斜拉橋塔柱索鞍施工工藝研究

趙麗敏

摘要：本文結(jié)合鄭州市某快速通道項目斜拉橋大橋的施工實例，對斜拉橋勁性骨架的安裝定位、索鞍安裝、塔柱施工等的施工技術進行了詳細介紹

關鍵詞：斜拉橋、主塔、索鞍、安裝定位、施工工藝

1.工程概況：

該橋采用波形鋼腹板PC箱梁部分斜拉橋，結(jié)構(gòu)體系采用連續(xù)—剛構(gòu)形式。P2、P3主墩（下塔柱）均為變寬度矩形雙肢實心薄壁墩，橫橋向左右兩側(cè)各設置一對，橋墩橫向?qū)拸亩盏?.4m變化至墩頂?shù)?1.25m，墩高分別為26.5m和30m。Pl 墩為矩形實心薄壁墩，墩高為18m。承臺采用8.0m×28.0m矩形承臺，下設12根直徑1.8m鉆孔灌注樁基礎，呈矩形排列。索鞍采用分絲管結(jié)構(gòu)，拉索中每一根鋼絞線穿過對應的導向鋼管內(nèi)，形成分離布置，主塔采用C50混凝土。

2.勁性骨架的安裝定位施工工藝

勁性骨架的安裝精度直接影響著鋼筋、模板、拉索錨固系統(tǒng)的安裝，因此在施工中相當重視。施工過程中勁性骨架在預制場地按節(jié)預先加工成型，運至現(xiàn)場吊裝就位。采取在地面整體制作，單節(jié)骨架的高度與混凝土分段高度匹配。每節(jié)勁性骨架的制作，先加工長邊方向兩個小片，再組合成骨架整體。

2.1 勁性骨架單片制作：為方便加工，根據(jù)骨架制作的重復性，在平臺上實樣劃出各大小片的尺寸、型鋼布置位置。加工時要求主要受力型鋼及邊角型鋼位置嚴格控制，精確度在±3mm內(nèi)，并且嚴格按鋼結(jié)構(gòu)施工技術規(guī)范施工，通過采取設置焊接胎架和勁性夾具的措施來控制焊接變形，減小加工誤差。

2.2 組裝：單片加工先加工小片，再加工大片。大片制作好一片即與小片組拼而形成單側(cè)組合骨架。根據(jù)塔柱尺寸和設計圖紙要求在加工平臺上畫出骨架橫截面整體尺寸，組裝時采用靠架法：在骨架空檔內(nèi)放一大靠架（約5m高），把單側(cè)組合骨架定于大靠架兩側(cè)，四角點對齊尺寸線。用垂球或經(jīng)緯儀校核垂直度，確保結(jié)構(gòu)的精度，制作精度偏差±5mm之內(nèi)。

2.3 勁性骨架塔上安裝：勁性骨架在地面加工制作好以后，利用施工塔吊吊裝，在塔柱施工節(jié)段位置就位，骨架安裝位置高出混凝土分界面15cm～50cm，上、下兩節(jié)段間用螺栓連接。骨架安裝前，須對已有骨架四個角點放點控制，同時調(diào)整控制點，四個上角點用球或經(jīng)緯儀校核偏差，各角點偏位控制在±1mm之內(nèi)。勁性骨架作為供測量放樣、主筋安裝、立模、拉索管道安裝就位依托的受力構(gòu)件，安裝質(zhì)量很重要。

3、索鞍的定位安裝

勁性骨架定位后即開始斜拉索索鞍的定位。加入定位系統(tǒng)的勁性骨架用量為圖紙設計勁性骨架的2倍。根據(jù)索鞍的斜率、錨點坐標、索鞍長度，利用空間三維坐標關系推算出索鞍上下口放樣控制點A、B兩點的三維坐標，作為測量時的主要控制點。

4、塔柱施工腳手架及步梯的搭設

在主塔及副塔周圍用腳手架鋼管搭設雙排腳手架，腳手架內(nèi)側(cè)與塔柱間距應符合要求，以便模板安裝與拆除。腳手架每層鋪木板，便于施工人員圍繞塔柱操作及行走方便。隨著塔柱增高，周圍腳手架在每層模板拆除后用一層鋼管緊頂在塔柱上，使整體腳手架穩(wěn)定。副塔懸空位置先搭設懸空平臺，采用在箱梁頂面預埋鋼板，用型鋼焊接通往副塔，且型鋼之間相互連接形成整體，在平臺上部搭設雙排腳手架，周圍腳手架必須形成整體形勢。在主塔一側(cè)安裝步梯，緊挨腳手架與其連成整體，作為施工人員上下使用

5、塔柱鋼筋制作與安裝

首先對進場鋼筋進行原材料和焊接及機械連接試驗。各型鋼筋在鋼筋加工場地內(nèi)制作成型，然后運輸至施工現(xiàn)場進行安裝；在制作過程中按照設計尺寸在制作平臺上精確定位，對于彎曲鋼筋在正式制作前先按照放樣尺寸進行試制作，然后檢測制作尺寸與設計是否相符，無誤后即進行批量制作并按照同一類型鋼筋進行編號、掛牌、標識、捆綁堆放，并作良好的支墊和嚴密的覆蓋，以防止其銹蝕。

鋼筋的安裝按照設計圖紙及相關規(guī)范的要求進行，為保證鋼筋整體的穩(wěn)定和施工安裝的精確，鋼筋依靠勁性骨架進行空間定位；其接頭在制作配料時控制在規(guī)范要求內(nèi)，連接采用電弧焊接和直螺紋連接，其連接形式及相應指標值按照設計要求及技術規(guī)范進行控制。

按照設計要求，受力主筋（≥Φ22）采用機械連接（剝肋滾壓直螺紋連接），加工的直螺紋絲頭的長度、牙形、齒距等必須與連接套的長度、牙形、齒距一致，且經(jīng)配套的量規(guī)檢測合格。其主要特點是連接速度快，對中性好，工序簡單，安全可靠，無明火作業(yè)，可全天候施工，適用范圍廣泛，能有效提高工程質(zhì)量。不受熱軋帶肋鋼筋內(nèi)徑允許偏差影響，螺紋精度高，絲頭表面光滑、牙型飽滿。

鋼筋安裝前，預先在已支立好的節(jié)段勁性骨架頂面四周內(nèi)外側(cè)加焊鋼筋定位架。利用勁性骨架上的鋼筋定位架支撐及拉住斜面上的鋼筋，并將主筋綁扎成型，牢固連接鋼筋節(jié)段骨架。

5、塔柱模板施工

模板制作是考慮到主塔為變截面結(jié)構(gòu)及副塔曲線雙向內(nèi)傾，塔柱下半節(jié)分主塔和兩個副塔，到14.9米高度處合為一體，采用鋼板、槽鋼及角鋼焊接組合。整塔共分為7個節(jié)段，模板分塊間的聯(lián)結(jié)采用栓接，模板組合聯(lián)結(jié)采用2[10槽鋼栓接；在端模側(cè)不考慮設對拉拉桿，在內(nèi)、中間設有M25對拉拉桿，拉桿間距豎向100cm，橫向100cm布置每排設4根。隨著塔身截面的縮小相對減少拉桿。工作平臺搭設在模板上部與腳手架之間。

塔柱模板提升系統(tǒng)：采用附著式塔吊進行模板提升和其他各類材料的垂直運輸。模板的拆卸是采用人工配合手拉葫蘆來完成，把手拉葫蘆懸掛在上一節(jié)模板上，下邊吊住下一節(jié)模板，模板松動后臨時掉在手拉葫蘆上，然后用塔吊放到地面上。人員上下由施工腳手架人梯上行下走。

6、預應力施工

本橋在曲線外側(cè)副塔設置預應力鋼束，每個副塔設置兩束5-Φs15.2預應力，上部采用H15-5錨具，下部采用M15-5錨具，鋼束下料長度為28.7m。0#塊施工時，首先要按照圖紙尺寸預埋錨墊板、波紋管等材料，隨著副塔柱的增高在每個循環(huán)把波紋管銜接好，待預應力頂端混凝土強度及彈性模量滿足設計要求后張拉壓漿。

7、 混凝土的澆筑

塔柱澆筑采用臥泵、塔吊配合的施工方案。

混凝土振搗也是一個重要環(huán)節(jié)，由熟練的專業(yè)操作工來進行。漏振或振搗不足容易形成蜂窩麻面或氣孔較多。過振又會使混凝土造成離析和泌水，粗骨料下沉，砂漿上浮且表面形成魚鱗紋。因此在操作過程中，振動棒要快插慢抽，每一部位振搗時間以混凝土面不再下沉，不再冒氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿為宜。振動棒移動間距不要超過振動棒作用半徑的1.5倍，插入下層混凝土的距離為5～10cm，距模板的距離應保持在5～10cm，避免振動棒碰撞模板、對拉螺桿等。

結(jié)語：

主塔是斜拉橋的主要受力構(gòu)件，橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載通過主塔傳遞到基礎。索鞍作為斜拉索的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，將經(jīng)斜拉索的橫載、活載傳遞到塔柱上，主塔和索鞍的精密定位非常重要，受實際施工條件限制，該大橋的高塔柱及索鞍的定位施工難度大，要求精度高，在施工過程中成功采用預制勁性骨架整體安裝的施工工藝，操作簡便，安全可靠，具有較好的參考和推廣價值。

參考文獻：

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