斜拉桥主塔劲性骨架设计及施工技术

斜拉桥主塔劲性骨架设计及施工技术
刘永正
【摘要】某斜拉桥塔柱施工时设置劲性骨架,为了满足塔柱高空、悬臂状况下施工中钢筋模板定位的需要,同时方便测量放线及索道筒的固定,并方便安装施工,劲性骨架采用矩形小断面桁架结构,在后场分榀分节段加工,车运至现场塔吊吊装,用型钢连成整体.
【期刊名称】《广东土木与建筑》
【年(卷),期】2015(022)003
【总页数】3页(P56-58)
【关键词】斜拉桥;主塔;劲性骨架
【作者】刘永正
【作者单位】广东省基础工程集团有限公司广州510620
【正文语种】中文
1 工程概况
梅州城区广州大桥含主桥、引桥全长876m，主桥跨径为139m+106m，是采用
独塔单索面空间索体系的斜拉桥，主塔采用空心半圆弧断面，横向宽度均为3.5m，纵向宽为8.5变化到6.5m，截面变化段为竖向半径为113m的圆弧过渡，塔柱高66.7m，塔顶部有高3m的斜截面段。

主塔共有21对斜拉索，且锚固区预应力钢束采用M15-17和M15-9预应力钢绞线，塔柱采取φ32、φ25、φ20、φ16钢
筋。

2 劲性骨架设计及施工技术
2.1 劲性骨架设计
劲性骨架设计中主要考虑以下几点：①主筋接长时稳定的需要；②劲性骨架在悬臂工况条件下自身稳定性以及刚度要求；③满足在规范允许范围内精确定位钢筋模板需要；④方便劲性骨架加工施工；⑤方便运输以及现场吊装。

根据上述要点，主塔劲性骨架是由后场加工的小断面桁架与现场连接件构成。

小断面桁架截面大小是根据塔柱各段截面形式并满足钢筋准确定位而设计的，小断面桁架是由∠100×100×10角钢立杆、横向连系杆∠75×75×8角钢以及斜撑杆
∠50×50×5构成。

劲性骨架现场安装件是由小断面桁架之间的横向连系撑
∠100×100×10，连系撑之间连接杆∠75×75×8 角钢，以及斜撑∠50×50×5角钢构成，各部件之间采取焊接连接。

劲性骨架横截面及立面结构如图1～2所示。

图1 劲性骨架横断面图
图2 劲性骨架立面图
2.2 劲性骨架施工
⑴ 施工工艺流程（如图3）
图3 塔柱劲性骨架施工工艺流程图
⑵ 劲性骨架的节段划分
由于劲性骨架的主要功能是辅助测量放线、确保主塔钢筋模板安装后稳定性、辅助斜拉索索道管安装、辅助锚固区预应力钢束的安装，则根据主塔塔身钢筋及混凝土施工节段的划分为16#块施工段，确定劲性骨架节段划分为15段。

第1～14段和15段安装后的高度分别比塔身施工段高出1m和1.8m。

⑶ 劲性骨架加工及运输
骨架加工在后场钢结构加工区进行，为了保证加工的小断面桁架的平面尺寸以及倾
斜角度符合要求，在后场钢结构加工区使用型钢、钢板搭设一个水平度满足要求的小断面桁架加工的施工平台。

劲性骨架加工方法如下：①根据骨架尺寸，在施工平台上用墨线弹出小断面桁架外轮廓线；②按照小断面桁架构件尺寸进行构件下料；③按照小断面桁架外轮廓线安装下部型钢并临时固定，安装横向连系杆；④安装上部立杆型钢，安装剩余的横向连接撑以及斜撑杆并焊接加固；⑤加工完成后（如图5）按照骨架安装位置进行编号，以方便现场安装。

图4 劲性骨架节段划分图
图5 劲性骨架成品图
小断面桁架加工完成后，装车运输至施工现场进行安装。

为了保证小断面桁架在运输过程不发生较大变形，小断面桁架起吊采取四点吊；在运输车辆上，使用木枋在支撑断面处进行支垫，并尽量保证水平，使用绳索进行加固，以防其翻落。

在进行小断面桁架运输时将现场连接件一起装车运至施工现场。

⑷ 劲性骨架的测量定位
由于劲性骨架是塔柱钢筋、模板定位的关键，因此劲性骨架的精确定位非常重要，劲性骨架的安装过程中应注意以下问题：
① 劲性骨架初步定位采用线锤进行测量，根据骨架的倾斜度和高度计算出平面位置偏差，然后利用线锤进行初步定位；
② 劲性骨架初步定位后，进行临时固定，采用全站仪进行测量，复核骨架的精确位置，精确定位应选择合适时段，避免因温差、荷载等因素引起的偏差；
③ 劲性骨架精确定位后，先在骨架角钢立柱周围进行点焊，然后再分段进行焊接（如图6），焊接过程中注意避免因温度变形引起骨架位置偏差；架后即可进行钢筋绑扎安装；对索区的塔柱区段，应在鞍座定位安装后再进行钢筋安装，以免影响塔上鞍座定位时的测量通视。

图6 劲性骨架测量放线及复测图
图7 劲性骨架吊装图
⑸ 劲性骨架现场安装
① 0#段施工时进行劲性骨架预埋件预埋，测量人员先在预埋件上焊接限位角钢，外露50cm以上；
② 用塔吊吊装小断面桁架（如图7），当小断面桁架对角立柱进入预埋件上的限位装置内后，由测量人员校核其平面位置是否符合要求，达到设计要求后将骨架与预埋件施焊；
③ 小断面桁架安装固定后，用角钢按设计要求把小断面桁架连接固定起来；
④ 在劲性骨架周边以及桁架内搭设临时钢筋安装施工平台，进行钢筋接长。

3 结束语
斜拉桥索塔劲性骨架施工作为塔身节段攀升的第1道工序，其施工进度及施工质量直接影响到整个索塔施工过程，其施工工艺科学合理影响着钢筋、预应力钢束、拉索套筒、模板及其它预埋件安装质量。

本工程通过设计矩形小断面桁架结构的劲性骨架，满足了斜拉桥塔柱高空、悬臂状况下施工中钢筋模板定位的需要，同时方便了测量放线，保证了索道筒、预应力钢束及其它预埋件的安装质量，取得良好的效果，相信对今后类似的斜拉桥桥梁工程塔柱施工将具有积极的借鉴参考价值。

参考文献
［1］JTJ 041-2011 公路桥涵施工技术规范［S］
［2］JTJ 025-86 公路桥涵钢结构及木结构设计规范［S］
［3］交通部第一公路工程局主编.公路施工手册-桥涵［M］.北京：人民交通出版社，1985。