南京长江某桥主塔施工方案与工艺优化

xx二桥xx大大桥主塔

施施工方案与与工艺优化化

一、前言

xx二二桥xx大桥南南、北主塔塔于19998年12月18日浇注第一一次索塔混混凝土，至至1999年10月10日胜利封顶顶，历时十十个月，共共计完成1190822m3C50混凝土浇浇注任务，高高速度、高高标准建成成近2000m高南、北北两座索塔塔。且无论论是内在质质量还是表表面外观质质量都上了了一个新的的台阶。

二、索塔构造

索索塔采用空空间倒Y形，底面面高程-55.00mm，顶面高高程+190..4m，总总高度为1195.441m。索索塔包括下下、中、上上塔柱和横横梁，以及及索塔附属属结构设施施。下塔柱柱高度35.111m，内内侧面和外外侧面的斜斜率分别为为1：2.73383，1：3.40021，顺桥向向、横桥向向断面尺寸寸由12.00m*7.0mm向上渐变变至7.55m*4.5mm；中塔柱柱高度955.30mm，斜率为1：5．8395，断面尺尺寸为7..5m*4.5mm；上塔柱柱为相互平平行、竖直直向上的分分离双柱，高高度65m，断断面尺寸77.5m**4.5mm不变，其其内有92道U形预应力力筋，40对斜拉索索钢套筒。上上横梁和中中横梁的长长度均为5.0mm，断面尺尺寸均为77.1m（宽宽度）*6.0mm（高度），下下横梁的长长度为466.64mm，断面尺尺寸为7..56m（平平均宽度）*8.0mm（高度）。

三、垂直运输设设备及其布布置方案的的选择

塔吊吊和电梯是是斜拉桥索索塔施工垂垂直运输必必不可少的的设备，已已有的高索索塔垂直运运输设备布布置方案有有：一台塔塔吊布置在在塔位中心心，穿过横横梁，或是是-台塔吊布布置在索塔塔上、下游游塔柱的一一侧，另一一侧布置电电梯，随索索塔升高而而升高。另另一种方案案是由两台台塔吊和两两部电梯分分别依附上上、下游塔塔柱，并服服务于各自自的塔柱。

南京二桥xx桥南、北索塔均处于水深流急的长江主航道，其圬工体积达到10000余m3，高达195.41m。施工人员和施工用材都是交通船驳送到塔位，再由垂直运输设备送到塔柱施工段。如果把塔吊布置在塔位中心，那样，塔吊标准节段将穿过下、中、上横梁。不但给横梁施工带来不便和不必要的浪费，而且今后处理横梁混凝土表面也很麻烦，特别是综合上部结构施工，需要在上横梁上安装一台塔吊，这样，采用该方案显然不合适。另外，下横梁长达46.64m，中塔柱斜率大，上塔柱净距只有5.0m，考虑施工空间和塔吊最小吊距，上、下游各布一台的方案也不现实（相互冲突，不能发挥塔吊的起重优势）。

根据已有设备，综合施工条件，我们选用一台起吊能力为240t·m的ZSC4060全液压塔吊安装在距索塔中心线675m的岸侧，施工电梯安装在塔吊对称位置的江侧。这一方案不仅克服了以上方案的不足，还可以充分发挥其起吊能力大的优势。

四、模板工程

南南京二桥xxx桥南、北北索塔为非非对称六边边形箱形断断面，下塔塔柱还是双双向变截面面，加之索索塔斜率大大，对模板板的排例布布置带来一一定的困难难，考虑塔塔柱在施工工节段劲性性骨架自身身的抗倾能能力，还有有国产9mm长标准钢钢筋，施工工节段的高高度定为44.5m，整整个素塔共共分43个流水段段。充分发发挥大钢模模周转次数数多的优势势，保证精精品工程索索塔外观质质量。下塔塔柱和上塔塔柱共用部部分模板，再再增加一些些变截面收收分模配合合使用；中中塔柱模板板按中塔柱柱倾斜度制制成平行四四边形，每每节模板2．25m高，共共分3节，每次次整体提升升翻模两节节，内模亦亦如此，立立在已浇注注混凝土塔塔柱顶口锚锚固模板上上，浇注混混凝土高度度为4.55m。

索塔下横梁采用用支架现浇浇施工（如如图1），4个φ3.4mm钢护筒和6根φ1.2mm钢管桩同同四组贝雷雷架共同组组成下横梁梁施工主要要承重结构构，并用两两束预应力力拉住下塔塔柱顶四。混混凝土分两两层浇注，每每层4.0mm高，当第第一层混凝凝土强度达达到80％以后张张拉部分预预应力，以以便第二层层混凝土荷荷载由第一一层混凝土土和支架共共同承担。中中、上横梁梁通过在塔塔身预埋的的牛腿搭设设支架施工工。

五、施工爬架

由由于索塔所所处场地限限制、塔柱柱倾斜等原原因，下塔塔柱施工依依附双壁铜铜围堰塔设设脚手支架架，中、上上塔往采用用施工爬架架作为施工工平台。

根根据塔柱的的截面形状状特点，综综合考虑垂垂直运输条条件、塔吊吊附着、上上、中、下下横梁施工工人员的登登高条件等等因素，索索塔施工爬爬架拟在中中塔柱开始始应用，在在中塔柱等等一次施工工节段上开开始组装，中中间经过中中横梁转向向爬升直至至施工顶部部。

中塔柱柱四侧布置置爬架，上上塔柱三侧侧布置（内内侧空间不不够，搭设设脚手支架架），每个个塔肢布置置四个架体体，分别为为P1，P2架两种类类型，P1，P2架体分别别由附墙段段、工作段段、导向机机架、接长长架等几部部分组成。

爬架在提升前要用葫芦拉紧锚固段模板吊环，使架体受力，拆除爬架固定螺栓，然后均匀推进伸缩脚轮，使爬架附墙段离开塔面2～3cm，最后均匀拉紧葫芦，使架体上升，架体到位后退回伸缩脚轮，调节吊点的松紧度，使架体下部先紧贴塔面，再调整爬架位置，对准固定螺栓孔位，将M2445号钢螺栓拧进塔体中预埋的H形锥形螺母中，使附墙框紧贴塔面，一个爬升周期完成。

六、劲性骨架方方案

劲性骨骨架作为索索塔施工导导向、钢筋筋定位、模模板固定之之用，也是是上塔柱U柱形预应应力PT-pplus塑料波纹纹管和斜拉拉索钢套管管定位安装装必不可少少的。该结结构采用A3钢板及型型钢，设计计钢材用量量先后为777kg／／m3混凝土、665kg／／m3混凝土、660kg／／m3混凝土，通通过优化设设计方案，不不但节约了了钢材，还还加快了工工程进度。

起初劲性骨架设计为4.5m高，竖向分成四块，安装时一块块往已安装好的劲性骨架上接高，每次接高两节8块9m高，浇注塔柱混凝土两次。该种劲性骨架安装方法的缺点是：每块骨架在没有安装定位前不能放松吊点，占用吊点时间长，影响进度。于是把骨架设计加工成9m高。竖向仍为四块，相对以前方案已经是节约了时间，但仍然占用吊点时间比较长。随后又先后修改骨架设计为4.5m高和6.0m高整体全断面吊装方案，最后我们把每节骨架6m高整体全断面吊装定为施工方案，每次安装两节，选用12m长钢筋，钢筋接长采用冷挤压钢套筒工艺；斜拉索钢套管弃用了传统测量定位方法，开发利用“斜拉索钢套管测量定位方法”专利技术，大大加快工程进度，提高劳动效率。

七、混凝土配合合比选择

索索塔泵送混混凝土垂直直运输采用用水土搅拌拌站，利用用德产SCHWWING33000型输送泵泵一次泵送送到位。输输送泵管沿沿着塔柱由由下往上接接高，由于于泵送高度度达到1990m，混混凝土既要要求强度达达到50MPPa以上，又又要求保持持一定的流流动性，保保证混凝土土能够一次次泵送到位位，因此我我们根据不不同泵送高高度、不同同施工季节节，经过试试验对比，选选择了不同同的配合比比，不同外外掺剂和不不同粗骨料料粒径（详详见表1）。

八、中塔柱横撑撑施工方案案选择

南京京二桥xxx桥索塔中中塔柱955.30mm高，斜率1：5.83395，处于结结构复杂、施施工难度最最大索塔行行列，由于于索塔两柱柱逐渐往上上施工过程程将形成（中中塔柱）大大斜率悬臂臂受力状态态，因此必必须对中塔塔柱分阶段段设置水平平横撑以抵抵抗斜柱悬悬臂所造成成的中塔柱柱底段外侧侧出现较大大混凝土拉拉应力，避避免出现混混凝土裂缝缝。此外，随随着塔柱升升高而升高高的塔吊和和电梯需要要隔段设置置附着，因因此中塔柱柱横撑亦须须满足塔吊吊和电梯附附着技术要要求。

传统统的索塔施施工是在两两柱之间搭搭设满堂支支架，国内内外普遍适适用的方法法也是逐段段设置被动动力横撑的的方法，如如此设置在在水平横撑撑解除后，经经受力分析析和试验检检测得出塔塔柱根部外外侧的残余余应力仍然然很大。为为避免这一一不利情况况出现，采采用了设置置主动力横横撑方法。

如果横撑的道数过多，刚度大，则在拆除时由于结构内力将多次重分配，导致应力集中，给拆卸带来困难，同时耗材也多；如果横撑道数过少，刚度小，则又不能达到控制索塔位移与内力的目标。为此，我们经过多次计算分析，得出五道横撑方案，每道横撑由四根相同的钢管水平设置；每两根并排为一组，钢管直径609mm，壁厚为11mm。

事先设计横撑一端与塔柱固结，另一端施力。考虑减少水平横撑自重挠度和自由长度，增加核撑的整体刚度，方便横撑的架设和施工，方案改成在下横梁上加设4根竖向钢管柱，横撑分别支承在立柱牛腿上，中间断开，两端固结在塔柱上，待主动力施加完毕，再将横撑中间连接好。其间用型钢连接成桁架，有利于抵抗塔吊和电梯水平作用力（如图3）。

施工过程中的施施力，塔柱柱变位和应应力变化等等检测数据据均符合设设计要求，证证明水平主主动横撑方方案是可行行的。

九、塔柱预应力力管道压浆浆工艺和留留孔材料选选择

南京二二桥xx桥南北北索塔的上上、中、下下横梁均为为预应力混混凝土结构构，上塔柱柱拉索区设设有92道U形预应力力筋，弯曲曲半径1.555m。

设计要求求预应力管管道采用真真空吸浆工工艺。考虑虑国内传统统普通压浆浆工艺的成成熟性，且且真空吸浆浆工艺在国国内采用尚尚属首次，经经研究决定定用对比试试验论证选选择工艺，同同时也对金金属波纹管管、薄壁无无缝钢管、PT－plus塑料波纹纹管三种不不同留孔材材料在小半半径下安装装定位、张张拉等施工工工艺进行行对比试验验，为U形预应力力留孔材料料的选择提提供了技术术性参考。对对比试验在在南京二桥桥xx桥上塔塔柱1：1模型上进进行。真空空吸浆工艺艺是这样的的：关闭压压浆端密封封盖压浆球球阀，出浆浆端球阀已已打开，真真空泵开启启，并把管管道真空度度抽至10000mmbaar以上，打打开压浆端端球阀开始始压浆。维维持真空泵泵开启至出出浆端球阀阀透明喉管管吸进水泥泥浆，关闭闭球阀3（同时关关闭真空泵泵），让水水泥浆流进进废浆桶，关关闭球阀2，开启出出浆端密封封盖上的出出气孔。待待水泥浆流流出顺畅时时关闭出气气孔，持压压lmin，关闭压压浆端进浆浆球阀，一一个压浆流流程完成。

1.孔道灌浆试验结果（表2）

工艺评价：普通通压浆每孔孔压浆至出出浆约需7min，稳压2min，共9min。真空吸吸浆工艺先先用真空泵泵抽孔道内内空气至真真空度达到到0.1MMPa时需要2min，孔道压压浆至出浆浆需4miin，持压lmin，共7min，显然速速度比较快快，而且可可以事先抽抽掉孔道内内空气，关关闭阀门保保持真空度度10000mmbaar。

2.关于预应应力孔道摩摩阻系数K，μ值

实测结果果表明：无无缝钢管正正反方向摩摩阻损失偏偏差较小，但但摩阻系数数为0.336；金属波波纹管正、反反向摩阻损损失偏差较较大，正向向摩阻损失失较小，反反向摩阻损损失较大，摩摩阻系数为为0.24；PT-pplus塑料波纹纹管摩阻系系数为0.220，为最小小，反向测测试的摩阻阻系数比正正向摩阻系系数还小，从从摩阻系数数测试结果果及有关数数据分析，索索塔成孔材材料采用PT－Plus塑料波纹纹管较为理理想。

PT－Plus塑料波纹纹管强度大大，不易损损坏（焊渣渣烧不坏，人人踩不扁），成成孔有保证证，但对于于小半径成成形安装有有困难，材材料供应商商也是第一一次碰到，如如果不解决决安装问题题，特别是是高空作业业，

肯定影响响工程进度度。通过不不断摸索和和对材料特特性的认识识，我们按按设计要求求制成半径径为1.555m半U形管孔道道模，把PT-llus塑料波纹纹管住孔道道模内强迫迫就位，再再用喷灯加加热使其成成形，安装装时用连接接器把两根根半U形管连接接定位到劲劲性骨架设设计位置。这这样，不但但把PT-PPlus塑料波纹纹管安装难难的问题解解决了，而而且把高空空作业变成成了地面作作业，行之之有效。

十、结束语

高塔塔施工除了了进行严密密的劳动组组织外，关关键要根据据实际情况况，在施工工工艺上进进行突破，在在技术上对对方案进行行谨慎分析析比较，高高空、立体体、平行、交交叉作业才才有可靠保保证。南京京二桥斜拉