斜拉橋主塔施工技術案例分析

斜拉橋主塔施工技術案例分析

　　斜拉橋又稱斜張橋，是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結構體系。下面由小編為大家整理的斜拉橋主塔施工技術案例分析，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　一、工程概況

　　京新高速公路(五環路―六環路段)上地鐵路分離式立交橋是京包高速公路工程的一部分，全長510 m，為46+46+230+98+90 m五跨連續獨塔單索面預應力鋼筋混凝土斜拉橋。本橋上跨既有京包鐵路、城鐵十三號線，與既有京包鐵路相交處鐵路里程為K22+756，公路里程為K3+55.703，相交角度19度。

　　斜拉索主塔施工地處鬧市，場地狹窄，前有地鐵站及密集的居民區，后有加油站及密集居民區，兩側各有一個地下通道，中間夾有13號城鐵線及一條京包線，施工環境復雜，為整個工程施工的重點與難點。

　　二、塔柱施工總體方案

　　1、總體方案概述

　　本橋主塔柱高度距承臺頂面99 m，呈水滴狀，由下塔柱，中塔柱，上塔柱三部分組成。下塔柱高11 m。中塔柱高40 m，為雙斜柱，矩形變截面，內傾角22 °43'08''。上塔柱高48 m，為刻槽矩形變截面，直線+圓曲線變化。

　　下塔柱采用常規工藝一次整體澆注，中、上塔柱施工分為20個節段進行，前兩個節段施工完畢后，從第三節開始采用液壓爬模施工。爬模為4.25 m一個節段，每節段的施工工期為5～7 d。

　　針對該塔柱獨特的外形構造，結合以往爬模施工的經驗，從模板系統的選擇、拼裝、施工三個方面對現有技術進行改進，解決直線與曲線結構施工過程中相互轉換和調整的難題。

　　2、模板選擇

　　所有模板采用全鋼模板。鋼模具有較大的強度與剛度，可滿足爬模設備多次拆分改制與循環使用要求。其次，鋼模板技術成熟，操作工藝相對簡單，組裝方便。同時，可保證塔柱混凝土表面平整、光滑，外觀質 量好。

　　3、爬模系統加工及拼裝

　　爬模系統全部構件采用專業的廠家預制，根據施工實際情況，確定爬模的結構尺寸和最經濟的爬模節段，經試拼驗收合格后運至現場進行結構拼裝。

　　爬架系統包括：懸掛件及預埋件、爬升導軌、液壓頂升設備、2個上部工作平臺、1個主工作平臺、2個下部工作平臺等。

　　主操作工作平臺寬3.3 m，工作平臺總高15 m。主工作平臺由三角支撐與型鋼組成，承受整個爬架重量及施工荷載，并通過預埋件將荷載傳遞到澆筑好的混凝土實體上。

　　主工作平臺上部有2層工作平臺，用于模板的支模、收模及混凝土的澆筑。

　　主工作平臺下面懸掛2層工作平臺，用于液壓爬升的操作與混凝土實體的修飾。

　　所有平臺構件由型鋼連接而成，桿件可以拆開運輸，用螺栓和銷軸連接，拼裝和拆卸極為方便、快捷。

　　三、爬模施工工作原理及流程

　　1、爬模施工工作原理

　　爬模的頂升運動通過液壓油缸對導軌和爬架交替頂升來實現。導軌和爬模架互不關聯，二者之間可進行相對運動。當爬模架工作時，導軌和爬模架都支撐在埋件支座上，兩者之間無相對運動。

　　退模后立即在退模留下的爬錐上安裝承載螺栓、掛鉤連接座，調整上下軛棘爪方向來頂升導軌，待導軌頂升到位，就位于掛鉤連接座上后，操作人員立即轉到下平臺拆除導軌提升后露出的位于下平臺處的掛鉤連接座、爬錐等。

　　在解除爬模架上所有拉結之后就可以開始頂升爬模架，這時候導軌保持不動，調整上下棘爪方向后啟動油缸，爬模架就相對于導軌運動，通過導軌和爬模架這種交替附墻，互為提升對方，爬模架即可沿著塔體上預留爬錐逐段提升。

　　爬升軌道時，上爬升箱不動，油缸伸出，使下爬升箱中的承力塊支撐在軌道的踏步塊下面。收縮油缸，提升軌道。

　　到位后，上爬升箱中的承力塊支撐軌道，完成一個工作循環。如此循環，直至軌道到位。

　　爬升架體時，下爬升箱中的承力塊壓在軌道的踏步塊上面，油缸伸出，頂升模板。到位后，上爬升箱中的承力塊壓在軌道的踏步塊上面，模板上升一個高度。油缸收縮，提升下爬升箱，使其到上一個踏步塊上面，完成一個工作循環。如此循環，直至架體到位。

　　2、爬模施工工藝流程

　　爬模系統加工試拼裝→鋼筋綁扎，預埋件安裝→爬模系統現場安裝→爬模系統爬升→模板就位加固→澆筑混凝土→爬模系統拆除

　　四、爬模施工關鍵控制點

　　1、可調模板系統

　　中塔柱上部自7節段開始，結構由線性變化段過渡到弧線段，由于塔柱保護層厚度誤差不能超過5 mm，所以就不能以直代曲，這就要求模板能夠調整。

　　由于結構造型的變化，模板系統在爬升過程中，需要根據結構特點進行模板結構特點的改造來滿足施工要求。液壓鋼模爬模在施工過程中通過對小構件的結構改造來完成整個結構直線段和曲線段施工。

　　在進行直曲轉換施工結構改造時，將原有的直線爬軌改成曲線爬軌和相反的曲線爬軌改直線爬軌，并通過調整模板設計改型裝置將模板由直線調整到曲線，調整爬軌套件的定位檔件使其適應曲線軌道線型要求，改變爬軌踏步塊的距離，調整每次提升的高度。

　　隨著工程的施工進展，每次完成結構的階段施工，要對整個架體結構構件的空間位置進行調整，以滿足施工平臺的空間位置和安全的要求。

　　在澆筑完成前一節混凝土后，若需調整弧面的曲率，無需將模板拆下，只需利用調節螺栓即可實現。

　　由于鋼板具有一定的韌性，在施加適當的外力后產生變形而不被破壞，利用這一特征，通過幾何學原理，在使用時，如需變化曲率，只需要松緊調節螺栓，可以精確到每個絲扣，使面板彎曲成設計所需的弧度。

　　且鋼模板周轉率較高，安拆方便，混凝土成形外觀好，在大大加快施工的進度的同時，也能滿足混凝土澆筑的質量要求。

　　施工過程中，弧度的改變導致每次調整的角度都不同。這就要求在模板的調整過程中，要把接口處斷開。接口處的縫隙可以用玻璃膠密封，也可以用原子灰勾縫。

　　由于從直線段過渡到弧線段，而直導軌只能沿直線運動，為了既滿足爬升的需要，又能節省材料，可把內側拆下的軌道現場壓弧，與實體弧線平行，這樣，導軌就能沿實體弧度行進。

　　由于每次爬升的角度不一樣，這就要在爬升過程中利用塔吊調整角度，保證導軌能順利就位于附墻裝置。

　　2、鋼筋及預埋件的安裝

　　塔柱鋼筋主要采取直螺紋接頭連接，鋼筋連接在勁性骨架安裝到位后進行，并依托勁性骨架進行定位。

　　連接方法如下：用全站儀在已經接長的勁性骨架上測放出塔柱縱、橫軸線，鋼筋施工人員根據塔柱縱、橫軸線，在勁性骨架上放出鋼筋安裝位置線，塔吊起吊主筋，將其與下節主筋對接，使用管鉗旋轉套筒，將兩根鋼筋連接起來，再根據勁性骨架上放出主筋位置將主筋定位固定。

　　預埋件設置時除應注意位置、數量正確外，還應與周圍鋼筋及模板固定牢固，以防止混凝土澆筑時位置錯動，爬錐定位中心允許偏差應為±5 mm。

　　對于外露的永久性埋件做好防銹蝕、防污染工作，臨時施工埋件待工程完工后及時拆除并作好混凝土表面修補工作。

　　3、爬�，F場安裝

　　先進行主要承重結構架體平臺和附屬結構操作平臺的拼裝，平臺拼裝完畢后，將主承重架體平臺吊放安裝到預埋爬模施工的定位預埋件上，調整架體撐腳和定位銷栓進行固定。主平臺安裝完畢后，附屬輕型操作平臺對應主平臺的內外位置從上而下進行安裝。

　　塔柱在澆筑達到爬架安裝要求的基本高度后，開始進行爬架、模板的安裝工作。爬架按0層平臺與-1號平臺、+1號平臺、+2號平臺、-2號平臺單元順序進行安裝，各單元分別需在組拼平臺上組拼完成，然后各單元整體起吊安裝在塔柱預埋件上就位。

　　主附平臺安裝完畢后利用塔吊進行導軌和模板的吊放安裝，導軌和模板均從架體的上部向下進行安裝，在插入導軌的過程中應注意軌道軸線位置滿足施工要求，將所有的構件安裝完畢，進行架體構件的定位調整，達到施工操作要求。

　　模板的安裝是在爬架安裝、調整完成后進行。模板拼裝時，必須按照順序逐塊對位，連接成框架后臨時固定，采用液壓千斤頂微調，嚴禁強拉硬頂，使模板變形。

　　架體防護設施在結構拼裝完畢后進行安裝。

　　4、爬模系統的爬升

　　(1)爬升施工必須建立專門的指揮管理組織，制定管理制度，控制臺操作人員應進行專業培訓，合格后方可持證上崗操作，嚴禁其他人員操作。

　　(2)導軌爬升前，其爬升接觸面應清除粘結物和涂刷潤滑劑，檢查爬升箱承力塊是否處于提升導軌狀態，確認架體固定在承載體和結構上，確認導軌鎖定楔板和底端支撐已松開。

　　(3)導軌爬升由油缸和上、下爬升箱自動完成，爬升過程中，應設專人看護，確保導軌準確插入上層掛鉤連接座。

　　(4)導軌進入掛鉤連接座后，須及時插上楔板掛住導軌上端的擋塊，同時調整導軌底部支撐，然后轉換爬升箱承重塊爬升功能，使架體支承在導軌踏步塊上。

　　(5)架體與模板爬升前，須拆除模板上的全部對拉拉桿及妨礙爬升的障礙物;清除架體上剩余材料，解除相鄰分段架體之間、架體與塔體之間的連接，確認爬升箱處于爬升工作狀態;解除保溫棚四角的連接，和工作平臺踏板的連接。檢查液壓設備均處于正常工作狀態，承載體受力處的混凝土強度滿足架體爬升要求，確認架體支腿已退出，安全插銷已拔出;架體爬升前要組織安全檢查，合格后方可爬升。

　　(6)爬升應由總指揮統一指揮，各分段機位應配備足夠的監控人員。

　　(7)架體爬升到達掛鉤連接座時，應及時插入安全插銷。并旋出架體調節支腿，頂撐在塔體上，使架體從爬升狀態轉入施工固定狀態。

　　(8)爬模過程中如發生偏移，應立即糾偏。對于爬模裝置的整體偏差，可采用鋼絲繩和手動葫蘆進行糾偏;對于局部偏差可以通過支腿調節絲杠進行模板截面調節和垂直度調節。

　　5、混凝土澆筑

　　模板加固完畢后進行混凝土澆筑施工，混凝土采用汽車泵送進行澆筑，加強振搗施工和拆模后的養生施工，保證混凝土施工質量。

　　混凝土澆筑完畢后，以模板頂口線為基準，對靠近模板、寬約1.5 cm的混凝土頂面內外接縫作修整、壓實、抹平處理，在進行施工縫鑿毛時，嚴禁破壞這條接縫，以確保上下層混凝土接縫順直。

　　鑿毛由人工完成，當處理層混凝土強度達到2.5 mPa時，由人工開始鑿除混凝土表面的水泥砂漿和松軟層，經鑿毛處理的混凝土面用壓縮空氣或高壓淡水清理干凈。

　　由于索塔模板底口無接口模，為防止混凝土澆筑時漏漿以及上下兩節段混凝土結合部出現過大的錯臺，待澆節段的模板底部應壓緊已澆節段的混凝土頂部外表面，不得留有空隙。

　　混凝土澆筑前，再次對接縫表面進行檢查清理;混凝土澆筑過程中，要經常觀察模板與下節段混凝土面的貼緊情況，若出現漏漿，立即旋緊相應部位的對拉桿螺母及支撐螺旋;接縫兩側的混凝土應充分振搗，以使縫線飽滿密實。

　　6、爬模系統拆除

　　拆除工作遵循從上而下的順序，先拆除臨建附屬，再拆除模板和上層架體部分，最后拆除下層平臺和承重結構。

　　五、總結

　　液壓鋼模板曲線爬模施工能滿足塔柱不同傾角和線型尺寸施工要求，一套施工設備完成整個結構工程施工，同比液壓木模爬模及支架法施工，能最大限度的節約人力、物力和設備的用量，減少施工設備的周轉，提高施工效率，保證施工安全和結構外觀質量。

　　上地鐵路分離式立交橋工程施工中，整個爬模系統不需要外接動力，僅以電力帶動液壓系統提升模板，整個模板系統施工達到零排放，對施工環境沒有產生任何污染，為工程所在范圍的北京市民營造了良好的生活環境，滿足了工程對工期、質量、安全和經濟性等的要求。

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