黄冈公铁两用长江大桥主塔快速施工技术

1、黄冈公铁两用长江大桥黄冈公铁两用长江大桥主塔快速施工技术主塔快速施工技术1 1、工程概况工程概况1.11.1概况概况黄冈公铁两用长江大桥是新建武汉至黄冈城际铁路及黄冈至鄂州高速公路的关键控制性工程，大桥设计为双塔双索面钢桁梁斜拉桥,其主跨布置为(81+243+567+243+81)=1215m 。1 1、工程概况工程概况1.21.2主塔结构形式主塔结构形式主塔结构型式为H型钢筋混凝土结构，主塔总高度190.5m。主塔由5部分组成:下塔柱高34m，中塔柱高105.5m，上塔柱高51m，下横梁高8m，上横梁高8m。下塔柱中塔柱上塔柱上横梁下横梁1.31.3主塔快速施工技术研究背景主塔快速施工技术研

2、究背景“黄冈公铁两用长江大桥主塔快速施工技术”以黄冈公铁两用长江大桥为背景，在主塔施工前，制定一套合理的方案和快捷施工措施，确保主塔质量和安全可控目标，缩短主塔的施工工期，加快主塔施工速度，减少施工投入，为以后同类高塔施工提供宝贵的经验。1 1、工程概况工程概况主要主要技术措施技术措施2 2 、主要主要技术措施技术措施主要主要技术措施技术措施: :（1）合理选择塔吊型号和布置塔吊位置。（2）合理的选用施工电梯型号和布置施工电梯位置。（3）主塔采用6m节段爬模，并将6m节段爬模部分结构进行改进。（4）上横梁与上横梁处塔柱采用异步施工，（5）12m节段高劲性骨架和12m长钢筋与6m节段爬模配套施工

3、。（6）索导管在工厂按设计位置初步定位在劲性骨架上，现场安装时将索导管与劲性骨架整体吊装。（7）通过将主塔环向预力张拉由两端调整为一端和在爬模吊平台下增加环向预应力施工小平台。（8）将斜拉索齿块模板设计成整体钢模，整体制作、安装、拆除。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术3.1 3.1 主塔塔吊选型及布置主塔塔吊选型及布置（1 1）塔吊选型）塔吊选型 塔吊各项性能必须满足主塔施工吊高、吊重、吊距要求。 黄冈公铁两用长江大桥每个主塔选用2台塔吊。型号型号最大起重最大起重力矩力矩(t.m)最大起重最大起重力（力（t）附墙最大间附墙最大间距（距（m）附墙后最大悬附墙后最大悬臂高度（臂高度（m）

4、臂杆长度臂杆长度(m)MC4804802550.26750MC2002001036484050（2）塔吊布置a、布置在主跨侧：通航区吊装不安全，边跨侧吊装吊距大。b、布置在上下游侧：与塔柱冲突，需要塔吊水上基础。C、布置在边跨侧：较合理，材料和设备在边跨侧水上和栈桥上吊装，吊距小。c、塔吊方位布置:拆除工况12oMC48016oMC200主跨侧3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术边跨侧主塔区接岸上（3）塔吊附墙布置原则: a、MC200高度在MC480下方，两塔吊始终保持6m以上高差。 b、满足12m高大节段劲性骨架及12m长主筋搭配的吊高要求。 c、尽量减少塔吊扶墙次数。 d、附墙与斜

5、拉索关系。MC480：布置4道附墙MC200：布置6道附墙MC480MC2003 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 3.2 主塔施工电梯的选型和布置 主塔施工选用京龙SG200电梯，最大运载量为2t，每批上下人员数量限载9人。 施工电梯布置在从电梯平台上一次到塔顶位置。同时应避免在主塔中间换乘， 不能与塔吊附墙有冲突。 电梯附墙不能布置在环向预应力位置处。电梯直接到塔顶3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术与塔吊附墙不冲突 电梯平台布置 在围堰上3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 施工电梯平台布置在围堰上。 3.3 3.3 爬模选型、爬模改进、爬模布置爬模选型、爬模改进、爬模

6、布置 3.3.1 3.3.1 爬模选型爬模选型 黄冈公铁两用长江大桥主塔高度190.5m，主塔采用6m节段爬模施工，主塔分节段浇筑次数少，共33节段，如果采用4m/4.5m节段爬模施工，主塔施工分节段数浇筑多达49/43节段，比6m节段浇筑爬模主塔施工节段数多16/10个节段。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术主塔分33节段。标准节段为6m节段，共27节段。非标准节段小于6m节段,共6个节段，主要分布在塔柱第一节、下横梁处二个节段、上横梁处一个节段、塔柱顶二个节段。 3.3.2 3.3.2 爬模改进爬模改进 为了增强主塔的美观性，黄冈公铁两用

7、长江大桥主塔塔柱内外侧面中间设计了大装饰槽，塔柱竖向轮廓边设计了大倒角。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术下塔柱中上塔柱大装饰槽大装饰槽大倒角大倒角 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术装饰槽内有肋条 根据主塔结构特点，爬模部分结构改进如下。（1）大装饰槽和大倒角模板整体制作,并固定在爬模模板上。大装饰槽模板大倒角模板3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术固定在爬模模板上 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术装饰槽模板和爬模一起施工。 （2）装饰槽内附墙装置下增加牛腿装，装饰槽内架体与同一面上架体同步爬升。（3）爬模上支架后移平台加长，能使装饰槽模板和爬模一起爬升，不需

8、要拆装，爬模结构加强。增加牛腿后移平台加长50cm3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 大装饰槽模板大倒角模板后移平台加长50cm后移平台加长50cm增加牛腿增加牛腿3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术装饰槽肋条 3.3.3 3.3.3 爬模的布置爬模的布置 合理的布置下塔柱和中、上塔柱爬模轨迹,整个主塔爬模只在下塔柱和中塔柱转角区进行一次整拆和整装转换过程。下塔柱转换成中上塔柱爬模整体拆装施工过程中下塔柱爬模转角区3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 （1）下塔柱爬模布置外侧面布置6个架体。主跨侧和边跨侧各布3个架体。下塔柱内腔截面变化较大，不适合使用爬模，采用支架翻模施工

9、。下横梁和塔柱同步施工，下塔柱内侧面采用小平台翻模施工。 小平台翻模3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术主跨侧边跨侧外侧内侧 小平台翻模下横梁落地支架3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术下横梁和塔柱同步施工a、下横梁支架和下塔柱同步施工。b、下横梁与塔柱同步施工。 （2）中上塔柱爬模布置内外侧面各布置4个架体。主跨侧和边跨侧各布2个架体。内腔在内侧面上布置2个架体。中上塔柱爬模轨道(预埋件）布置应避免布置在索导管、环向预应力位置处。环向预应力索导管3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 主跨侧面边跨侧面外侧面外侧面内侧面内侧面下塔柱中

10、上塔柱（3）下塔柱爬模转换成中上塔柱爬模。 3.4 3.4 上横梁与上横梁处塔柱异上横梁与上横梁处塔柱异步施工步施工（1）上横梁和上横梁处塔柱同步施工存在以下缺点：a、上横梁支架必须采用落地支架提前和中塔柱同步施工，整个支架结构庞大，b、主塔内侧面爬模在上横梁处需要进行一次转换。c、墩顶节间钢梁和架梁吊机不能及时架设和拼装，影响全桥的建设速度。、拼支架占用吊机时间长3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术97.5m （2）上横梁和上横梁处塔柱异步施工a、经计算，上横梁施工前，主塔需设置2道横撑，确保主塔结构安全，第一道为临时横撑。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术第一道临时横撑第二道

11、 b、上横梁采用空中支架施工，支架支撑在中塔柱上。c、中上塔柱内侧面爬模不会受上横梁施工的影响。d、第二道横撑安装好后，拆除第一道横撑，并在在第二道横撑上安装防护平台，可以进行塔梁同步施工，上横梁异步施工空中支架上横梁异步施工空中支架支撑点3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术墩顶节段钢梁架设和吊机拼装防护平台内侧面爬模不影响 e、上横梁与塔柱钢筋连接采用预埋钢筋，爬模施工难度大，经与设计院沟通，同意上横梁钢筋与塔柱连接采用套筒连接，同时在连接断面处增加20%锚固预埋套筒连接加强。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术塔柱上预埋套筒 上横梁异步施工上横梁异步施工3 3、主塔快速施工技术

12、、主塔快速施工技术 3.5 3.5 大节段劲性骨架和长钢筋搭配施工、劲性骨架大节段劲性骨架和长钢筋搭配施工、劲性骨架和索导管整体吊装施工和索导管整体吊装施工3.5.13.5.1大节段劲性骨架和长钢筋搭配施工大节段劲性骨架和长钢筋搭配施工 索导管以下的劲性骨采用12m高进行分节，主筋采用定做的12m主筋，安装一次劲性骨架和一次主筋，爬模就能施工2个6m节段塔柱3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 6m6m12m钢筋12m劲性骨架3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 3.5.23.5.2劲性骨架和索导管整体吊装施工劲性骨架和索导管整体吊装施工 斜拉索索导管定位施工是影响塔柱施工速度的一

13、个重要因素。主要措施如下：a、索导管在工厂按设计位置初步定位在劲性骨架上，并临时固定。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术索导管在工厂按设计位置初步定位在劲性骨架上 b、现场安装时，将索导管和劲性骨架进行整体吊装,减少高空索导管安装难度。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术索导管与劲性骨架整体吊装 c、索导管与劲性骨架按设计位置安装到位后，索导管初步定位位置与设计位置误差不会大于4cm，然后通过在劲性骨架上安装导链和微调装置，快速完成索导管调节和精确定位工作。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术导链微调装置 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术索导管底口测量根据索导管出

14、塔点和锚固点中心坐标，在计算器编制索导管中心线方程程序，现场采用与索导管内径大小相同的两个装置，在这两个装置中心（索导管中心）上测量索导管的中心线，控制索导管准确位置。索导管顶口测量 3.6 3.6 上塔柱环向预应力施工方案的上塔柱环向预应力施工方案的优化优化 主塔环向预应力采用247平行钢丝束，1个主塔数量多达2966束，其中主塔最多一个节段有388束。每节段塔柱3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术预应力束上环向预应力施工必须随着爬模同步施工，不然就只能等主塔施工完后，重新安装爬模进行上塔柱环向预应力施工。 （1）环向预应力施工方案优化:上塔柱环向预应力束原设计为两端张拉，张拉工作量大

15、。根据环向预应力束长度短和经现场试验，两端张拉和一端张拉伸长量基本相同，并报设计院同意，将两端张拉调整为一端张拉，一端锚固。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 （2）环向预应力施工措施:爬模施工只能施一个半节段的环向预应力，经与爬模公司同意，并经过验算，在爬模底增加环向预应力施工吊平台作为环向预应力压浆、封锚作业,满足爬能够进行二节段环向预应力施工。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 环向预应力施工主要有下料、穿束、钢丝镦头、张拉、压浆、封锚，工作量较大。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术平行钢丝下料张拉端工厂内镦头平行钢丝编束 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技

16、术锚固端现场墩头现场张拉锚固端平行钢丝切割 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术压浆处出浆处口压浆机 3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术钢筋和模板安装浇筑封锚砼拆模 3.7 3.7 斜拉索齿块模板整体加工和拼装斜拉索齿块模板整体加工和拼装斜拉索齿块模板散装存在的缺点：a、斜拉索齿块为异形结构，结构复杂，每个斜拉索齿块都是由很多块小模板组成，每块小模板的结构形式都不同，拼装难度大。b、模板散装，斜拉索以上塔柱内腔不能采用爬模施工，只能在塔柱内搭设钢管脚手支架和平台进行塔内模板拼装，支架高，难度大。c、塔柱施工完后，还得先将塔内钢管脚手支架拆除才能进行斜拉索的挂设施工准备工作，影响钢

17、梁悬臂架设时间。3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术拉索齿块模板施工措施： 将斜拉索齿块模板设计为整体钢模结构形式，整体制作，现场采用整体安装和拆除方法进行施工。 斜拉索齿块模板整体制作3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 斜拉索齿块钢模施工3 3、主塔快速施工技术、主塔快速施工技术 采用内腔爬模平台施工内腔爬模施工4 4、关键技术及创新点关键技术及创新点（1）主塔采用6m节段爬模，减少主塔分节段浇筑次数，同时将6m节段爬模部分结构进行改进，避免因主塔大装饰槽、大倒角对爬模正常施工影响。（2）12m节段高劲性骨架和12m长钢筋与6m节段爬模配套施工，减少劲性骨架和钢筋的安装次数。（

18、3）索导管在工厂按设计位置初步定位在劲性骨架上，现场安装时将索导管与劲性骨架整体吊装，减少高空中索导管安装和定位的施工难度。（4）将斜拉索齿块模板设计成整体钢模和利用塔柱内腔爬模支架作为整体钢模的施工平台及现场采用整体安装和拆除方法进行施工。 5 5、科技查新、科技查新湖北省科技信息研究院检索检索中已有介绍斜拉桥主塔爬模施工技术的研究文章，但除了同为委托查新课题单位“中铁大桥局集团有限公司”承担的项目-安庆铁路长江大桥工程（该工程的主塔施工时间和主塔封顶时间要晚于委托查新课题所述黄冈公铁两用长江大桥工程）相关报道外，未见有与委托查新课题所述“主塔采用6m大节段爬模施工”相同的研究报道。检索中已有在斜拉桥主塔施工研究中介绍劲性骨架设计制造及长钢筋应用等方面内容，但未见有与委托查新课题所述“采用12m节段劲性骨架和12m长钢筋施