大跨径悬索桥索塔施工技术与质量控制

陈 航

（四川路桥华东建设有限责任公司， 四川 成都 610000）

1 工程概况

1.1 总体工程概况

白洋长江公路大桥为主跨1000m钢桁梁悬索桥，全桥桥跨布置为：55.65m北锚碇+9×30m预应力砼T梁+1000m+（37+67.5+37）m预应力砼连续钢构桥+4×30m预应力砼T梁+80m南锚碇+18×30m预应力砼T梁。全桥长2216m。

1.2 索塔概况

主塔为牌楼造型门型框架结构，由塔柱、上横梁和下横梁组成，塔柱采用钢筋混凝土结构，上、下横梁采用预应力钢筋混凝土结构，北塔承台顶面高程为+55.6m，塔高 142.5m，塔柱横桥向由上至下向外倾斜，内外倾斜率为 1：33.898，横桥向宽度均为5.5m；桥塔顺桥向由上至下向外倾斜，内外倾斜率为1：100，顺桥向宽度为 7.62-10.43m。上塔柱标准断面壁厚为1.2m，塔顶实心段厚度为 4.3m；下塔柱标准断面壁厚为1.5m，塔底设置 2m实心段；上下横梁均采用单箱单室截面，下横梁宽度为8.0m，高度7.0m，壁厚1.0m；上横梁高度7.0m，宽度7.0m，壁厚0.9m。

2 索塔机械设备选型及平面布置

大跨径悬索桥由于垂跨比要求一般索塔较高，且索塔位置受地理环境制约较多，设备进场及现场布置较为困难，因此，设备的选型及合理规划布置往往影响整个索塔施工。白洋长江大桥索塔地处临江山坡地形，施工前需要进行山体开挖，索塔高度超过142.5m，桥面跨度为33.5m。宜设置2台塔吊，2台电梯，以便索塔施工起吊及人行上下。且单个索塔布设两套地泵，保证混凝土施工的连续性。钢筋加工场及混凝土拌合站宜距索塔就近布设。

3 索塔施工技术

3.1 劲性骨架施工

塔柱劲性骨架主要作用是定位、支撑钢筋、临时调整、固定模板和用于测量观测。劲性骨架立柱、水平杆、斜杆均按设计要求选取型号，骨架间主要由角钢与连接板焊接组成。劲性骨架在工地加工场加工，为保证每节的加工精度，在施工平台上按尺寸1：1放样，然后进行加工。

3.2 钢筋工程

索塔塔柱的竖向主筋采用 9m钢筋一次接高的方法，一次安装可以满足两节塔柱（4.5m一节段）施工的需要，不造成钢筋的浪费。索塔主筋竖向连接采用直螺纹连接技术，钢筋先在加工场绞丝，套上连接套筒后，吊至高空，最后将钢筋套筒端与待接钢筋螺纹连接。为保证钢筋安装质量，加工场加工的丝头出场严格检查，安装过程由技术人员跟踪把控。

3.3 模板工程

索塔采用液压自动爬模施工，外模板周转次数多，选用钢木模板。规则内腔面模板采用悬臂爬架配合钢木模板施工，不规则内腔面模板采用钢模组拼施工（索塔倒角处用组合钢模配合异形钢模施工，索塔横梁内膜和索塔根部倒角用大块钢模配合异形钢模施工）。在倒角节段使用组合钢模施工，但使用组合钢模施工时需在塔柱内相应位置安装好预埋构件，搭设支架，再在支架平台上立模施工。液压爬模外模板和规则内腔面的内侧模板采用木梁胶合板体系，面板为21mm胶合板，模板高度为4800mm。浇筑标准层高为4500mm。竖肋为木工字梁，横楞为2[14槽钢。

3.4 混凝土工程

索塔为C50高强混凝土，具有高集料、低水胶比、高泵扬程、早强、缓凝等特性。混凝土采用泵送，泵送水平和垂直距离都较大，故对混凝土的可泵性、和易性、泌水性及缓凝早强要求较高，所以混凝土配合比要求：坍落度 18-20cm，并且应掺入外加剂改善混凝土的和易性、可泵性、缓凝早强等效果。混凝土施工过程确保入模温度符合设计及规范要求，并加强施工工艺控制，混凝土浇筑结束后及时进行保湿养护，防止裂纹的产生。

4 悬索桥索塔质量控制

4.1 原材料质量及温控措施

混凝土质量是影响梁体外观质量和强度的重要因素，施工时要严格按照批复的配合比进行施工，用于混凝土拌合的各种原材使用前经过试验检测，确保各项指标合格，保证质量的稳定性，拌合和浇筑作业由专业的试验人员盯盘、检测，操作人员相对稳定。索塔施工为大体积砼施工，施工周期长，高温季节为保证浇筑过程中温度符合设计及规范要求，通过控制原材料温度控制保证砼质量，首先，对新进场水泥、粉煤灰、矿粉进行温度检测，温度过高严禁打入粉罐内；其次，采用制冷机及外掺冰块降低拌合用水温度并对砼入模温度实时监控；最后对承台布设冷却水管，聘请专业的温控单位对结构进行温度控制。有效的避免了承台及索塔各个阶段裂纹的发生。

4.2 施工工艺控制

施工工艺控制主要控制砼塌落度、浇筑顺序、布料及振捣方式等。塌落度是影响裂纹发生的一项重要因素，塌落度过大会使得水灰比过大，从而产生收缩裂纹，由于收缩而产生的微观裂纹一旦发生，将引起结构物的开裂、变形甚至破坏，因此，为防止收缩裂纹发生严格控制砼塌落度，控制在 160mm～180mm范围内。砼浇筑顺序及振捣也是产生裂纹的一项重要因素，砼漏振或欠振会导致砼结构不严密，受力时容易破损，产生较大的裂缝；过振会导致砼中的水泥浆与骨料上下分离，浮浆很容易产生干缩裂缝，因此，严格控制振捣施工工艺非常关键，针对砼振捣提前进行技术交底，并严格落实班前交底制度及现场排班负责制度，施工过程技术员全程指导负责，保证砼振捣质量。

4.3 养护质量保证措施

加强砼养护可以很大程度上减少裂纹的发生，由于索塔施工经历夏季高温和冬季严寒气候，高温季节主要采用喷淋+隔热防风包裹保湿养护施工工艺，使索塔始终保持湿润状态。冬季主要采用保温棉被保温+高温喷雾进行养护，保护内外温差，防止裂纹产生。

4.4 索塔节段错台质量控制

节段错台是索塔施工一项常见质量通病，为防止出现竖向及分层错台，需要严控各个施工环节，积极探索新的方式方法解决错台问题，有效的保证了砼外观质量。主要从模板进场验收拼装、增加拉杆数量等方式解决了这一质量通病。

（1）模板进场制作加工严格验收制度

模板作为保证索塔质量的基础，所有进场模板必须经过各方检验合格后方可投入使用，模板质量不合格的一律清退出场，模板拼装过程中错台及平整度验收不达标的全部返工，保证模板的使用质量。

（2）适当增加拉杆加强模板刚度

模板开始使用时强度及刚度均通过计算复核，不会产生较大变形，但在模板施工过程中随着浇筑次数增加，会出现不同程度的变形，少量变形同样会导致出现拼缝错台等问题，为防止这一情况发生，可提前增加模板拉杆数量，同时在相邻模板拼缝位置设置定位钢筋，避免了索塔节段错台问题，保证索塔外观质量。

5 结语

大跨度悬索桥多采用混凝土索塔，设备进场及现场布置均较为困难，设备选型对于索塔整个施工过程非常关键。同时，钢筋混凝土索塔施工已经成为大跨度悬索桥施工的关键技术之一，本文总结了索塔施工中关键技术要点，详细阐述了施工中常见质量通病及防治措施，为大跨径悬索桥索塔施工提供参考借鉴。