論某特大橋主塔施工技術(shù)要點(diǎn)

趙明富

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

該文以牂牁江特大橋高墩主塔施工為案例，論述了施工階段所采用設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，以及施工工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)，旨在為江河流域沿岸地區(qū)公路、鐵路等交通基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)和參考。

1 工程概況

牂牁江特大橋?yàn)橹骺? 080 m 的雙塔單跨簡支鋼桁梁懸索橋，橋跨布置為：4 m（橋臺）+4×40 m（裝配式T 梁）+1 080 m（鋼桁梁懸索橋）+8×60 m（鋼—混組合梁）+3×40 m（預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁）+5 m（橋臺），全長1 849 m。該橋索塔為塔座、塔柱、橫梁構(gòu)成的C50鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主塔頂高程1 193.925 m，塔底高程947.825 m，高度246.1 m。

2 大橋主塔總體施工方案

承臺施工完成后，先一次性澆筑塔座，再分層施工塔柱，下塔柱與下橫梁、上塔柱與上橫梁均采用異步施工。

（1）塔柱高246.1 m，采用液壓爬模施工，標(biāo)準(zhǔn)段每模施工6 m，在橫隔板處分2.6～4.5 m/模不等，共45 模。

（2）下塔柱施工設(shè)置2 道臨時橫撐，上塔柱施工共設(shè)置4 道臨時橫撐[1]。

（3）下橫梁尺寸為31.656 m 長×9 m 高×8.5 m 寬，C50 混凝土共1 567.3 m3，采用2 m×4 m 特制貝雷梁法，并在塔柱上預(yù)埋插銷式牛腿支撐；混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑底板1.5 m 高，混凝土約403.61 m3，第二次澆筑腹板和頂板7.5 m 高，混凝土約1 163.69 m3。下橫梁下方鋼結(jié)構(gòu)裝飾板采用吊裝后焊接就位成型。

（4）上橫梁尺寸為22.724 m 長×（6.5～9）m 高（底部弧形漸變）×7.3 m 寬，C50 混凝土共784 m3，采用2 m×4 m 特制貝雷梁+盤扣支架，并在塔柱上預(yù)埋插銷式牛腿支撐；分兩次澆筑，第一次澆筑底板約1.0 m 高，混凝土約198.38 m3，第二次澆筑腹板和頂板5.5～8.0 m 高，混凝土約585.62 m3。

（5）施工主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 牂牁江特大橋主塔施工主要技術(shù)參數(shù)

3 主塔施工工藝流程

見圖1。

圖1 主塔總體施工工藝流程

4 施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）對承臺工程進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收；事先完成混凝土配合比設(shè)計。

（2）完善技術(shù)交底，并確保交底到位[2]。

（3）為保證施工過程中的測量控制，制定方案如下：①儀器設(shè)備：全站儀1 臺、水準(zhǔn)儀1 臺、GPS 儀1 臺；②測量放樣的主要方法是“全站儀三維坐標(biāo)法”，并采用常規(guī)經(jīng)緯儀交會法和水準(zhǔn)測量方法，對平面點(diǎn)、高程進(jìn)行校驗(yàn)。

4.2 塔柱施工

塔柱采用液壓爬模施工技術(shù)，模板采用定制WISA板，由于塔柱高達(dá)246.1 m，共需45 模，中途需更換一次WISA 板面板。

4.2.1 下塔柱施工

下塔柱高99.5 m，共分18 個節(jié)段進(jìn)行澆筑。為平衡塔柱沿高度方向內(nèi)傾斜所產(chǎn)生的應(yīng)力及變形，隨下塔柱施工過程逐步設(shè)置2 道水平支撐[3]，詳見表2。

4.2.2 上塔柱施工

上塔柱高120.5 m，共分21（第21～41 節(jié)段）個節(jié)段進(jìn)行澆筑。塔柱采用液壓爬模施工技術(shù)，在安裝各橫梁時，應(yīng)先設(shè)置水平向外的頂推力，然后將橫向支撐件焊接，如表2 所示。

表2 臨時橫撐頂推力匯總表

4.2.3 下橫梁施工

下橫梁為箱形截面，高9 m，寬8.5 m，長31.656 m，不同部位板壁厚均為1.5 m。下橫梁擬采用牛腿+2 m×4 m特制貝雷梁法進(jìn)行施工。支架拼裝完成后，首先根據(jù)橫梁混凝土荷載的分布情況利用鋼筋進(jìn)行模擬預(yù)壓，以消除支架系統(tǒng)的非彈性變形。

4.2.4 上橫梁施工

上橫梁為箱形截面，梁高6.5～9 m高（底部弧形漸變），寬7.3 m，長22.724 m，腹板及頂、底板壁厚均為1.0 m，C50 混凝土共784 m3。上橫梁擬采用牛腿+2 m×4 m 特制貝雷梁托架法進(jìn)行施工，托架拼裝完成后，首先根據(jù)橫梁混凝土荷載的分布情況用鋼筋進(jìn)行模擬預(yù)壓，以消除支架系統(tǒng)的非彈性變形。

4.2.5 上、下橫梁支架預(yù)壓

預(yù)壓總體施工方案：①預(yù)壓超載系數(shù)為1.1；②預(yù)壓荷載分級：50%→75%→100%→110%；③預(yù)壓過程中進(jìn)行精確的測量，按算出的預(yù)拱度調(diào)整底模標(biāo)高[4]。

預(yù)壓結(jié)果分析：①預(yù)壓結(jié)束后對觀測成果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計算出支架彈性和非彈性變形，計算出模板預(yù)拱度，同時做好模板預(yù)拱的調(diào)整，整理出測量原始數(shù)據(jù)；②預(yù)壓觀測的步驟為：預(yù)壓前觀測得出觀測點(diǎn)原標(biāo)高h(yuǎn)1→預(yù)壓中觀測穩(wěn)定后得出標(biāo)高h(yuǎn)2→卸載后觀測得出標(biāo)高h(yuǎn)3，然后計算：塑性變形H1=h1?h3，彈性變形H2=h3?h2。

4.2.6 液壓爬模施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）內(nèi)模支架擬采用內(nèi)筒吊架。平臺的提升可以由塔吊完成；在提升的整體平臺四角恰當(dāng)位置布置四個吊耳，利用鋼絲繩卸扣綁扎配合塔吊整體提升。

（2）橫橋向設(shè)兩榀承重單元，各榀承重單元支承在已澆筑混凝土上、承重單元上搭設(shè)木方，以形成物料平臺。

（3）液壓爬架+定制WISA 板模板。液壓爬架包括：上平臺支架、后移支架、承重三腳架、下掛架、導(dǎo)軌、埋件、附墻裝置及液壓動力裝置；架體總高度19 m，根據(jù)現(xiàn)場爬模平面布置圖，承重三腳架架體布置間距3.8 m，上平臺支架布置間距3.5 m。液壓爬架總體結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 液壓爬架總體結(jié)構(gòu)組成圖

4.3 勁性骨架及鋼筋施工

（1）勁性骨架加工制作：勁性骨架施工時采用規(guī)范要求的負(fù)公差下料，可以在加工胎模上分片加工，再在拼裝胎模上拼接成整體。

（2）勁性骨架安裝：承臺施工完畢進(jìn)行索塔施工前將第一節(jié)段勁性骨架預(yù)埋在承臺里，預(yù)埋高度1 m，其上端準(zhǔn)確定位后，將骨架與底部支撐桁架焊接牢固。后續(xù)施工時依次對接完成塔柱勁性骨架安裝，作為鋼筋安裝成型的整體胎架和支撐結(jié)構(gòu)。勁性骨架的安裝需保證模板、鋼筋等空間定位位置的準(zhǔn)確。

（3）鋼筋的入庫和檢驗(yàn)：鋼筋必須有生產(chǎn)廠商出具的產(chǎn)品質(zhì)量保證書和合格證明，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行取樣，其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合國家相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。

（4）塔柱鋼筋安裝：鋼筋安裝采用吊具整片吊裝，吊具主梁采用I32a 工字鋼，相距50 cm 加一道1 cm 厚的加勁板。

（5）橫梁鋼筋安裝：橫梁鋼筋骨架由底板鋼筋、頂板鋼筋、腹板鋼筋及其他輔助鋼筋組成，由于橫梁分2次澆筑，相應(yīng)地橫梁鋼筋分2 次綁扎成型。

4.4 預(yù)應(yīng)力施工

（1）預(yù)應(yīng)力筋：上下橫梁預(yù)應(yīng)力筋為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1 860 MPa，公稱直徑15.2 mm 的高強(qiáng)低松弛鋼絞線。

（2）錨具、夾具和連接器：材料在進(jìn)場時，預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具、連接器等應(yīng)進(jìn)行全面的質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)，保證其質(zhì)量滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[5]。

（3）預(yù)應(yīng)力張拉：①預(yù)應(yīng)力鋼束須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%且齡期不少于7 天，方可進(jìn)行張拉；②鋼束張拉時采用張拉力和引伸量雙控制；③預(yù)應(yīng)力張拉控制噸位和張拉步驟建議為；張拉力0→0.1 張拉控制力（開始計入伸長量）→0.75 張拉控制力（持荷5 min）→錨固。

（4）預(yù)應(yīng)力鋼束采用真空輔助壓漿工藝，張拉完后應(yīng)盡快壓漿。預(yù)應(yīng)力注漿完成后，槽口需使用C50 微膨脹混凝土封錨。

4.5 大體積混凝土澆筑控制措施

從混凝土的原材料選擇、配比設(shè)計以及混凝土的拌和等全過程實(shí)行有效監(jiān)控，具體措施如下：

（1）混凝土原材料選擇及質(zhì)量控制：①選用低水化熱和含堿性量低的水泥；②使用性能優(yōu)良的高效減水劑，盡量降低拌和水用量；③優(yōu)化混凝土配合比，降低水化熱溫度。

（2）降低混凝土澆筑溫度的主要措施采用埋設(shè)冷卻水管，根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度分析特征，需在實(shí)心段范圍混凝土中埋設(shè)冷卻水管，冷卻管為φ50、壁厚1.2 mm 的鋼管，塔底實(shí)心段冷卻管布置間距為水平方向1.0 m，垂直方向0.75 m；塔頂實(shí)心段水平、垂直方向均為0.9 m；塔座冷卻水管布置間水平方向1.0 m，垂直方向0.8 m。

5 檢查驗(yàn)收控制關(guān)鍵點(diǎn)

（1）塔柱施工主要質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 主塔施工精度要求

（2）主塔施工測量及監(jiān)控量測控制：①在主橋兩岸設(shè)置測量控制點(diǎn)，進(jìn)行主塔施工測量；②索塔施工測量重點(diǎn)是：保證塔柱、橫梁、索鞍底板等各部位結(jié)構(gòu)的傾斜度、外形幾何尺寸、平面位置、高程滿足規(guī)范及設(shè)計要求；③索塔施工測量難點(diǎn)是：在有風(fēng)振、溫差、日照等情況下，確保高塔柱測量控制的精度。

6 結(jié)論

該文以牂牁江特大橋246.1 m 高的主塔施工為案例，論述了主要施工方案，分析了工藝流程，總結(jié)了施工技術(shù)要點(diǎn)，主要工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）該大橋主塔高度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程質(zhì)量要求高，施工階段不局限于常規(guī)的施工方法，依據(jù)現(xiàn)場條件采用一次性澆筑塔座，再分層施工塔柱，下塔柱與下橫梁、上塔柱與上橫梁均采用異步施工。不僅降低了工程造價，縮短了工期，而且提高了工程質(zhì)量，保證了主塔施工的安全。

（2）根據(jù)主塔的施工特點(diǎn)，充分考慮了主塔在施工中的內(nèi)力、變形等方面的要求，在主塔施工階段，充分發(fā)揮勁性骨架的作用，同時通過全站儀精確測量，利用整體液壓爬模升降系統(tǒng)精確定位，從而有效地控制索力、塔梁的應(yīng)力、線形。

（3）施工過程中，必須認(rèn)真做好施工組織、合理配置施工設(shè)備、規(guī)范施工技術(shù)、有效地保證了主塔施工的安全、質(zhì)量和工期目標(biāo)。例如加強(qiáng)混凝土原材料的選擇、優(yōu)化配比設(shè)計、埋設(shè)冷卻水管等大體積混凝土澆筑控制措施，以嚴(yán)格控制混凝土的施工質(zhì)量。

（4）從特大橋主塔施工重點(diǎn)工序的角度，總結(jié)高墩主塔主要工序的施工技術(shù)要點(diǎn)，能為江河流域沿岸地區(qū)公路、鐵路等交通基礎(chǔ)建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)和參考。