斜拉桥混凝土索塔施工工艺工法

NUM斜拉桥混凝土索塔施工工艺工法1前言1.1工艺工法法概况斜拉桥的主塔承承受的荷载主主要有：塔身身自重力、拉拉索传递的水水平及竖向分分力、风力、地地震力等。这这些力在塔身身上产生的综综合效应为沿沿桥塔纵横向向的水平剪力力和弯矩，以以及轴向压力力等。一般斜拉桥的顺顺桥布置形式式基本为单柱柱式、倒Y形、A字形等，如如下图所示。图1塔柱形式式（顺倾向）a)单柱式；bb)倒Y形；c)A字形索塔沿横桥向的的布置主要有有：柱式、门门式、A字形、倒Y形、菱形（宝宝石形）等，如如下图所示。图2塔柱形式式（横倾向）a)柱式；b))、c)门式；d)A字形；e)倒Y形；f)菱形（宝石石形）本工法以重庆巫巫奉高速公路路何家坪特大大桥花瓶型(门式)钢筋混凝土土索塔施工为为依托，全面面阐述斜拉桥桥索塔施工所所采用的先进进施工技术和和施工工艺特特点。1.2工艺原理理1.2.1索塔塔的施工可视视其结构、体体形、材料、施施工设备和设设计要求综合合考虑，选用用适合的方法法。裸塔施工工宜用爬模法法，横梁较多多的高塔，宜宜采用劲性骨骨架挂模提升升法。1.2.1斜拉拉桥施工时，应应避免塔梁交交叉施工干扰扰。必须交叉叉施工时应根根据设计和施施工方法，采采取保证塔梁梁质量和施工工安全的措施施。1.2.2斜塔塔柱施工时，必必须对各施工工阶段塔柱的的强度和变形形进行计算，应应分高度设置置横撑，使其其线形、应力力、倾斜度满满足设计要求求并保证施工工安全。1.2.3索塔塔横梁施工时时应根据其结结构、重量及及支撑高度，设设置可靠的模模板和支撑系系统。要考虑虑弹性和非弹弹性变形、支支承下沉、温温差及日照的的影响，必要要时，应设支支承千斤顶调调控。体积过过大的横梁可可分两次浇筑筑。1.2.4索塔塔混凝土现浇浇，应选用输输送泵施工，超超过一台泵的的工作高度时时，允许接力力泵送，但必必须做好接力力储料斗的设设置，并尽量量降低接力站站台高度。1.2.5必须须避免上部塔塔体施工时对对下部塔体表表面的污染。1.2.6索塔塔施工必须制制定整体和局局部的安全措措施，如设置置塔吊起吊重重量限制器、断断索防护器、钢钢索防扭器、风风压脱离开关关等；防范雷雷击、强风、暴暴雨、寒暑、飞飞行器对施工工影响；防范范吊落和作业业事故，并有有应急的措施施；应对塔吊吊、支架安装装、使用和拆拆除阶段的强强度稳定等进进行计算和检检查。2工艺工法特点点2.1翻模工工艺模板制造简单，构构件种类少，可可根据施工起起吊能力、索索塔造型进行行分块，施工工缝易于处理理，外观美观观，施工速度度快。图3翻模提升升示意图2.2液压自自爬模工艺爬升稳定性好，操操作方便，安安全性高，可可节省大量工工时和材料。一一般情况下爬爬模架一次组组装后,一直到顶不不落地,节省了施工工场地,而且减少了了模板的碰伤伤损毁。结构构施工误差小小,纠偏简单,施工误差可可逐层消除，施施工速度快。模模板自爬,原地清理,大大降低塔塔吊的吊次。图4液压自爬爬模流程图2.3移动脚脚手架爬模工工艺能适应塔柱变坡坡和塔柱横梁梁同步施工，避避免了液压自自爬模施工在在塔柱变坡和和塔柱横梁施施工时爬架需需拆除重新安安装的弊端，另另外，上塔柱柱作为锚索区区，存在环向向预应力束，可可以充分利用用钢管脚手支支架完成预应应力施工而不不影响塔柱爬爬升，施工速速度快，操作作简单，安全全性高。3适用范围本工法适用于同同类斜拉桥门门式混凝土索索塔施工，其其他类型混凝凝土索塔施工工可以参照使使用。4主要技术标准准《公路桥涵施工工技术规范》JTG/TTF50《公路斜拉桥设设计规范》JTJ0227《公路桥涵钢结结构及木结构构设计规范》JTJ0225《钢结构工程施施工质量验收收规范》GB502205《公路工程质量量检验评定标标准》JTGB880-15施工方法混凝土索塔根据据索塔的造型型和施工程序序，选用合适适的塔吊起重重设备，配置置人员上下通通道，确定混混凝土输送路路径。通过采采用翻模施工工工艺、液压压自爬模施工工工艺、移动动脚手架爬模模施工工艺，落落地支架法和和悬空支架法法等施工方法法，逐步完成成索塔钢筋、劲劲性骨架、预预应力、索导导管、混凝土土等各项施工工作业，各种种施工方法综综合运用，达达到施工效益益最大化。6工艺流程及操操作要点6.1施工工艺艺流程钢筋混凝土索塔塔施工工艺流流程如下：施工准备施工准备塔吊安装塔座施工塔吊安装塔座施工塔墩施工塔墩施工下塔柱施工下塔柱施工电梯安装液压爬模系统组装电梯安装液压爬模系统组装下横梁施工下横梁施工落地支架搭设落地支架搭设中塔柱施工中塔柱施工临时拉杆拆除临时拉杆拆除中横梁施工中横梁施工悬空支架搭设悬空支架搭设上塔柱施工上塔柱施工临时撑杆拆除临时撑杆拆除上横梁施工上横梁施工落地支架搭设落地支架搭设塔冠施工塔冠施工拆除支架、起重设备拆除支架、起重设备图5施工工艺艺流程图索塔节段施工工工艺流程如下下：接头凿毛毛、清洗、测测量放样→接高劲性骨骨架→绑扎钢筋（预预应力体系的的安装）→内外模板提提升及安装→测量、调整整模板→验收符合要要求后固定模模板→浇筑混凝土→混凝土养生→进入下一节节段施工。横梁施工工艺流流程如下：牛牛腿、支架安安装→支架预压→底模安装→底腹板钢筋筋、预应力安安装→内、侧模安安装→第一次浇筑筑混凝土→混凝土养生→第一次张拉拉预应力→顶内模安装→顶板钢筋、预预应力安装→第二次浇筑筑混凝土→混凝土养生→第二次张拉拉预应力→压浆封锚→支架拆除。6.2操作要点点6.2.1施施工准备1设备的选型型与布置方案案设计2选择索塔和和横梁的施工工方法，对相相关临时设施施进行结构设设计。3下塔柱横桥向向外倾，为防防止下塔柱根根部出现拉应应力而将混凝凝土拉裂，同同时控制塔柱柱施工线形，设设置临时拉杆杆。拉杆设置置可用钢绞线线、钢管，施施力根据监控控确定，下横横梁施工完成成后予以拆除除。4中塔柱横桥桥向内倾，为为防止中塔柱柱根部出现拉拉应力而将混混凝土拉裂，同同时控制塔柱柱施工线形，设设置两道临时时主动撑杆。撑撑杆常用钢管管制作，也可可根据现场用用其它材料代代替。施力根根据监控确定定，施力完成成后将撑杆焊焊接加固成整整体。中横梁梁施工完成后后拆除临时撑撑杆。6.2.2起重重设备的选型型与安装1选型原则起重设备的选用用应根据索塔塔的结构形式式、规模及桥桥位地形等条条件而定，起起重设备应满满足索塔施工工的垂直运输输、起吊荷载载及起吊范围围的要求，并并考虑安拆操操作简便、安安全、经济等等综合因素。对对大型斜拉桥桥一般选用附附着式塔吊并并配以电梯的的施工方法。2塔吊的安装在索塔中心线的的下游侧布置置一台TC50223塔吊，塔吊吊基础单独设设立，塔吊附附着在下游侧侧塔柱侧壁上上。其优点是是可以一次安安装完成全塔塔施工。该方方案适合双柱柱、门式、A型、倒Y型和钻石型型等索塔。3人行通道的设设置人行通道设置要要求安全、稳稳定、经济、不不妨碍施工、方方便安拆。在在索塔中心线线的上游侧布布置一台SC100施工电梯，电电梯在下塔柱柱施工之前安安装。在电梯梯安装之前，在在塔墩大里程程侧搭设钢管管支架供人员员通行，电梯梯安装后，对对通往电梯的的地面通道全全部围闭、遮遮挡，防止坠坠物伤人。6.2.3塔塔座施工塔座是塔墩与承承台连接的重重要结构物。施施工时，塔墩墩劲性骨架和和主筋预埋的的准确性直接接影响塔墩的的施工定位精精度，必须准准确测量定位位。塔座混凝凝土的浇筑应应尽可能在承承台浇筑后立立即进行。相相对承台而言言，塔座混凝凝土体积小，标标号高，混凝凝土收缩较大大，受承台的的约束影响，塔塔座容易产生生收缩裂纹，且且塔座为实心心结构，属大大体积混凝土土，施工时采采取内散外储储的温控措施施，降低水化化热，防止混混凝土收缩开开裂。6.2.4塔塔墩施工塔墩截面为空心心矩形结构，施施工采用翻模模法，每节段段高度4.5m。模板分节节高度可以根根据施工能力力适当调整。外外模采用大块块自制钢模板板，内模各倒倒角一般采用用竹胶板，其其余内模采用用组合钢模板板，圆拱形部部分单独加工工圆弧钢模板板。模板采用用塔吊提升，塔塔墩内腔搭设设钢管脚手操操作平台，塔塔墩内腔顶部部采用安装预预制混凝土板板封顶。塔墩墩盖板施工，按按大体积混凝凝土施工，内内布冷却水管管，防止混凝凝土开裂。塔塔墩施工时，下下塔柱劲性骨骨架、钢筋的的预埋必须准准确。6.2.5下下塔柱施工下塔柱截面为空空心矩形结构构，横桥向外外倾，施工采采用液压自爬爬模工艺，模模板按节段高高4.5m配置。施工工内模采用组组合钢模，搭搭设钢管脚手手支架操作平平台。模板爬爬升高度与机机位可根据塔塔柱倾斜度、施施工能力等适适当调整。液压自爬模由：：埋件、模板板、支架、导导轨、换向装装置及液压动动力装置六部部分组成。液液压自爬模体体系的安装工工作流程为：：第一层墙体体砼浇筑→安装埋件→安装支架和和操作平台→第二层墙体体砼浇筑→安装埋件、导导轨和液压系系统→爬升支架→安装下挂架→爬升。下塔柱在起步段段施工时，应应充分利用爬爬模模板，不不足部分可用用普通竹胶板板代替。6.2.6下下横梁施工下横梁截面为空空心矩形结构构，施工一般般采用落地支支架法。施工工支架采用塔塔吊标准节加加贝雷梁。一一般情况下，施施工支架用大大直径钢管支支撑加贝雷梁梁或万能杆件件桁架形式，主主要根据施工工现场材料考考虑。下横梁梁与该段索塔塔同时施工，便便于支架搭设设和横梁预应应力施工。下下横梁分两次次浇筑，为减减小支架所承承担的恒载，避避免搭设非常常强大施工支支架，使支架架和第一次浇浇筑的混凝土土共同承担第第二次浇筑的的混凝土的重重力，采用二二次张拉预应应力工艺，即即在第一次混混凝土达到80%设计强度时时按设计张拉拉力的50%对称张拉底底腹板预应力力索，待第二二次混凝土达达到强度后，再再张拉完全部部预应力索。下横梁施工支架架搭设完毕，必必须对支架进进行预压重，以以消除非弹性性变形。预压压重可根据施施工现场条件件，采用水箱箱、沙袋、预预制块、预应应力反压等措措施。6.2.7中中塔柱施工中塔柱截面为空空心矩形结构构，横桥向内内倾。施工时时，不再使用用液压自爬模模工艺，而改改为搭设钢管管脚手支架作作为施工操作作平台，取消消爬模支架，利利用塔吊直接接提升爬模模模板的施工方方法，钢管脚脚手支架可以以循环倒用。模模板根据截面面变化拆切改改制后使用。起步段施工时，利利用沿塔柱四四周预埋好的的钢板，焊接接2[20a三角型钢支支架作为立模模支撑以及搭搭设钢管脚手手支架的支承承平台。随着着塔柱节段的的升高，钢管管脚手支架的的搭设也相应应加高，钢管管脚手支架每每搭设10—20m进行一次循循环倒用，倒倒用时安装三三角支架托架架，三角支架架托架用∠100×1100×100加工制作，高高度2m，宽度1.8m，横桥向设设四片，纵桥桥向设五片，通通过预埋在塔塔柱四周的φ25螺栓连接套套筒连接固定定于塔柱侧面面，托架顶面面焊接φ32的钢筋头固固定脚手钢管管，脚手钢管管设置两排，间间距1m，内侧离塔塔柱0.8m。钢管脚手手每5m高度水平杆杆与塔柱预留留钢筋焊接固固定，每10m高度搭设剪剪刀撑，确保保支架的稳定定。6.2.8中中横梁施工中横梁距离下横横梁较高，采采用落地支架架法施工不经经济，采用悬悬空支架法，施施工支架采用用预埋钢牛腿腿加贝雷梁的的形式。中横横梁与该段索索塔同时施工工。6.2.9上上塔柱施工上塔柱为斜拉索索锚固区，模模板施工工艺艺与中塔柱相相同。上塔柱柱与上横梁施施工采用先塔塔柱后横梁的的施工顺序，上上横梁对应塔塔柱位置提前前预埋钢筋和和预应力管道道。上塔柱施施工工艺流程程如下：劲性性骨架安装→索导管的安安装定位→钢筋安装→预应力施工→凹槽包裹钢钢板安装→浇注混凝土→预应力张拉拉（强度达到到85％后进行）。索索导管采用全全站仪测量定定位，采用先先粗定位再精精确定位的方方法保证定位位精度满足设设计要求。索索塔在温度变变化时会产生生变形，影响响索导管定位位精度，测量量时宜选择当当天气温低且且较稳定时段段进行。图6索导管定定位示意图6.2.10上横梁施工工上横梁在上塔柱柱施工完成后后进行。施工工方法与中横横梁相同。施施工时，对相相交面凿毛处处理，修整预预埋钢筋和预预应力管道，进进行后续施工工作业。6.2.11塔冠施工塔冠施工时，主主要考虑避雷雷针、航标指指示灯、塔顶顶吊架等预埋埋件的埋设。6.2.12钢筋工程钢筋直径在200mm及以上时，全全部采用等强强直螺纹连接接，其余采用用焊接连接形形式。箍筋和和主筋交叉处处均采用绑扎扎方式固定。钢钢筋在钢筋加加工场统一加加工，分类堆堆放，塔吊吊吊运至施工部部位安装。在在安装过程中中，钢筋与预预应力管道、索索导管相冲突突时，适当挪挪动钢筋，钢钢筋必须截断断时，预应力力、索导管施施工完后，将将钢筋按等强强度原则进行行补强。钢筋筋的其他施工工要求遵守图图纸及相关施施工规范。塔塔柱预埋件最最后通过钢筋筋、劲性骨架架牢固定位。6.2.13劲性骨架劲性骨架安装在在索塔内，起起钢筋定位、模模板固定、增增大索塔整体体刚度的作用用。根据施工工方便和吊装装能力，确定定劲性骨架分分片长度和重重量，一般自自由伸臂长度度为6m或9m，根据索塔塔四个面分四四片在车间加加工。安装时时，需要测量量定位，倾斜斜索塔会发生生位移，施工工时，采取向向反向预偏的的方法来保证证钢筋、模板板定位的准确确。劲性骨架架、预应力钢钢束、普通钢钢筋相遇时，处处理原则是：：劲性骨架避避让预应力钢钢束；普通钢钢筋避让劲性性骨架。6.2.14混凝土工程程索塔混凝土采用用现场拌合站站搅拌，混凝凝土输送泵泵泵送至浇筑位位置。泵送采采用一泵到顶顶的方式。混混凝土地泵直直接布置在拌拌合楼下，泵泵管沿索塔侧侧壁敷设，每每个塔支敷设设一条。为保保证混凝土在在泵送时不堵堵管，不产生生离析，应严严格保证混凝凝土的施工配配合比和搅拌拌时间，施工工时严格控制制混凝土坍落落度。拌合站站和索塔左侧侧各设置一个个水池，供混混凝土拌合和和养生之用。索索塔较高时，在在横梁上再设设置小水箱，保保证施工用水水到使用部位位。6.2.15测测量控制索塔施工精度要要求高，测量量控制难度大大，塔柱上需需要精确定位位的项目多，诸诸如：劲性骨骨架、模板、索索导管及塔柱柱外形的转折折点等等，要要精确完成这这些项目，除除建立一个全全桥控制测量量系统外，针针对索塔施工工，还建立了了一个局部测测量控制体系系。测量控制是本桥桥索塔施工过过程中至关重重要的一环，不不仅影响到桥桥梁施工的精精度，还能通通过测量工作作把握桥梁的的变形规律，从从而指导施工工控制。在索塔施工前除除对设计院提提供的控制点点及全桥控制制网进行复核核联测外，还还应对控制点点进行加密，并并将控制点引引到塔墩上相相对变形较小小的位置上。最最好在桥轴线线上，两主塔塔外建立轴线线控制点，以以便于两主塔塔进行轴线测测量控制。索塔施工中，认认真熟悉各种种安装要求的的精度及施工工放样的工作作内容及方法法。当塔柱施工到一一定高度时，要要加强例行测测量工作；在在气温变化大大，施工荷载载发生明显变变化及预应力力施工后的情情况下要进行行测量监控，并并做好记录，分分析变化规律律。塔柱施工测量的的主要内容包包括：劲性骨骨架定位、索索导管安装定定位、模板调调校和混凝土土体检测。采采用全站仪三三维极坐标法法直接测量每每节塔体。6.2.16拆除支架、起起重设备在索塔完成之后后，支架按设设计程序逐一一拆除，塔吊吊、施工电梯梯等不再使用用时，逐节段段拆除。拆除除方案在安装装之前确定，保保证拆除简便便、安全。7劳动力组织索塔施工技术要要求高，专业业性强，工种种多，现场组组织一个作业业队伍便于协协调管理，队队伍由各工种种组成，流水水作业施工，同同时配备专业业技术人员。实际施工时时，可酌情增增减。表1劳动力配置置表序号工种人数工作内容备注1施工负责人1负责现场指挥总总协调调度2质检员1负责现场质量检检查及验收3技术员2负责现场技术指指导和质量控控制4电梯工2负责电梯操作5汽吊司机1负责操作汽车吊吊6泵车司机2负责地泵操作7塔吊司驾人员3负责操作塔吊8机械工4负责随机操作机机械9安全员1负责安全工作实实施及检查10钢筋工20负责钢筋加工及及安装11模板工16负责模板安装及及支架支设工工作12砼工12负责砼浇筑及振振捣等相关工工作13电焊工6负责各种焊接工工作14张拉工6负责预应力体系系的张拉及压压浆工作15电工2负责安装及检查查电力设施及及线路16修理工2负责修理机械设设备17普工10~20辅助各工种人员员做好剩余工工作8主要机具设备备索塔施工所使用用的机具设备备主要包括起起吊设备、运运输设备、钢钢筋、钢材、模模板、混凝土土、预应力等等施工设备。实实际施工时，可可酌情增减。表2主要设备备配置表序号机械名称型号规格数量（台套）工作内容1轮胎吊16t1起重吊装2电焊机BX3-5000-26焊接3钢筋弯曲机GW40-11钢筋弯折4钢筋切断机CQ40-22切割钢筋5直螺纹加工机具具2滚司6装载机50/302上料及工地运输输7电动磨光机4模板打磨等其他他8混凝土拌合机50/752砼拌合9混凝土拖泵60C/80CC2砼输送10塔吊TC50231垂直起重11电梯SC1001输送人员上下12千斤顶400t以上4张拉预应力13千斤顶70t4张拉预应力14高压油泵ZB5004和千斤顶配套使使用15压浆机1灌注压浆16空压机3-6m3/mmin2打压及清理17高压水泵IS50-12202抽水养护18发电机150/2000KW1备用电源19液压自爬模定购2套施工人员及设备备平台9质量控制9.1易出现现的质量问题题9.1.1线线形控制索塔倾斜度大，截截面变化大，钢钢筋、劲性骨骨架安装容易易偏位，模板板在混凝土浇浇筑过程中容容易出现变形形，索塔悬出出高度大时，内内倾或外倾位位移不易控制制。9.1.2外外观混凝土外露面平平整度差，色色泽不一致；；容易出现露露筋和孔洞，表表面蜂窝麻面面，裂纹，混混凝土错台等等。9.2保证措措施9.2.1塔塔柱和横梁的的外模板采用用大面积钢模模，除强度应应满足浇注砼砼的各项要求求外，为保证证其表面平整整度，设计时时主要以刚度度控制。9.2.2对对模板的拼接接缝，力求做做到设计合理理，加工制作作精细，减少少或避免漏浆浆现象发生。9.2.3尽尽量减少对拉拉螺杆数量，以以减少塔身砼砼上的孔洞，并并对塔身施工工完成后留下下的孔洞及时时封堵修补。采采用与塔身相相同标号的水水泥浆进行，力力求做到与塔塔身砼颜色一一致，并安排排专人负责。9.2.4对对塔身砼配合合比进行优化化选择，砼搅搅拌均匀，保保证其工作性性能，确保塔塔身砼整体上上色泽一致。9.2.5对对模板的准确确安装定位，砼砼的搅拌、泵泵送入模、振振捣、养护等等工艺过程采采取有效措施施，加强控制制。对现场管管理人员和操操作人员进行行质量意识教教育，做好每每个关键工序序的技术交底底。通过保证证各个工艺环环节的工作质质量来确保工工程的质量。9.2.6塔塔身的施工放放样测量，除除采取正确合合理的测量方方法外，严格格执行两人复复测制度，复复核必须采用用不同的方法法进行，以确确保塔身放样样准确，防止止因测量误差差过大而导致致塔身砼线条条不平顺。10安全措施施10.1主要要安全风险分分析索塔施工属高空空作业，作业业人员施工过过程中必须切切实做好安全全防护工作，防止高空坠落，防止物体打击伤害。另外，在施工作业中，防止出现触电、雷击事故。10.2保证证措施10.2.1制制定主要分项项工程的安全全操作规程，作作业前认真进进行安全技术术交底与安全全教育培训。10.2.2施工操作平平台必须稳固固，周围设置置栏杆封闭，挂挂设密目安全全网，脚手板板满铺或使用用定型钢丝网网脚手板。10.2.3作作业人员必须须系好安全带带、戴安全帽帽、穿防滑鞋鞋，禁止打赤赤脚或穿拖鞋鞋作业。10.2.4遇6级以上大风风，不得进行行高空作业，同同时需要对支支架模板进行行加固。10.2.5超超前安装索塔塔避雷针，雷雷雨天气严禁禁施工作业。经经常检查各类类电器线路，确确保用电安全全。11环保措施环境的影响有两两层含义：一一层含义是指指内部环境，即即施工作业环环境；另外一一层是外部环环境，即对周周边环境的影影响，对周边边环境的影响响主要指因各各种原因引起起的地表下沉沉；水文条件件变化、枯水水、水位降低低、水质污染染等；对周边边结构物的影影响；对社会会、生活环境境的影响。11.1水环环境保护针对现场实际情情况，本标段段施工时，不不对原地层造造成较大的破破坏，确保当当地居民的生生活用水；废废水排放前要要经过处理并并排放到远离离居民生活用用水区，并由由环保协调部部定期联系当当地环保监督督部门对水质质进行检验，确确保当地水质质不被污染。11.2生态态环境保护在施工准备阶段段，结合设计计图纸，对现现场各种材料料拌和站的设设置、弃碴场场的选择、施施工便道的设设置等进行进进一步的调查查，详细掌握握第一手资料料，以“减少植被破破坏，少占耕耕地”为原则，合合理规划临时时用地，最大大限度地减少少施工用地。严严格遵守《环环境保护法》以以及相关的法法律、法规、规规章制度，严严格执行“三同时”即：同时设设计、同时施施工、同时竣竣工，不留尾尾巴、不留后后患，采取一一切合理措施施保护现场内内外的环境，确确保环保目标标圆满实现。12应用实例12.1工程简简介重庆巫奉高速公公路何家坪特特大桥主桥为为（58+844+180）m三跨一联独独塔双索面预预应力混凝土土边主梁斜拉拉桥。索塔为为花瓶型，由由塔座、塔墩墩、下塔柱、中中塔柱、上塔塔柱、上横梁梁、中横梁、下下横梁等组成成。承台以上上塔柱总高151.22m。塔座高3m