斜拉橋主塔鋼筋節(jié)段整體吊裝施工關(guān)鍵技術(shù)

金 兵

（吉林省澤通公路開發(fā)建設(shè)有限公司，吉林 長春 130021）

1 概述

鴨池河特大橋為貴州省貴陽至黔西高速公路的控制性橋梁工程，該橋為雙塔雙索面半漂浮體系鋼桁—混凝土混合梁斜拉橋，橋梁全長1466.5m，主橋橋跨布置為（72+72+76+800+76+72+72）m，主橋長1240m，其中邊跨采用等截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，主跨采用N 形鋼桁梁結(jié)構(gòu)。橋梁主塔采用H 形橋塔，貴陽岸3#主塔高243.2m，黔西岸4#主塔高258.2m，全橋共192 根鋼絞線斜拉索，索長103 ～425m。

中、下塔柱按照標準節(jié)段垂直高度每節(jié)6m 進行水平分層，設(shè)若干調(diào)節(jié)段；上塔柱以每節(jié)塔柱安裝兩道鋼錨梁為控制高度（控制高度為5 ～6m）進行水平分層。3# 塔高243.2m，共劃分為43 個節(jié)段（上塔柱高86.1m，中塔柱高97.1m，下塔柱高58.0m），其中下塔柱10 個節(jié)段，中塔柱17 個節(jié)段，上塔柱16 個節(jié)段。4# 塔高258.2m，共劃分為46 個節(jié)段（上塔柱高86.1m，中塔柱高97.1m，下塔柱高73.0m），其中下塔柱13 個節(jié)段，中塔柱17 個節(jié)段，上塔柱16 個節(jié)段。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 施工工藝流程

塔柱鋼筋節(jié)段整體吊裝技術(shù)即將塔柱節(jié)段鋼筋綁扎工作由塔頂工作面轉(zhuǎn)移至地面胎架上進行，將鋼筋按“基準節(jié)+次節(jié)”、豎向“1+1”匹配方式組拼成整體節(jié)段，采用大噸位吊裝設(shè)備將節(jié)段鋼筋整體提吊至塔頂和已澆筑節(jié)段的鋼筋進行對接，完成塔柱節(jié)段鋼筋的施工。

2.2 主要施工設(shè)備

大型塔吊和專用吊具是鋼筋節(jié)段整體吊裝的主要施工設(shè)備。塔吊和專用吊具的技術(shù)性能必須滿足整體吊裝的使用要求，適應(yīng)吊裝過程的各種施工工況，滿足鋼筋整體對接過程中的精確調(diào)整，使鋼筋整體吊裝施工安全、優(yōu)質(zhì)、快捷。

綜合考慮鋼筋節(jié)段的吊重、塔吊的施工工況及現(xiàn)場施工條件，塔吊最大吊重需滿足在30m 吊裝范圍內(nèi)不小于40t，塔吊選取中聯(lián)重科D1500-63 型塔吊作為吊裝設(shè)備。

由于塔柱為帶傾角變截面構(gòu)造，每節(jié)塔柱鋼筋節(jié)段的吊點位置均不同，同時為保證鋼筋接頭盡可能多的一次性成功對位連接，需采用水平方向和豎向均可調(diào)的專用吊具。

吊具桿件分為主承重梁和撐桿，主承重梁采用鋼箱結(jié)構(gòu)，撐桿為工字鋼，吊耳設(shè)置在主承重梁上；吊具八字繩采用4 根兩端帶琵琶扣的等長鋼繩，八字繩下端通過卸扣與主承重梁吊耳連接，上端琵琶扣直接與塔吊吊鉤連接；節(jié)段鋼筋籠與吊架通過滑車組連接，采用四點起吊。為保證起吊水平，在扁擔梁上每個吊點處設(shè)置10t 手拉葫蘆，通過調(diào)整滑車組導線繩長來調(diào)節(jié)起吊節(jié)段頂?shù)卓谒健?/p>

2.3 勁性骨架加固優(yōu)化

節(jié)段鋼筋通過勁性骨架連接成整體，鋼筋節(jié)段吊裝重量較大，起吊過程中勁性骨架易變形，為控制鋼筋骨架整體起吊過程中的變形，需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強勁性骨架的設(shè)計。勁性骨架按頂口剛（減小吊裝時鋼筋節(jié)段的變形）、底口柔（保證在鋼筋對接時可進行微調(diào)）的整體思路進行設(shè)計，同時兼顧塔上鋼筋對接的可操作性。

2.4 拼裝胎架設(shè)計

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，邊跨主梁在中跨主梁安裝之前必須完成，即邊跨主梁必須和索塔同步施工。同時結(jié)合現(xiàn)場場地布設(shè)及施工條件，鋼筋節(jié)段整體安裝組拼胎架需要設(shè)置在邊跨側(cè)橋梁邊廓投影線外2m 處，每個胎架平臺平面尺寸為14m×10m，高14m，每個塔肢2 個（每岸4 個）。

由于承臺附近地形較陡，胎架范圍內(nèi)高差達到8m，受現(xiàn)場地形限制，首先利用鋼管根據(jù)實際地形搭設(shè)一個胎架平臺將胎架底調(diào)平，然后在胎架平臺上搭設(shè)拼裝胎架，每個胎架分為內(nèi)支架和外支架，節(jié)段鋼筋拼裝在內(nèi)外支架間進行。

2.5 節(jié)段鋼筋組拼流程

在單塔肢附近地面設(shè)置好胎架Ⅰ和胎架Ⅱ，每岸索塔共4 個胎架。

組拼流程：第一節(jié)待安裝的鋼筋整體在胎架Ⅰ組拼好→第二節(jié)鋼筋以第一節(jié)鋼筋為基模進行組拼→整體吊離第二節(jié)鋼筋至胎架Ⅱ上作為第三節(jié)鋼筋的基?！鸬醯谝还?jié)鋼筋至塔柱工作面上進行安裝→把第三節(jié)鋼筋吊回至支架Ⅰ作為第四節(jié)鋼筋的基?！鸬醯诙?jié)鋼筋至索塔工作面上進行安裝，依次循環(huán)該過程完成所有鋼筋節(jié)段的組拼和安裝。

（1）基準節(jié)勁性骨架安裝。①依據(jù)設(shè)計圖紙，計算出基準節(jié)勁性骨架上端的空間坐標，在組拼胎架內(nèi)放樣出勁性骨架下端位置；②勁性骨架最下端一道橫桿內(nèi)置，防止上節(jié)鋼筋下放時，底節(jié)主筋抵住上節(jié)鋼筋籠的下平聯(lián)，影響節(jié)段下放對接；③勁性骨架采取分片組拼，通過測量放樣確認其上端空間坐標無誤后，方可焊接成整體。

（2）基準節(jié)鋼筋安裝。①先在勁性骨架水平桿上安裝15cm 長的Ф25 鋼筋作為挑筋，挑筋間距1m，安裝Ф32 水平隔離鋼筋與挑筋焊接。水平隔離筋設(shè)置在勁性骨架與主筋之間，作用為調(diào)整主筋線形，防止勁性骨架焊接變形，確保鋼筋保護層；將主筋與進行骨架隔離，勁性骨架立桿范圍內(nèi)主筋連接時方便套筒施擰；預(yù)留后裝四角鋼筋位置。②依據(jù)主筋布置圖在拼裝胎架上放樣出主筋下端位置，依照放樣位置進行初步定位主筋；鋼筋上端以勁性骨架上端為基準進行測量精確定位；節(jié)段頂口鋼筋按照規(guī)范要求進行接頭錯開，相鄰兩接頭高差不小于1.4m；主筋位置調(diào)整好后，再進行仔細檢查，準確無誤后，開始進行主筋與水平筋之間的焊接，焊接時保證主筋和水平筋貼緊，并保證焊接牢固。③水平鋼筋安裝高度控制在4.05m，上、下端水平筋位置各預(yù)留1.65m 和1.7m，以便與上一節(jié)預(yù)留鋼筋連接。

（3）次節(jié)段勁性骨架安裝。①復測基準節(jié)勁性骨架頂口空間坐標，作為次節(jié)段的勁性骨架基準。②將次節(jié)勁性骨架下端與基準節(jié)勁性骨架上端進行采用螺栓臨時連接，角鋼包邊設(shè)計；勁性骨架四角圓弧中心處包邊角鋼起到二次限位作用，上下節(jié)間進行骨架連接孔采用搖臂鉆預(yù)先在場內(nèi)加工，連接采用M20 高強螺栓，螺栓間距20cm，每根立柱角鋼兩側(cè)翼緣各設(shè)置1 個孔，連接時可使用2 顆連接螺栓；考慮勁性骨架安裝時定位調(diào)整，上下節(jié)勁性骨架立柱預(yù)留1cm 間隙，包邊角鋼采用長腰形孔。③勁性骨架采用成片組拼，通過測量放樣確認其上端空間坐標無誤后，方可焊接成整體。

（4）次節(jié)鋼筋安裝。①復測基準點頂口特征點處主筋空間位置，并在次節(jié)段勁性骨架上端放樣出主筋上端位置。②在勁性骨架水平桿上安裝15cm 長的Ф25 鋼筋作為挑筋，挑筋間距1m；安裝Ф25 水平鋼筋與挑筋焊接，將次節(jié)主筋下端與基準節(jié)主筋進行對接，并依照放樣位置進行主筋上端定位。③整體重量通過勁性骨架傳遞至預(yù)拼支架，此時的鋼筋接頭僅承受單根鋼筋的部分重量，受力較小便于拆除；水平鋼筋安裝高度控制在4.05m。

（5）安裝導向裝置。為便于鋼筋對接過程中定位，在基準節(jié)和次節(jié)鋼筋接觸面處設(shè)置豎向?qū)蜓b置，導向鋼套管高約1.5m，每個角點設(shè)置一根，整個塔柱橫斷面設(shè)置共計4 根導向鋼套管。導向裝置采用內(nèi)外鋼套管的形式，外管采用φ168×5mm 鋼管，內(nèi)套管采用φ140×5mm 無縫管，外套管在下，內(nèi)套管在上，內(nèi)套管下端做成50cm 長錐狀；豎向?qū)蚬芘c鋼筋接頭一致高，導向管可在兩節(jié)鋼筋籠拆除前進行安裝。

（6）兩節(jié)段間連接拆除。安裝吊具時先用卸扣將吊具與勁性骨架上吊耳連接，鋼絲繩輕微受力后將吊具進行四點水平調(diào)平，四點高差控制在2cm 以內(nèi)，使得節(jié)段重心和理論盡量吻合；拆除次節(jié)和基準節(jié)的主筋連接，套筒拆除前每隔1m 打標記，以防塔上安裝時主筋再次對接時接錯；節(jié)段間鋼筋拆除遵循對稱均勻的原則，四角圓弧處后拆、其他角點先拆的原則；鋼筋拆除完后再拆除勁性骨架連接。

（7）次節(jié)段鋼筋吊離。上、下節(jié)連接拆除完成后可將次節(jié)段鋼筋吊離至另一胎架作為基準節(jié)。起吊必須分階段緩慢進行，起吊亮縫后暫停，仔細觀察節(jié)段的空中姿態(tài)，量測上下鋼筋接頭間距、勁性骨架四點高差，并通過吊具適當調(diào)整，盡可能使吊點與重心在地面上的投影重合，調(diào)整重心位置后可繼續(xù)緩慢起吊。次節(jié)鋼筋在下放時也需分階段、緩慢進行，下放前先在胎架上按塔柱截面放樣出勁性骨架位置；根據(jù)起吊點跟安放點理論距離控制塔吊行走小車速度，當鋼筋節(jié)段吊至投影面上方時先暫停、靜置，待鋼筋節(jié)段穩(wěn)定后緩慢下放（人力輔助進行調(diào)整）；節(jié)段下放至離胎架平臺30cm 時暫停，再次檢查骨架平面位置、測量進行骨架各支點距平臺距離，平面位置容許偏差不超過2cm、四角高差不超過2cm；繼續(xù)下放至胎架平臺上，待骨架各點全部與胎架平臺觸后再松勾、卸扣。

（8）節(jié)段整體起吊、安裝。次節(jié)鋼筋調(diào)離后，即可進行基準節(jié)鋼筋的整體起吊和安裝。起吊必須分階段、緩慢進行，起吊亮縫后暫停，仔細觀察節(jié)段的空中姿態(tài)，量測吊點處四點高差，并通過吊具適當調(diào)整，盡可能使吊點與重心在地面上的投影重合。當鋼筋節(jié)段吊至塔身上方時先暫停、靜置，待鋼筋節(jié)段穩(wěn)定后緩慢下放，人力輔助進行調(diào)整；節(jié)段下放至離鋼筋搭接10cm 時暫停，將導向管對位，利用導向管定位繼續(xù)下放；待鋼筋籠和已澆筑節(jié)段的鋼筋接觸時立即先將做好標記的基準鋼筋對位并進行連接，同時將四個角點的勁性骨架進行連接固定，開始連接其余鋼筋接頭。主筋連接完成后，塔吊即可松鉤，然后安裝搭接區(qū)段1.7m 范圍的水平鋼筋，至此完成一個塔柱鋼筋節(jié)段的吊裝。循環(huán)（3）～（8）項步驟，進行下一節(jié)段鋼筋綁扎。

3 工效分析

國內(nèi)斜拉橋和懸索橋塔柱平均施工速度在0.7 ～ 0.8m/d，鴨池河特大橋主塔采用鋼筋節(jié)段整體吊裝施工技術(shù)可使塔柱施工速度提升至1.5m/d，大大節(jié)約了鋼筋綁扎時間，對縮短塔柱施工周期，提高塔柱施工效能起到非常重大的作用。

4 結(jié)束語

目前國內(nèi)外斜拉橋斜拉橋和懸索橋主塔鋼筋施工基本上均是采用塔上散綁的施工工藝，鴨池河特大橋是國內(nèi)首座成功應(yīng)用鋼筋節(jié)段整體吊裝施工技術(shù)進行主塔施工的大橋，塔柱鋼筋施工高效、快捷，對接準確、精度高，縮短了混凝土塔柱節(jié)段施工周期，減少高空作業(yè)時間，降低了安全風險，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。塔柱鋼筋節(jié)段整體吊裝施工技術(shù)在斜拉橋和懸索橋的塔柱施工中具有廣闊的應(yīng)用前景，為今后同類橋梁的施工提供了較好的參考和借鑒作用。