斜拉橋混凝土索塔施工實用工藝工法

1、斜拉橋混凝土索塔施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0601-2011）橋梁工程有限公司廖文華羅孝德1前言 1.1工藝工法概況斜拉橋的主塔承受的荷載主要有：塔身自重力、拉索傳遞的水平及豎向分力、風力、地震力等。這些力在塔身上產生的綜合效應為沿橋塔縱橫向的水平剪力和彎矩，以及軸向壓力等。般斜拉橋的順橋布置形式基本為單柱式、倒丫形、A字形等，如下圖所示。15圖1塔柱形式（順傾向）a）單柱式；b）倒Y形；c） A字形索塔沿橫橋向的布置主要有：柱式、門式、A字形、倒丫形、菱形（寶石形）等，如下圖所示。圖2塔柱形式（橫傾向）a）柱式；b）、c）門式；d） A字形；e）倒Y形；f）菱形（寶石形）本

2、工法以重慶巫奉高速公路何家坪特大橋花瓶型（門式）鋼筋混凝土索塔施工為依托，全面闡述斜拉橋索塔施工所采用的先進施工技術和施工工藝特點。1.2工藝原理1.2.1索塔的施工可視其結構、體形、材料、施工設備和設計要求綜合考慮, 選用適合的方法。裸塔施工宜用爬模法，橫梁較多的高塔，宜采用勁性骨架掛模 提升法。1.2.1斜拉橋施工時，應避免塔梁交叉施工干擾。必須交叉施工時應根據(jù)設計 和施工方法，采取保證塔梁質量和施工安全的措施。1.2.2斜塔柱施工時，必須對各施工階段塔柱的強度和變形進行計算，應 分高度設置橫撐，使其線形、應力、傾斜度滿足設計要求并保證施工安全。1.2.3索塔橫梁施工時應根據(jù)其結構、重量及

3、支撐高度，設置可靠的模板 和支撐系統(tǒng)。要考慮彈性和非彈性變形、支承下沉、溫差及日照的影響，必要時， 應設支承千斤頂調控。體積過大的橫梁可分兩次澆筑。1.2.4索塔混凝土現(xiàn)澆，應選用輸送泵施工，超過一臺泵的工作高度時， 允許接力泵送，但必須做好接力儲料斗的設置，并盡量降低接力站臺高度。1.2.5必須避免上部塔體施工時對下部塔體表面的污染。1.2.6索塔施工必須制定整體和局部的安全措施，如設置塔吊起吊重量限 制器、斷索防護器、鋼索防扭器、風壓脫離開關等；防范雷擊、強風、暴雨、寒 暑、飛行器對施工影響；防范吊落和作業(yè)事故，并有應急的措施；應對塔吊、支 架安裝、使用和拆除階段的強度穩(wěn)定等進行計算和檢查

4、。2工藝工法特點2.1翻模工藝模板制造簡單，構件種類少，可根據(jù)施工起吊能力、索塔造型進行分塊，施圖3翻模提升示意圖2.2液壓自爬模工藝爬升穩(wěn)定性好，操作方便，安全性高，可節(jié)省大量工時和材料。一般情況下爬模架一次組裝后，一直到頂不落地，節(jié)省了施工場地，而且減少了模板的碰傷損 毀。結構施工誤差小，糾偏簡單,施工誤差可逐層消除，施工速度快。模板自爬地清理,大大降低塔吊的吊次1 、 注航02 , 雄好號桃圖4液壓自爬模流程圖3、握亍卜咄t応2.3移動腳手架爬模工藝能適應塔柱變坡和塔柱橫梁同步施工，避免了液壓自爬模施工在塔柱變坡和塔 柱橫梁施工時爬架需拆除重新安裝的弊端，另外，上塔柱作為錨索區(qū)，存在環(huán)向

5、 預應力束，可以充分利用鋼管腳手支架完成預應力施工而不影響塔柱爬升，施工 速度快，操作簡單，安全性高。3適用范圍本工法適用于同類斜拉橋門式混凝土索塔施工，其他類型混凝土索塔施工可 以參照使用。4主要技術標準公路橋涵施工技術規(guī)范JTG/T F50公路斜拉橋設計規(guī)范JTJ027公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范JTJ025鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 GB50205公路工程質量檢驗評定標準JTGB80-15施工方法混凝土索塔根據(jù)索塔的造型和施工程序，選用合適的塔吊起重設備，配置人 員上下通道，確定混凝土輸送路徑。通過采用翻模施工工藝、液壓自爬模施工工藝、移動腳手架爬模施工工藝，落地支架法和懸空支架法等施

6、工方法，逐步完成 索塔鋼筋、勁性骨架、預應力、索導管、混凝土等各項施工作業(yè)，各種施工方法 綜合運用，達到施工效益最大化。6工藝流程及操作要點6.1施工工藝流程鋼筋混凝土索塔施工工藝流程如下：圖5施工工藝流程圖索塔節(jié)段施工工藝流程如下：接頭鑿毛、清洗、測量放樣T接高勁性骨架T 綁扎鋼筋（預應力體系的安裝）內外模板提升及安裝一測量、調整模板一驗收 符合要求后固定模板T澆筑混凝土一混凝土養(yǎng)生一進入下一節(jié)段施工。橫梁施工工藝流程如下：牛腿、支架安裝一支架預壓一底模安裝一底腹板鋼 筋、預應力安裝一內、側模安裝一第一次澆筑混凝土一混凝土養(yǎng)生一第一次張拉 預應力一頂內模安裝一頂板鋼筋、預應力安裝一第二次澆筑

7、混凝土一混凝土養(yǎng)生 一第二次張拉預應力一壓漿封錨一支架拆除。6.2 操作要點6.2.1 施工準備1 設備的選型與布置方案設計2 選擇索塔和橫梁的施工方法，對相關臨時設施進行結構設計。3 下塔柱橫橋向外傾，為防止下塔柱根部出現(xiàn)拉應力而將混凝土拉裂，同時 控制塔柱施工線形，設置臨時拉桿。拉桿設置可用鋼絞線、鋼管，施力根據(jù)監(jiān)控 確定，下橫梁施工完成后予以拆除。4 中塔柱橫橋向內傾，為防止中塔柱根部出現(xiàn)拉應力而將混凝土拉裂，同時 控制塔柱施工線形，設置兩道臨時主動撐桿。撐桿常用鋼管制作，也可根據(jù)現(xiàn)場 用其它材料代替。施力根據(jù)監(jiān)控確定，施力完成后將撐桿焊接加固成整體。中橫 梁施工完成后拆除臨時撐桿。6.

8、2.2 起重設備的選型與安裝1 選型原則 起重設備的選用應根據(jù)索塔的結構形式、規(guī)模及橋位地形等條件而定，起重 設備應滿足索塔施工的垂直運輸、起吊荷載及起吊范圍的要求，并考慮安拆操作 簡便、安全、經(jīng)濟等綜合因素。對大型斜拉橋一般選用附著式塔吊并配以電梯的 施工方法。2 塔吊的安裝在索塔中心線的下游側布置一臺TC5023塔吊，塔吊基礎單獨設立，塔吊附著 在下游側塔柱側壁上。其優(yōu)點是可以一次安裝完成全塔施工。該方案適合雙柱、 門式、A型、倒Y型和鉆石型等索塔。3 人行通道的設置人行通道設置要求安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、不妨礙施工、方便安拆。在索塔中心 線的上游側布置一臺SC10施工電梯，電梯在下塔柱施工之前

9、安裝。在電梯安裝之 前，在塔墩大里程側搭設鋼管支架供人員通行，電梯安裝后，對通往電梯的地面 通道全部圍閉、遮擋，防止墜物傷人。6.2.3 塔座施工 塔座是塔墩與承臺連接的重要結構物。施工時，塔墩勁性骨架和主筋預埋的準確性直接影響塔墩的施工定位精度，必須準確測量定位。塔座混凝土的澆筑應 盡可能在承臺澆筑后立即進行。相對承臺而言，塔座混凝土體積小，標號高，混 凝土收縮較大，受承臺的約束影響，塔座容易產生收縮裂紋，且塔座為實心結構， 屬大體積混凝土，施工時采取內散外儲的溫控措施，降低水化熱，防止混凝土收 縮開裂。6.2.4 塔墩施工塔墩截面為空心矩形結構，施工采用翻模法，每節(jié)段高度 4.5m。模板分

10、節(jié)高 度可以根據(jù)施工能力適當調整。外模采用大塊自制鋼模板，內模各倒角一般采用 竹膠板，其余內模采用組合鋼模板，圓拱形部分單獨加工圓弧鋼模板。模板采用 塔吊提升，塔墩內腔搭設鋼管腳手操作平臺，塔墩內腔頂部采用安裝預制混凝土 板封頂。塔墩蓋板施工，按大體積混凝土施工，內布冷卻水管，防止混凝土開裂。 塔墩施工時，下塔柱勁性骨架、鋼筋的預埋必須準確。6.2.5 下塔柱施工 下塔柱截面為空心矩形結構，橫橋向外傾，施工采用液壓自爬模工藝，模板按節(jié)段高4.5m配置。施工內模采用組合鋼模，搭設鋼管腳手支架操作平臺。模板 爬升高度與機位可根據(jù)塔柱傾斜度、施工能力等適當調整。液壓自爬模由：埋件、模板、支架、導軌、

11、換向裝置及液壓動力裝置六部分 組成。液壓自爬模體系的安裝工作流程為：第一層墻體砼澆筑一安裝埋件一安裝 支架和操作平臺一第二層墻體砼澆筑一安裝埋件、導軌和液壓系統(tǒng)一爬升支架一 安裝下掛架一爬升。下塔柱在起步段施工時，應充分利用爬模模板，不足部分可用普通竹膠板代 替。6.2.6 下橫梁施工下橫梁截面為空心矩形結構，施工一般采用落地支架法。施工支架采用塔吊 標準節(jié)加貝雷梁。一般情況下，施工支架用大直徑鋼管支撐加貝雷梁或萬能桿件 桁架形式，主要根據(jù)施工現(xiàn)場材料考慮。下橫梁與該段索塔同時施工，便于支架 搭設和橫梁預應力施工。下橫梁分兩次澆筑，為減小支架所承擔的恒載，避免搭 設非常強大施工支架，使支架和第

12、一次澆筑的混凝土共同承擔第二次澆筑的混凝 土的重力， 采用二次張拉預應力工藝， 即在第一次混凝土達到 80%設計強度時按設 計張拉力的 50%對稱張拉底腹板預應力索， 待第二次混凝土達到強度后， 再張拉完 全部預應力索。下橫梁施工支架搭設完畢，必須對支架進行預壓重，以消除非彈性變形。預 壓重可根據(jù)施工現(xiàn)場條件，采用水箱、沙袋、預制塊、預應力反壓等措施。6.2.7 中塔柱施工 中塔柱截面為空心矩形結構，橫橋向內傾。施工時，不再使用液壓自爬模工 藝，而改為搭設鋼管腳手支架作為施工操作平臺，取消爬模支架，利用塔吊直接 提升爬模模板的施工方法，鋼管腳手支架可以循環(huán)倒用。模板根據(jù)截面變化拆切 改制后使用

13、。起步段施工時，利用沿塔柱四周預埋好的鋼板，焊接 220a 三角型鋼支架作 為立模支撐以及搭設鋼管腳手支架的支承平臺。隨著塔柱節(jié)段的升高，鋼管腳手 支架的搭設也相應加高，鋼管腳手支架每搭設10 20m 進行一次循環(huán)倒用，倒用時安裝三角支架托架，三角支架托架用/ looxiooxio加工制作，高度2m寬度 1.8m，橫橋向設四片，縱橋向設五片，通過預埋在塔柱四周的© 25螺栓連接套筒連接固定于塔柱側面，托架頂面焊接 © 32的鋼筋頭固定腳手鋼管，腳手鋼管設置 兩排，間距1m內側離塔柱0.8m。鋼管腳手每5m高度水平桿與塔柱預留鋼筋焊 接固定，每1Om高度搭設剪刀撐，確保支架的

14、穩(wěn)定。6.2.8 中橫梁施工 中橫梁距離下橫梁較高，采用落地支架法施工不經(jīng)濟，采用懸空支架法，施工支架采用預埋鋼牛腿加貝雷梁的形式。中橫梁與該段索塔同時施工。6.2.9 上塔柱施工 上塔柱為斜拉索錨固區(qū)，模板施工工藝與中塔柱相同。上塔柱與上橫梁施工采用先塔柱后橫梁的施工順序，上橫梁對應塔柱位置提前預埋鋼筋和預應力管道。上塔柱施工工藝流程如下：勁性骨架安裝一索導管的安裝定位一鋼筋安裝一預應 力施工一凹槽包裹鋼板安裝一澆注混凝土一預應力張拉（強度達到85%后進行）索導管采用全站儀測量定位，采用先粗定位再精確定位的方法保證定位精度滿足 設計要求。索塔在溫度變化時會產生變形，影響索導管定位精度，測量時

15、宜選擇 當天氣溫低且較穩(wěn)定時段進行。圖6索導管定位示意圖圖2-2-26.2.10上橫梁施工上橫梁在上塔柱施工完成后進行。施工方法與中橫梁相同。施工時，對相交 面鑿毛處理，修整預埋鋼筋和預應力管道，進行后續(xù)施工作業(yè)。6.2.11 塔冠施工塔冠施工時，主要考慮避雷針、航標指示燈、塔頂?shù)跫艿阮A埋件的埋設。6.2.12鋼筋工程鋼筋直徑在20mn及以上時，全部采用等強直螺紋連接，其余采用焊接連接形 式。箍筋和主筋交叉處均采用綁扎方式固定。鋼筋在鋼筋加工場統(tǒng)一加工，分類 堆放，塔吊吊運至施工部位安裝。在安裝過程中，鋼筋與預應力管道、索導管相 沖突時，適當挪動鋼筋，鋼筋必須截斷時，預應力、索導管施工完后，將

16、鋼筋按 等強度原則進行補強。鋼筋的其他施工要求遵守圖紙及相關施工規(guī)范。塔柱預埋 件最后通過鋼筋、勁性骨架牢固定位。6.2.13勁性骨架勁性骨架安裝在索塔內，起鋼筋定位、模板固定、增大索塔整體剛度的作用。 根據(jù)施工方便和吊裝能力，確定勁性骨架分片長度和重量，一般自由伸臂長度為 6m或9n，根據(jù)索塔四個面分四片在車間加工。安裝時，需要測量定位，傾斜索塔 會發(fā)生位移，施工時，采取向反向預偏的方法來保證鋼筋、模板定位的準確。勁 性骨架、預應力鋼束、普通鋼筋相遇時，處理原則是：勁性骨架避讓預應力鋼束； 普通鋼筋避讓勁性骨架。6.2.14 混凝土工程索塔混凝土采用現(xiàn)場拌合站攪拌，混凝土輸送泵泵送至澆筑位置

17、。泵送采用 一泵到頂?shù)姆绞??；炷恋乇弥苯硬贾迷诎韬蠘窍拢霉苎厮魉缺诜笤O，每個 塔支敷設一條。為保證混凝土在泵送時不堵管，不產生離析，應嚴格保證混凝土 的施工配合比和攪拌時間，施工時嚴格控制混凝土坍落度。拌合站和索塔左側各 設置一個水池，供混凝土拌合和養(yǎng)生之用。索塔較高時，在橫梁上再設置小水箱， 保證施工用水到使用部位。6.2.15 測量控制索塔施工精度要求高，測量控制難度大，塔柱上需要精確定位的項目多，諸 如：勁性骨架、模板、索導管及塔柱外形的轉折點等等，要精確完成這些項目， 除建立一個全橋控制測量系統(tǒng)外，針對索塔施工，還建立了一個局部測量控制體 系。測量控制是本橋索塔施工過程中至關重要

18、的一環(huán)，不僅影響到橋梁施工的精 度，還能通過測量工作把握橋梁的變形規(guī)律，從而指導施工控制。在索塔施工前除對設計院提供的控制點及全橋控制網(wǎng)進行復核聯(lián)測外，還應 對控制點進行加密，并將控制點引到塔墩上相對變形較小的位置上。最好在橋軸 線上，兩主塔外建立軸線控制點，以便于兩主塔進行軸線測量控制。索塔施工中，認真熟悉各種安裝要求的精度及施工放樣的工作內容及方法。當塔柱施工到一定高度時，要加強例行測量工作；在氣溫變化大，施工荷載 發(fā)生明顯變化及預應力施工后的情況下要進行測量監(jiān)控，并做好記錄，分析變化 規(guī)律。塔柱施工測量的主要內容包括：勁性骨架定位、索導管安裝定位、模板調校 和混凝土體檢測。采用全站儀三維

19、極坐標法直接測量每節(jié)塔體。6.2.16 拆除支架、起重設備在索塔完成之后，支架按設計程序逐一拆除，塔吊、施工電梯等不再使用時， 逐節(jié)段拆除。拆除方案在安裝之前確定，保證拆除簡便、安全。7 勞動力組織索塔施工技術要求高，專業(yè)性強，工種多，現(xiàn)場組織一個作業(yè)隊伍便于協(xié)調管理，隊伍由各工種組成，流水作業(yè)施工，同時配備專業(yè)技術人員。實際施工時, 可酌情增減表1勞動力配置表序號工種人數(shù)工作內容備注1施工負責人1負責現(xiàn)場指揮總協(xié)調調度2質檢員1負責現(xiàn)場質量檢查及驗收3技術員2負責現(xiàn)場技術指導和質量控制4電梯工2負責電梯操作5汽吊司機1負責操作汽車吊6泵車司機2負責地泵操作7塔吊司駕人員3負責操作塔吊8機械工

20、4負責隨機操作機械9安全員1負責安全工作實施及檢查10鋼筋工20負責鋼筋加工及安裝11模板工16負責模板安裝及支架支設工作12砼工12負責砼澆筑及振搗等相關工作13電焊工6負責各種焊接工作14張拉工6負責預應力體系的張拉及壓漿工作15電工2負責安裝及檢查電力設施及線路16修理工2負責修理機械設備17普工1020輔助各工種人員做好剩余工作8主要機具設備索塔施工所使用的機具設備主要包括起吊設備、運輸設備、鋼筋、鋼材、模 板、混凝土、預應力等施工設備。實際施工時，可酌情增減。表2主要設備配置表序 號機械名稱型號規(guī)格數(shù)量（臺套）工作內容1輪胎吊16t1起重吊裝2電焊機BX3-500-26焊接3鋼筋彎曲

21、機GW40-11鋼筋彎折4鋼筋切斷機CQ40-22切割鋼筋5直螺紋加工機具2滾司6裝載機50/302上料及工地運輸7電動磨光機4模板打磨等其他8混凝土拌合機50/752砼拌合9混凝土拖泵60C/80C2砼輸送10塔吊TC50231垂直起重11電梯SC1001輸送人員上下12千斤頂400t以上4張拉預應力13千斤頂70t4張拉預應力序 號機械名稱型號規(guī)格數(shù)量 （臺套）工作內容14高壓油泵ZB5004和千斤頂配套使用15壓漿機1灌注壓漿16空壓機33-6m /min2打壓及清理17高壓水泵IS50-1202抽水養(yǎng)護18發(fā)電機150/200KW1備用電源19液壓自爬模定購2套施工人員及設備平臺9質量

22、控制9.1易出現(xiàn)的質量問題9.1.1線形控制索塔傾斜度大，截面變化大，鋼筋、勁性骨架安裝容易偏位，模板在混凝土 澆筑過程中容易出現(xiàn)變形，索塔懸出高度大時，內傾或外傾位移不易控制。9.1.2外觀混凝土外露面平整度差，色澤不一致；容易出現(xiàn)露筋和孔洞，表面蜂窩麻面, 裂紋，混凝土錯臺等。9.2保證措施9.2.1塔柱和橫梁的外模板采用大面積鋼模，除強度應滿足澆注砼的各項要 求外，為保證其表面平整度，設計時主要以剛度控制。9.2.2對模板的拼接縫，力求做到設計合理，加工制作精細，減少或避免漏 漿現(xiàn)象發(fā)生。9.2.3盡量減少對拉螺桿數(shù)量，以減少塔身砼上的孔洞，并對塔身施工完成 后留下的孔洞及時封堵修補。采

23、用與塔身相同標號的水泥漿進行，力求做到與塔 身砼顏色一致，并安排專人負責。9.2.4對塔身砼配合比進行優(yōu)化選擇，砼攪拌均勻，保證其工作性能，確保 塔身砼整體上色澤一致。9.2.5對模板的準確安裝定位，砼的攪拌、泵送入模、振搗、養(yǎng)護等工藝過 程采取有效措施，加強控制。對現(xiàn)場管理人員和操作人員進行質量意識教育，做 好每個關鍵工序的技術交底。通過保證各個工藝環(huán)節(jié)的工作質量來確保工程的質 量。9.2.6塔身的施工放樣測量，除采取正確合理的測量方法外，嚴格執(zhí)行兩人 復測制度，復核必須采用不同的方法進行，以確保塔身放樣準確，防止因測量誤 差過大而導致塔身砼線條不平順。10 安全措施10.1 主要安全風險分

24、析 索塔施工屬高空作業(yè)，作業(yè)人員施工過程中必須切實做好安全防護工作，防止高空墜落，防止物體打擊傷害。另外，在施工作業(yè)中，防止出現(xiàn)觸電、雷擊事 故。10.2 保證措施10.2.1 制定主要分項工程的安全操作規(guī)程， 作業(yè)前認真進行安全技術交底與 安全教育培訓。10.2.2 施工操作平臺必須穩(wěn)固，周圍設置欄桿封閉，掛設密目安全網(wǎng)，腳手 板滿鋪或使用定型鋼絲網(wǎng)腳手板。10.2.3 作業(yè)人員必須系好安全帶、戴安全帽、穿防滑鞋，禁止打赤腳或穿拖 鞋作業(yè)。10.2.4 遇 6級以上大風，不得進行高空作業(yè)，同時需要對支架模板進行加固。10.2.5 超前安裝索塔避雷針， 雷雨天氣嚴禁施工作業(yè)。 經(jīng)常檢查各類電器

25、線 路，確保用電安全。11 環(huán)保措施 環(huán)境的影響有兩層含義：一層含義是指內部環(huán)境，即施工作業(yè)環(huán)境；另外一 層是外部環(huán)境，即對周邊環(huán)境的影響，對周邊環(huán)境的影響主要指因各種原因引起 的地表下沉；水文條件變化、枯水、水位降低、水質污染等；對周邊結構物的影 響；對社會、生活環(huán)境的影響。11.1 水環(huán)境保護 針對現(xiàn)場實際情況，本標段施工時，不對原地層造成較大的破壞，確保當?shù)?居民的生活用水；廢水排放前要經(jīng)過處理并排放到遠離居民生活用水區(qū)，并由環(huán) 保協(xié)調部定期聯(lián)系當?shù)丨h(huán)保監(jiān)督部門對水質進行檢驗，確保當?shù)厮|不被污染。11.2 生態(tài)環(huán)境保護 在施工準備階段，結合設計圖紙，對現(xiàn)場各種材料拌和站的設置、棄碴場的 選擇、施工便道的設置等進行進一步的調查，詳細掌握第一手資料，以“減少植 被破壞，少占耕地”為原則，合理規(guī)劃臨時用地，最大限度地減少施工用地。嚴 格遵守環(huán)境保護法以及相關的法律、法規(guī)、規(guī)章制度，嚴格執(zhí)行“三同時” 即：同時設計、同時施工、同時竣工，不留尾巴、不留后患，采取一切合理措施 保護現(xiàn)場內外的環(huán)境，確保環(huán)保目標圓滿實現(xiàn)。12 應用實例12.1 工程簡介重慶巫奉高速公路何家坪特大橋主橋為( 58+84+180)m 三跨一聯(lián)獨塔雙索面 預應力混凝土邊主梁斜拉橋。索塔為花瓶型，由塔座、塔墩、下塔柱、中塔柱、 上塔柱、上橫梁、中橫