晨陽路景觀橋高斜度索塔施工工藝研究

于衛國

（南通路橋工程有限公司,江蘇 南通 226000）

0 引言

阜寧至溧陽高速公路建湖至興化段位于江蘇里下河地區。區域內湖蕩圩田眾多、河道交錯縱橫。為體現當地沿線漁業經濟的特色，在鹽城境內K28+376晨陽路支線上跨高速主線位置處設計了漁網式景觀造型。

1 工程簡介

該景觀造型由索塔、拉索、鋼立柱、斜拉桿、防拋網組合而成。索塔作為主要承載結構，塔高分別為21.569 m（0#）和17.386 m（1#），向外傾斜分別為60.1 °（0#）和62.2 °（1#），索塔實際斜向長度分別達到24.728 m（0#）和19.498 m（1#）。索塔斷面為變截面形式，底部順橋向寬7 m、橫橋向寬2.154 m，由底向上逐步過渡到上半段的0.7 m×0.7 m等截面型式。索塔緊鄰晨陽橋護欄側面，向晨陽橋內斜82.9 °。見圖1。

圖1 索塔立面圖

2 方案概述

（1）索塔設計為鋼筋混凝土結構，考慮到索塔為變截面結構，且塔高和傾斜度均較大，施工方建議變更設計為鋼結構型式，設計方以鋼結構剛度和防腐要求為由維持原設計。

（2）按原設計的鋼筋混凝土結構現澆法施工，現場需搭設承重支架，因索塔的大斜度變截面細長結構型式，無論是鋼管支架或盤扣支架均有較大高度。支架為偏心受力結構，穩定性較差，且索塔底大頂小的變截面型式造成混凝土需分段多次澆筑成型，混凝土施工縫和色差影響索塔外觀。索塔施工質量和安全管控風險較大。

（3）為確保索塔施工安全，施工方咨詢相關專家，根據專家咨詢意見，擬采取分段施工法。單座索塔分成3個節段施工：①立模澆筑索塔下節變截面現澆段；②預制索塔上節0.7 m×0.7 m矩形等截面段；③搭設少支點鋼管支架，現場吊裝預制節段，支撐穩定就位；④連接現澆段和預制段預留鋼筋，澆筑現澆段和預制段之間的中節濕接段，完成索塔的整體施工。

（4）經設計方復核驗算，同意索塔底部現澆段斜長度分別為0#索塔14.901 m（高度12.92 m）和1#索塔12.324 m（高度10.897 m），上部預制節段斜長度為8.627 m（0#）和5.974 m（1#），中間濕接縫斜長度均為1.20 m；其中現澆段混凝土按高度分2次澆筑，第1次澆筑高度均為6.0 m、第2次澆筑高度分別為6.92 m（0#）和4.897 m（1#）[1]。見圖2。

圖2 索塔分段示意圖

3 方案實施

3.1 測量定位

（1）索塔施工測量控制：索塔空間位置、結構傾斜度、外形幾何尺寸、預埋件安裝定位的測量控制精確度是索塔施工的控制重點與難點，采用全站儀三維坐標法進行。因索塔模板為定型鋼模板，實測索塔模板角點高程，計算相應高程處索塔角點及軸線點設計三維坐標，實現索塔精確定位。

（2）索塔施工過程中，在索塔及基礎四周埋設變形觀測點，采用全站儀三維坐標法監測，隨時觀測因基礎變位、溫度、風力等產生的索塔變形，按要求實時進行調整，以保證索塔幾何形狀及空間位置符合設計及規范要求。索塔測量技術指標：①傾斜度誤差：≤1/3 000塔高，且≯30 mm；②塔柱軸線偏位：10 mm；③斷面尺寸偏差：±20 mm，壁厚±5 mm；④預埋件位置允許偏差：5 mm。

3.2 索塔下節現澆段

索塔下節段采用立模現澆法施工。為便于索塔現澆段高處施工操作，索塔周圍搭設盤扣腳手架作為施工作業平臺。

3.2.1 腳手架搭設

（1）索塔位于高速公路主線外側，現場施工場地滿足腳手架搭設要求。承臺四周地基平整壓實后澆筑10 cm厚的C25混凝土硬化，作為腳手架基礎。

（2）施工平臺腳手架采用雙排架結構，內側距索塔模板20 cm，不與索塔模板相連接，整體自成環形體系。腳手架縱橫向間距為1.5 m×1.2 m、上下步距1.5 m，腳手架外側面設置縱橫向剪力撐。沿腳手架高度設置2道纜風繩，分別與地面夾角成45 °及60 °，纜風繩基礎采用埋設于地面以下的50 cm×50 cm×60 cm地錨混凝土結構。

（3）腳手架搭設順序：底座→縱橫向掃地桿→立桿→大橫桿→小橫桿→剪刀撐→腳手板→防護欄及防護網。根據立桿間距放置可調底座，按先立桿后水平桿再斜桿的順序搭設，形成基本的架體單元，以此拓展搭設成整體腳手架體系。腳手架搭設完成后，立桿的垂直偏差不大于支撐架總高度的1/500，且不大于50 mm。

（4）在施工操作層鋪設鋼腳手板，腳手板必須鋪滿，不得有空隙和探頭板。在腳手架頂面作業平臺四周設置橫向欄桿，掛設密目網防護[2]。

3.2.2 鋼筋骨架

索塔鋼筋骨架施工順序：先安裝主筋，再安裝環向箍筋，最后安裝拉鉤筋。鋼筋接頭采用直螺紋套筒連接，帶弧度的主筋提前預彎采用焊接方式進行連接，控制同一截面內鋼筋接頭截面不得超過配筋總面積的50%。

3.2.3 模板安裝

索塔下節變截面現澆段模板采用定型鋼模板。模板根據混凝土分2個節段澆筑，相應分為2層立模，立模高度與混凝土澆筑高度一致。模板采用吊車配合人工自下而上按垂直模板→內傾模板→外傾模板順序進行安裝。模板底部與承臺頂定位筋或通過法蘭孔螺栓與下層模板臨時固定，上部與鋼筋骨架臨時固定，用手拉葫蘆配合定位校正。模板依靠自身圍檁和對拉桿及連接螺栓加固穩定，防止發生變形。每層模板一次性調整完成。

模板分塊之間貼雙面膠，模板底部采用砂漿封底，保證模板嚴密不漏漿。待下節段混凝土澆筑成型后，下層模板不拆除，繼續安裝上層模板。

3.2.4 混凝土澆筑

索塔采用C35混凝土，控制好混凝土水灰比、砂率和坍落度。混凝土采用串筒或汽車泵軟管入模，嚴禁高處直接自由落體。混凝土澆筑采取分層布料、分層振搗，分層厚度控制在30 cm左右，振搗采取快插慢拔方式，振搗上層混凝土時要插入下層混凝土5~10 cm深度，控制棒頭插入混凝土的間距≤40 cm，振搗時間控制在20 s左右，確保混凝土振搗密實。

混凝土澆筑期間，專人檢查模板對拉螺桿松緊情況和預埋件的穩固情況，防止出現爆模、漏漿和預埋件移位等現象，及時進行處理。

3.2.5 預埋件施工

在索塔下節現澆段頂部混凝土中預埋4根M25螺栓，間距40 cm，呈正方形布置，用于同上節預制段預埋鋼管相連接。預埋件螺栓底部套焊直徑6 cm、厚度2 cm的小鋼板，以增加抗拔力。

3.3 索塔上節預制段

索塔上節0.7 m×0.7 m矩形截面段在后場預制，長度分別為8.627 m（0#）和5.974 m（1#）。在混凝土硬化場地上綁扎預制段鋼筋骨架，墊好保護層塊，預留吊裝孔，安裝模板并內撐外拉固定。澆筑混凝土，振搗密實，成型后覆蓋保濕養護。

在預制節段下端設置預埋Φ203×8 mm鋼管柱，鋼管內填充混凝土；鋼管端部焊接50 cm×50 cm×1.6 cm鋼板，鋼板四角設置4組螺栓孔（橢圓形），用以插入現澆段頂部預埋的螺栓后調整索塔預制節段平面位置、偏角、高程。

3.4 索塔預制段安裝

索塔預制段吊裝現場需搭設支架用以調整預制段就位并支撐穩定。委托江蘇中通工程設計有限公司按照體量大的0#預制節段進行支架設計驗算，支架應滿足豎向承載力和水平向穩定的要求；1#預制節段體量小于0#預制節段，將0#支架結構稍調整可作為1#支架。

3.4.1 搭設支架

（1）支架結構型式。支架采用鋼管框架柱式結構，主要由鋼管柱、柱間平聯及剪刀撐、橫梁及鋼墊塊組成，支架高度依據基礎標高到索塔頂高度確定。0#索塔設置雙排框架式鋼管支架，一排布置在橋下地面上，另一排布置在跨線橋橋面上；每排支架設2根Ф529×8 mm鋼管和1根Ф410×10 mm鋼管，平聯桿及剪刀撐采用［18#槽鋼；鋼管間距順橋向為（3+1.5）m、橫橋向為3 m。1#索塔設置雙排框架式鋼管支架，一排布置在橋下地面上，另一排布置在跨線橋橋面上；每排支架設2根Ф529×8 mm鋼管，平聯桿及剪刀撐采用［18#槽鋼；鋼管間距縱橋向為3 m、橫橋向為3 m。

（2）支架基礎。橋下地面上鋼管支架擴大混凝土條形基礎為5.65 m×1.3 m×0.5 m（0#）和4.3 m×1.3 m×0.5 m（1#）。混凝土澆筑前預埋地腳螺栓，核對地腳螺栓位置和尺寸并用樣板固定。橋面上鋼管支架基礎采用三拼I40b工字鋼和雙拼I40b工字鋼焊接成框架，放置在跨線橋橋面上，以保護橋面不受損壞。

（3）支架搭設。鋼管采用汽吊吊裝，垂直度符合后，鋼管底口采用地腳螺栓固定在混凝土基礎頂面，然后安裝平聯桿及剪刀撐。所有鋼結構連接均采用焊接固定。在鋼管支架頂部平聯桿上焊接水平支撐架，用以調整預制節段上端位置。

支架順橋方向，設置兩道纜風繩，橋下纜風繩基礎采用50 cm×50 cm×60 cm混凝土地錨，橋上纜風繩與護欄預埋吊環連接，纜風繩外側貼反光標識。在晨陽路橋面支架上進行壓重，確保支架穩定不發生位移。

3.4.2 預制段吊裝

將預制節段用平板車運輸至索塔施工現場。根據0#預制節段重量為0.7×0.7×8.627×2.6=11.0 t，選擇50 t汽車吊進行吊裝。吊裝前，檢查吊車性能及鋼絲繩和卸扣的完好情況，并對吊裝現場封閉管控，由專人指揮吊裝作業。吊裝步驟見圖3。

圖3 索塔預制節段吊裝步驟圖

步驟一：預制段吊裝孔中穿入鋼絲繩，汽車吊起吊至預定高度。

步驟二：緩慢移動預制節段，將預埋鋼管端部鋼板上的螺栓孔對準套入圖3所示右側2根預埋螺栓并上螺母，以防止預制節段斜放時橫向滑動。

步驟三：調整吊臂吊鉤緩慢下放，將預制節段斜靠在鋼管支架頂部預先根據設計位置焊好的水平支撐架上。

3.4.3 預制段臨時固定措施

調整預制節段空間位置，就位后在鋼管支架頂部水平支撐架上焊接限位鋼板，用于臨時固定預制段，同時擰緊預埋鋼管底部螺栓上的螺母，防止預制段滑落，并繼續保持吊鉤承重。

3.5 濕接段施工

澆筑濕接段。索塔濕接段澆筑長度為120 cm，將索塔現澆段上端和預制節段下端預留的豎向Φ28主筋對應焊接，相鄰鋼筋接頭錯開布置，同時綁扎箍筋；待濕接段主筋焊接后吊車方可脫鉤。

將索塔上下節段混凝土端部鑿毛，涂刷界面劑，保證新老混凝土有效結合；安裝濕接段模板，擰緊模板四周拉桿；上斜面模板頂部開混凝土澆筑孔。

索塔濕接段混凝土分層澆筑和振搗，考慮到鋼筋間距，采用手提式30振搗棒，確保混凝土密實；拆模后用塑料薄膜+土工布等覆蓋保濕養護7 d，防止產生收縮裂縫。

4 結語

晨陽路景觀橋高斜度索塔施工由搭設支架整體現澆工藝調整為分段現澆和預制后連接成整體的施工工藝，減少了支架搭設和高空作業時間，降低了施工難度和高空作業安全風險，同時因減少了混凝土的節段和施工縫，提高了混凝土外觀，保證了施工質量[3]。