采用鋼管支架并在鋼管支架上鋪設(shè)木板作為操作平臺。

設(shè)計的木模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。安裝前，模板應(yīng)充分打磨、沖洗干凈并涂刷模板漆作為脫模劑。模板的安裝應(yīng)牢固，拉桿兩端采用可拆螺栓以保證其外觀質(zhì)量。模板安裝結(jié)束，及時清除模板中的所有污物、碎屑物、木屑、水及其它雜物[4]。

模板采用φ20高強(qiáng)拉桿與外模支架拉桿分配梁連接，同時采取措施將內(nèi)模模板與相鄰下塔柱豎向主筋相連。

圖2 中橫梁現(xiàn)澆支架布置圖

6 模板安裝時的測量放線

測量控制網(wǎng)采用徠卡TS16-A全站儀，測量的重點(diǎn)是保證塔柱各部分模板外形幾何尺寸、平面位置、高程滿足規(guī)范及設(shè)計要求[5]。橫梁模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 橫梁模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)表

7 結(jié) 語

通過對該斜拉橋百米高主塔模板系統(tǒng)設(shè)計及施工技術(shù)的闡述，可以得出以下結(jié)論：(1)在施工過程中，可以根據(jù)索塔高度和結(jié)構(gòu)形式的不同分別進(jìn)行模板系統(tǒng)的選用；(2)塔柱及橫梁處的施工步驟設(shè)計對保證索塔施工質(zhì)量尤其重要。