斜拉橋索塔模板類型的選用與安裝技術(shù)

張 巨 會(huì)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島大橋?yàn)殡p塔雙索斜拉橋，主塔結(jié)構(gòu)為：塔高137.5 m，下塔柱高12 m，為閉合多箱室結(jié)構(gòu)(圖1)。中塔柱按雙肢布置，高度為72.5 m，塔柱呈77.593°內(nèi)傾角，橫向中心間距由46.4～14.5 m漸變；上塔柱按雙肢布置，高度為53 m，橫向中心間距為14.5 m。設(shè)有兩道橫梁，為單箱單室結(jié)構(gòu)。

該工程的施工難點(diǎn)為：(1)中塔柱呈77.593°內(nèi)傾角，施工時(shí)需通過橫撐上安裝的千斤頂施加預(yù)頂力，對(duì)該塔柱的傾斜度控制較為困難。(2)中橫梁與塔柱相接處為圓弧過渡段(軸線圓弧半徑R=50 m，高度H=10.743 m)，施工難度大、精度要求高。

選用合適的模板類型與安裝工藝對(duì)塔柱傾斜度及塔柱圓弧過渡段的精度及塔柱的線形控制至關(guān)重要。

2 下塔柱模板

2.1 下塔柱外模

下塔柱外模主要采用翻模施工。其中線路左、右側(cè)兩面采用型鋼支架法施工，倒角處采用鋼模，塔柱外側(cè)的其余表面和內(nèi)側(cè)采用木模施工。

型鋼支架系統(tǒng)：型鋼支架采用I56b和I36b型鋼焊接桁架形式，頂部設(shè)置橫向分配梁，上鋪10 mm厚鋼面板作為模板。塔柱四周倒角成型：下塔柱外側(cè)四周均設(shè)置倒角，倒角采用鋼模板成型。

圖1 主塔分節(jié)示意圖

(1)第1節(jié)段模板外模：下塔柱第1節(jié)高度按5 m考慮，該節(jié)段的模板支撐在鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐上，通過勁性骨架或支撐定位模板位置，塔柱內(nèi)外的模板利用拉桿對(duì)拉克服混凝土側(cè)壓力。

(2)第2節(jié)段模板外模：完成下塔柱第1節(jié)后，下塔柱將高出塔座頂面5 m。在下塔柱第2節(jié)施工時(shí)，塔柱外側(cè)有支撐，待鋼筋綁扎完畢，將外模就位并利用鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐固定外模。鋼筋勁性骨架的安裝應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求[1]。

(3)第3節(jié)段模板外模：完成下塔柱第2節(jié)后，下塔柱將高出塔座頂面9.5 m。在下塔柱第3節(jié)施工時(shí)，塔柱外側(cè)有支撐，待鋼筋綁扎完畢，將外模就位并利用鋼筋勁性骨架或外側(cè)支撐固定外模。

2.2 下塔柱內(nèi)模

塔柱內(nèi)模采用木模，其面板為δ=10 mm的膠合板，面板的背面設(shè)置100 mm×100 mm的方木，間距20 mm，在方木背面設(shè)置2[14鋼背肋加勁，間距1 200 mm；內(nèi)模支撐采用鋼管支架，在鋼管支架上鋪設(shè)木板作為操作平臺(tái)。

塔柱內(nèi)側(cè)的模板由于受到橫梁支架結(jié)構(gòu)的限制，在模板底口塔座頂面預(yù)埋鐵件進(jìn)行固定限位，左、右側(cè)模板背肋利用φ20高強(qiáng)拉桿與外模支架拉桿分配梁連接，同時(shí)采取措施將內(nèi)模模板與相鄰下塔柱豎向主筋相連。

3 中、上塔柱模板

3.1 中塔柱

中塔柱的截面為8.8 m(順橋向)×5.5 m(橫橋向)，空心矩形斷面，壁厚0.6 m(順橋向)與1.2 m(橫橋向)。

中塔柱高75 m(含中橫梁高度5 m)，沿高度方向分12個(gè)節(jié)段，第1、2節(jié)段采用爬模模板，使用翻模方法進(jìn)行混凝土澆筑，第③節(jié)段開始安裝爬模，安裝周期考慮10 d時(shí)間，第3～7節(jié)段采用ZPM-100液壓自爬爬模體系。

隨塔柱施工逐步安裝塔柱橫撐。塔柱橫撐按豎向間距12 m布置，單個(gè)主塔共布置9道橫撐，其中中塔柱布置6道，上塔柱布置3道，每道布置2根鋼管橫撐，鋼管橫撐采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，橫撐接頭采用Q235鋼板焊接。中塔柱前四道橫撐設(shè)置有加固結(jié)構(gòu)，橫撐加固鋼管采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，與橫撐鋼管焊接。對(duì)于橫撐加固鋼管之間，現(xiàn)場(chǎng)采用舊型鋼連接。

3.2 上塔柱

上塔柱高53 m，橫向中心間距為14.5 m，沿高度方向分9個(gè)節(jié)段(第15～24節(jié)段)，采用爬模進(jìn)行分段現(xiàn)澆施工。上塔柱第15、16、17節(jié)段采用爬模模板，使用翻模方法進(jìn)行混凝土澆筑，自第18節(jié)段開始安裝爬模，安裝周期考慮10 d時(shí)間，第18～24節(jié)段采用ZPM-100液壓自爬爬模體系。

上塔柱布置3道橫撐，每道布置2根鋼管橫撐，鋼管橫撐采用Q345Bφ1 200×20 mm鋼管，橫撐接頭采用Q235鋼板焊接，橫撐設(shè)置于第18節(jié)段位置。

4 架體及爬模的安裝

4.1 安裝順序

架體及爬模按照以下順序安裝：安裝爬梯、安裝下架體、連接上架體、裝好護(hù)欄鋼管。上架體按平臺(tái)布置圖安裝位置固定連接好，整體吊裝，再與下架體連接，連接上架體、澆筑混凝土、安裝導(dǎo)軌、安裝吊裝平臺(tái)、架體提升。

4.2 爬模節(jié)段施工流程

第1步：混凝土澆筑完成后，綁扎下一層鋼筋。第2步：混凝土待達(dá)到要求強(qiáng)度后，拆除模板。第3步：安裝埋件掛座，通過液壓裝置提升導(dǎo)軌，綁扎下層鋼筋。第4步：拆除下部埋件掛座，準(zhǔn)備下一次周轉(zhuǎn)，通過液壓裝置提升支架。第5步：合模、澆筑混凝土。

爬模爬升至與中橫梁交匯處時(shí)，拆除塔柱內(nèi)模、塔柱內(nèi)側(cè)爬模架體及模板，利用外側(cè)爬模及模架，同時(shí)安裝中橫梁支架及底模支撐系統(tǒng)，完成中橫梁及相鄰塔柱節(jié)段的施工。

爬模裝置爬升時(shí)，承截體受力處的混凝土強(qiáng)度必須大于10 MPa并滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

埋件板與高強(qiáng)螺桿連接組成埋件，具有足夠的抗拉強(qiáng)度，省料，節(jié)省占用空間，體積小，減少了支模時(shí)埋件安裝與鋼筋相互干擾的問題。埋件板的大小、拉桿長(zhǎng)度及直徑設(shè)計(jì)按抗剪和抗拉設(shè)計(jì)要求計(jì)算確定[3]。

塔柱模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 塔柱模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)表

5 橫梁模板的安裝

橫梁外模采用下塔柱使用的δ=21 mm的進(jìn)口WISA面板，橫梁與主塔重合段采用爬模，內(nèi)模采用木模，其面板為δ=10 mm的膠合板，面板的背面設(shè)置100 mm×100 mm方木，方木在腹板區(qū)的間距為150 mm，底板區(qū)的間距為250 mm，內(nèi)模支撐采用鋼管支架并在鋼管支架上鋪設(shè)木板作為操作平臺(tái)。

設(shè)計(jì)的木模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。安裝前，模板應(yīng)充分打磨、沖洗干凈并涂刷模板漆作為脫模劑。模板的安裝應(yīng)牢固，拉桿兩端采用可拆螺栓以保證其外觀質(zhì)量。模板安裝結(jié)束，及時(shí)清除模板中的所有污物、碎屑物、木屑、水及其它雜物[4]。

模板采用φ20高強(qiáng)拉桿與外模支架拉桿分配梁連接，同時(shí)采取措施將內(nèi)模模板與相鄰下塔柱豎向主筋相連。

圖2 中橫梁現(xiàn)澆支架布置圖

6 模板安裝時(shí)的測(cè)量放線

測(cè)量控制網(wǎng)采用徠卡TS16-A全站儀，測(cè)量的重點(diǎn)是保證塔柱各部分模板外形幾何尺寸、平面位置、高程滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求[5]。橫梁模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 橫梁模板安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)表

7 結(jié) 語(yǔ)

通過對(duì)該斜拉橋百米高主塔模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的闡述，可以得出以下結(jié)論：(1)在施工過程中，可以根據(jù)索塔高度和結(jié)構(gòu)形式的不同分別進(jìn)行模板系統(tǒng)的選用；(2)塔柱及橫梁處的施工步驟設(shè)計(jì)對(duì)保證索塔施工質(zhì)量尤其重要。