悬索桥索塔施工控制及应力研究

刘 航

(黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

1 悬索桥的索塔施工技术分析

1.1 劲性骨架的施工

塔柱位置的劲性骨架发挥出的作用，主要有支撑钢筋、定位、临时调整、测量观测、固定模板。劲性骨架的水平杆、立柱、斜杆，必须要依照设计的要求，选择型号，并且骨架之间要用角钢同连接板进行焊接。还要在施工现场加工劲性骨架，这样才能确保骨架每一节的精度，于施工平台上面，依照1∶1的比例尺放样，之后加工出来。

1.2 钢筋工程的施工

索塔塔柱竖方向的主筋一般都采用标准数米的钢筋实施一次接高方法，保证一次安装成功，就能满足两节塔柱施工标准，不会浪费钢筋。索塔的主筋竖方向的连接运用螺纹连接技术，在施工现场将钢筋进绞丝，再将套筒套上，吊到高空位置，把钢筋套筒连接到待接的钢筋螺纹上，以确保钢筋安装的质量。在施工现场加工的那些丝头，一定要进行严密检查。施工过程以技术人员进行指挥，保证钢筋工程的质量。

1.3 模板工程的施工

索塔以液压形式的自动爬模技术进行施工，因为外模板的周转次数非常多，因此要用到钢木模板。悬臂爬架与钢木模板进行配合，进行规则内腔面模板的施工；以钢膜组拼技术进行不规则内腔面模板的施工。这种组拼有区分，针对索塔倒角位置，需要用到组合钢膜与异形钢模的配合进行施工；索塔根部倒角和索塔横梁内膜，则运用大块钢模与异形钢模配合进行施工。虽然在倒角部分，用到组合钢模，可是在运用时要注意，应当于塔柱内的相应位置，提前设置预埋构件，构件设置支架，然后在支架的平台上，开始立模施工。规则内腔面部位内模板和液压爬模的外模板，均应用木梁胶合板体系。竖向肋是木工字梁，橫楞用标准槽钢。

1.4 混凝土工程的施工

索塔一般运用高强度的混凝土，特性表现为缓凝、早强、高泵扬程、低水胶比、高集料。混凝土要以泵送，但是要保持较大的水平、垂直距离，这就要求混凝土有着较好的和易性、可泵性、缓凝早强性、泌水性。可见，施工所用混凝土要依照严格的配合比进行配合。其中，坍落度一般保持在18～20 cm范围内，掺入一些改善剂。整个混凝土施工过程必须满足入模温度在设计标准规范内，重视施工工艺的控制，此部分施工结束后，要能第一时间实施保湿的养护施工，以避免裂纹出现。

2 悬索桥索塔的施工控制

2.1 严格控制施工温度

悬索桥索塔施工中，对于梁体的外部强度产生影响因素是混凝土质量，因此必须严格依照实验配合比，拌合混凝土。并且在拌合之前，对混凝土制作材料，进行前期试验性检测，以保证每项指标都符合标准，提高混凝土的稳定性。拌合过程中、浇筑过程中，要由专业技术人员对整个过程进行监督和检测，才能保证操作的稳定性。此种桥梁的施工，都是大体积混凝土的施工，周期比较长，如果遇到高温时节，一定确保浇筑时温度在设计标准规范之内，对材料温度进行控制，保证混凝土的质量。施工技术人员要注意对施工现场内的矿粉、粉煤灰、水泥的温度进行检测，发现其温度过高，不能将其添加到粉罐之内；然后可以运用掺入冰块和外用制冷机的方式，控制拌合时的温度，要运用温度监控设施监控混凝土入模的温度；承台部分设置冷却水管，也要邀请专业温控人员，专业地控制结构的温度，这样能避免承台和索塔各部分出现裂纹。

2.2 科学控制施工工艺

悬索桥索塔部分的施工中，对于施工工艺的控制，主要是对振捣方式、布料方式、浇筑顺序、混凝土坍落度进行控制。其中，坍落度会影响到索塔是否会出现裂纹，坍落度高也就是水灰比大，这时容易出现收缩性裂纹。如果因为收缩出现微小裂纹，则可能导致结构物开裂、变形，甚至损坏，所以一定要避免这种收缩性裂纹出现，也就必须控制好混凝土的坍落度，保证在16～18 cm之内。出现裂纹的影响也包含了混凝土浇筑的顺序和振捣方式，如果漏振或者欠缺振捣，混凝土整体结构不够严密，受到外力冲击，则容易损坏， 从而出现裂缝；如果振捣过度，混凝土中骨料与水泥浆可能出现上下的分离，浮浆部分凝固后，容易出现干缩性裂缝。所以，必须要保证振捣工艺合理应用，振捣之前必须有技术性交底，同时合理安排振捣的交班制度，技术人员要全程指导，以确保振捣的质量。

2.3 确保养护施工的质量

对于混凝土施工，一定要重视养护施工，才能更大范围内避免裂缝出现。因为索塔的施工时间比较长，会经历夏季、秋季、冬季等，每个季节气候不同，温度的不同会对混凝土工程产生影响。高温时节选用隔热+喷淋+防风包裹的保湿养护施工技术，这样能确保索塔混凝土部分保持着湿润的状态。低温时节选用棉被包裹+高温喷雾的保温养护技术，以避免混凝土内外部温差，避免裂纹出现。

2.4 避免索塔阶段错台的施工

索塔施工工作中，很可能因为疏忽而出现索塔节段的错台问题，为避免这一施工问题出现，必须要严格控制每个施工环节，也要使用一些创新形式的施工技术。首先，严格执行模板进场的制度加工验收制度：索塔质量基础支持就是模板，因此每一块模板在进入到施工现场前，都必须经过严格检查，确定合格之后才能使用。如果模板的质量达不到标准，必须撤出施工现场；另外，模板拼装错台和平整度的检查也不合格，必须返工重新拼装，以保证整体施工质量。其次，合理使用拉杆，以提升模板刚度。合理计算出刚度，然后依据具体数值，合理地运用拉杆，以强化模压刚度，为后期施工提供支持，也能确保索塔的施工质量。

3 悬索桥索塔的应力研究

3.1 悬索桥索塔温度应力

悬索桥处在自然环境中，为此一定会遭受各种各样自然因素的影响，这样整个悬索桥温度状态会无时无刻地变化。如果一个结构自身温度有一些改变，该结构中部分材料会因为温度升高而出现膨胀，也能因温度降低而出现收缩。这时就会涉及到温度场这个概念，具体说的是结构内部瞬间的不均匀温度的状态。因为结构物会受到的外部约束和自身各个部分间互相的内部约束，使得材料要出现的收缩或者膨胀变形，不能自由地进行，也就出现了应力，也称为温度应力。

3.2 悬索桥索塔温度应力的计算

针对此应力，技术人员运用有限元分析理论进行计算，主要过程为，先进行ANSYS热分析和热应力分析；然后建立相应的模型；接着分析出索塔内外表面温差作用后的索塔温度效应；继续分析索塔东西侧温差对于索塔产生何种影响；最后分析出年温度变化会给索塔带来怎样的影响。以此为基础，科学合理地确定出施工的具体方案和施工工艺，以及施工技术。

4 结束语

综上所述，悬索桥的索塔施工中，会用到各种各样的施工技术，为保证施工技术准确选择，要提前计算出索塔承受的温度应力，然后严格控制整体施工，以确保施工安全进行，并提高施工质量。