独塔斜拉桥主塔施工难点技术研究

摘 要：深圳市红海大道赤石河特大桥为独塔斜拉桥，主桥跨径布置为256+50+40+40（m），主塔高111m，鱼梭型双柱结构，主塔上横梁为大尺寸大吨位的钢结构。斜拉桥的弧面塔身立柱与大吨位的上横梁皆为桥梁施工重点难点。本文研究分析塔身与上横梁施工的关键技术，其中主塔采用液压爬模法进行施工，上横梁采用液压提升器整体吊装法安装。

关键词：斜拉桥；桥梁施工；爬模顶升文章编号：2095-4085（2024）08-0040-03

1 工程概述

深圳市深汕特别合作区西部团组东西走向重要的市政主干路红海大道上新建一座跨海大桥——赤石河特大桥。该桥为独塔斜拉桥，全长1 058m，其中主桥桥跨布置为256+50+40+40（m），主桥主跨为钢箱梁，边跨为三跨预应力钢筋砼连续梁，主桥为塔梁固结体系（见图1）。

主塔总高111m，桥面以上净高99.52m，为鱼梭

型双柱结构，上部设置一道上横梁。主塔塔柱采用分离式塔柱，纵桥向塔柱由底部9m渐变至中部最宽处11.8m，再渐变至塔顶处6.2m。分离式塔柱为六边形实心截面，横桥向全宽4.5m，纵桥向宽3.0m。塔柱横向在距离塔顶20.5m位置设置上横梁，上横梁为拱形钢箱截面横梁，纵向设两片，单片宽1.6m。

本文主要研究分析桥梁主塔与上横梁施工中的重点难点施工方法。

2 桥梁主塔施工难点与应对措施分析

（1）主塔塔身立模浇筑难点应对措施：主塔塔身桥面以下采用支架模板浇筑，桥面以上部分采用爬模浇筑。爬模作业平台支撑梁与塔身垂直，爬模导轨与塔身弧面曲线段紧贴，通过爬模与导轨的连接件和立柱预埋支座构件的调整使爬模作业平台水平。塔身外模板为预制模板，通过塔吊吊装安装。

（2）主塔塔身浇筑与养护难点应对措施：桥的塔身砼浇筑，选择分层浇筑、振捣施工措施。分层浇筑和振动密实，控制振捣时间。严格控制砼分层厚度和振捣质量是保障砼浇筑质量的关键点。塔柱砼采用养护剂养护。

（3）主塔的上横梁安装施工难点应对措施：主塔

塔柱施工封顶后，在顶部设置临时钢桁架横向联系梁。主塔上横梁，采用工厂预制，主塔桥面上搭设胎架进行钢横梁组装。主塔每根塔柱上分别设置2个鹰臂，上面设置2台200t液压提升吊装设备（架设可横向位移调整的导轨），地面上一台500t的履带吊。通过液压吊装钢横梁升降，最后微调到预设位置焊接拼装。

3 主塔施工重点难点施工方案

3.1 主塔总体施工方案

桥梁主塔塔柱共计111m，下塔柱（桥面以下部分）塔身高11.5m，桥面以上塔高99.5m。塔柱（桥面以上）结构为鱼梭型分离式六边形实心截面结构。塔柱采用液压爬模法施工，标准段按4.5m高度分节施工，共分26节施工。

桥梁主塔主要工艺流程：①第1节作业平台搭设、塔吊安装、塔身浇筑→②第2节段支架、作业平台搭设、塔柱建筑→③下横梁及主梁0号块支架搭设，模板安装和预压、下横梁、主梁0号块、主塔塔身第3节的钢筋安装→④下横梁、主梁0号块和第3节塔身施工，主梁0号块预应力钢束张拉→⑤塔身第4节施工→⑥液压爬模爬升，一次施工塔身5～13节段→⑦爬模依次施工塔身第13～16节，同步施工主塔两根立柱第一道纵桥向系梁→⑧塔身第15、16节纵桥向预应力张拉→⑨爬模依次施工塔身第17～19节，同步施工主塔两根立柱第二道纵桥向系梁，预埋上横梁锚固段A→⑩塔身19节纵桥向预应力张拉→B11爬模依次施工塔身第20～26节，同步施工主塔两根立柱第三道纵桥向系梁，预埋上横梁锚固段A→B12塔身26节纵桥向预应力张拉→B13钢结构上横梁吊装→B14防雷接地装置安装。

3.2 主塔爬模施工方案

主塔采用液压自爬模系统施工。在主塔外侧一边各设置1台ZTT6517-10B型塔吊（吊幅5～12m范围内，最大起重能力为10t，液压爬模系统单件最大重量3.5t， 最远吊距11.5m）用于塔柱施工。主塔左右塔柱分别设置1台SC200单笼电梯。液压自爬模系统主要由爬架系统、模板系统及油路动力系统三大部分构成。

（1）液压爬模系统。主塔液压爬模系统选取通用SJ-AC150型，选择通用部件配置组装而成。本桥主塔两个塔柱各设置1套。主塔爬模施工标准节段高4.5m，主塔共设26个施工节段。

液压爬模系统主要由上、下部架体组成。下部架体为爬模的承重体系，施工阶段爬模自重和在爬模上的相关施工荷载皆由其承担。塔柱施工模板安拆和调整、爬模预埋构件的安装、主塔钢筋绑扎等工作皆在上部架体上实施。上、下部架体通过连接构件相连。

爬架从下到上分5层工作平台，各层的作用由下往上分别为：（-1）层：主要为爬模锚固装置的拆除、塔柱预应力筋张拉和塔柱砼面层施工。（0）层：爬模液压顶升的操作平台。（+1、 +2）层：主塔模板施工安装作业，爬模支撑预埋件安装作业。（+3）层：塔柱钢筋、预埋件施工及塔身砼浇注的作业平台。在电梯侧设置（-2）层，该层用作电梯入口。

（2）爬模的模板体系。爬模系统根据主塔塔身分节情况，上部架体标准层高4.5m，爬模模板高为4.8m。模板下端下包下塔身0.1m，上端预留高0.2m，以保证底部新浇砼漏浆和防止浇筑时砼浆溢出。爬模模板体系根据主桥结构尺寸，分为12块加4块角模板组合而成。不同面模板间通过螺栓连接，倒角处采取特制倒角钢模，与两侧模板多螺栓、多拉杆形式连接。爬模模板系统主要由胶合板与方木梁通过连接螺栓与横向背楞组成。外模分块加工成型后在爬模操作平台上拼装，随爬模上升，每根塔柱设置3面爬模，一面预制内膜，内膜预制成型整体采用塔吊吊装安装。模板为工字木梁胶合板模板。

（3）爬模油路及动力系统。爬模油路及动力系统由电控操作系统控制液压动力泵、油路管、液压缸体等几个部分构成。液压泵和油缸向整个爬模系统提供升降动力。

爬模系统的提升通过导轨和下部架体的交替顶升实现。爬模导轨和爬模下部架体间是可相互运动的。爬模架工作状态时，爬模导轨和爬模下部架体分别与塔身的埋件支撑件连接，各自独立连接固定。上部架体模板退模后，在上部架体已浇筑的塔身安装导轨挂座，调整导轨的上下换向盒限位锁，通过下部架体作为支撑点顶升导轨。导轨顶升至上部挂座上固定，再拆除导轨爬升后露出挂座周转使用。爬模下部架体与导轨交替顶升，实现爬模体系的逐层提升。

3.3 主塔砼浇筑养护施工方案

根据桥梁主塔的高度，1～8#节段（35m高度以下）砼采用汽车泵泵送入仓，剩余砼采用拖泵泵送入仓。

每个塔柱配置1套泵管，总共配置2台中联HBT80-13-110SU高压拖式砼输送泵。主塔砼浇筑采用125A壁厚10mm的高压输送管道。泵管从拖泵接出，每个塔柱墩均配备2套泵管。拖泵布置在主塔左右侧，泵管沿着塔柱横桥向外侧砼外表面布置，预埋固定点3m每道，每固定点设置于泵管接头处下方15cm处。

主塔砼浇筑施工注意事项：

（1）塔柱砼浇筑严格按大体积混凝土浇筑及养护做好专项施工方案，设置拖泵接力方式将砼输送至浇筑节段，架设送料斗和串筒保证砼自由下落高度≤1.5m，避免骨料离析。

（2）应根据塔身尺寸分区砼振捣。浇筑前做好施工交底，分块分区定员作业，保证砼浇筑质量，确保浇筑密实和无漏振、过振等现象。

（3）在劲性骨架小断面桁架处，保证桁架处砼的振捣质量。同时应注意锚具、预应力导管等预埋构件，确保预埋构件与砼充分结合。构件、钢筋密布之处，应加密振捣点，但是需避免振捣棒触碰到钢筋等构件，确保振捣质量。

（4）砼浇筑前在现场准备塔柱施工作业面遮雨棚，在下雨时用遮雨棚遮住塔柱浇筑面，保证砼坍落度及水灰比不受影响。

3.4 主塔钢横梁施工方案

主塔上横梁距离桥面78.77m位置，上横梁为拱形框架式钢横梁，由曲线型横梁及斜撑组成，截面高3m，宽1.6m，采用箱形截面，塔柱纵桥向设两道钢横梁，两片横梁间设置纵向系杆连接。上横梁与砼主塔柱间设预埋锚固接头。主塔爬模和上横梁施工方案如图2所示。

上横梁根据构件尺寸和安装工艺，共分5个阶段预制到现场安装和吊装，其中最重为第③节，单件重92t，钢横梁合计重706t。

（1）上横梁施工工艺流程。钢横梁在专业的钢结构工厂制造、试拼装，分节运送至现场→塔柱预埋锚固段A（①）、锚固段B（⑤）→塔顶两根塔柱间安装钢桁架临时支撑，塔柱锚固段B上方设置4座钢桁架牛腿吊装作业平台→第②、③段在桥面胎架上拼装→第②、③段在纵桥向偏心2.2m，通过液压提升器将提升至高于连接点20cm位置→通过鹰臂导轨上液压顶推器将第②、③段纵桥向复位2.2m，液压提升器微调下降20cm至钢横梁锚固点焊接固定位置→通过500t履带吊，将第④段吊装至设计位置，空中焊接合拢上横梁。

（2）钢锚固段安装。由于锚固段钢构件重量较大，锚固段A单件重达24t，锚固段B单件重达27t，需考虑其埋设劲性钢桁架作为定位措施。劲性钢桁架预埋4.5m在上一节主塔节段内。锚固段钢梁通过劲性钢桁架定位于固定。

（3）钢横梁吊装拼装。钢横梁第②、③节段在桥面胎架上拼装完成后，总重量达470t（包含两片钢梁纵向连接和吊装加固）。主塔四根立柱分别设置4座吊装平台（三角鹰臂），通过4座液压提升器同步吊装钢横梁。单个TJJ-2000型液压提升器额定提升能力200t，总提升能力为4×200=800t，安全系数为800/470=1.7≥1.25，满足吊装安全要求。

上横梁吊装时为绕开锚固段，纵桥向偏心2.2m位置向上吊装。吊装到到高于设计位置0.2m处，再采用200t的自锁型液压爬行器顶推复位2.2m，最后再下降0.2m坐落至设计位置，钢横梁与锚固段A焊接固定。最后通过200t的履带吊吊装第④节镶嵌合拢段，第④节与锚固段B和第③节焊接，上横梁完成安装，拆除临时横向支撑等临时辅助构件。

4 总结

赤石河特大桥是红海大道的关键工程，其主塔施工中，危大工程项目众多，是施工中的重点难点。通过对主塔施工重点难点研究分析，制定安全、经济、高效性主塔施工方案，保障了桥梁的顺利实施。

参考文献：

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［5］何国明，朱廷志，汤荣林.贵阳观山大桥横梁液压提升安装施工［J］.预应力技术，2006（4）：25-28.

作者简介：杨元锦（1988—），男，汉族，工学学士，路桥专业中级职称，从事市政工程设计施工管理工作。