斜拉桥索塔施工工法及其工程实例

PAGEPAGE14斜拉桥索塔施工工法及其工程实例一、前言随着高速公路的的迅猛发展，公公路等级不断断提高，斜拉拉桥、悬索桥桥等具有高墩墩、大跨径特特点的桥梁被被广泛应用到到工程实际，同同时也发挥了了越来越重要要的作用。索索塔作为斜拉拉桥、悬索桥桥一个十分重重要的组成部部分，造价高高昂、施工周周期长，如何何科学组织施施工，优质高高效地完成施施工任务，具具有十分重要要的意义。本本工法依托江江苏省连盐高高速公路灌河河特大桥索塔塔施工工程实实例，全面系系统地阐述了了索塔施工技技术和工艺特特点。已建成成的索塔成品品倾斜度、空空间尺寸以及及外观质量均均满足规范要要求，处于良良好的受控状状态，施工进进度科学合理理。该工法被被证明是一项项行之有效的的施工工法，代代表了目前索索塔施工的先先进水平。二、工法特点1、本工法工艺艺简练，操作作性强，施工工易于实现。在在合理设计模模板、支架和和爬架系统的的基础上，可可以实现高度度较大的索塔塔施工。2、本工法施工工结构设计合合理，力学模模型明确，设设计计算量不不大，易于被被工程技术人人员掌握。3、质量易于控控制，通过采采用相对基准准极坐标法进进行测量控制制，以及模板板支撑体系的的优化，结构构物实体质量量和外观质量量优良。4、本工法投入入的大型机械械设备相对较较少，施工成成本较低，循循环施工周期期较短，具备备较高的投入入产出比。三、适用范围本工法具有施工工快捷，结构构合理，经济济实惠等特点点，可以被广广泛应用到斜斜拉桥、悬索索桥的索塔施施工中，尤其其适合于索塔塔截面比较规规则，塔柱高高为100～200m的中小型钢钢筋砼索塔。通通过对模板系系统以及爬架架提升装置的的改进和优化化，也可以应应用到变截面面及高度较大大的索塔施工工中。四、工法原理本工法是索塔施施工的一种非非常有效的工工艺方法。工工法原理：在在塔柱内预先先安装劲性骨骨架作为钢筋筋模板安装定定位的依托，纵纵向主钢筋采采用机械连接接，下塔柱采采用钢管支架架模板体系、中中上塔柱采用用内翻外爬附附爬架的分节节段爬模施工工模式，砼采采用拖泵泵管管输送，在中中塔柱上设置置横向临时撑撑架，防止塔塔柱根部产生生拉应力，斜斜拉索与索塔塔的锚固形式式采用钢锚梁梁锚固体系，直直接传递给索索塔，横梁采采用钢管落地地支架支撑体体系，通过合合理布设塔吊吊、电梯、泵泵管、水电等等设施以及进进行预埋件的的埋设，并运运用塔吊以及及吊车进行施施工材料的垂垂直运输的一一种高效的索索塔施工工艺艺。根据索塔形式、高高度以及所采采用的施工工工艺、方法、设设备性能和具具备的施工能能力，索塔分分节长度不尽尽相同，一般般分节长度为为4.0～5.0m。五、施工工艺流流程及操作特特点（一）索塔施工工工艺流程1、塔柱施工工工艺流程图5-1。施工准备施工准备下塔柱翻模分段施工下塔柱钢管脚手架搭设中塔柱起步段翻模施工下横梁与塔柱同步施工安装塔吊安装避雷及其它附属设施塔冠施工中塔柱爬架翻模分段施工上塔柱爬架翻模分段施工上横梁与塔柱同步施工上塔柱起步段施工安装电梯下横梁支架安装上横梁支架及水平支撑安装安装钢锚梁拆除上横梁支架图5-1塔塔柱施工工艺艺流程图2、塔柱节段循循环施工工艺艺流程图5-2。循环施工节段循环施工节段准备工作接高劲性骨架劲性骨架加工制作绑扎钢筋安装模板中间验收钢筋制作模板加工或整修浇筑砼砼养护安装爬架接高劲性骨架绑扎钢筋安装模板中间验收浇筑砼砼养护爬架加工制作图5-2塔柱节节段循环施工工工艺流程图图3、横梁施工工工艺流程图5-3。砼试件检测砼试件检测施工准备设置安装支撑系统测量定位安装底模板设置模板卸落装置及纵、横向分配型钢预埋件设置张拉预应力束浇筑第二级砼绑扎钢筋、安装预应力管道绑扎顶部钢筋中间验收浇筑第一级砼模板加工制作预应力钢束端头封锚预应力管道压浆养护养护等待强度支立第二级砼内模中间验收拆除模板安装侧模和内模模板加工制作水泥浆试件检测图5-3横梁施施工工艺流程程图（二）、钢筋工工程为加快进度，降降低高空作业业风险，塔柱柱内竖向主筋筋宜采用镦粗粗直螺纹套筒筒或挤压套筒筒等机械连接接，其余钢筋筋采用焊接或或绑扎连接。半成品的钢筋按按型号、规格格、用途等进进行编号挂牌牌，分别堆放放，由运输车车运至施工现现场。主筋连连接后，箍筋筋由下而上焊焊接或绑扎，绑绑扎高度以每每次砼浇筑高高度为准。（三）、劲性骨骨架为了便于钢筋空空间定位并固固定模板，索索塔塔壁内部部一般设置劲劲性骨架。劲劲性骨架应单单独进行结构构设计。一般般采用∟100×1100及∟80×80角钢焊接拼拼装成桁架，在在地面上单片片制作、塔上上整体拼装焊焊接定位而成成。劲性骨架架制作安装的的总体布局是是：在条件允允许情况下，尽尽量在地面将将工作做好，减减少塔上工作作量。单块骨骨架的高度同同混凝土分节节高度，框架架形式按结构构设计要求确确定。（四）、砼工程程索塔高度一般较较大，砼标号号较高，砼宜宜采用泵送方方式输送，通通过采用多台台输送泵接力力的方式，可可以把砼输送送到理想的高高度。每个索索塔下方设置置一台固定拖拖泵，通过泵泵管将砼直接接泵送至作业业面。砼应具有良好的的工作性和可可泵性。混凝凝土浇筑从低低处开始逐层层扩展升高，并并保持水平分分层。振捣时时使用插入式式振动器，其其分层厚度约约为30cmm。振捣密实实标准：砼停停止下沉，无无显著气泡上上升，表面平平坦，呈现薄薄层水泥浆时时为止。下塔柱塔基部分分设计一般为为实心段，应应按大体积砼砼施工考虑。内内部设置降温温水管，砼浇浇筑后，通水水冷却，降低低内部温度，同同时对模板外外部进行保温温，防止砼产产生温度应力力裂缝。（五）、模板支支撑体系为确保索塔外观观质量，外模模一般采用大大面积定型钢钢模板，内模模采用组合钢钢模板或木模模板。1、模板的基本本结构塔柱模板由外模模板和内模板板组成。外模模板均为大面面积钢模板，内内模板以大模模板为主，部部分采用组合合钢模和木模模。外模、内内模、角模或或平模板，其其结构形式基基本相同，主主要由横肋、竖竖肋、劲板和和面板组成。2、下塔柱模板板体系下塔柱一般设计计成变截面形形式，并有一一定的斜率。为为加快工期，充充分利用底部部承台工作面面，下塔柱模模板一般采用用翻转式。根根据下塔柱的的高度，每个个塔柱应加工工2~3节定型钢模模板，高度为为3~4m，施工中根根据实际进行行循环利用，并并进行适当的的改装。模板板外侧搭设钢钢管脚手架，作作为操作平台台及模板临时时支承点，并并设置对拉螺螺杆。3、中、上塔柱柱模板系统中、上塔柱采用用内滑外翻的的模板体系。每每肢塔柱加工工3节模板，高高度为2~2.55m。为保证混混凝土分段部部位接缝严密密，应保留一一节基准模板板不拆，施工工时始终固定定顶部一节作作为上一节段段施工的模具具和支撑平台台，而将下部部两节拆除后后上翻。提升升模板设备采采用倒链和塔塔吊。（六）、爬升系系统爬升系统主要包包括塔身预埋埋件、爬架、附附墙架、工作作平台以及塔塔吊和倒链提提升设备等。功功能集爬架爬爬升、模板支支立、钢筋绑绑扎、混凝土土浇筑、预应应力张拉、孔孔道压浆以及及施工平台于于一体，工作作平台整体随随塔柱施工逐逐步上升，为为施工人员提提供一个封闭闭的操作空间间，安全、施施工便捷。如如图5-4、图5-5。图5-4爬模系系统示意图（单单位：cm）爬模循环施工操操作流程图5-5。模板拆除模板拆除塔吊提升模板模板安装塔吊提升爬架并安装混凝土浇筑钢筋、预埋件安装图5-5爬模循循环施工操作作流程图（七）、横向临临时撑架系统统根据索塔形式的的不同，为防防止索塔根部部产生拉应力力，一般设计计要求采用水水平临时撑架架，以抵抗塔塔柱向内倾所所产生的水平平力。水平撑架设置：：在规定高度度，于塔柱内内侧埋设预埋埋件并焊接牛牛腿，用钢管管作支撑，采采用油压千斤斤顶施加对撑撑力。（八）、索塔施施工测量索塔施工测量的的重点是确保保结构的位置置正确，塔柱柱各部分满足足倾斜度、垂垂直度、几何何尺寸和空间间位置的要求求，斜拉索锚锚管上、下口口位置及其空空间倾角准确确。由于精度要求高高，测量作业业场地狭小，平平面位置可采采用相对基准准极坐标法定定位或相对时时间法原理定定位，尽量消消除索塔因日日照、温度变变化的影响；；高程采用差差分三角高程程法定位，以以确保定位精精度。（九）、拉索导导管定位拉索导管定位是是上塔柱施工工的关键，安安装精度的高高低直接影响响到斜拉索的的安装及使用用寿命。1、拉索导管定定位精度要求求锚固点空间位置置三维允许偏偏差±10mm；导管轴线线与斜拉索轴轴线的相对允允许偏差±5mm。2、拉索导管空空间定位示意意图5-6。图5-6拉索导导管空间定位位示意图（十）、钢锚梁梁安装1、搭设平台，平平台上铺设钢钢板或组合钢钢模。由于安安装空间狭小小，塔壁内模模一般采用钢钢管临时支撑撑。2、平台搭设完完毕，焊接钢钢锚梁水平方方向的限位钢钢板，埋设锚锚固螺栓，浇筑小石子子混凝土垫层层，再安装支支承钢板。3、起吊钢锚梁梁，使钢锚梁梁尽量水平，将将钢锚梁临时时放置在平台台上，下垫枕枕板。安装另另一块钢锚梁梁，精确调整整钢锚梁位置置，用高强螺螺栓将钢锚梁梁连接，连接接后对钢锚梁梁的位置进行行复测。（十一）、横梁梁施工横梁与相应的塔塔柱节段同步步施工，采用用落地钢管支支架施工的方方法。根据结结构设计计算算，确定支撑撑及模板系统统，一般由钢钢管、贝雷桁桁片和型钢等等组成，具体体视现场材料料情况而定，横横梁钢筋、砼砼施工与塔柱柱基本相同，下下面重点介绍绍预应力体系系部分。1、预应力筋张张拉规定张拉机具采用满满足最大张拉拉吨位的千斤斤顶，张拉前前，对高压油油泵、液压千千斤顶和压力力表进行配套套标定校验，确确定千斤顶与与油泵压力表表的回归曲线线。砼强度达到设计计要求时，进进行预应力筋筋的张拉。先先对称张拉腹腹板束，再张张拉顶、底板板束。预应力力钢束均为两两端同时张拉拉，张拉以拉拉力与引伸量量进行双控。钢钢束的伸长值值误差控制在在±6%以内。张拉程序为：00→初应力→分级张拉至σcon（持荷2min锚固）。2、压浆及封锚锚张拉后，采用砂砂轮切割机切切割多余钢绞绞线，压浆采采用活塞式真真空压浆泵，压压力控制在00.5-0..7MPa，压浆后，立立模浇筑封锚锚砼。（十二）、防雷雷装置及其它它附属设施安安装索塔上的附属设设施主要包括括塔顶防雷装装置、航空障障碍灯、塔内内爬梯、横梁梁上的栏杆、照照明设施等。塔塔内爬梯在索索塔封顶之前前安装，防雷雷装置和航空空障碍灯在塔塔冠施工完成成后安装，横横梁上的栏杆杆要在0号梁段支架架拆除后方可可进行，照明明设施在全桥桥主体工程基基本结束后安安装。（十三）、塔吊吊、电梯、泵泵管、水电等等临时设施的的布设以及预预埋件埋设索塔施工主要临临时设施把包包括塔吊、施施工电梯、拖拖泵及泵管、供供电及供水五五个部分。1、塔吊根据施工现场范范围以及施工工材料的重量量，合理选用用塔吊型号，一一般选用80t·m型号以上，布布置在承台两两边塔柱旁靠靠河侧，使得得整个索塔均均处于吊装范范围内，两台台塔吊安装高高度应错开布布置。为确保保安全稳固，沿沿塔柱高度方方向每20m设置附臂。2、施工电梯为了保证工期，便便于搭载人员员上下通行，一一般每个塔肢肢均应设置一一台载货载人人施工电梯，安安装位置为承承台两边塔柱柱外靠岸侧。3、混凝土垂直直输送塔柱混凝土的垂垂直输送，宜宜选用80C型以上的拖拖泵，一次泵泵送至塔柱模模板内。泵管管采用“Ω”型卡固定在在专用架上，并并间隔用钢丝丝绳吊挂于塔塔柱的原模板板对拉螺栓上上。4、水一般宜采用两台台高压多级水水泵，分别布布塔柱迎河面面左侧，设置置水箱用于砼砼养生及其他他。5、供电系统承台顶面上设置置低压配电箱箱，分别输送送给塔吊、施施工电梯、高高压水泵的电电机专用配电电箱，动力电电缆随塔柱垂垂直布置，施施工作业面上上设置小型配配电箱。6、预埋件索塔上的预埋件件种类较多，主主要包括为满满足设计和施施工要求的两两部分。对各各种预埋件应应统一绘图，并并汇总成册，便便于指导施工工。六、材料设备本工法仅列出了了一个索塔所所需要的机械械设备和主要要材料需求量量，实际施工工时，可根据据具体情况适适当调整。钢钢筋加工和砼砼拌合设备可可以与其他工工程施工交叉叉使用。机械械设备及主要要施工材料详详见表6-1。表6-1机机械设备及主主要施工材料料序号机械名称型号规格数量（台套）工作内容1履带吊50t/55tt2起重吊装2轮胎吊16t1起重吊装3电焊机BX3-5000-26焊接4钢筋弯曲机GW40-11钢筋弯折5钢筋切段机CQ40-22切割钢筋6钢筋镦粗机具2镦粗7直螺纹加工机具具2滚司8装载机50/302上料及工地运输输9电动磨光机4模板打磨等其他他10混凝土拌合站50/752砼拌合11混凝土拖泵60C/80CC2砼输送12塔吊80t·m2垂直起重13电梯CD1001~2输送人员上下14千斤顶450t以上4张拉预应力15高压油泵ZB5004和千斤顶配套使使用16压浆机1灌注压浆17空压机3-6m3/mmin2打压及清理18高压水泵IS50-12202抽水养护19发电机150/2000KW1备用电源20竹胶板244×1222cm300m2横梁外模21组合钢模150×30ccm400m2横梁及塔柱内膜膜22爬模自制或定购2套施工人员及设备备平台23型钢和贝雷片200t搭设支架及其他他24钢管支架400t搭设支架由于各索塔之间间相距较远，并并隔河或跨江江，一般每个个索塔投入一一个队伍，独独立组织施工工。实际施工工时，可酌情情增减。下面面以一个索塔塔为单位配置置劳动力如表表7-1。表7-1劳劳动力配置情情况序号工种人数工作内容备注1施工负责人1负责现场指挥总总协调调度2质检员1负责现场质量检检查及报验3技术员2负责现场技术指指导和质量控控制4起重工2负责起重设备信信号指挥5塔吊司驾人员4负责操作塔吊6机械工4负责随机操作机机械7安全员1负责安全工作实实施及检查8高强螺栓施拧人人员8负责高强螺栓施施拧塔柱钢锚梁9钢筋工20负责钢筋加工及及安装10模板工16负责模板安装及及支架支设工工作11砼工12负责砼浇筑及振振捣等相关工工作12电焊工6负责各种焊接工工作13张拉工6负责预应力体系系的张拉及压压浆工作横梁14电工2负责安装及检查查电力设施及及线路15修理工2负责修理机械设设备16普工10~20辅助各工种人员员做好剩余工工作17汇总97~107完成索塔施工七、质量控制索塔的施工难度度较大，质量量要求高，施施工时应严格格要求，精细细施工，严把把质量关。严严格遵循《公路桥涵施施工技术规范范》（JTJ0441-20000）和《公路工程质质量检验评定定标准》第一册土建建工程（JTGFF80/1--2004）的相关要要求。并从模模板、砼和施施工工艺等方方面进行重点点控制。1、塔柱和横梁梁的外模板采采用大面积钢钢模，除强度度应满足浇注注砼的各项要要求外，为保保证其表面平平整度，设计计时主要以刚刚度控制。2、对模板的拼拼接缝，力求求做到设计合合理，加工制制作精细，减减少或避免漏漏浆现象发生生。3、尽量减少对对拉螺杆数量量，以减少塔塔身砼上的孔孔洞，并对塔塔身施工完成成后留下的孔孔洞及时封堵堵修补。采用用与塔身相同同标号的水泥泥浆进行，力力求做到与塔塔身砼颜色一一致，并安排排专人负责。4、对塔身砼配配合比进行优优化选择，砼砼搅拌均匀，保保证其工作性性能，确保塔塔身砼整体上上色泽一致。5、对模板的准准确安装定位位，砼的搅拌拌、泵送入模模、振捣、养养护等工艺过过程采取有效效措施，加强强控制。对现现场管理人员员和操作工人人进行质量意意识教育，做做好每个关键键工序的技术术交底。通过过保证各个工工艺环节的工工作质量来确确保工程的质质量。6、塔身的施工工放样测量，除除采取正确合合理的测量方方法外，严格格执行两人复复测制度，复复核必须采用用不同的方法法进行，以确确保塔身放样样准确，防止止因测量误差差过大而导致致塔身砼线条条不平顺。7、索塔塔柱及及横梁施工的的实测项目见见表8-1、8-2。表8-1塔塔柱实测项目目项次检查项目规定值或允许偏偏差1混凝土强度（MMPa）在合格标准内2塔柱底偏位（mmm）±103倾斜度（mm）塔高的1/30000，且不大于304断面尺寸（mmm）±205壁厚（mm）±56锚固点高程（mmm）±107孔道位置（mmm）10，且两端同同向8预埋件位置（mmm）不大于5表8-2横横梁实测项目目项次检查项目规定值或允许偏偏差1混凝土强度（MMPa）在合格标准内2轴线偏位（mmm）103外轮廓尺寸（mmm）±104壁厚（mm）55顶面高程（mmm）±10八、安全措施1、进行安全施施工应知应会会教育。2、成立以项目目经理为首的的安全生产领领导小组。3、建立健全生生产组织机构构，设置专职职或兼职安全全员。4、制定安全管管理制度，定定期进行安全全检查，严格格实行安全生生产岗位责任任制，奖惩分分明。5、制定主要分分项工程的安安全操作规程程，作业前认认真进行安全全技术交底。6、进行常规安安全操作教育育。7、建立健全安安全检查制度度，定期召开开安全会议，及及时采取措施施消除事故隐隐患。九、环保措施环境保护是我国国的一项基本本国策。保护护施工环境是是保证施工人人员身体健康康和消除外部部干扰保证施施工顺利进行行的需要。1、成立以项目目经理为组长长的文明施工工领导小组。设设置施工环境境巡查员，由由项目综合办办公室负责，对对施工造成的的环境影响情情况及时掌握握，及时处理理。2、环境保护领领导小组组长：项目目经理副组长：现场总总负责人成员：工区区负责人、部部门负责人3、配置足够的的资源，使空空气质量、水水质、噪音、废废物处理、化化学物品、人人文自然，等等在施工中符符合相关法规规和合同要求求；4、按月进行环环境检测及审审核，并做好好记录和备案案；5、对施工管理理人员和施工工人员进行环环境管理培训训，使其清楚楚了解当地环环境法律和合合同条款中规规定的相关要要求，参加培培训人员的记记录和培训内内容要备案在在综合办公室室，以便相关关部门检查和和审核。十、效益分析索塔施工时，在在施工方法和和施工工艺上上采取了一些些新的措施，项目部充分采用承台围堰钢管等周转材料用于支撑结构，进行了高标号砼配合比优化设计，掺加了粉煤灰，减少了水泥用量，采用