塔柱劲性骨架施工技术

塔柱劲性骨架施工技术

摘要：本桥塔柱施工时由于节段钢筋骨架绑扎高度高、形状多变，预应力孔道

交错复杂，加之模板加固以及施工平台的搭设需要，必须设置劲性骨架保证钢筋

骨架、预应力筋的安装准确。劲性骨架在充分考虑塔柱截面形式、钢筋布置以及

预应力孔道布置的前提下进行设计，利用型钢焊接形成桁架，用于塔柱钢筋定位、绑扎，预应力孔道的定位以及模板安装加固等，具有刚度大，稳定性好、便于安

装等特点。

关键词：劲性骨架；钢筋定位；塔柱施工；骨架设计

1 工程概况

本工程塔柱为空间曲面结构，设计造型美观，但是由于是空间曲面结构，施

工难度非常大。

劲性骨架由型钢组成，主要作为塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的辅助

骨架，同时也作为竖向预应力钢筋定位、施工平台搭设的辅助设施。劲性骨架主

要采用角钢、工字钢组合焊接形成，根据施工节段逐层拼装就位。

2 设计原则以及施工要点

2.1劲性骨架强度、刚度、稳定性必须满足施工需要

劲性骨架在施工过程中除用作钢筋定位外，还用于模板的加固以及预应力筋

的安装、定位，以及施工过程中的各种荷载作用，因此需要具有足够的强度、刚

度以及稳定性。

2.2结构轻巧便于制作及安装。

由于塔柱为空间曲面结构，为便于安装，骨架需要在加工场地分片制作，最

后由塔吊吊装至设计位置安装就位。

劲性骨架考虑到尽量减少对结构本身的影响，布置在塔柱腹板中部，既能避

让钢筋骨架、预应力孔道以及主要预埋件，也能很好的保证模板固定需要。

由于塔柱内钢筋，预应力孔道交错复杂，劲性骨架必须根据设计图纸合理进

行设计，防止劲性骨架影响钢筋绑扎以及预应力孔道的布置，造成施工困难。

2.3测量数据采集必须准确。

受施工精度的影响，骨架制作过程中不可能一次成型，因此分片制作安装，

安装前由测量员进行骨架基础的数据采集，通过计算，确定骨架的具体安装位置，以及保证安装的精度。

2.4 安装过程中要严格控制焊接质量。

进行骨架必须在塔柱内形成封闭的桁架才会具有良好的强度、刚度以及稳定性，因此骨架拼装时的焊接质量是施工控制的重点，焊接质量的好坏直接影响结

构的安全。

3 主要施工措施

3.1 施工工艺流程

3.2 施工准备

（1）材料准备：骨架主要采用100×100×10mm、75×75×8mm、63×63×6mm

等边角钢，工字钢拼装形成，基础采用δ15mm钢板预埋形成。

（2）机械准备：现场配备2台塔吊用于骨架的制作、倒运及安装。

（3）人员准备：配备专业测量员3人，技术人员4人，施工员2人，施工

工人10人。

（4）其他准备：根据塔柱设计图纸进行进行骨架设计并画好施工详图，对

所有参建人员进行技术、安全交底，确保熟悉施工工艺及注意事项。

3.3 测量放样

塔柱劲性骨架是施工辅助的临时措施，不参与结构受力，满足现场施工需要

同时避让钢筋、预应力孔道即可，因此定位精度要求不高。根据劲性骨架设计图

纸以及塔柱曲面变化率，平面位置允许偏差±50mm，分节拼装时高程允许偏差

±30mm，能够很好的保证骨架安装质量。

3.4劲性骨架制作

（1）首先在钢筋加工场平台上用等边角钢制作劲性骨架胎架，该胎架长

12m，宽9m，高度0.4m，主龙骨、立杆为∠63×6mm，斜杆为∠50×4mm，胎架

制作完成后，使用水准仪测量骨架主要节点高程，确保整个胎架水平，无扭曲。

如图1。

（3）劲性骨架在现场加工厂加工制作，先加工成竖向片架，而后用横向杆

件焊成单元框架，以备现场安装，如下图。

3.5 劲性骨架安装

（1）0#节段砼浇筑前在设计位置预埋δ=15mm钢板作为骨架的安装基础，

其余节段以已安装的劲性骨架作为安装基础，劲性骨架使用塔吊逐片吊装，由于

采用分片吊装，大大减小了起吊重量，全塔劲性骨架最大起吊重量为0#节段的片

1重3.24t，其余节段吊重均在1.5~2.6t之间。骨架经全站仪测量定位后焊接固定。

图6：0#节段片1劲性骨架吊装

（2）单片骨架吊装就位后，立即进行骨架的焊接固定。焊缝必须饱满无夹渣，检查合格后方可松开吊绳。

（3）单片固定完成后，使用预先制作好的桁架片将单片桁架连接形成整体，形成空间桁架，连接处采用角焊缝进行焊接，焊缝高度8mm。

图7：劲性骨架横向连接桁架

3.6 钢筋定位

劲性骨架位于钢筋骨架内部，为钢筋定位提供支撑。钢筋定位包含普通钢筋

定位及竖向预应力定位。

普通钢筋定位时首先在劲性骨架上焊接Φ32定位筋，通过测量确定钢筋骨架

结构位置，然后焊接环向定位筋（Φ28）形成定位骨架，完成后开始进行主筋绑扎，形成钢筋骨架。详见图8。

图8：劲性骨架与钢筋骨架关系

竖向预应力筋定位主要通过测量放样确定定位型钢具体位置，然后将定位型

钢与劲性骨架焊接牢靠，在将预应力孔道固定在型钢相应位置完成孔道定位。如

下图。

3.7 模板定位加固、预埋件定位

劲性骨架自身刚度很大，除用于钢筋定位外，还用于塔柱施工导向、模板定

位加固以及预埋件预埋等。

模板拉杆内部与劲性骨架型钢焊接固定，外部通过螺母将模板固定，在塔柱

内腔通过搭设钢管脚手架辅助进行塔柱模板的定位及固定，确保模板的安装准确，受力满足要求。

图11：模板拉杆固定示意图

由于劲性骨架刚度大，在砼浇筑过程中不易变形，可以保证预埋的精度，因此，施工中预埋件可通过焊接与劲性骨架固定，保证预埋件的安装质量。

4 施工注意事项

4.1 骨架设计

（1）骨架直接埋于塔柱，但设计单位未考虑其参与结构受力，可是大量的

型钢预埋在砼内，对整体的结构受力必然存在影响，因此骨架除了满足使用要求外，还必须能与砼良好的结合，骨架型钢间不得封闭，尽量增大与砼的接触面积，提高砼的承载力同时防止砼内部形成孔洞，保证结构安全。

（2）骨架设计必须综合考虑塔柱钢筋、预应力孔道以及塔柱预埋件的位置，模板、施工平台的安装难度，以及骨架自身安装时的强度、刚度、稳定性及可操

作性。

（3）合理设置骨架分段高度，尽量减少工人在无作业平台的情况下的施工

时间以及减少骨架安装难度，保证骨架吊装及施工安全。

4.2 骨架安装

骨架采用塔吊吊装就位，吊装时必须有专人指挥，吊点必须按照设计进行设置，保证吊装安全同时保证骨架不变形，同时测量人员跟踪放样，保证安装准确。

吊装就位后立即进行骨架的定位焊接，全部焊接完成并检查合格后松开吊索，依次吊装其余骨架，待封闭成环后开始进行钢筋等工序施工。

4.3 其他

施工过程中不得损伤骨架的主龙骨，防止骨架刚度降低，引发垮塌事故。

骨架密集部位要加强振捣，合理控制砼坍落度，确保砼密实，保证结构受力

安全。

结束语

劲性骨架塔柱施工的主要辅助工具，直接影响到各个工序的施工进度。本项

目通过合理的设计，有效的避让了预应力孔道及钢筋，同时通过分片安装极大地

提高了施工效率，保证了塔柱如期竣工。

通过实践总结，劲性骨架必须根据塔柱的结构形式进行针对性的设计，同时

必须根据现场施工条件不断的调整优化，确保设计不脱离现场。总体原则为：（1）结构分片加工，减轻单片吊重，便于加工、安装；

（2）综合考虑钢筋、预应力孔道、预埋件等位置，避免冲突；

（3）合理设计结构形式，在减少用钢量的前提下提高骨架的整体强度、刚

度以及稳定性；

（4）结合施工实际，不断的调整优化；

参考文献：

[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011

[2] 《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012

[3] 范立础. 桥梁工程[M]. 人民交通出版社. 2001

[4] 周水兴.路桥施工计算手册.人民交通出版社.2001