大跨徑懸索橋索塔施工技術(shù)與質(zhì)量控制

陳 航

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000）

1 工程概況

1.1 總體工程概況

白洋長(zhǎng)江公路大橋?yàn)橹骺?000m鋼桁梁懸索橋，全橋橋跨布置為：55.65m北錨碇+9×30m預(yù)應(yīng)力砼T梁+1000m+（37+67.5+37）m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)鋼構(gòu)橋+4×30m預(yù)應(yīng)力砼T梁+80m南錨碇+18×30m預(yù)應(yīng)力砼T梁。全橋長(zhǎng)2216m。

1.2 索塔概況

主塔為牌樓造型門型框架結(jié)構(gòu)，由塔柱、上橫梁和下橫梁組成，塔柱采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，上、下橫梁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，北塔承臺(tái)頂面高程為+55.6m，塔高 142.5m，塔柱橫橋向由上至下向外傾斜，內(nèi)外傾斜率為 1：33.898，橫橋向?qū)挾染鶠?.5m；橋塔順橋向由上至下向外傾斜，內(nèi)外傾斜率為1：100，順橋向?qū)挾葹?7.62-10.43m。上塔柱標(biāo)準(zhǔn)斷面壁厚為1.2m，塔頂實(shí)心段厚度為 4.3m；下塔柱標(biāo)準(zhǔn)斷面壁厚為1.5m，塔底設(shè)置 2m實(shí)心段；上下橫梁均采用單箱單室截面，下橫梁寬度為8.0m，高度7.0m，壁厚1.0m；上橫梁高度7.0m，寬度7.0m，壁厚0.9m。

2 索塔機(jī)械設(shè)備選型及平面布置

大跨徑懸索橋由于垂跨比要求一般索塔較高，且索塔位置受地理環(huán)境制約較多，設(shè)備進(jìn)場(chǎng)及現(xiàn)場(chǎng)布置較為困難，因此，設(shè)備的選型及合理規(guī)劃布置往往影響整個(gè)索塔施工。白洋長(zhǎng)江大橋索塔地處臨江山坡地形，施工前需要進(jìn)行山體開挖，索塔高度超過142.5m，橋面跨度為33.5m。宜設(shè)置2臺(tái)塔吊，2臺(tái)電梯，以便索塔施工起吊及人行上下。且單個(gè)索塔布設(shè)兩套地泵，保證混凝土施工的連續(xù)性。鋼筋加工場(chǎng)及混凝土拌合站宜距索塔就近布設(shè)。

3 索塔施工技術(shù)

3.1 勁性骨架施工

塔柱勁性骨架主要作用是定位、支撐鋼筋、臨時(shí)調(diào)整、固定模板和用于測(cè)量觀測(cè)。勁性骨架立柱、水平桿、斜桿均按設(shè)計(jì)要求選取型號(hào)，骨架間主要由角鋼與連接板焊接組成。勁性骨架在工地加工場(chǎng)加工，為保證每節(jié)的加工精度，在施工平臺(tái)上按尺寸1：1放樣，然后進(jìn)行加工。

3.2 鋼筋工程

索塔塔柱的豎向主筋采用 9m鋼筋一次接高的方法，一次安裝可以滿足兩節(jié)塔柱（4.5m一節(jié)段）施工的需要，不造成鋼筋的浪費(fèi)。索塔主筋豎向連接采用直螺紋連接技術(shù)，鋼筋先在加工場(chǎng)絞絲，套上連接套筒后，吊至高空，最后將鋼筋套筒端與待接鋼筋螺紋連接。為保證鋼筋安裝質(zhì)量，加工場(chǎng)加工的絲頭出場(chǎng)嚴(yán)格檢查，安裝過程由技術(shù)人員跟蹤把控。

3.3 模板工程

索塔采用液壓自動(dòng)爬模施工，外模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，選用鋼木模板。規(guī)則內(nèi)腔面模板采用懸臂爬架配合鋼木模板施工，不規(guī)則內(nèi)腔面模板采用鋼模組拼施工（索塔倒角處用組合鋼模配合異形鋼模施工，索塔橫梁內(nèi)膜和索塔根部倒角用大塊鋼模配合異形鋼模施工）。在倒角節(jié)段使用組合鋼模施工，但使用組合鋼模施工時(shí)需在塔柱內(nèi)相應(yīng)位置安裝好預(yù)埋構(gòu)件，搭設(shè)支架，再在支架平臺(tái)上立模施工。液壓爬模外模板和規(guī)則內(nèi)腔面的內(nèi)側(cè)模板采用木梁膠合板體系，面板為21mm膠合板，模板高度為4800mm。澆筑標(biāo)準(zhǔn)層高為4500mm。豎肋為木工字梁，橫楞為2[14槽鋼。

3.4 混凝土工程

索塔為C50高強(qiáng)混凝土，具有高集料、低水膠比、高泵揚(yáng)程、早強(qiáng)、緩凝等特性?；炷敛捎帽盟?，泵送水平和垂直距離都較大，故對(duì)混凝土的可泵性、和易性、泌水性及緩凝早強(qiáng)要求較高，所以混凝土配合比要求：坍落度 18-20cm，并且應(yīng)摻入外加劑改善混凝土的和易性、可泵性、緩凝早強(qiáng)等效果?；炷潦┕み^程確保入模溫度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，并加強(qiáng)施工工藝控制，混凝土澆筑結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，防止裂紋的產(chǎn)生。

4 懸索橋索塔質(zhì)量控制

4.1 原材料質(zhì)量及溫控措施

混凝土質(zhì)量是影響梁體外觀質(zhì)量和強(qiáng)度的重要因素，施工時(shí)要嚴(yán)格按照批復(fù)的配合比進(jìn)行施工，用于混凝土拌合的各種原材使用前經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)，確保各項(xiàng)指標(biāo)合格，保證質(zhì)量的穩(wěn)定性，拌合和澆筑作業(yè)由專業(yè)的試驗(yàn)人員盯盤、檢測(cè)，操作人員相對(duì)穩(wěn)定。索塔施工為大體積砼施工，施工周期長(zhǎng)，高溫季節(jié)為保證澆筑過程中溫度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，通過控制原材料溫度控制保證砼質(zhì)量，首先，對(duì)新進(jìn)場(chǎng)水泥、粉煤灰、礦粉進(jìn)行溫度檢測(cè)，溫度過高嚴(yán)禁打入粉罐內(nèi)；其次，采用制冷機(jī)及外摻冰塊降低拌合用水溫度并對(duì)砼入模溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控；最后對(duì)承臺(tái)布設(shè)冷卻水管，聘請(qǐng)專業(yè)的溫控單位對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度控制。有效的避免了承臺(tái)及索塔各個(gè)階段裂紋的發(fā)生。

4.2 施工工藝控制

施工工藝控制主要控制砼塌落度、澆筑順序、布料及振搗方式等。塌落度是影響裂紋發(fā)生的一項(xiàng)重要因素，塌落度過大會(huì)使得水灰比過大，從而產(chǎn)生收縮裂紋，由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂紋一旦發(fā)生，將引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞，因此，為防止收縮裂紋發(fā)生嚴(yán)格控制砼塌落度，控制在 160mm～180mm范圍內(nèi)。砼澆筑順序及振搗也是產(chǎn)生裂紋的一項(xiàng)重要因素，砼漏振或欠振會(huì)導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)不嚴(yán)密，受力時(shí)容易破損，產(chǎn)生較大的裂縫；過振會(huì)導(dǎo)致砼中的水泥漿與骨料上下分離，浮漿很容易產(chǎn)生干縮裂縫，因此，嚴(yán)格控制振搗施工工藝非常關(guān)鍵，針對(duì)砼振搗提前進(jìn)行技術(shù)交底，并嚴(yán)格落實(shí)班前交底制度及現(xiàn)場(chǎng)排班負(fù)責(zé)制度，施工過程技術(shù)員全程指導(dǎo)負(fù)責(zé)，保證砼振搗質(zhì)量。

4.3 養(yǎng)護(hù)質(zhì)量保證措施

加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)可以很大程度上減少裂紋的發(fā)生，由于索塔施工經(jīng)歷夏季高溫和冬季嚴(yán)寒氣候，高溫季節(jié)主要采用噴淋+隔熱防風(fēng)包裹保濕養(yǎng)護(hù)施工工藝，使索塔始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)。冬季主要采用保溫棉被保溫+高溫噴霧進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保護(hù)內(nèi)外溫差，防止裂紋產(chǎn)生。

4.4 索塔節(jié)段錯(cuò)臺(tái)質(zhì)量控制

節(jié)段錯(cuò)臺(tái)是索塔施工一項(xiàng)常見質(zhì)量通病，為防止出現(xiàn)豎向及分層錯(cuò)臺(tái)，需要嚴(yán)控各個(gè)施工環(huán)節(jié)，積極探索新的方式方法解決錯(cuò)臺(tái)問題，有效的保證了砼外觀質(zhì)量。主要從模板進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收拼裝、增加拉桿數(shù)量等方式解決了這一質(zhì)量通病。

（1）模板進(jìn)場(chǎng)制作加工嚴(yán)格驗(yàn)收制度

模板作為保證索塔質(zhì)量的基礎(chǔ)，所有進(jìn)場(chǎng)模板必須經(jīng)過各方檢驗(yàn)合格后方可投入使用，模板質(zhì)量不合格的一律清退出場(chǎng)，模板拼裝過程中錯(cuò)臺(tái)及平整度驗(yàn)收不達(dá)標(biāo)的全部返工，保證模板的使用質(zhì)量。

（2）適當(dāng)增加拉桿加強(qiáng)模板剛度

模板開始使用時(shí)強(qiáng)度及剛度均通過計(jì)算復(fù)核，不會(huì)產(chǎn)生較大變形，但在模板施工過程中隨著澆筑次數(shù)增加，會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形，少量變形同樣會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)拼縫錯(cuò)臺(tái)等問題，為防止這一情況發(fā)生，可提前增加模板拉桿數(shù)量，同時(shí)在相鄰模板拼縫位置設(shè)置定位鋼筋，避免了索塔節(jié)段錯(cuò)臺(tái)問題，保證索塔外觀質(zhì)量。

5 結(jié)語

大跨度懸索橋多采用混凝土索塔，設(shè)備進(jìn)場(chǎng)及現(xiàn)場(chǎng)布置均較為困難，設(shè)備選型對(duì)于索塔整個(gè)施工過程非常關(guān)鍵。同時(shí)，鋼筋混凝土索塔施工已經(jīng)成為大跨度懸索橋施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文總結(jié)了索塔施工中關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，詳細(xì)闡述了施工中常見質(zhì)量通病及防治措施，為大跨徑懸索橋索塔施工提供參考借鑒。