矮塔斜拉桥异形变截面景观形索塔大节段施工工法

具备主梁刚度大、施工方便、经济、景观环境友好等优势，在中等跨径桥梁中应用趋势广泛；索塔设计造型新颖别致，融实用、美观于一体。”目前斜拉桥索塔施工存在的问题有：(1)常规每节段浇筑高度3.0~4.5m,施工效率低、施工进度慢，影响索塔施工工期；(2)异形变截面索塔常规节段施工，塔内索鞍空间定位困难、安装精度不足，效率低下；(3)常规节段施工产生的混凝土施工缝过多，影响索塔的外观美感，与景观融合度不高。采用大节段+定制组合钢模板进行施工，根据索塔造型划分施工节段，节段高6~8.72m,每个浇筑节段高过索鞍顶面20～30cm;设计了一种高精度的大节段定型组合钢模板，将索鞍三维空间设计置，有效降低施工成本；提升了索塔整体施工效果。工法申报单位将相关技术应用于实际工程，总结施工技术和经验，形成了企业级工法(集团公司优2021年6月24日，中国铁建股份有限公司在北京组织召开工法关键技术评审会，对工法关键技术认为该成果达到国际先进水平(中国铁建科工评[2021]第154号)。工法成功应用于：杭州绕城高速公路西复线(G25德清至G60桐乡高速段联络线)湖州段工程，2工法特点2.0.1本工法根据索塔造型进行分块，施工节段高6~8.72m,每个浇筑节段高过索鞍顶面20～30cm,减2.0.2本工法采用定制组合钢模板，每个节段只有前后左右4块钢模板，索鞍三维空间设计坐标精准在定位于模板相应的空间位置上，立模只需将4块钢模板用螺栓连接牢固并调整即可，实现了索塔内2.0.3本工法根据索塔高度划分施工大节段，索鞍埋于节段浇筑混凝土中，减少索塔施工接缝，提升索塔的外观美感，与景观高度融合。大节段模板浇2.0.4本工法研发了模板吊装及钢绞线斜拉索测量、切割、套管环向切割焊接待施工装置，在模板吊装3适用范围4工艺原理5施工工艺流程及操作要点安装索塔第1节段模板浇筑第1节段混凝土接长第2节段钢筋骨架、劲性骨架，塔内索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第1节段上安装第2节段模板浇筑第2节段混凝土拆除第1节段模板接长第3节段钢筋骨架、劲性骨架，塔内索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第2节段上安装第3节段模板浇筑第3节段混凝土拆除第2节段模板接长第4节段钢筋骨架、劲性骨架，塔内索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第3节段上安装第4节段模板浇筑第4节段混凝土拆除第3节段模板拆除第4节段模板5.2操作要点5.2.1节段划分原则图5.2.1-1东苕溪大桥17#、18#索塔施工节段与分索鞍位置正立面5.2.2定型钢模板制安1、索塔大节段施工模板为整体组合定型钢模板，由专业的钢结构、钢模板生产厂设计制造，采用栓固定在O#段梁顶预埋件上。定型钢模板安装和拆除均采用塔吊吊装、运输。图5.2.2-1精准定位索鞍空间位置的索塔钢模齿形块图5.2.2-2索塔整体组合定型钢模板索鞍定位侧、正立面图图5.2.2-3索塔整体组合定型钢模板侧面图图5.2.2-4索塔整体组合定型钢模板4节A向侧面图图5.2.2-5索塔整体组合定型钢模塔顶模板图2、索塔模板在施工吊装提升模板操作前，需要5.2.3劲性骨架施工设2×3根立柱，即横桥向2列，间距1.5m,顺桥向3排，间距1.1m,立柱间横桥向联系用来固定分每3m设置一道，为保证骨架整体稳定性，在纵桥向立柱间设置斜撑，焊接在平联和立柱的交叉处。立柱采用L100×100×10mm角钢，平联及斜撑采用L75×75×10mm角钢，共2种类型的角钢制作、联接。劲性骨架总高度为28.2m,考虑到钢筋模数及方便施工，采取分节加工安装，通过在箱梁O#块顶面预埋劲性骨架骨架预埋板与进行骨架连接，共分5节进行加工，第一节为预埋节，高度1.5m,第2、3、4高度7.5m,第5节长度4.2m,立柱之间的接长采用内外贴角钢进行焊接。劲性骨架的整体外形与索塔外形保持一致。位于齿形处的混凝土保护层厚度为10cm,按照索塔顺桥方向的变坡坡率进行加工制作，外形特征符合索塔外形特征。索塔劲性骨架加工在钢筋加工厂进行，按照构件尺寸进行下料。根据骨架外轮廓线加工下部型钢，安装斜向立杆型钢、横向连接撑、斜撑杆并焊接加固。所有节点焊接均采用四面贴脚焊，焊缝高度为7mm。加工完成后按照劲性骨架安装位置进行编号，以方便现场安装。劲性骨架设计图纸如下图所示。精确测量放样和复核定位后，进行索塔劲性骨架的安装。劲性骨架为格构式框架，由L100×100×10和L75×75×10型钢制成，采用焊接连接。各杆件之间交线处尽可能地焊接，以增加连接刚度。板、厚δ=10mm。劲性骨架通过塔座预埋件锚固，然后沿塔柱向上通高布置，采用塔吊吊至墩身工作面与原有劲性骨架对接。劲性骨架预埋时，竖向L100×100×10型钢伸出混凝土顶面至少40~50cm。5.2.5索塔钢筋在主梁0#块施工时，预埋于主梁O#块中，预埋在主梁O#块中的长度为3.0m。索塔塔身钢筋预埋是在主梁O#块施工时，主梁O#块钢筋安装完成后，预埋索塔塔身第一节段的接头钢筋。在主梁O#块筋间距、钢筋预埋长度。将索塔塔身第一节段的接头钢筋固定在主梁O#块钢筋上，测量复核平面的位2、索塔钢筋制作加工劲性骨架安装完毕后进行墩身钢筋安装。在索塔施工前，对预埋在主梁O#块中的索塔主筋进行位置校正、清理。索塔塔身主筋加工长度为9m、钢筋型号为φ32,采用镦粗剥肋直螺纹套筒连接。索塔索塔塔身主筋接头连接施工时，先将套筒两端拧到滚轧钢筋紧与套管连接的两根钢筋，并确保套筒两端外露的钢筋完整丝扣均不超5.2.6分丝管索鞍施工预埋定位架→放出索鞍中心线(十字线)→标出索鞍体中线轴线→整体吊装→索鞍就位→精确调整1)分丝管索鞍由若干根钢管组焊而成，为与斜拉索过索鞍相适应，分丝管索鞍采用圆弧形。每根2)分丝管索鞍由专业厂家制作，在地面上与索鞍处的横桥向钢模板组装，用螺栓临时固定，两侧求后用螺栓将锚垫板和钢模板固定连接。在每排索鞍底部用5#槽钢做横梁支撑分丝管索鞍，在槽钢上1)将浇筑混凝土对己安装好分丝管索鞍的影响降到最低。采用利用索塔大节段钢模上索鞍设计坐2)分丝管索鞍在塔柱施工过程中埋设，将分丝管索鞍与齿块模板通过螺栓连接成整体一同固定在3)根据索鞍坐标采用角钢定制劲性骨架支撑架，呈矩形框架结构，从塔底直至塔顶，分节段拼接骨架上安装4台葫芦支撑角钢，利用葫芦吊起索鞍进行微调，精定位。微调结束后，利用短角钢进行4)对每一根分丝管索鞍索鞍的尺寸以及角度校核，保证分丝管索鞍与图纸完全一致。若有较小的5)在浇筑混凝土前选择温度和大气对测量影响较小的早晨对索鞍的锚固点和出口点进行一次全面的检查，以确认索鞍精确定位后的后续工作对其位置没有产生影响。施工中要特别注意保护索鞍不受破损。为防止水泥浆进入索鞍，对索鞍接头处要缠裹密实。浇筑混凝土时，振动棒要避免震裂管壁，混凝土浇筑完毕后要及时通水清洗索鞍管道。4、索鞍施工步骤1)定高程采用三角高程在塔柱上定出索鞍锚垫板中心点的高程线，用4个手拉葫芦挂在索鞍四角拉起索鞍调整高程，高程确定后焊托架进行高程固定，分丝管索鞍定位支架由型钢焊接而成，待分丝管索鞍定位好后，将托架与劲性骨架焊接固定。如图5.2.6-2所示。2)定横桥向位置调整锚垫板的水平位置，使锚垫板的中心线与设计的位置线重合。取分丝管索鞍端锚垫板外板竖向边中心点作为控制点，用测量仪器精确测量分丝管索鞍单侧的位置并调整，每调整一次并测量一次，直至分丝管与设计位置误差满足设计规范要求。单侧位置精确固定前，应及时调整分丝管索鞍另一侧的位置，使其与设计位置符合，在高程托架上焊挡块进行限位，牢固焊接托梁，定位钢筋及撑杆、拉杆，固定分丝管。3)定顺桥向位置用葫芦调整索鞍顺桥向位置，使垫板的中心线与设计的位置线重合。用仪器、直尺对垫板的位置进行复核，用钢片进行微调。利用劲性骨架、塔柱钢筋等对索鞍进行固定。固定焊接部位在索鞍的固定短钢管及垫板上进行，不能焊在索分丝管上，以免焊透分丝管导致无法穿索。索鞍安装前要根据索号选择对应的索鞍。垫板上的分丝管口及螺杆用胶带缠绕，防止碰伤及粘上混凝土。索鞍固定时不能在分丝管上施焊，以免焊透造成无法穿索。利用索塔大节段钢模上索鞍设计坐标的螺栓连接孔洞精准定位塔内索鞍，用螺栓固定索鞍与模板。5.2.7索塔混凝土施工索塔浇筑混凝土前，根据事先划分好的索塔浇筑位置，制定索塔浇筑混凝土第1节段浇筑高度8.10m,第2节段浇筑高度6.50m,第3节段浇筑高度6.0m,第4节段浇筑高度8.72m。混凝土浇筑时自高处向模板内倾卸混凝土时，为防止混凝土离析，从高处直接倾卸时，在不发生离桁的情况下，其自由倾落高度不宜超过2m。当倾卸不满足上述要求时，通过式振动器，模板侧面2×2m的间距布置4个附着式振动器，根据构造物形状及振动器性能等情况并通过试验确定。插入式振捣器对每一振动部位一般只要15~30s,振动到该部位混凝土密实为止，然后慢6.1主要材料本工法需要的主要材料、设备见表6.1-1。型号用途说明1块施工平台2全封闭扣件式钢管支架平台套23个固定钢管4串筒/节5t6t7个8个9索鞍(分丝管)套索鞍(分丝管)套型钢m型钢m密目安全网张支架平台安全防护6.2主要设备本工法需要配备的主要设备如表6.2-1所示。型号用途说明1台22套13套24台混凝土振捣5附着式振动器台台台混凝土振捣6电动风镇47.0.1索塔的施工难度较大，质量要求高，施工时应严格要求，精细施工，严把质量关。从模板、混凝土和施工工艺等方面进行重点控制。塔柱和横梁的外模板采用大面积钢模，除强度应满足浇7.0.2对模板的拼接缝，力求做到设计合理，加工制作精细，减少或避免漏浆现象发生。尽量减少对拉螺杆数量，以减少塔身混凝土上的孔洞，并对塔身施工完成后留下的孔洞及时封堵修补。采用与塔身相同标号的水泥浆进行，力求做到与塔身混凝土颜色一致，并安排专人负责。7.0.3对塔身混凝土配合比进行优化选择，混凝土搅拌均匀，保证其工作性能，确保塔身混凝土整体上色泽一致。对模板的准确安装定位，混凝土的搅拌、泵送入模、振捣、养护等工艺过程采取有效措施，加强控制。对现场管理人员和操作工人进行质量意识教育，7.0.4塔身的施工放样测量，除采取正确合理的测量方法外，严格执行两人换手复测制度，复核必须采用不同的方法进行，以确保塔身放样准确，防止因测量误差过大而导致塔身混凝土线条不平7.0.5特别是已浇筑完的混凝土最上一排的拉杆，在下一次混凝土浇筑前必须再次将拉筋螺丝拧紧，7.0.6索塔几何尺寸和外观质量取决于多种因素，通过对模板、施工技术、混凝土配合比等控制，以8安全措施8.0.1由于索塔高，安全防护尤其重要，每施工一节段索塔都要搭设外工作平台，索塔作业人员必须戴安全帽、安全绳，确保施工人员的安全。成立以项目经理为首的安全生产领导小组，建立健8.0.2制定安全管理制度，定期进行安全检查，严格实行安全生产岗位责任制，奖惩分明。制定主要分项工程的安全操作规程，作业前认真进行安全技术交底。进行常规安全操作教育。建立健全8.0.3机械吊运模板时，应先检查机械设备和绳索的安全性和可靠性，起吊后下面不得站人或通行。模板下放距地面1m时，作业人员方可靠近操作。8.0.4高处作业时应将所需工具装在工袋内。传递工具不得抛掷或将工具放在平台上，更不得插入腰9环保措施9.0.1环境保护是我国的一项基本国策。保护施工环境是保证施工人员身体健康和消除外部干扰保证施工顺利进行的需要。成立以项目经理为组长的文明施工领导小组。设置施工环境巡查员，由9.0.2在设备选型时，对本工程使用的机械设备选择低污染或低噪声设备，并采取消音、隔音、护板等措施降低噪音。在固定的机械设备附近，修建临时隔间9.0.3严禁在现场焚烧任何废弃物及有毒机油、废塑料等。凡对环境有污染的废物，如施工垃圾、生产垃圾、废弃材料等，弃在指定地点处理。施工时各种材料不得随意堆9.0.4油脂、污水的排放排入指定地点，建筑垃圾标识清楚堆放，施工现场地面临时道路及排水通道保持畅通。施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、废液集中9.0.5施工作业产生的污水必须经过沉淀池三级沉淀，并经净化处理，符合要求后排放。矮塔斜拉桥异形变截面景观形索塔常规模板施工，每节段高度一般在1.5~2.25m设置，浇筑高度3.0~4.5m。东苕溪大桥主桥索塔桥面以上高度30m。索塔若采用每节段高度在3.0~4.5m模板施工，索塔将会产生7~10道的混凝土施工缝。从钢筋安装到索塔混凝土浇筑，每完成索塔一个节段需要9d,投入施工人员12人，完成一个索塔共计需要90d,施工费用36万元。矮塔斜拉桥异形变截面景观形索塔大节段模板施工，模板生3道的混凝土施工缝。从钢筋安装到索塔混凝土浇筑，每完成索塔一个节段需要11d,投入施工人员12人，完