弧線形索塔塔頂合龍施工技術*

陳大淀，楊軍宏，劉 健

(中交路橋華東工程有限公司，上海 201210)

1 工程概況

寧波舟山港主通道項目舟岱跨海大橋主通航孔橋為三塔整幅鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置：(78+187+550+550+187+78)m，斜拉橋主墩共計3個索塔(見圖1)。索塔采用鉆石形塔身，由下塔柱、中塔柱、上塔柱和下橫梁組成。中塔與邊塔合龍段在橫橋向尺寸及高度完全相同，但在縱橋向中塔比邊塔要寬出2m。合龍段分上合龍段與下合龍段，下合龍段至上合龍段間為中空，但外側有70cm厚的裝飾板，裝飾板底部為圓弧形。

索塔高度180m，節段劃分原則如下：標準節段混凝土澆筑高度不超過5.0m,下橫梁與相應位置塔柱異步施工；施工分節盡量均勻，并兼顧索塔內箱隔板施工。根據節段劃分原則，將中索塔劃分為42個節段，中塔分成41節澆筑，包括第0節起步段2.1m(其中0.6m同塔座一起澆筑)。

圖1 橋梁總體布置(單位：m)

2 合龍段托架設計

2.1 下合龍段

索塔下合龍段采用托架法進行施工，索塔施工中設置預埋件，焊接支撐牛腿作為托架支撐點，托架平臺由2HN600×200主承重梁、2I25a承重梁、[10分配梁組成。合龍段橫隔板托架如圖2所示。

圖2 下合龍段托架

2.2 上合龍段

索塔上合龍段采用托架法進行施工，索塔施工中設置預埋件，焊接支撐牛腿作為托架支撐點(見圖3)。

圖3 上合龍段托架

3 合龍段施工

3.1 合龍段工藝流程

塔柱施工至31節時，進行預埋件的預埋工作，第31節混凝土澆筑完成之后，進行牛腿、型鋼抄墊、主梁及支架的搭設作業，支架檢查無誤后開始下合龍段施工作業，具體施工流程如下。

1)第1階段 ①搭設下合龍段及圓弧段支架； ②立模、綁扎鋼筋并澆筑下合龍段及圓弧段混凝土。

2)第2階段 ①通過在下合龍段頂部埋設預埋件，設置支撐，搭設索塔第34節側模支撐結構；②立模、綁扎鋼筋并澆筑34節混凝土。

3)第3階段 ①通過在索塔第34節埋設爬錐，布置牛腿及承重梁，設置支撐結構搭設索塔第35節側模支撐結構； ②立模、綁扎鋼筋并澆筑索塔第35節混凝土； ③用同樣的方法進行索塔第36節施工。

4)第4階段 ①在索塔第36節頂部埋設爬錐，布置牛腿、型鋼抄墊及承重梁，用碗扣式腳手架支撐側模及上合龍段底部模板； ②立模、綁扎鋼筋并澆筑索塔第37節混凝土。

3.2 支架施工

3.2.1下合龍段支架施工

為提高現場施工作業效率，下合龍段支架所用的預埋錨筋及鋼板、型鋼抄墊及圓弧段裝飾板支架均在現場預制加工，在支架搭設時通過塔式起重機安裝到設計位置。

1)牛腿 下合龍段支架采用牛腿作為承重結構，單個索塔共14個此類型牛腿，兩側塔肢各7個。牛腿采用9根錨筋作為主要受力構件，錨筋與鋼板進行穿孔塞焊，同時在錨筋與鋼板接觸處進行焊接，焊縫高度不小于10mm。為加強預埋件抗剪能力，在錨筋四周增設4個角鋼，為方便焊接角鋼內直角朝外(見圖4)。

圖4 牛腿結構

在進行索塔第31節鋼筋綁扎作業時需提前預制好板2、錨筋、角鋼并預埋到設計位置，待混凝土澆筑完成、外模板拆除完成后再將板1、板3與板2進行焊接。

2)型鋼抄墊及主承重梁 為保證支架結構均勻受力，牛腿上部設型鋼抄墊，型鋼抄墊為3拼I20，左右塔柱各1道型鋼抄墊。主梁為雙拼HN600×200，主梁搭設在型鋼抄墊上，單個索塔共7道主梁(見圖5)。

圖5 型鋼抄墊及主承重梁結構

為保證抄墊能夠整體受力，因此施工時將抄墊與牛腿、主梁接觸處進行滿焊，尤其注意外側2根I20焊接質量，防止結構因局部應力過大導致變形。由于抄墊在塔柱外側倒角處斷開，因此用型鋼及鋼板將抄墊進行連接，保證抄墊的整體性。

3)下合龍段支架 下合龍段支架采用鋼管配合型鋼的方式，鋼管底部搭設在主承重梁上，在鋼管頂部放置承重梁及分配梁以支撐下合龍段底部模板及混凝土自重。鋼管之間設置型鋼連接系以增強支架整體穩定性及強度，鋼管與側模背楞之間采用型鋼進行連接以支撐側模。

鋼管采用鋼平臺平聯管加工而成，采用現場拼裝的方法搭設下合龍段支架。鋼管與上、下承重梁接觸處用三角板進行連接并對承重梁進行加勁處理以增強穩定性，型鋼與鋼管接觸處均需滿焊。

4)圓弧段裝飾板支架 圓弧段裝飾板支架采用I20制成，提前在平臺或后場將支架預制好，再分片將支架吊裝上主梁，支架底部在水平方向焊接鋼板以增加支架與主梁接觸面積。在豎向支架與主梁連接位置增加加勁板以增強穩定性(見圖6)。

圖6 圓弧段裝飾板支架

兩圓弧段裝飾板支架之間以及與鋼管支架間采用槽鋼或工字鋼相連接以增強整體穩定性，支架頂部采用工字鋼加工成圓弧形狀，上鋪方木或工字鋼分配梁以支撐圓弧段裝飾板底部模板。

3.2.2索塔第34節側模支架施工

在下合龍段施工時，預先在頂部設預埋件，預埋件由耳板、面板、錨筋組成。斜撐一端通過螺栓固定在耳板上，可繞耳板進行旋轉，使用時將斜撐另一端與模板背楞進行焊接，起到支撐塔柱側模的作用，在索塔第34節施工完成后可將斜撐拆卸下來反復使用(見圖7)。在塔柱內側四周相應位置預埋爬錐，布置牛腿以便在索塔第34節施工時托住側模底部，單個索塔共布置8個牛腿。

圖7 索塔第34節側模支架結構

3.2.3索塔第35，36節側模支架施工

索塔第35節側模支撐方式與第34節類似，均采用斜撐配合耳板的方式，此處斜撐可重復使用第33節的斜撐，但耳板需重新加工。

在索塔第34節施工時，就需在設計標高提前預埋爬錐，待混凝土澆筑完成后安裝牛腿、搭設主承重梁，在主承重梁上沿順橋向布置7道分配梁以支撐側模。單個塔柱共6個牛腿、3個主承重梁及7個分配梁。

索塔第36節側模與第35節側模支撐方式完全相同，材料也可重復使用，只需將斜撐及主梁裁斷至設計長度并減少兩根分配梁即可完成。

3.2.4上合龍段支架施工

上合龍段支架采用牛腿作為主要受力構件，在索塔第36節施工時就預先進行爬錐的預埋工作，待混凝土澆筑完成后進行牛腿、型鋼抄墊、主梁、支架的搭設工作。

抄墊采用4拼I25制成，抄墊為通長結構，搭設在牛腿上，抄墊與牛腿、主梁接觸處進行滿焊，尤其注意外側2根I25焊接質量，防止結構因局部應力過大導致變形。主梁沿橫橋向布置，搭設在抄墊上。采用碗扣式腳手架以方便拆除作業，支架頂部撐住模板背楞，腳手架中心間距60cm，兩側處進行加密間距為30cm，每3層腳手架設置1層剪刀撐，支架底部直接架設在主梁上。

3.2.5支架施工技術要點

1)下合龍段原設計全部采用型鋼支架，自重過大，加工困難且安裝復雜?，F場實際施工過程中進行支架優化，將下合龍段由型鋼支架改為鋼管支架，兩鋼管之間采用型鋼進行連接，但是圓弧段裝飾板支架不變繼續使用型鋼支架，此優化經過驗算承載力滿足要求且大大減輕架體自重，便于安裝，此項不僅節約材料還節省人力，提高經濟效益，加快施工進度，可進行推廣使用。

2)下合龍段支架牛腿預埋爬錐時抗拔能力較弱，預埋錨筋抗剪能力較弱。本項目牛腿采用錨筋配合角鋼的方式，抗拔力由錨筋承擔，抗剪由角鋼承擔，大大提升牛腿支架的整體承載性能，增加安全性。

3)一般項目每節塔柱側模均單獨搭設支架會造成材料嚴重浪費的現象。本項目將索塔第34節側模支架設計成可拆卸的結構形式，計算好上下兩節塔柱在橫橋向上的長度差，提前設計好主梁、斜撐及耳板的位置以便改制，極大改善材料浪費現象，提高經濟效益。

4)上合龍段頂部封閉，僅設有一個人孔，支架拆除施工不便。故采用碗扣式腳手架，人孔可滿足腳手架拆除，便于施工，節約人力成本。

3.2.6鋼筋、混凝土及模板施工要點

1)合龍段鋼筋施工技術要點 ①鋼筋綁扎時需特別注意主筋連接質量，連接套筒施擰完畢后鋼筋絲頭外露不得超過2絲； ②鋼筋骨架安裝完成后及鋼筋綁扎完成后需對骨架空間位置進行測量，確保鋼筋位置準確； ③鋼筋數量及鋼筋間距需滿足設計要求，嚴禁私自更改鋼筋間距或減少鋼筋數量； ④環向箍筋在斷開位置需進行焊接，單面焊接長度≥10d，雙面焊接長度≥5d； ⑤由于海上施工環境腐蝕性較大，鋼筋綁扎完成后需迅速完成后續工作并進行混凝土澆筑，防止鋼筋銹蝕，若由于特殊原因無法在短時間內澆筑混凝土，需在鋼筋上涂刷水泥漿防銹蝕； ⑥鋼筋在鋼錨梁索導管口及預應力深埋筒附近割斷后需對鋼筋進行補強處理。

2)合龍段模板施工技術要點 ①所有索塔內側豎向模板均需采用牛腿或分配梁托住，防止模板在混凝土澆筑過程中產生豎向滑移； ②不同模板背楞接觸處需用型鋼或鋼筋焊接在一起，增強模板整體強度及穩定性； ③由于合龍段存在大量倒角，模板安裝過程中確保每個倒角模板都被支撐到位； ④模板之前需在面板上涂刷一層脫模劑以方便模板拆除周轉使用； ⑤模板在安裝完成之后，需檢查鋼筋保護層厚度是否滿足要求并按實際情況對模板或鋼筋進行調整。

3)合龍段混凝土施工技術要點 ①下合龍段需將左右幅混凝土同時澆筑； ②混凝土需分層澆筑，每層厚度為50～70cm； ③由于索塔塔柱存在傾角，應先澆筑俯面混凝土，防止因混凝土的側壓力導致脫模； ④索塔合龍段區域存在大量預應力管道，混凝土澆筑時應避免混凝土及振搗棒沖擊管道； ⑤索導管口及預應力深埋筒混凝土需振搗充分，否則很容易開裂。

4 結語

本工程索塔施工工期緊張、施工環境惡劣、危險系數較高。在設計期間，已決定部分結構采用預制施工的方法，在施工時由后場加工為半成品運輸至現場直接安裝以節約現場施工時間，且支撐結構材料大部分能重復利用，減少加工時間及材料用量，縮短施工周期，提高經濟效益。支架、鋼筋、模板、混凝土施工過程中施工區域全封閉，提高了現場高空作業的安全性。

通過現場主通航孔橋索塔合龍段施工，證明本標段優化后的合龍段施工工藝總體可行，施工過程中支架、鋼筋、模板、混凝土施工質量均滿足規范要求，施工進度及安全性均滿足施工要求，并由現場實際進行支架結構優化，提升安全性，提高經濟效益與社會效益，可為此后類似工程索塔合龍段施工提供施工思路，具有較大的參考價值及推廣應用前景。