斜拉桥主塔施工技术
2015-11-16王亚东
王亚东
中铁上海工程局市政公司
斜拉桥主塔施工技术
王亚东
中铁上海工程局市政公司
引言
本文结合黄山花山大桥工程现场施工实践经验，简要对斜拉桥主塔施工过程进行概述，并对模板、无索区的施工、有索区的施工、索道管的施工进行了介绍。
工程概况
黄山市花山大桥位于屯溪区屯光镇境内，横跨新安江南、北两岸，本桥起讫点桩号为K0+146.511～K0+752.511，全长606m，其中主桥为130+110=240m独塔双索面斜拉桥，引桥为（3x30）+（5x30+4x30）=360m先简支后连续小箱梁，桥面宽34m。
主塔采用独柱式空心矩形断面，桥塔总高76m，桥塔顺桥向宽度为7.0m，横桥向厚度为4.0 m，顺桥向拉索面的壁厚为1.2m，横桥向的壁厚为0.75m，桥塔设置顶、底两道横隔板，顶横隔板厚0.6m，底横隔板厚2.5m与主梁相连。桥塔采用C50混凝土。竖向0-28m区为索塔底段，28～66m为索塔区，66～76m为圆弧渐变段。拉索面单侧设置斜拉索19对，全桥76根，拉索在索塔上标准间距为2m。索塔施工时节段划分需充分考虑索导管间距，避免与索套管定位冲突。
主塔竖向主筋设计Φ32mm的钢筋，和主墩钢筋连接，连接方式采用直螺纹，为防止主塔表面出现裂缝（混凝土收缩和温度影响），在塔柱内、外侧的混凝土保护层5cm处中，设置一层钢筋网片（Φ5mm。@10×10cm带肋钢筋）。斜拉索锚固区设有齿板，设置锚下钢筋网，塔壁设计双向井字型精轧螺纹预应力粗钢筋。
图1 桥式布置图
主塔示意图
塔柱横桥向中间位置每隔5.0m设置通风孔，底部位置设置泄水孔，通风孔和泄水孔采用Φ200×6mmPVC管材制成。主塔与桥面的横桥向处设置人孔。
模板设计
塔柱按设计要求的节段采用翻模施工工艺，除第一节渐变段采用定型钢模外，标准段（6m）采用定型WISA板，厂家定制，现场拼装。下设6m平台，作为塔柱装修和有索区精轧螺纹钢张拉的平台。和钢模比较，WISA板具有强度大、稳定性好、重量轻、造价低等优点。周转次数（40～50次以上）也能满足要求。从施工过程来看，混凝土外观也较好。
无索区施工
塔柱施工工艺流程
定位→劲性骨架安装→主筋接长及绑扎钢筋→模板安装→检查、验收→浇注混凝土→养护、凿毛及拆除模板→模板提升→进行下一节段施工。
（1）定位：主塔施工前，立即对主塔位置进行施工定位，主要是确定位置、高程，防止塔身偏位，定位完成后，及时调整预埋钢筋，清理凿毛混凝土。每一节段施工完成后，必须复测平面位置及垂直度，精度满足设计要求，保证塔身线形及外观质量。
（2）劲性骨架安装。劲性骨架钢筋套丝完成后，利用塔吊吊至施工平台，用直螺纹套筒进行连接，必须保证连接质量和垂直度，防止偏差过大，造成模板安装困难，或影响塔身线形。
（3）钢筋绑扎：将箍筋首先套在预留的竖向钢筋上，与劲性骨架绑扎。绑扎完成后，安装成品高强砂浆保护层垫块，以保证钢筋保护层满足设计要求。
（4）混凝土施工：按设计要求设计混凝土的配合比，报监理单位审批后方可施工。混凝土采用地泵通过塔内泵送管道输送入模。采用分层方式浇注混凝土，由于塔身钢筋很密，混凝土浇筑速度不能过快，避免漏振，造成蜂窝或者空洞。振捣过程中，振捣棒尽量避免与钢筋及预埋件接触。插入式振捣棒难以振捣的部位，用小型振动棒振捣，以保证混凝土的振捣质量。
有索区施工
主塔28～66m为有索区，按图纸设计要求需安装斜拉索孔道管。
施工工艺流程
定位→劲性骨架安装→安装索道管定位支架及索道管→主筋接长及绑扎钢筋→模板安装→检查、验收→浇注混凝土→养护、凿毛及拆除模板→模板提升→进行下一节段施工。
①.劲性骨架、钢筋、模板、混凝土施工技术要点和无索区一致。
②.斜拉索锚固区索道管的定位安装
索道管的定位精度要满足设计及规范要求，索道管的定位采用三维坐标一体化的方法。
索道管的定位安装是主塔施工的关键工作，由于索道管很重，施工时在塔身钢筋上焊制定位架。索道管测量精度满足要求后，方可进行固定。
③.混凝土施工
首先将索道管两端封好，必要时可以灌沙或者填塞，防止砼浇筑过程混凝土流入索道管内。因此，砼灌注时必须注意以下几点：
A.索道管安装完成后，必须保证定位支架及索道管牢固。
B.混凝土浇筑时，分层厚度应比无索区小，振捣过程中必须设专人旁站监督，避免漏振。
C.混凝土浇筑过程中，必须进行过程检测，发现索道管移位或支架变形停止浇筑，及时纠偏后再浇筑。
斜拉索安装、张拉
斜拉索的挂设与张拉是斜拉桥施工的关键所在。本桥最长的斜拉索下料长度为141.44m，重达8.6t。斜拉索由汽车运至工地后由塔吊吊至桥面上。
斜拉索采用空间双索面布置，挂索的要点在于保护好拉索不受损伤，并且就位居中。因此本项目在索管锚板上标出牵引撑脚的轮廓线。在梁端准备软牵引设备（转向滑轮），以及满足设计要求的张拉配套设备。
挂索施工的基本步骤为：放索→牵索→体系转换→张拉。
（1）放索
索盘用塔吊运输至主梁节段上，先将索盘固定在离实心梁锚固端1.5～2m处，斜拉索在桥面上放索过程中，桥面设2～3t卷扬机牵引斜拉索向前，为保证放索安全，需设置刹车装置。为防止放索过程斜拉索PE套不被擦伤，在桥面上铺设3～6mm厚橡胶板。
牵索：即利用塔吊起吊时设置扁担梁，先主梁后主塔。
①梁端安装
主梁锚固端安装在卷扬机配合下将索盘上的斜拉索慢慢地放开，在梁端设置滑轮，穿索完成后，把螺帽旋到设计位置，完成下端挂索。
②塔端安装
用塔吊起吊斜拉索，利用牵引索穿索。
斜拉索张拉端在索道入口处，安装好牵引工具索及张拉系统，即用柔性钢绞线与连接器连接。当牵引完成后把永久螺母旋紧，拆除定锚与油泵及千斤顶，取下动锚，拆除撑脚，再拆除柔性钢绞线与冷铸之间的连接器，完成一个工作程序。
（3）体系转换：根据具体的施工和挂篮的结构情况采取相应的措施将斜拉索锚固在已施工完成的混凝土梁上。
（4）张拉：斜拉索体系转换后按设计张拉值调整索的拉力。索的张拉要确保对称、均匀、同步进行，张拉中两侧不同步拉力差应不小于10％；当两侧设计索力不同时，要严格按设计分段同步张拉。为了克服操作误差，张拉应逐级递增到设计吨位。
图2 斜拉索防擦伤示意图
图3 梁端挂索示意图
图4 索塔上端挂索示意图
结语
随着桥梁技术的不断发展，斜拉桥因具有跨度大、造型美观等优点越来越被采用，本文通过花山大桥主塔施工实践，总结成文，以供类似工程参考。
10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.057
