獨塔斜拉橋主塔施工難點技術研究

摘 要：深圳市紅海大道赤石河特大橋為獨塔斜拉橋，主橋跨徑布置為256+50+40+40（m），主塔高111m，魚梭型雙柱結構，主塔上橫梁為大尺寸大噸位的鋼結構。斜拉橋的弧面塔身立柱與大噸位的上橫梁皆為橋梁施工重點難點。本文研究分析塔身與上橫梁施工的關鍵技術，其中主塔采用液壓爬模法進行施工，上橫梁采用液壓提升器整體吊裝法安裝。

關鍵詞：斜拉橋；橋梁施工；爬模頂升文章編號：2095-4085（2024）08-0040-03

1 工程概述

深圳市深汕特別合作區西部團組東西走向重要的市政主干路紅海大道上新建一座跨海大橋——赤石河特大橋。該橋為獨塔斜拉橋，全長1 058m，其中主橋橋跨布置為256+50+40+40（m），主橋主跨為鋼箱梁，邊跨為三跨預應力鋼筋砼連續梁，主橋為塔梁固結體系（見圖1）。

主塔總高111m，橋面以上凈高99.52m，為魚梭

型雙柱結構，上部設置一道上橫梁。主塔塔柱采用分離式塔柱，縱橋向塔柱由底部9m漸變至中部最寬處11.8m，再漸變至塔頂處6.2m。分離式塔柱為六邊形實心截面，橫橋向全寬4.5m，縱橋向寬3.0m。塔柱橫向在距離塔頂20.5m位置設置上橫梁，上橫梁為拱形鋼箱截面橫梁，縱向設兩片，單片寬1.6m。

本文主要研究分析橋梁主塔與上橫梁施工中的重點難點施工方法。

2 橋梁主塔施工難點與應對措施分析

（1）主塔塔身立模澆筑難點應對措施：主塔塔身橋面以下采用支架模板澆筑，橋面以上部分采用爬模澆筑。爬模作業平臺支撐梁與塔身垂直，爬模導軌與塔身弧面曲線段緊貼，通過爬模與導軌的連接件和立柱預埋支座構件的調整使爬模作業平臺水平。塔身外模板為預制模板，通過塔吊吊裝安裝。

（2）主塔塔身澆筑與養護難點應對措施：橋的塔身砼澆筑，選擇分層澆筑、振搗施工措施。分層澆筑和振動密實，控制振搗時間。嚴格控制砼分層厚度和振搗質量是保障砼澆筑質量的關鍵點。塔柱砼采用養護劑養護。

（3）主塔的上橫梁安裝施工難點應對措施：主塔

塔柱施工封頂后，在頂部設置臨時鋼桁架橫向聯系梁。主塔上橫梁，采用工廠預制，主塔橋面上搭設胎架進行鋼橫梁組裝。主塔每根塔柱上分別設置2個鷹臂，上面設置2臺200t液壓提升吊裝設備（架設可橫向位移調整的導軌），地面上一臺500t的履帶吊。通過液壓吊裝鋼橫梁升降，最后微調到預設位置焊接拼裝。

3 主塔施工重點難點施工方案

3.1 主塔總體施工方案

橋梁主塔塔柱共計111m，下塔柱（橋面以下部分）塔身高11.5m，橋面以上塔高99.5m。塔柱（橋面以上）結構為魚梭型分離式六邊形實心截面結構。塔柱采用液壓爬模法施工，標準段按4.5m高度分節施工，共分26節施工。

橋梁主塔主要工藝流程：①第1節作業平臺搭設、塔吊安裝、塔身澆筑→②第2節段支架、作業平臺搭設、塔柱建筑→③下橫梁及主梁0號塊支架搭設，模板安裝和預壓、下橫梁、主梁0號塊、主塔塔身第3節的鋼筋安裝→④下橫梁、主梁0號塊和第3節塔身施工，主梁0號塊預應力鋼束張拉→⑤塔身第4節施工→⑥液壓爬模爬升，一次施工塔身5～13節段→⑦爬模依次施工塔身第13～16節，同步施工主塔兩根立柱第一道縱橋向系梁→⑧塔身第15、16節縱橋向預應力張拉→⑨爬模依次施工塔身第17～19節，同步施工主塔兩根立柱第二道縱橋向系梁，預埋上橫梁錨固段A→⑩塔身19節縱橋向預應力張拉→B11爬模依次施工塔身第20～26節，同步施工主塔兩根立柱第三道縱橋向系梁，預埋上橫梁錨固段A→B12塔身26節縱橋向預應力張拉→B13鋼結構上橫梁吊裝→B14防雷接地裝置安裝。

3.2 主塔爬模施工方案

主塔采用液壓自爬模系統施工。在主塔外側一邊各設置1臺ZTT6517-10B型塔吊（吊幅5～12m范圍內，最大起重能力為10t，液壓爬模系統單件最大重量3.5t， 最遠吊距11.5m）用于塔柱施工。主塔左右塔柱分別設置1臺SC200單籠電梯。液壓自爬模系統主要由爬架系統、模板系統及油路動力系統三大部分構成。

（1）液壓爬模系統。主塔液壓爬模系統選取通用SJ-AC150型，選擇通用部件配置組裝而成。本橋主塔兩個塔柱各設置1套。主塔爬模施工標準節段高4.5m，主塔共設26個施工節段。

液壓爬模系統主要由上、下部架體組成。下部架體為爬模的承重體系，施工階段爬模自重和在爬模上的相關施工荷載皆由其承擔。塔柱施工模板安拆和調整、爬模預埋構件的安裝、主塔鋼筋綁扎等工作皆在上部架體上實施。上、下部架體通過連接構件相連。

爬架從下到上分5層工作平臺，各層的作用由下往上分別為：（-1）層：主要為爬模錨固裝置的拆除、塔柱預應力筋張拉和塔柱砼面層施工。（0）層：爬模液壓頂升的操作平臺。（+1、 +2）層：主塔模板施工安裝作業，爬模支撐預埋件安裝作業。（+3）層：塔柱鋼筋、預埋件施工及塔身砼澆注的作業平臺。在電梯側設置（-2）層，該層用作電梯入口。

（2）爬模的模板體系。爬模系統根據主塔塔身分節情況，上部架體標準層高4.5m，爬模模板高為4.8m。模板下端下包下塔身0.1m，上端預留高0.2m，以保證底部新澆砼漏漿和防止澆筑時砼漿溢出。爬模模板體系根據主橋結構尺寸，分為12塊加4塊角模板組合而成。不同面模板間通過螺栓連接，倒角處采取特制倒角鋼模，與兩側模板多螺栓、多拉桿形式連接。爬模模板系統主要由膠合板與方木梁通過連接螺栓與橫向背楞組成。外模分塊加工成型后在爬模操作平臺上拼裝，隨爬模上升，每根塔柱設置3面爬模，一面預制內膜，內膜預制成型整體采用塔吊吊裝安裝。模板為工字木梁膠合板模板。

（3）爬模油路及動力系統。爬模油路及動力系統由電控操作系統控制液壓動力泵、油路管、液壓缸體等幾個部分構成。液壓泵和油缸向整個爬模系統提供升降動力。

爬模系統的提升通過導軌和下部架體的交替頂升實現。爬模導軌和爬模下部架體間是可相互運動的。爬模架工作狀態時，爬模導軌和爬模下部架體分別與塔身的埋件支撐件連接，各自獨立連接固定。上部架體模板退模后，在上部架體已澆筑的塔身安裝導軌掛座，調整導軌的上下換向盒限位鎖，通過下部架體作為支撐點頂升導軌。導軌頂升至上部掛座上固定，再拆除導軌爬升后露出掛座周轉使用。爬模下部架體與導軌交替頂升，實現爬模體系的逐層提升。

3.3 主塔砼澆筑養護施工方案

根據橋梁主塔的高度，1～8#節段（35m高度以下）砼采用汽車泵泵送入倉，剩余砼采用拖泵泵送入倉。

每個塔柱配置1套泵管，總共配置2臺中聯HBT80-13-110SU高壓拖式砼輸送泵。主塔砼澆筑采用125A壁厚10mm的高壓輸送管道。泵管從拖泵接出，每個塔柱墩均配備2套泵管。拖泵布置在主塔左右側，泵管沿著塔柱橫橋向外側砼外表面布置，預埋固定點3m每道，每固定點設置于泵管接頭處下方15cm處。

主塔砼澆筑施工注意事項：

（1）塔柱砼澆筑嚴格按大體積混凝土澆筑及養護做好專項施工方案，設置拖泵接力方式將砼輸送至澆筑節段，架設送料斗和串筒保證砼自由下落高度≤1.5m，避免骨料離析。

（2）應根據塔身尺寸分區砼振搗。澆筑前做好施工交底，分塊分區定員作業，保證砼澆筑質量，確保澆筑密實和無漏振、過振等現象。

（3）在勁性骨架小斷面桁架處，保證桁架處砼的振搗質量。同時應注意錨具、預應力導管等預埋構件，確保預埋構件與砼充分結合。構件、鋼筋密布之處，應加密振搗點，但是需避免振搗棒觸碰到鋼筋等構件，確保振搗質量。

（4）砼澆筑前在現場準備塔柱施工作業面遮雨棚，在下雨時用遮雨棚遮住塔柱澆筑面，保證砼坍落度及水灰比不受影響。

3.4 主塔鋼橫梁施工方案

主塔上橫梁距離橋面78.77m位置，上橫梁為拱形框架式鋼橫梁，由曲線型橫梁及斜撐組成，截面高3m，寬1.6m，采用箱形截面，塔柱縱橋向設兩道鋼橫梁，兩片橫梁間設置縱向系桿連接。上橫梁與砼主塔柱間設預埋錨固接頭。主塔爬模和上橫梁施工方案如圖2所示。

上橫梁根據構件尺寸和安裝工藝，共分5個階段預制到現場安裝和吊裝，其中最重為第③節，單件重92t，鋼橫梁合計重706t。

（1）上橫梁施工工藝流程。鋼橫梁在專業的鋼結構工廠制造、試拼裝，分節運送至現場→塔柱預埋錨固段A（①）、錨固段B（⑤）→塔頂兩根塔柱間安裝鋼桁架臨時支撐，塔柱錨固段B上方設置4座鋼桁架牛腿吊裝作業平臺→第②、③段在橋面胎架上拼裝→第②、③段在縱橋向偏心2.2m，通過液壓提升器將提升至高于連接點20cm位置→通過鷹臂導軌上液壓頂推器將第②、③段縱橋向復位2.2m，液壓提升器微調下降20cm至鋼橫梁錨固點焊接固定位置→通過500t履帶吊，將第④段吊裝至設計位置，空中焊接合攏上橫梁。

（2）鋼錨固段安裝。由于錨固段鋼構件重量較大，錨固段A單件重達24t，錨固段B單件重達27t，需考慮其埋設勁性鋼桁架作為定位措施。勁性鋼桁架預埋4.5m在上一節主塔節段內。錨固段鋼梁通過勁性鋼桁架定位于固定。

（3）鋼橫梁吊裝拼裝。鋼橫梁第②、③節段在橋面胎架上拼裝完成后，總重量達470t（包含兩片鋼梁縱向連接和吊裝加固）。主塔四根立柱分別設置4座吊裝平臺（三角鷹臂），通過4座液壓提升器同步吊裝鋼橫梁。單個TJJ-2000型液壓提升器額定提升能力200t，總提升能力為4×200=800t，安全系數為800/470=1.7≥1.25，滿足吊裝安全要求。

上橫梁吊裝時為繞開錨固段，縱橋向偏心2.2m位置向上吊裝。吊裝到到高于設計位置0.2m處，再采用200t的自鎖型液壓爬行器頂推復位2.2m，最后再下降0.2m坐落至設計位置，鋼橫梁與錨固段A焊接固定。最后通過200t的履帶吊吊裝第④節鑲嵌合攏段，第④節與錨固段B和第③節焊接，上橫梁完成安裝，拆除臨時橫向支撐等臨時輔助構件。

4 總結

赤石河特大橋是紅海大道的關鍵工程，其主塔施工中，危大工程項目眾多，是施工中的重點難點。通過對主塔施工重點難點研究分析，制定安全、經濟、高效性主塔施工方案，保障了橋梁的順利實施。

參考文獻：

［1］張丹丹.斜拉橋主塔曲線爬模施工技術［J］.科技創新導報，2013（2）：82-84.

［2］周建虹.緯六路斜拉橋主塔爬模爬架設計與施工［J］.橋梁建設，2005（12）：72-75.

［3］尹本文，程曄，謝瑾榮.東平水道雙索面曲線斜拉橋主塔爬模爬架法施工關鍵技術［J］.石家莊鐵道大學學報（自然科學版），2012（9）：57-61.

［4］徐南.斜拉橋主塔鋼橫梁整體同步提升滑移施工關鍵技術研究［J］.中華建設，2022（34）：118-119.

［5］何國明，朱廷志，湯榮林.貴陽觀山大橋橫梁液壓提升安裝施工［J］.預應力技術，2006（4）：25-28.

作者簡介：楊元錦（1988—），男，漢族，工學學士，路橋專業中級職稱，從事市政工程設計施工管理工作。