独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥的索塔施工

独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥的索塔施工

摘要：介绍了在独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥施工中，由于采取了合理的施工工艺，选取了合适的施工设备，确保了大桥主塔施工顺利进行。

关键词：独柱斜塔、斜拉桥，索塔，施工

1、工程概况

主桥上构为独柱斜塔空间扭面背索斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组成为96m+220m。其中边跨主梁为96m预应力混凝土边箱梁，主跨为220m钢箱梁，桥塔采用独柱斜塔，预应力混凝土箱梁伸过桥塔10.5m，通过1.5m钢混结合段与钢箱梁连接。斜拉索间距混凝土箱梁侧为4.21m，钢箱梁侧为12m，边跨混凝土箱梁侧为双索面，主跨钢箱梁侧为准单索面。其中钢箱梁长209.5m，混凝土箱梁长106.5m（含塔梁固结区）。桥型布置见图1。

主塔全高133.147m。塔身顺桥向偏离铅垂面8°，倾向岸侧。主塔采用空心断面，因塔、梁固结，在固结区设7.5m厚的实心段。上、中塔柱间设厚为1.5m 的混凝土隔板，提供底部钢锚箱的支撑平台，完成上、中塔柱截面的过渡。主塔上塔柱内设有14节钢锚箱，钢锚箱与塔柱混凝土组成组合结构。

图1、主桥桥型布置图

2、主要施工设备

2.1塔吊

因钢锚箱吊装需要，塔柱施工需配备一台6500KN·m塔吊。塔吊高130米，主要承担索塔钢锚箱的吊装与斜拉索的挂设工作，为增强塔吊的稳定性，共设置3道附着。附着采用桁架结构体系。塔吊基础布置在已浇筑的混凝土箱梁上。箱梁下设4根φ820×10mm钢管支撑于承台上。

2.2电梯

由于塔柱的构造特殊性，两个挂索面无法安装电梯，其余两个面是斜面也无法安装，所以将电梯安装在塔吊上。电梯选用SCQ100/100单笼型。电梯与塔柱之间设通道，电梯通过附着固定于塔吊标准节上。

3、索塔施工支架及液压爬模体系

索塔总高度为137.147m，根据索塔的结构特点，共分成30节段，标准段高度4.04m。塔柱节段划分及爬模安装见图4所示。施工顺序见图5.中塔柱和上塔柱采用液压爬模施工，共24段。下塔柱及塔梁固结区主梁根据结构特点采用支架体系施工。下塔柱分8.467m分两段4m和4.467m施工，塔梁固结区主梁一次浇注施工。

3.1标准节段施工

3.1.1液压爬模施工

爬模系统采用自行设计的PM1500/400液压自升爬模体系。该系统能自动爬升并兼做施工平台，可用于完成钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护等桥塔施工的全部工作。液压爬模工作原理：导轨依靠附在爬架上的液压油缸来进行提升，导轨到位后与上部爬架悬挂件连接，爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着爬轨进行爬升。

3.1.2模板体系

外模由进口木面WISA板、木工字梁、槽钢背带、H型钢背带、调节支撑杆，滑动平车组成，内模面板用竹胶板，用钢木组合体系做支撑架。内外模间采用对拉杆以克服混凝土的侧压力，对拉杆选用φ22梯形丝杆。

3.1.3工作平台体系

工作平台共分5层，两个上部工作平台、一个主工作平台、两个下部工作平台。主工作平台用于调节和支立外模，2#、1#平台用于绑扎钢筋和浇注混凝土，-1#平台主要用于爬升操作，-2#平台用于混凝土修饰施工。

3.2塔梁固结施工

塔梁固结区主梁高3.5m，施工梁段长度18.塔梁固结段支架采用梁柱式支架结构，下部采用φ820钢管作为支撑柱，钢管顶部设置垫梁和砂桶，横向铺设H588×300型钢为主承重梁，上部再铺设H300×150型钢为分配梁，型钢上面铺设方木、竹胶板作为底模。所有钢管均落于承台和塔座上，通过事先在承台和塔座埋设的预埋件与其固结。所有钢管均平联、斜联连接，连接材料为单肢[20，对于高钢管采用三道横撑两道斜撑连接，对于低钢管采用两道横撑一道斜撑连接。支架示意图见图2.

图2、立面图

4、钢筋及混凝土施工

4.1钢筋施工

塔柱内钢筋直径≥25mm的钢筋均采用墩粗直螺纹套筒连接方式，同一截面内的接头数量不超过全部钢筋的1/3。为方便塔柱高空、倾斜状况下施工中钢筋定位的需要，同时便于测量放样，塔柱施工时设临时劲性骨架。骨架根据塔柱截面尺寸制作，材料选用φ50*3mm钢管。骨架定位高于混凝土顶面，混凝土浇注完毕后，拆除劲性骨架，根据下一节段塔柱截面尺寸修改后再使用，经济实用。

4.2混凝土施工

桥塔采用C50混凝土，在施工前进行混凝土配合比试验。采用吊送施工工艺艺，相比采用泵送混凝土施工艺，更利于保证泵送混凝土的流动性、和易性和缓凝、早强，并保证其耐久性。由于塔壁较厚，采取了降低水化热措施，注意保温和养生，很好的防止了由于水化热过高使塔柱开裂。特别在上塔柱的钢混组合部位，混凝土浇筑后振捣密实，加强养生，尽量减少了混凝土收缩的发生。

混凝土采取分层浇注、对称分层布料、分层振捣施工方法。使用串筒辅助布料，布料完成后，使用振捣棒快插慢拔法跟进振捣。混凝土应振捣密实，外观平整、颜色一致。

塔柱混凝土的养护时间7天（一个节段的施工周期）。及时根据气温情况确定混凝土的养护措施。气温较低时，保证3天内不拆模板，拆模后及时用塑料薄膜围裹，以防混凝土表面温度散失过快导致表面龟裂；气温较高时，拆模之后，立即在混凝土表面喷洒养护液，抑制高温引起的水分散失，同时在节段混凝土顶面洒水覆盖养护。塔各施工缝应认真凿毛、整修、清洗。新老混凝土接缝处加设钢筋网。实体段与塔柱壁变化连接处应一次浇筑。

5、钢锚箱施工

主塔上塔柱内设有钢锚箱，安装位置在第13段，钢锚箱与塔柱混凝土组成组合结构，共同受力。钢锚箱除用于连接河、岸两侧的斜拉索、平衡斜拉索垂直于塔柱轴线方向分力外，还通过剪力钉与混凝土塔柱共同平衡河、岸两侧的斜拉索较大的索力差。钢锚箱节段之间及两段斜拉索套筒之间现场采用高强度螺栓连接。

5.1加工运输

钢锚箱是在专业厂家制作车间制作的。钢锚箱两侧壁钢板厚32mm，前、后壁钢板厚20mm；横隔板钢板厚16mm；锚下支撑钢板厚40mm。钢锚箱与混凝土接触面不进行涂装，但在运输及存放过程中需采取措施防止钢板表面及剪力钉锈蚀。