懸索橋索塔施工控制及應(yīng)力研究

黃優(yōu)平

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 懸索橋的索塔施工技術(shù)分析

1.1 勁性骨架的施工

塔柱位置的勁性骨架發(fā)揮出的作用，主要有支撐鋼筋、定位、臨時(shí)調(diào)整、測(cè)量觀測(cè)、固定模板。勁性骨架的水平桿、立柱、斜桿，必須要依照設(shè)計(jì)的要求，選擇型號(hào)，并且骨架之間要用角鋼同連接板進(jìn)行焊接。還要在施工現(xiàn)場(chǎng)加工勁性骨架，這樣才能確保骨架每一節(jié)的精度，于施工平臺(tái)上面，依照1∶1的比例尺放樣，之后加工出來(lái)。

1.2 鋼筋工程的施工

索塔塔柱豎方向的主筋一般都采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)米的鋼筋實(shí)施一次接高方法，保證一次安裝成功，就能滿足兩節(jié)塔柱施工標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)浪費(fèi)鋼筋。索塔的主筋豎方向的連接運(yùn)用螺紋連接技術(shù)，在施工現(xiàn)場(chǎng)將鋼筋進(jìn)絞絲，再將套筒套上，吊到高空位置，把鋼筋套筒連接到待接的鋼筋螺紋上，以確保鋼筋安裝的質(zhì)量。在施工現(xiàn)場(chǎng)加工的那些絲頭，一定要進(jìn)行嚴(yán)密檢查。施工過(guò)程以技術(shù)人員進(jìn)行指揮，保證鋼筋工程的質(zhì)量。

1.3 模板工程的施工

索塔以液壓形式的自動(dòng)爬模技術(shù)進(jìn)行施工，因?yàn)橥饽０宓闹苻D(zhuǎn)次數(shù)非常多，因此要用到鋼木模板。懸臂爬架與鋼木模板進(jìn)行配合，進(jìn)行規(guī)則內(nèi)腔面模板的施工；以鋼膜組拼技術(shù)進(jìn)行不規(guī)則內(nèi)腔面模板的施工。這種組拼有區(qū)分，針對(duì)索塔倒角位置，需要用到組合鋼膜與異形鋼模的配合進(jìn)行施工；索塔根部倒角和索塔橫梁內(nèi)膜，則運(yùn)用大塊鋼模與異形鋼模配合進(jìn)行施工。雖然在倒角部分，用到組合鋼模，可是在運(yùn)用時(shí)要注意，應(yīng)當(dāng)于塔柱內(nèi)的相應(yīng)位置，提前設(shè)置預(yù)埋構(gòu)件，構(gòu)件設(shè)置支架，然后在支架的平臺(tái)上，開始立模施工。規(guī)則內(nèi)腔面部位內(nèi)模板和液壓爬模的外模板，均應(yīng)用木梁膠合板體系。豎向肋是木工字梁，橫楞用標(biāo)準(zhǔn)槽鋼。

1.4 混凝土工程的施工

索塔一般運(yùn)用高強(qiáng)度的混凝土，特性表現(xiàn)為緩凝、早強(qiáng)、高泵揚(yáng)程、低水膠比、高集料?；炷烈员盟?，但是要保持較大的水平、垂直距離，這就要求混凝土有著較好的和易性、可泵性、緩凝早強(qiáng)性、泌水性?？梢姡┕に没炷烈勒諊?yán)格的配合比進(jìn)行配合。其中，坍落度一般保持在18～20 cm范圍內(nèi)，摻入一些改善劑。整個(gè)混凝土施工過(guò)程必須滿足入模溫度在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)，重視施工工藝的控制，此部分施工結(jié)束后，要能第一時(shí)間實(shí)施保濕的養(yǎng)護(hù)施工，以避免裂紋出現(xiàn)。

2 懸索橋索塔的施工控制

2.1 嚴(yán)格控制施工溫度

懸索橋索塔施工中，對(duì)于梁體的外部強(qiáng)度產(chǎn)生影響因素是混凝土質(zhì)量，因此必須嚴(yán)格依照實(shí)驗(yàn)配合比，拌合混凝土。并且在拌合之前，對(duì)混凝土制作材料，進(jìn)行前期試驗(yàn)性檢測(cè)，以保證每項(xiàng)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，提高混凝土的穩(wěn)定性。拌合過(guò)程中、澆筑過(guò)程中，要由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和檢測(cè)，才能保證操作的穩(wěn)定性。此種橋梁的施工，都是大體積混凝土的施工，周期比較長(zhǎng)，如果遇到高溫時(shí)節(jié)，一定確保澆筑時(shí)溫度在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之內(nèi)，對(duì)材料溫度進(jìn)行控制，保證混凝土的質(zhì)量。施工技術(shù)人員要注意對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的礦粉、粉煤灰、水泥的溫度進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其溫度過(guò)高，不能將其添加到粉罐之內(nèi)；然后可以運(yùn)用摻入冰塊和外用制冷機(jī)的方式，控制拌合時(shí)的溫度，要運(yùn)用溫度監(jiān)控設(shè)施監(jiān)控混凝土入模的溫度；承臺(tái)部分設(shè)置冷卻水管，也要邀請(qǐng)專業(yè)溫控人員，專業(yè)地控制結(jié)構(gòu)的溫度，這樣能避免承臺(tái)和索塔各部分出現(xiàn)裂紋。

2.2 科學(xué)控制施工工藝

懸索橋索塔部分的施工中，對(duì)于施工工藝的控制，主要是對(duì)振搗方式、布料方式、澆筑順序、混凝土坍落度進(jìn)行控制。其中，坍落度會(huì)影響到索塔是否會(huì)出現(xiàn)裂紋，坍落度高也就是水灰比大，這時(shí)容易出現(xiàn)收縮性裂紋。如果因?yàn)槭湛s出現(xiàn)微小裂紋，則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物開裂、變形，甚至損壞，所以一定要避免這種收縮性裂紋出現(xiàn)，也就必須控制好混凝土的坍落度，保證在16～18 cm之內(nèi)。出現(xiàn)裂紋的影響也包含了混凝土澆筑的順序和振搗方式，如果漏振或者欠缺振搗，混凝土整體結(jié)構(gòu)不夠嚴(yán)密，受到外力沖擊，則容易損壞，從而出現(xiàn)裂縫；如果振搗過(guò)度，混凝土中骨料與水泥漿可能出現(xiàn)上下的分離，浮漿部分凝固后，容易出現(xiàn)干縮性裂縫。所以，必須要保證振搗工藝合理應(yīng)用，振搗之前必須有技術(shù)性交底，同時(shí)合理安排振搗的交班制度，技術(shù)人員要全程指導(dǎo)，以確保振搗的質(zhì)量。

2.3 確保養(yǎng)護(hù)施工的質(zhì)量

對(duì)于混凝土施工，一定要重視養(yǎng)護(hù)施工，才能更大范圍內(nèi)避免裂縫出現(xiàn)。因?yàn)樗魉氖┕r(shí)間比較長(zhǎng)，會(huì)經(jīng)歷夏季、秋季、冬季等，每個(gè)季節(jié)氣候不同，溫度的不同會(huì)對(duì)混凝土工程產(chǎn)生影響。高溫時(shí)節(jié)選用隔熱+噴淋+防風(fēng)包裹的保濕養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，這樣能確保索塔混凝土部分保持著濕潤(rùn)的狀態(tài)。低溫時(shí)節(jié)選用棉被包裹+高溫噴霧的保溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以避免混凝土內(nèi)外部溫差，避免裂紋出現(xiàn)。

2.4 避免索塔階段錯(cuò)臺(tái)的施工

索塔施工工作中，很可能因?yàn)槭韬龆霈F(xiàn)索塔節(jié)段的錯(cuò)臺(tái)問題，為避免這一施工問題出現(xiàn)，必須要嚴(yán)格控制每個(gè)施工環(huán)節(jié)，也要使用一些創(chuàng)新形式的施工技術(shù)。首先，嚴(yán)格執(zhí)行模板進(jìn)場(chǎng)的制度加工驗(yàn)收制度：索塔質(zhì)量基礎(chǔ)支持就是模板，因此每一塊模板在進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)前，都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查，確定合格之后才能使用。如果模板的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，必須撤出施工現(xiàn)場(chǎng)；另外，模板拼裝錯(cuò)臺(tái)和平整度的檢查也不合格，必須返工重新拼裝，以保證整體施工質(zhì)量。其次，合理使用拉桿，以提升模板剛度。合理計(jì)算出剛度，然后依據(jù)具體數(shù)值，合理地運(yùn)用拉桿，以強(qiáng)化模壓剛度，為后期施工提供支持，也能確保索塔的施工質(zhì)量。

3 懸索橋索塔的應(yīng)力研究

3.1 懸索橋索塔溫度應(yīng)力

懸索橋處在自然環(huán)境中，為此一定會(huì)遭受各種各樣自然因素的影響，這樣整個(gè)懸索橋溫度狀態(tài)會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻地變化。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)自身溫度有一些改變，該結(jié)構(gòu)中部分材料會(huì)因?yàn)闇囟壬叨霈F(xiàn)膨脹，也能因溫度降低而出現(xiàn)收縮。這時(shí)就會(huì)涉及到溫度場(chǎng)這個(gè)概念，具體說(shuō)的是結(jié)構(gòu)內(nèi)部瞬間的不均勻溫度的狀態(tài)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)物會(huì)受到的外部約束和自身各個(gè)部分間互相的內(nèi)部約束，使得材料要出現(xiàn)的收縮或者膨脹變形，不能自由地進(jìn)行，也就出現(xiàn)了應(yīng)力，也稱為溫度應(yīng)力。

3.2 懸索橋索塔溫度應(yīng)力的計(jì)算

針對(duì)此應(yīng)力，技術(shù)人員運(yùn)用有限元分析理論進(jìn)行計(jì)算，主要過(guò)程為，先進(jìn)行ANSYS熱分析和熱應(yīng)力分析；然后建立相應(yīng)的模型；接著分析出索塔內(nèi)外表面溫差作用后的索塔溫度效應(yīng)；繼續(xù)分析索塔東西側(cè)溫差對(duì)于索塔產(chǎn)生何種影響；最后分析出年溫度變化會(huì)給索塔帶來(lái)怎樣的影響。以此為基礎(chǔ)，科學(xué)合理地確定出施工的具體方案和施工工藝，以及施工技術(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，懸索橋的索塔施工中，會(huì)用到各種各樣的施工技術(shù)，為保證施工技術(shù)準(zhǔn)確選擇，要提前計(jì)算出索塔承受的溫度應(yīng)力，然后嚴(yán)格控制整體施工，以確保施工安全進(jìn)行，并提高施工質(zhì)量。