公路斜拉桥项目的索塔施工关键技术分析

罗元成

摘要 为有效提高斜拉桥索塔施工质量，保证斜拉桥整体运营能力和使用安全，文章结合某桥梁工程索塔施工实践，针对斜拉桥索塔施工关键技术进行综合探究，分析总结了塔柱、塔座、下横梁施工技术要点，提出了科学有效的索塔施工质量控制措施，具体包含下塔柱斜面支架布设、主动横撑设置、液压自爬模体系施工、混凝土浇筑、钢锚梁施工等质量管控要点，以期能有效提升斜拉桥索塔施工技术水平，保证桥梁整体施工质量。

关键词 公路桥梁项目；斜拉桥索塔；塔柱施工；爬模施工

中图分类号 U445.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）12-0096-03

0 引言

近年来，随着科技的不断进步，桥梁工程建设取得突出进展，跨径越来越大，结构愈加复杂，对桥梁工程施工技术提出了更高的要求。斜拉桥具有造型美观，跨越能力强等优点，已成为大跨径桥梁结构的首选结构形式。索塔作为斜拉桥重要的结构组成部分，其施工质量高低直接决定斜拉桥整体承载能力和稳定性，加强索塔施工质量控制尤为重要。为此，该文结合实际工程实践，针对斜拉桥索塔施工技术展开综合探究，具有重要的现实意义。

1 工程概况

某斜拉桥工程建设规模庞大，Ⅱ标段设计长度1.825 km，主要包括主桥、引桥2部分，索塔采用钻石型结构，由塔冠、上塔柱、下塔柱、下横梁、塔座五部分组成，除塔座外，其余部分高程依次为25 m、91.56 m、36.2 m、7 m。

2 塔柱施工关键技术

2.1 准备工作

施工准备工作是保证项目顺利开展的重要前提，因此，塔柱施工前，应科学做好各项准备工作，根据项目实际情况，合理配置施工机械，以有效提升工程施工效果。主要机械包括：①塔吊2台，根据实际情况，合理选择塔吊类型和型号，科学确定安装位置；②施工电梯3台，实现人、料、工具分类运输；③地泵、泵管、水管若干，保证塔柱混凝土浇筑的顺利进行[1]。

2.2 塔柱施工技术

塔柱施工前，按照主塔豎向高度合理划分施工节段，实施分层浇筑施工。除塔座体系外，塔柱共划分成27个施工段，根据设计标准要求分节段控制施工质量，确保整体施工效果。分节段施工时，应根据各构件具体要求进行施工作业，确保各环节质量满足要求，避免产生质量安全隐患[2]。分层浇筑施工中采用爬模施工工艺，其工艺要点如下：

（1）混凝土浇筑完毕待强度达到15 MPa后，后移模板体系，并实施挂座安装和导轨提升施工，安装完成后将爬架提升至指定位置。

（2）爬架到达指定位置后，科学完成骨架拼接、钢筋绑扎、模板施工、预埋件安装等各项工作。

（3）待以上各项工作完成后，前移模板体系，并进行内、外模安装，校验合格后，实施加固处理，确保牢固和可靠，加固完成后开始混凝土浇筑等后续工作。

（4）按照上述步骤进行循环作业，直至整个节段混凝土浇筑完成。上塔柱施工与下塔柱大体一致，但因二者之间157.9°偏转角，实际施工时部分工艺存在一定差异，应在下横梁施工完成后，对爬模架体实施落地处理[3]。

（5）以上塔柱为首个施工节段时，爬模施工工艺与下塔柱相同。上塔柱施工工序较多，主要施工内容包括：塔体施工、索管布设、拉压杆安装、钢锚梁施工等。

（6）钢锚梁施工应严格遵循以下步骤：①钢锚梁在预制场加工完成，检测合格后，方可运至施工现场；②采用吊装方式辅助完成钢锚梁拼装施工，使其形成整体结构；③按照标准节段实施施工，强化工期控制，利用塔吊完成钢锚梁循环作业，并同步完成塔柱混凝土浇筑施工[4]。

3 塔座施工关键技术

塔座作为索塔最基础的环节，实际施工时，应严格控制钢筋加工及绑扎质量，以有效保证钢筋性能。

（1）钢筋加工过程中，应加强质量管控，科学做好钢筋调直、除锈工作，严格按照设计图纸进行钢筋制作。制作完成并检验合格后，运至施工场地，待达到施工条件后方可实施绑扎作业。

（2）该工程塔座模板采用木模板，模板安装时应严格按照审批通过的施工方案进行作业，科学布设支撑体系，确保模板刚度稳定性满足要求。模板施工完成并验收合格后，随即进行塔座混凝土浇筑。

（3）混凝土由搅拌站直接供应，并采用专用运输罐车运至现场，利用地泵完成混凝土浇筑。浇筑时采用水平分层方式实施浇筑，分层厚度不得超过30 cm。

（4）混凝土浇筑应连续进行，防止中间出现停顿，以免影响施工质量。同时加强振捣工作，确保密实度满足要求。振捣时严格控制间距，以振捣器作业半径的1.5倍为标准，并防止触碰钢筋、模板、预埋件等设施，以免造成破坏，影响结构性能[5]。

（5）混凝土浇筑完成后，应加强温度监测，采取必要的保温隔热措施，严格控制内外温差，确保满足规范要求，避免产生混凝土裂缝等质量问题。

4 下横梁施工技术

下横梁施工时，应设置支架体系，该工程采用钢管柱支架体系。具体方案如下：

（1）下横梁施工支撑钢管规格为800 mm×10 mm，采用双排布设形式，其中每排设置钢管柱6根。钢管柱总长度为35.5～39.6 m，通过组拼而成，其底端立于塔座及承台之上，并位于塔吊下方，通过拼装方式完成连接，接长位置采用法兰连接[6]。支架体系拼装完成后，应实施预压试验，确保承载力满足要求。

（2）支架预压合格后，应及时进行下横梁模板施工。该工程内模采用木模结构，底模、侧模采用定型钢模板。钢模板材质为A3钢板，厚度为6 mm，通过对拉螺杆实施加固处理，待下横梁模板加固并检查合格后，方可实施混凝土浇筑[7]。

（3）下横梁混凝土浇筑时，应分两次完成。前后两次浇筑高度均为3.5 m，首次浇筑底板及下1/2腹板高度；第二次浇筑上1/2腹板高度及顶板结构。浇筑采用泵送方式完成，严格按照执行分层浇筑方案，分层厚度不得小于50 cm，浇筑过程中应加强混凝土振捣，确保密实度满足要求。

（4）混凝土浇筑完成后，应采用毛毡覆盖，并进行洒水养护，保持表面湿润，有效降低混凝土内外温差，防止因温差过大引发混凝土裂缝。待混凝土强度达到2.5 MPa后，即可进行腹板凿毛和清理工作，准备开展后续施工[8]。

5 索塔施工质量控制措施

5.1 下塔柱斜面支架

该桥梁下塔柱设计高度为10 m，采用封闭多箱室结构，实际施工时应分两次完成，单次施工高度以5 m为宜，其倾斜度为62°。

下塔施工阶段，为提高模架体系稳定性，保证混凝土施工质量，在现场安装斜面支架系统，以实现对模架体系的加固。该系统由8榀工字型钢组成，保证型钢连接牢固，避免产生失稳现象。通过受力分析及验算，每榀型钢支架包括56B、36B、20B工字钢，采用焊接方式进行连接。

5.2 主动横撑

该工程设置主动横撑能有效提升结构整体稳定性，防止产生偏移现象。实际施工时，应全面分析塔柱力学性能，并借助有限元分析模型对相关指标实施优化，然后以横梁、下横梁为标准安设横梁。待横梁安设完成后，借助千斤顶提供充分支撑力，避免产生倾斜现象，以有效保障施工质量[9]。

5.3 液压自爬模体系

在该项目施工过程中，塔柱极易出现结构变形，但中间横梁受力状态保持不变，而塔柱由于高度过高产生倾斜现象，因此索塔上塔柱、中横梁施工时，应严格按照规范要求实施分节段施工，全面提升施工质量。

（1）索塔采取分节段施工模式，单节高度以6 m为标准，整体划分为25个施工段，采用ZPM-100液压自升式爬模系统进行施工。与翻模、滑模系统相比，该爬模体系较为灵活，能够满足分节段施工的基本要求，并且安装较为方便，具有较强的标准化水平，能优化塔柱及索塔线形，保证施工质量、安全与效率。

（2）该爬模体系自上而下由吊平台、主平台、上平台三部分组成，竖向高度超过15 m。模板体系包括内模和外模两部分，按照实际施工需求实施模板制作，保证模板尺寸、形式满足设计要求，制作完成后应按要求进行安装，并加固牢固，转角位置设计为圆弧形，应进行定型化制作。

（3）内模采用定型钢模板。爬模施工流程如下：在塔柱结构中预埋爬锥，安装挂座、螺栓，确保架体稳定和可靠，利用架体支撑施工平台，完成模板、钢筋、混凝土等各分项工程施工，具体施工流程如图1所示。

（4）爬模爬升前，应预先完成上下挂座导轨安装工作，并确保滑轮、导轨连接可靠，然后开启油泵装置，利用千斤顶实施顶升作业，使爬模体系匀速、缓慢爬升至指定位置。需特别强调的是，爬模爬升时应严格控制油缸循环顶升高度，通常不超过30 cm。首节爬升完成后，后续爬升严格按照上述流程实施，直至完成所有施工工作[10]。

（5）实际施工时，由于塔柱横桥向投影面为斜面，因此爬锥预埋时通常与结构混凝土面保持垂直，但此种预埋方式容易导致结构受力不平衡，引发倾斜事故。为防止上述问题的出现，专业技术人员根据现场实际情况，采取在单个千斤顶油缸处安装截流阀的方案，对油缸工作速度进行单独控制，从而实现同步顶升施工。

5.4 混凝土浇筑措施

该工程施工中，钢筋分布较为密集，混凝土浇筑和振捣难度较大，影响结构强度和稳定性。混凝土浇筑时应严格控制以下几个方面：

（1）优化配合比。配合比是控制混凝土质量的关键指标，对混凝土强度和性能具有重要影响，因此，施工中应严格控制混凝土配合比，严禁浇筑过程中随意加水作业。

（2）控制拌和质量。混凝土拌和时，应根据设计配合比实施拌和，并通过试拌确定拌和速度、时间等相关指标。拌和过程中严格控制拌和时间和拌和速度，以免产生离析现象。

（3）加强坍落度控制。混凝土出厂及浇筑时应对坍落度实施检测，确保符合标准要求，保证工程建设质量。

（4）严格质量验收。混凝土浇筑时，应严格按照施工工艺要求进行浇筑和振捣，以有效确保混凝土施工质量。浇筑完成后，应及时采用托板、刮杆进行收面，提高成型效果。对于新旧混凝土连接部位，应提前实施凿毛处理，浇筑前洒水湿润，保证新旧混凝土结合效果。此外，混凝土施工完毕，并养护合格后，严格按照施工质量验收规范开展质量验收工作，主要检测内容包括混凝土强度、截面尺寸、外观质量等，主控项目合格率为100%。

5.5 钢锚梁施工措施

钢锚梁作为斜拉桥索塔施工的关键组成部分，施工中为有效避免钢锚梁变形，保证施工质量与安全，应严格控制以下几个方面：

（1）该工程钢锚梁采用整节段预制方式进行施工。由于钢锚梁重量高达7.5 t，因此主塔施工时应采用1台川建C7050和1台川建C7022塔吊联合实施吊装施工，以确保顺利完成钢锚梁安装施工。

（2）工程施工时，各塔柱中的所有钢锚梁均应实施试拼装，避免出现安装偏差，提高工程施工精度，保证施工质量与效率。但实际施工时，应科学掌握拼装时机，待现场相关条件成熟后，再运至现场实施拼装作业。

（3）严格按照设计要求进行钢锚梁安装，并实时监测安装精度，确保满足要求，安装完成并检验合格后，方可实施塔柱混凝土浇筑。此外，实际施工时，为降低施工累计偏差，应提升钢锚梁质量控制水平，科学提高安装精度，确保达到预期质量目标。

6 结语

综上所述，索塔作为斜拉桥重要的结构组成部分，其施工質量高低直接决定斜拉桥整体承载能力和稳定性，但由于索塔施工具有较强的系统性，施工工序复杂，质量控制难度较大，加强索塔施工质量控制尤为必要。因此，斜拉桥索塔施工时，应科学做好各项施工准备工作，合理优化施工方案，全面掌握施工工艺要点，加强下塔柱斜面支架、主动横撑、液压自爬模体系、混凝土浇筑、钢锚梁施工等各环节施工质量管控，从而有效提升索塔施工质量与安全，保证项目建设的综合效益。

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