斜拉桥混凝土索塔施工工艺工法

斜拉桥混凝土索塔施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0601-2011）

桥梁工程有限公司廖文华罗孝德

1 前言

1.1 工艺工法概况

斜拉桥的主塔承受的荷载主要有：塔身自重力、拉索传递的水平及竖向分力、风力、地震力等。这些力在塔身上产生的综合效应为沿桥塔纵横向的水平剪力和弯矩，以及轴向压力等。

一般斜拉桥的顺桥布置形式基本为单柱式、倒Y形、A字形等，如下图所示。

图1 塔柱形式（顺倾向）

a)单柱式；b) 倒Y形；c) A字形

索塔沿横桥向的布置主要有：柱式、门式、A字形、倒Y形、菱形（宝石形）等，如下图所示。

图2 塔柱形式（横倾向）

a)柱式；b)、 c)门式；d) A字形；e)倒Y形；f)菱形（宝石形）

本工法以重庆巫奉高速公路何家坪特大桥花瓶型(门式)钢筋混凝土索塔施工为依托，全面阐述斜拉桥索塔施工所采用的先进施工技术和施工工艺特点。

1.2 工艺原理

1.2.1索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计要求综合考虑，选用适合的方法。裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔，宜采用劲性骨架挂模提升法。

1.2.1斜拉桥施工时，应避免塔梁交叉施工干扰。必须交叉施工时应根据设计和施工方法，采取保证塔梁质量和施工安全的措施。

1.2.2斜塔柱施工时，必须对各施工阶段塔柱的强度和变形进行计算，应分高度设置横撑，使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全。

1.2.3索塔横梁施工时应根据其结构、重量及支撑高度，设置可靠的模板和支撑系统。要考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响，必要时，应设支承千斤顶调控。体积过大的横梁可分两次浇筑。

1.2.4索塔混凝土现浇，应选用输送泵施工，超过一台泵的工作高度时，允许接力泵送，但必须做好接力储料斗的设置，并尽量降低接力站台高度。

1.2.5必须避免上部塔体施工时对下部塔体表面的污染。

1.2.6索塔施工必须制定整体和局部的安全措施，如设置塔吊起吊重量限制器、断索防护器、钢索防扭器、风压脱离开关等；防范雷击、强风、暴雨、寒暑、飞行器对施工影响；防范吊落和作业事故，并有应急的措施；应对塔吊、支架安装、使用和拆除阶段的强度稳定等进行计算和检查。

2 工艺工法特点

2.1 翻模工艺

模板制造简单，构件种类少，可根据施工起吊能力、索塔造型进行分块，施工缝易于处理，外观美观，施工速度快。

图3 翻模提升示意图

2.2 液压自爬模工艺

爬升稳定性好，操作方便，安全性高，可节省大量工时和材料。一般情况下

爬模架一次组装后,一直到顶不落地,节省了施工场地,而且减少了模板的碰伤损毁。结构施工误差小,纠偏简单,施工误差可逐层消除，施工速度快。模板自爬,原地清理,大大降低塔吊的吊次。

图4 液压自爬模流程图

2.3 移动脚手架爬模工艺

能适应塔柱变坡和塔柱横梁同步施工，避免了液压自爬模施工在塔柱变坡和塔柱横梁施工时爬架需拆除重新安装的弊端，另外，上塔柱作为锚索区，存在环向预应力束，可以充分利用钢管脚手支架完成预应力施工而不影响塔柱爬升，施工速度快，操作简单，安全性高。

3 适用范围

本工法适用于同类斜拉桥门式混凝土索塔施工，其他类型混凝土索塔施工可以参照使用。

4 主要技术标准

《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50

《公路斜拉桥设计规范》JTJ027

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025

《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205

《公路工程质量检验评定标准》JTGB80-1

5 施工方法

混凝土索塔根据索塔的造型和施工程序，选用合适的塔吊起重设备，配置人员上下通道，确定混凝土输送路径。通过采用翻模施工工艺、液压自爬模施工工

艺、移动脚手架爬模施工工艺，落地支架法和悬空支架法等施工方法，逐步完成索塔钢筋、劲性骨架、预应力、索导管、混凝土等各项施工作业，各种施工方法综合运用，达到施工效益最大化。

6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

钢筋混凝土索塔施工工艺流程如下：

图5 施工工艺流程图

索塔节段施工工艺流程如下：接头凿毛、清洗、测量放样→接高劲性骨架→绑扎钢筋（预应力体系的安装）→内外模板提升及安装→测量、调整模板→验收符合要求后固定模板→浇筑混凝土→混凝土养生→进入下一节段施工。

横梁施工工艺流程如下：牛腿、支架安装→支架预压→底模安装→底腹板钢筋、预应力安装→内、侧模安装→第一次浇筑混凝土→混凝土养生→第一次张拉预应力→顶内模安装→顶板钢筋、预应力安装→第二次浇筑混凝土→混凝土养生→第二次张拉预应力→压浆封锚→支架拆除。

6.2 操作要点

6.2.1 施工准备

1 设备的选型与布置方案设计

2 选择索塔和横梁的施工方法，对相关临时设施进行结构设计。

3下塔柱横桥向外倾，为防止下塔柱根部出现拉应力而将混凝土拉裂，同时控制塔柱施工线形，设置临时拉杆。拉杆设置可用钢绞线、钢管，施力根据监控确定，下横梁施工完成后予以拆除。

4 中塔柱横桥向内倾，为防止中塔柱根部出现拉应力而将混凝土拉裂，同时控制塔柱施工线形，设置两道临时主动撑杆。撑杆常用钢管制作，也可根据现场用其它材料代替。施力根据监控确定，施力完成后将撑杆焊接加固成整体。中横梁施工完成后拆除临时撑杆。

6.2.2 起重设备的选型与安装

1 选型原则

起重设备的选用应根据索塔的结构形式、规模及桥位地形等条件而定，起重设备应满足索塔施工的垂直运输、起吊荷载及起吊范围的要求，并考虑安拆操作简便、安全、经济等综合因素。对大型斜拉桥一般选用附着式塔吊并配以电梯的施工方法。

2 塔吊的安装

在索塔中心线的下游侧布置一台TC5023塔吊，塔吊基础单独设立，塔吊附着在下游侧塔柱侧壁上。其优点是可以一次安装完成全塔施工。该方案适合双柱、门式、A型、倒Y型和钻石型等索塔。

3 人行通道的设置