斜拉桥索塔施工工法

斜拉桥索塔施工工法 斜拉桥索塔施工工法

一、前言

随着高速公路的迅猛发展，公路等级不停提高，斜拉桥、悬索桥等共有高墩、大跨径特点的桥梁被广泛应用到工程实际，同时也发挥了越来越重要的作用。索塔作为斜拉桥、悬索桥一种十分重要的构成部分，造价高昂、施工周期长，如何科学组织施工，优质高效地完毕施工任务，含有十分重要的意义。本工法依靠江苏省连盐高速公路灌河特大桥索塔施工工程实例，全方面系统地闸述了索塔施工技术和工艺特点。己建成的索塔成品倾斜度、空间尺寸以及外观质量均满足规范规定，处在良好的受控状态，施工进度科学合理。该工法被证明是一项行之有效的施工工法，代表了现在索塔施工的先进水平。

二、工法特点

1、本工法工艺简洁，操作性强，施工易于实现。在合理设计模板、支架和爬架系统的基础上，能够实现高度较大的索塔施工。

2、本工法施工构造设计合理，力学模型明确，设计计算量不大，易于被工程技术人员掌握。

3、质量易于控制，通过采用相对基准极坐标法进行测量控制，以及模板支撑体系的优化，构造物实体质量和外观质量优良。

4、本工法投入的大型机械设备相对较少，施工成本较低，循环施工周期较短，含有较高的投入产出比。

三、实用范畴

本工法含有施工快捷，构造合理，经济实惠等特点，能够被广泛 应用到斜拉桥、悬索桥的索塔施工中，特别适合于索塔截面比较规则，塔柱高为 100~200m 的中小型钢筋砼索塔。通过对模板系统以及爬架提高装置的改善和优化，也能够应用到变截面及高度较高的索塔施工中。

四、工法原理

本工法是索塔施工的一种非常有效的工艺办法。工法原理：在塔柱内预先安装劲性骨架作为钢筋模板安装定位的依靠，纵向主钢筋采用机械连接，下塔柱采用钢管支架模板体系、中上塔柱采用内翻外爬附爬架的分节段爬模施工模式，砼采用托泵泵管输送，在中塔柱上设立横向临时撑架，避免塔柱根部产生拉应力，斜拉索与塔柱的锚固形式采用钢锚梁锚固体系，直接传送给索塔，横梁采用钢管落地支架支撑体系，通过合理布设塔吊、电梯、泵管、水电等设施以及进行预埋件的埋设，并运用塔吊以及吊车进行施工材料的垂直运输的一种高效的索塔施工工艺。

根据索塔形式、高度以及所采用的施工工艺、办法、设备性能和含有的施工能力， 索塔分节长度不尽相似， 普通分节长度为

4.0~5.0m。

五、施工工艺流程及操作特点

（一）、索塔施工工艺流程 上横梁与塔柱同时施工 中塔柱爬架翻模分段施工 下横梁与塔柱

同时施工

中塔柱起步段

翻模施工 安装电梯 下横梁支架安装 安装塔吊 下塔柱翻模分段施工

上横梁支架及水平支撑安装

上塔柱起步段施工

上塔柱爬架翻模

分段施工 安装钢锚梁 拆除上横梁支架

安装避雷及其它附属设施 塔冠施工 下塔柱钢管脚手架搭设 施工准备

1、 塔柱施工工艺流程图 5-1。

绑扎钢筋

安装模板

中间验收 模板加工或整修 钢筋制作 接高劲性骨架 准备工作

砼养护 浇筑砼

安装爬架 劲性骨架加工制作

爬架加工制作

接高劲性骨架

绑扎钢筋

安装模板

中间验收 循环施工节段

砼养护

浇筑砼 图 5-1 塔柱施工工艺流程图

2、 塔柱节段循环施工工艺流程图 5-2.

砼试件检测

张拉预应力束

水泥浆试件检测 预应力管道压浆

预应力钢束端头封锚

拆除模板 安装底模板

绑扎钢筋、安装预应力管道

安装侧模和内模 模板加工制作 预埋件设立 模板加工制作

浇筑第一级砼 中间验收 设立模板卸落装置及纵、横向分派型钢

支立第二级砼内模 养护

中间验收 绑扎顶部钢筋

浇筑第二级砼

养护等待强度 设立安装支撑系统 测量定位 施工准备 图 5-2 塔柱节段循环施工工艺流程图

3、 横梁施工工艺流程图 5-3. 图 5-3 横梁施工工艺流程图

（二）、钢筋工程

为加紧进度，减少高空作业风险，塔柱内竖向主筋宜采用镦粗直螺纹套筒或挤压套筒等机械连接，其它钢筋采用焊接或绑扎连接。

半成品的钢筋按型号、规格、用途等进行编号挂牌，分别堆放，由运输车运至施工现场。主筋连接后，箍筋由下而上焊接或绑扎，绑

扎高度以每次砼浇筑高度为准。

（三）、劲性骨架

为了便于钢筋空间定位并固定模板，索塔塔壁内部普通设立劲性骨架。劲性骨架应单独进行构造设计。普通采用∟100×∟100 及∟80

×∟80 角钢焊接拼装成桁架，在地面上单片制作、塔上整体拼装焊

接定位而成。劲性骨架制作安装的总体布局是：在条件允许状况下，尽量在地面将工作做好，减少塔上工程量。单块骨架的高度同混凝土

分节高度，框架形式按构造设计规定拟定。

（四）、砼工程

索塔高度普通较大，砼标号较高，砼采用泵送方式输送，通过采用多台输送泵接力的方式，能够把砼输送到抱负的高度。每个索塔下方设立一台固定拖泵，通过泵管浆砼直接泵送至作业面。

砼应含有良好的工作性和可泵性。混凝土浇筑从低处开始逐级扩 展升高，并保持水平分层。振捣时使用插入式振捣器，其分层厚度约 为

30cm。振捣密实原则：砼停止下沉，无明显气泡上升，表面平坦，呈现薄层水泥浆时为止。 下塔柱塔基部分设计普通为实心段，应按大致积砼施工考虑。内部设立降温水管，砼浇筑后，通水冷却，减少内部温度，同时对模板外部进行保温，避免砼产生温度应力裂缝。

（五）、模板支撑体系

为确保索塔外观质量，外模普通采用大面积定型钢模板，内模采用组合钢模或木模板。

1、 模板的基本构造

塔柱模板由外模板和内模板构成。外模板均为大面积钢模板，内模板以大模板为主，部分采用组合钢模和木模。外模、内模、角模或平模板，其构造形式基本相似，重要由横肋、竖肋、劲板和面板构成。

2、 下塔柱模板体系

下塔柱普通设计变截面形式，并有一定的斜率。为加紧工期，充足运用底部承台工作面，下塔柱模板普通采用翻转式。根据下塔柱的高度，每个塔柱应加工 2~3 节定型钢模板，高度为 3~4m，施工中根据实际进行循环运用，并进行适宜的改装。模板外侧搭设钢管脚手架，作为操作平台及模板临时支撑点，并设立对拉螺杆。

3、 中、上塔柱模板体系

中、上塔柱采用内滑外翻的模板体系。每肢塔柱加工 3 节模板，高度为 2~2.5m。为确保混凝土分段部位接缝严密，应保存一节基准

模板不拆，施工时始终固定顶部一节作为上一节段施工的模具和支撑 平台，而将下部两节拆除后上翻。提高模板设立采用倒链和塔吊。

（六）、爬升系统 爬升系统重要涉及塔身预埋件、爬架、附墙架、工作平台以及塔

吊和倒链提高设备等。功效集爬架爬升、模板支立、钢筋绑扎、混凝

土浇筑、预应力张拉、孔道压浆以及施工平台于一体，工作平台整体

随塔柱施工逐步上升，为施工人员提供一种封闭的操作空间，安全、施工便捷。如图 5-4、图 5-5。 塔吊提高模板 爬模拆除

模板安装

塔吊提高爬架并安装

混凝土浇筑

钢筋预埋件安装

爬模循环施工操作流程图 5-5.

图 5-5 爬模循环施工操作流程图

（七）、横向临时撑架系统

根据索塔形式的不同，为避免索塔根部产生拉应力，普通设计规定采用水平临时撑架，以抵抗塔柱向内倾所产生的水平力。

水平撑架设立：在规定高度，于塔柱内侧埋设预埋件并焊接牛腿，用钢管作支撑，采用油压千斤顶施加对撑力。

（八）、索塔施工测量

索塔施工测量的重点是确保构造的位置对的，塔柱各部分满足倾斜度、垂直度、几何尺寸和空间位置的规定，斜拉索锚管上、下口位置及空间倾角精确。

由于精度规定高，测量作业场地狭小，平面位置可采用相对基准极坐标法定位或相对时间法原理定位，尽量消除索塔因日照、温度变 化的影响；高程采用差分三角高程法定位，以确保定位精确。

（九）、拉索导管定位是上塔柱施工的核心，安装精度的高低直接影响到斜拉索的安装及使用寿命。

1、拉索导管定位

锚固点空间位置三维允许偏差±10mm；导管轴线与斜拉索轴线的相对允许偏差±5mm。

2、拉索导管空间定位示意图 5-6。

（十）、钢锚梁安装

1、搭设平台，平台上铺设钢板或组合钢模。由于安装空间狭小，塔壁内模普通采用钢管临时支撑。

2、平台搭设完毕，焊接钢锚梁水平方向的限位钢板，埋设锚固螺栓，浇筑小石子混凝土垫层，再安装支承钢板。

3、起吊钢锚梁，使钢锚梁尽量水平，将钢锚梁临时放置在平台上，下垫枕板。安装另一块钢锚梁，精确调节钢锚梁位置，用高强螺 栓将钢锚梁连接，连接后对钢锚梁的位置进行复测。

（十一）、横梁施工

横梁与对应的塔柱节段同时施工，采用落地钢管支架施工的办法。根据构造设计计算，拟定支撑及模板系统，普通由钢管、贝雷桁片和型钢等构成，具体视现场材料状况而定，横梁钢筋、砼施工与塔柱基本相似，下面重点介绍预应力体系部分。

1、 预应力筋张拉规定

张拉机具采用满足最大张拉吨位的千斤顶，张拉前，对高压油泵、液压千斤顶和压力表进行配套标定校验，拟定千斤顶与油泵压力表的回归曲线。

砼强度达成设计规定时，进行预应力筋的张拉。先对称张拉腹板束，再张拉顶、底板束。预应力钢束均为两端同时张拉，张拉以拉力与引伸量进行双控。钢束的伸长量误差控制在±6%以内。

张拉程序为：0→初应力→分级张拉至；σcon（持荷 2min 锚固）。

2、 压浆及封锚

张拉后，采用砂轮切割机切割多出钢绞线，压浆采用活塞式真空压浆泵，压力控制在 0.5-0.7MPa，压浆后，立模浇筑封锚砼。

（十二）、防雷装置及其它附属设施安装

索塔上的附属设施重要涉及塔顶防雷装置、航空障碍灯、塔内爬梯、横梁上的栏杆、照明设施等。塔内爬梯在索塔封顶之前安装，防雷装置和航空障碍灯在塔冠施工完毕后安装，横梁上的栏杆 要在 0号梁段支架拆除后方可进行，照明设施在全桥主体工程基本结束后安