某特大桥索塔施工组织设计

吉首岸索塔施工组织设计文字局部目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章编制说明1第一节适用范围1第二节编制依据1第二章工程概况2第一节工程概述2第二节工程自然条件3第三节工程现场施工条件5第四节工程施工的特点和难点重点5第五节主要工程数量6第三章施工部署7第一节总体思路及总体施工流程7第二节施工现场设施布置12第三节施工组织机构13第四章施工准备14第一节技术管理准备14第二节材料设备人力资源等资源准备14第三节施工现场准备14第五章分项工程施工方案15第一节索塔根底地质处理方案15第二节索塔混凝土浇筑17第三节混凝土配合比19第四节模板22第五节劲性骨架27第六节钢筋28第七节扩大根底和塔座混凝土温控30第八节横梁混凝土施工37第九节横梁预应力施工40第十节横撑施工46第十一节主要施工设施46第十二节预埋件汇总50第十三节施工测量50第十四节季节性施工措施56第六章施工进度管理58第一节总体思路及工期方案58第二节制约因素及控制措施58第七章施工质量保证措施60第一节质量目标60第二节质量控制措施60第三节质量检查标准及关键控制点63第四节质量控制验收程序及控制流程72第四节工程质量岗位责任表73第八章平安文明施工及环保措施75第一节平安目标75第二节索塔施工危险源辨识77第三节平安生产保证措施79第四节文明施工及环保措施89附图附图1-1吉首岸工区平面布置图附图1-2索塔施工现场平面布置图附图2混凝土中心料斗构造图附图3横梁预应力施工操作平台附图4劲性骨架构造图附图5钢筋分节及各节段预埋图附图6横撑、横梁施工方案附图7横梁预应力施工方案附图8塔吊电梯布置图附图9索塔施工工期进度方案编制说明适用范围本文件适用于C6A合同标段〔矮寨悬索桥〕设计内容针对吉首岸索塔根底、塔座、塔柱、中横梁、上横梁、及附属设施的施工组织。编制依据吉茶高速公路C6A合同段施工合同承包书，招、投标文件、两阶段施工图设计。吉茶公司、总监办、工作组、监理处有关文件合同总工期要求及我部施工组织总体部署现场实地调查情况《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕《公路桥涵施工技术标准》JTJ041-2000《钢结构设计标准》〔GB50017-2003〕《钢结构工程施工及验收标准》〔GB50205-95〕《公路工程技术标准》〔JTG071-98〕〔JTG001-97〕《公路工程质量检验评定标准》〔JTJ071-98〕《后张预应力体系验收和应用建议》〔FIP-93〕《预应力筋用锚具、夹具和连接器》〔GB/T14370-2000〕《建筑钢结构焊接规程》《公路施工手册〔桥涵〕》上下册《公路施工手册〔根本作业〕》《公路施工手册〔根本资料〕》《施工监理实施方法》〔湖南省吉首至茶洞高速公路工程〕《悬索桥手册》〔人民及交通出版社〕《悬索桥上部结构施工》〔人民及交通出版社〕《公路工程施工平安技术规程》〔JTJ076-95〕《建筑施工高处作业平安技术标准》〔JGJ80-91〕工程概况工程概述矮寨悬索桥是长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨大峡谷的一座特大型桥梁，为吉茶高速公路的控制性工程。矮寨大峡谷，谷深坡陡，高差达400多米，地质情况复杂。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥，主缆孔跨布置为242m+1176m+116m，主梁为钢桁加劲梁，全长为1000.5m。主桥横向设2%横坡，桥面系宽24.5m。索塔采用双柱门式框架、钢筋混凝土空心方柱结构形式，根底采用扩大根底；锚固体系一侧采用重力式锚碇，一侧采用隧道锚碇；主索鞍采用铸焊结合型结构，散索鞍鞍体采用铸焊结合的结构方案；主缆采用平面索布置两根；全桥采用71对吊索，吊索标准间距为14.5m；钢桁加劲梁全宽27m，主跨梁高〔主桁中心线处〕7.5m；桥面系采用纵向工字梁与混凝土桥面板的结合形式，桥型布置图见图1。图1桥型布置图吉首岸索塔由别离式扩大根底、塔座、塔柱、上横梁和中横梁组成。索塔自扩大根底顶面以上高129.316m〔包括防护罩高度4.3m〕。塔柱横桥向由上向下向外倾斜。扩大根底为C30钢筋混凝土结构，塔座和塔柱为C55钢筋混凝土结构，上、中横梁为C55预应力混凝土结构。预应力锚固采用深埋工艺，管道采用塑料波纹管，真空压浆工艺。塔柱为空心矩形箱结构，上塔柱混凝土壁厚0.8m，中塔柱壁厚1.0m，下塔柱壁厚1.2m。索塔的一般构造图见图2图2吉首岸索塔一般构造图工程自然条件一、地形地貌矮寨特大桥位于吉首市矮寨镇，桥位从宏观上讲位于云贵高原与沅麻盆地的交界处，从微观地貌上讲，桥位处于峡谷悬崖地貌，地形起伏极大，相对高差达500m，茶洞岸山顶最高处地面标高为736.9m，吉首岸山顶最高处地面标高为649.9m，峡谷底部最低处地面标高为236.1m，谷底宽约60m，峡谷总体呈“U”字型，沟内德夯河水自东向西流。矮寨大桥沿北西方向横跨该峡谷。两岸主塔均位于悬崖体上部。吉首岸主塔位于悬崖上部山坳处，地形起伏相对较小，地面标高为594.40~610.11m，塔基前方为一半圆形的悬崖，塔基距最近处悬崖约26m，悬崖高50~61m，悬崖顶部往上为陡坡。塔基前方40m外为山坡，最大坡高约48m。二、气候桥位所在地区属亚热带季风性湿润气候，平均气温16.6℃，年平均降雨量1400mm，无霜期长，历年平均为282最冷月月平均气温2.8℃、最热月月平均气温25.4℃、极端最低气温-10.0℃、极端最高气温38.0℃、矮寨地区年平均冰冻天数为吉首NNE向10分钟平均风速13.3m/s、吉首NW向瞬间风速25m/s，花垣NW向瞬间风速31.9m/s。三、水文根据峒河与其支流德夯河的水文调查，1999年相当于50年一遇的洪水，跨德夯河上方、矮寨盘山公路谷底入口处、距矮寨镇约800m的平滩桥被淹没，最高水位236.8m；德夯河的最大洪水一般出现在3、4月份。四、地质岩性根据地质调查及钻孔资料，勘察场地发育的地层主要为第四系的粘土、块石，寒武系上统的灰岩，中统的白云岩、灰岩河泥质白云岩，下统的灰岩、砂质页岩。场地地下水对混凝土无腐蚀性。桥位吉首岸索塔下方悬岩处发育为危岩体，而塔基所在山包下部岩溶发育，从目前塔基坑开挖揭示的情况看，右侧基坑范围内发现一个约40深容积约6000m3的巨型溶洞，另有一深约7m的小型溶洞。左侧基坑右前方有一条横向裂隙，洞口约2.5米×12米，充填粘土，现正在开挖，深度据地质CT扫描初步探明约15m工程现场施工条件一、道路吉首岸工区外围公路仅有209国道，出国道经13公里施工便道进入施工现场，该便道路基宽度4.5m，为相邻4场内道路已布设完成，行车道可由便道直接通到索塔基坑边缘。二、场地索塔前方与桥台之间为一段90m长的路基，可提供面积约5400m2的施工场地，砂石料场、钢筋加工、劲性骨架加工、材料堆放等场地均可集中规划于此。混凝土搅拌站已建设完成，距离索塔位置400m。三、供水供电及通讯供水系统将德夯河的水直接抽到索塔基坑上方的600m3蓄水池，可满足施工用水需求。供电系统提供1500KVA高压电，另配800KW四、周边环境施工区域2公里范围内无居民，所受干扰不大。距吉首市区约3工程施工的特点和难点重点一、特点：吉首岸索塔，塔较高，塔柱倾斜，结构简洁；塔与悬索桥加劲梁别离；根底地质构造较复杂，下方有巨型溶洞；塔位两面环山；矮寨Ⅲ号隧道洞口距塔基仅2m。二、难点重点：妥善做好不良地质的处理，确保塔基承载力；扩大根底、塔座及塔冠实心段大体积混凝土温度控制；C55高标号混凝土性能保证，浇筑及外观质量控制；模板设计计算、安装、提升、撤除；横梁现浇支架设计计算、混凝土浇筑、预应力施工；主动横撑设计计算及安装；主索鞍底座精确定位；与上部构造施工方案关系紧密，预埋件繁多；材料组织供给难度大，与重力锚C30混凝土施工交叉使用同一套搅拌站；冬雨季施工；高空作业，平安管理；主要工程数量吉首岸索塔主要工程材料数量见表1：表1吉首岸索塔主要工程材料数量表工程工程材料名称及规格单位根底塔座塔柱上横梁中横梁劲性骨架合计混凝土C55m3969.86736.3493.9566.58766.5C30m337803780合计12546.5钢绞线12-Φs15.24kg145991684731446钢筋Ⅱ级Φ40kg539463539463Φ32kg2312133573821362288313Φ25kg9404854651748191067611606296614Φ20kg262216563571838502Φ16kg49301202493400183697442606489148Ⅰ级Φ8kg8149281742合计kg1653782钢管40*2kg39356104545型钢L100*10kg154120154120塑料波纹管Φ99m10341203.62237.6YM15-12型锚具套6464128带肋钢筋网Φ6@10*10cmkg220226604859553457机械连接接头Φ40个68356835Φ32个45807074235710Φ25个305317756753463769627合计个22172施工部署总体思路及总体施工流程一、总体思路混凝土浇筑塔柱混凝土的浇筑采用中心料斗加溜槽方式均匀水平布料。混凝土配合比：确保混凝土到达设计指标的前提下，尽可能选择运距小、货源充足的原材料；确保混凝土的泵送等施工性能；加强混凝土的自密实性，以便于保证浇筑质量，尤其是塔顶主索鞍下方的浇筑质量。特别注意外掺剂对混凝土性能的敏感性，在施工过程中专人专管；尽可能降低水泥用量，以减少扩大根底、塔座、塔冠实心段的大体积混凝土水化热；注意混凝土缓凝时间对于上横梁混凝土浇筑之间的配合。设计要求上横梁预应力锚固区封槽口的混凝土要求参加膨胀剂。明确混凝土施工过程中对施工配合比的调整流程，严格按既定程序执行，尤其针对中途遭遇暴雨、气温骤降、高温天气、季节更替、材料各批次的差异等情况，应制定具体的应急预案。模板外模采用北京卓良液压自爬模体系，工字木梁胶合板模板，按照标准节段4.6m分层浇筑。其支架、模板及施工荷载全部由对拉螺杆、预埋件及承重三脚架承当，不需另搭脚手架，适于高空作业。模板的提升为液压系统自行爬升。利用斜撑模板可前后倾斜，最大角度为30°，可满足索塔颈部外形变截面的需要。内模亦采用北京卓良工字木梁胶合板模板。其面板反面的分配梁和主梁尽量与外模对应，使得对拉螺杆的位置一一对应。塔内的操作平台类似的按照外模的形式设计，不再另外搭设脚手架。注意中塔座外模向内倾斜，混凝土浇筑过程中容易上浮，应强调底边缘下拉固结。注意上横梁底板呈上拱弧线形，浇筑时要加强对两端部位的上盖模压力，防止底板混凝土在侧墙混凝土压力下上涌。注意塔柱与塔座、上横梁结合部、塔柱壁厚变化部等位置的模板改造。劲性骨架作为索塔钢筋定位、模板定位的主要依靠，劲性骨架应具备相应的刚度。在满足塔吊的起重能力的前提下，尽可能加工成标准节段4.6m的整体框架，可大幅降低安装难度，减少对塔吊的占用时间。劲性骨架的外边缘尺寸按照塔柱主钢筋中心位置，整体向内缩1.5倍钢筋直径，以降低骨架的定位精度要求。加工时，所有角钢角部朝上，以方便工人站立；角钢开口朝外，以方便对定位误差大的局部进行适当切割。钢筋塔柱主钢筋采用直螺纹接头方式连接，重点是根据混凝土浇筑的分层高度有方案确实定接头位置，原那么是按照每次接高9m，可完成2次4.6m浇筑高度〔注意每浇筑2次，主钢筋在混凝土顶面外露长度会减少20cm〕，接头位置应高出混凝土顶面1~1.5m左右为宜。根据塔柱不同的部位确定钢筋的绑扎顺序，尤其是扩大根底与塔座之间、塔座与塔柱之间、塔柱与上横梁之间、塔顶实心段与索鞍底座预埋件之间等这样的结合部位，要注意钢筋的预埋顺序，防止遗漏。注意根底钢筋接地与索塔钢筋连接要满足“避雷针”的设计。扩大根底施工必须按照设计要求完成地质扫描、物探、地基承载力试验等工作，结合塔基下方开挖揭示的岩层构造，综合对根底地质情况进行评价，最终确定方案并完成对基坑不良地质处理后，方可进行根底混凝土浇筑。扩大根底厚度为5m，其分层厚度由大体积混凝土温控计算来决定，定为3层。扩大根底顶面预埋件较多，包括塔座、塔柱钢筋、骨架、塔吊及电梯基座、永久人行楼梯、索塔应力监测元件、景观照明等预埋件。大体积混凝土温控设计文件明确对扩大根底和塔座，塔顶实心段进行温控设计。由于塔座外形呈4棱梯台，且由根底的C30混凝土变截面转为C55混凝土，受到根底混凝土顶面的约束很大，往往容易开裂，是温控的重点。横梁施工横梁浇筑分2次进行，与对应高度的塔柱同步进行。第一次的现浇支架，采用埋设于塔柱内侧的牛腿、与支撑于塔基地面的钢管支撑贝雷架主梁形成的组合体共同承受荷载，以节约施工钢材。第一次浇筑完成后，横梁底板与腹板形成一根“U”形钢筋混凝土梁，由于其刚度远大于现浇支架，所以第二次浇筑的荷载几乎全部由“U”形梁承当，而现浇支架不参与受力。基于以上考虑，必须设定第一次浇筑高度的最小值，以满足施工受力的要求。第二次横梁浇筑同第一次，支撑钢管落地于第一道横梁上。横梁需一次性投入大面积内外模板，应提早做准备。预应力施工横梁预应力布置于两侧腹板内，全部为直线索，锚固端设于塔柱外侧。为绝对防止预应力管道漏浆，采用软内撑管充水的方式强制充填管道内空。妥善保管预应力材料，尤其是钢绞线和锚环。锚环锥孔内壁生锈，极易引起滑丝，应在施工中予以高度重视。由于预应力结构对混凝土结构受力性能高度重要，并具有隐蔽性和不可逆转性，为保证其质量，整个预应力施工的管理要定人定岗，明确责任，制定奖惩措施。横撑施工吉首岸索塔为倾斜立柱，需要设置水平横撑，约15~20m设置一道。横撑加工成整体，采用卷扬机吊装，减少高空作业。预埋件除上述预计埋件外，猫道、主索鞍吊装门架、缆索吊、监控等与上部构造施工有关的结构预埋件也要重点考虑。施工测量索塔施工测量，重点确保塔顶主索鞍的标高及平面位置。设计说明书七、施工要点12.“索塔施工应考虑混凝土的收缩、徐变及弹性压缩的影响……吉首岸索塔施工完成时的塔顶高程增加9.0cm，塔顶标高变为696.306m。建议施工期间结合施工进度、现场实测的混凝土弹模以及塔顶荷载确定最终的塔顶高程。”以上设计要求，按以下方式操作：索塔浇筑过程中以设计图所示标高及尺寸控制，直至最后一个节段，以主索鞍底座预埋件的顶标高为调整的实际对象，根据实测混凝土弹模及塔顶荷载确定最终的塔顶高程。索塔施工完成后，应对裸塔状态的沉降及偏位进行各时间段的跟踪测量，为随后的施工监控单位提供数据。人行通道塔内设有永久人行楼梯，在塔柱施工的同时开始安装，作为施工人员上下紧急通道。塔外不再设置满堂脚手架安装人行楼梯。二、进度方案安排索塔主体结构施工方案于2008年12月开始，方案总工期215天，其中扩大根底20天、塔座及标准节段共24节125天、中横梁30天、上横梁40天；于2009年8月结束。详细方案见附件《吉首岸索塔施工工期方案表》。三、总体施工流程索塔总体施工流程：扩大根底扩大根底施工：扩大根底承台钢筋绑扎→冷却水管安装→第一层混凝土浇筑→冷却降温第一层顶面凿毛→塔身劲性骨架预埋→塔柱钢筋预埋→第二层承台混凝土浇筑→冷却降温→第二层顶面凿毛→塔座钢筋预埋→预埋电梯、塔吊埋件→第三层混凝土浇筑→冷却降温→塔座局部凿毛→承台验收→塔吊安装↓塔座施工：塔座施工：塔身钢筋绑扎→塔座第一层模板安装→第一层塔座混凝土浇筑→冷却降温→第二层塔座混凝土浇筑→冷却降温→第二层模板安装→第三层塔座混凝土浇筑↓下塔柱塔身施工：下塔柱塔身施工：第一层劲性骨架预埋→第一层主筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护凿毛→第二层劲性骨架预埋→第二层钢筋绑扎→模板爬升→循环施工到第3\6\9层分别安装横撑→循环施工至完成第9/14层预埋底模支架铁件→循环施工到第6\11层分别安装塔吊附墙→在各相应位置埋设电梯附墙及输送泵管附墙→在各节段滞后一两段安装人行楼梯↓中横梁施工：中横梁施工：贝雷联接铁件焊接→支撑钢管桩吊装→贝雷片组装→贝雷桁片整体吊装→槽钢、架管安装→拱片底模安装→中横梁第1层钢筋绑扎→中横梁第1层波纹管安装→侧墙模板安装→中横梁第1次混凝土浇筑→养护凿毛中横梁局部预应力穿束→中横梁局部预应力张拉→中横梁第2层钢筋绑扎→中横梁第2层波纹管安装→电梯附墙安装→中横梁第2次混凝土浇筑→中横梁剩余预应力穿束→中横梁剩余预应力张拉→预应力管道灌浆→封锚→支架模板撤除↓中塔柱塔身施工：中塔柱塔身施工：第16层劲性骨架预埋→第16层主筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护凿毛→第17层劲性骨架预埋→第17层钢筋绑扎→模板爬升→循环施工到第21层安装横撑→循环施工到第21层分别安装塔吊附墙→循环施工至完成第21/24层预埋底模支架铁件→在各节段滞后一两段安装人行楼梯↓↓上横梁施工：上横梁施工：贝雷联接铁件焊接→支撑钢管桩吊装→贝雷片组装→贝雷桁片整体吊装→槽钢、架管安装→拱片底模安装→中横梁第1层钢筋绑扎→上横梁第1层波纹管安装→侧墙模板安装→中横梁第1次混凝土浇筑→养护凿毛→上横梁局部预应力穿束→上横梁局部预应力张拉→上横梁第2层钢筋绑扎→上横梁第2层波纹管安装→侧墙模板安装→安装塔吊附墙以及主缆安装、索鞍安装相应位置预埋件→上横梁第2次混凝土浇筑→养护凿毛→上横梁剩余预应力穿束→上横梁剩余预应力张拉→支架模板撤除→索塔验收施工现场设施布置吉首岸索塔前方有90米长的路基，加景观平台平均宽为65塔吊布设在索塔左右两侧，紧靠塔座布置。劲性骨架片架在钢结构加工场统一制作，在现场索塔附近焊接成整体。拌和站布置在索塔与锚碇之间左侧山凹处，距索塔约400米由于索塔和路基前端和左侧是悬崖，后面及右侧是是高边坡山体，进入索塔及路基必须修建一条专用通道，即在原运渣通道的根底上再往下降，使便道纵坡不大于18%。该通道也是主梁主缆施工、主索鞍运输等上部构造施工的重要通道，通道进入路基时的标高同路基标高，便道宽7米索塔施工施工现场平面布置见附图1。施工组织机构索塔施工组织机构及岗位职责见表2表2索塔施工组织机构及岗位职责表组织机构岗位职责项目经理部工程经理盛希总体规划决策、主持全面工作常务副经理张念来全面管理总工程师彭力军技术主管副经理杨豫湘欧志恒左宜军鄢学永参与决策、审核，对工程管理中分管领域的内容负有直接责任。方案合同材料机务吉首主管茶洞主管职能部门部门负责人吉首工区茶洞工区工程技术部杨恒易继武工区长：杨遵俭工区长：王治群负责本工区施工现场管理：人员分工、资源配备、协调技术负责苏巧江技术负责负责工区技术管理与实施技术员：谢鑫赵宇清袁理仇磊严格按照施工组织设计控制施工过程，提出合理化建议何雪靓陈旺杨李黄影谢祥郑仲刘苗苗陈静施工员：熊满林宾亚雄危智勇郭武档案黄婷档案员：朱法丽档案员：唐云丹负责将各类文件的收发、整理、出版、存档等工作合同陈刚计量员：杨晓刘苗苗部门负责人职责：1、负责本部门管辖范围对应的施工内容；3、严格按照施工组织设计控制施工过程，提出合理化建议。科室成员职责：严格按照施工组织设计控制施工过程，提出合理化建议。平安粱先勇平安员：张君浩平安员：李广杨凌周聪杨新宇质检刘运雄质检员：颜科宇质检员：唐寄强李炳杰试验尹红星副主任：郭意华试验员：欧丽测量马林测量员：田明测量员：张敬文、马丕材料王小明采购员；刘佳采购员：胡伟凡机务欧阳强机务员：王远航樊江施工准备技术管理准备编制完善施工组织设计，分级进行充分的技术交底，确保施工工艺和技术要点在现场得到很好的贯彻执行；建立完善各项管理制度，明确各职能部门及岗位责任。材料设备人力资源等资源准备重点是材料组织，以保证施工的连续性。材料准备包括结构所需原材料、加工件、拌和料，施工所需的各种材料、构件、成品的准备。材料部门应掌握施工所需，充分备料，及时供给。审慎选择有经验的劳务合作队伍。施工现场准备合理布置各项施工配套设施，缩短混凝土泵送距离，减少材料及加工构件二次转运，合理规划水电管线路径，防止施工干扰。施工现场准备工作包括进场施工便道的修建、场地平整、施工场地布置、钢筋棚搭设、塔吊的安装等。索塔前方路基经过平整后，作为索塔的施工场地。在索塔根底施工前，还应完成塔基不良地质情况的处理，塔基基坑的验收等。布设主电缆至索塔塔基处。在索塔施工过程中，5标的矮寨3号隧道开挖也会同步进行施工，在索塔正下方还需给5标留一条施工通道。分项工程施工方案索塔根底地质处理方案一、地基处理原设计方案吉首岸索塔扩大根底总开挖深度43m，开挖过程中发现了多个溶洞和多条裂隙，与原设计地质有较大的差异。1、根底下面的小溶洞以及溶蚀裂缝L2采用开挖竖井和灌浆孔灌混凝土浆和砂浆，开挖6个直径1.5m的竖井，每个深度30m；打10个注浆孔，深度40m灌注的混凝土浆和砂浆量1000m3。2、桥塔根底边缘的落水洞1先进行清理再灌混凝土浆，可以作为竖井向下开挖，最后灌混凝土浆和砂浆处理。二、开挖后揭示的地质描述吉首岸索塔是位于路基与矮寨3号隧道交接处，路基最大开挖深度达43m，开挖过程中发现了多个溶洞和多条裂隙，与原设计地质有较大的差异。三、调整后的地基处理方案因此设计对地基处理方案进行了修改，取消挖孔桩，对裸露的溶洞实施清理后用砼回填，再注浆对塔基与路基进行加固，总计钻孔97个，见图3。钻孔注浆方案为：注浆孔间距按5m控制，双排注浆孔间距为3米。注浆孔JSZ1~87孔底标高为+526m，注浆孔JSZ88~97孔底标高为+545m。钻孔过程中注意进行地质情况描述，如发现大空洞、小溶洞，灌注水泥混凝土，其它孔灌注水泥浆。灌注顺序为：先注水，再1：1的水泥浆，再压0.4:1的水泥浆，注浆压力试验确定，估计1MPa左右，注浆量按处理岩体体积的4~5%估计，具体参数应由工艺试验确定。并由地质工程师确认。右塔基进行注浆处理需待溶洞回填处理完成后进行。目前8图3塔基、路基钻孔注浆布置图索塔混凝土浇筑一、索塔浇筑分层索塔浇筑分层见图4图4吉首岸索塔浇筑分层图吉首岸索塔根底高5m，分3层浇筑；塔座高6m，分3层浇筑；自塔座以上混凝土结构高119.016m，分26个节段浇筑，标准分节高度4.6m；上、中横梁均分为两次浇筑，与相应高度的塔柱同步施工。二、混凝土的拌制、输送和布料索塔混凝土采用拌和站与输送泵进行集中拌制和输送。中横梁以上节段的浇筑，在塔基处增加一台输送泵进行接力泵送。竖向泵管通过塔身侧面预埋板上的卡环固定于索塔外壁。混凝土泵送进入施工面以后，通过中心料斗分散到各个方向，再经溜槽及串筒进入模内,相邻下料点距离不超过2m。中心料斗构造见图5图5中心料斗构造图三、混凝土振捣工艺混凝土振捣分层严格控制在30cm以内，并且应布料均匀。对于远离溜槽口部位，严禁采用振动棒驱赶方式填充混凝土。在振捣时，振捣棒移动间距不应超过振捣棒作用半径的1.5倍，并且与模板保持50~100mm的距离，严禁振捣棒碰撞模板。对每一振捣部位，必须振动到该部位混凝土密实为止，振捣完毕后都应边振动边徐徐提起振动棒，使周边混凝土能填满振捣棒形成的坑洞。密实标准：混凝土停止下沉，不再冒出气泡，外表呈现平坦、泛浆。为保证其质量，整个振捣施工的管理要定人定岗，明确责任，制定奖惩措施。四、混凝土的养护和凿毛针对不同的季节和不同的部位制定相应的养护方法，减少混凝土的收缩裂缝、温度裂缝以及干缩裂缝，确保混凝土质量和耐久性。1、养护方法混凝土养护分三局部，一是塔基塔座在其外表湿润养护，二是塔身采用养护剂或塑料薄膜包裹进行养护。三是在外界温度低于10℃时采用覆盖土工布的方法保温养护。所有养护时间均为72、压浆、冲洗供水设施考虑横梁预应力管道压浆需水，以及各层对模板内杂物进行冲洗用水。索塔水泵选择理论扬程为300m，排量为12-20m/h的高压多级离心泵，每边配置1台。水泵垂直管路水管采用φ50mm无缝钢管，管节间用螺纹丝口接头连接，每20m预留三通及管阀，从管阀处接水管进行养生，整套管路耐压4.0MPa左右。3、混凝土凿毛混凝土浇筑完毕到达2.5Mpa，由人工凿毛，凿除外表浮浆和混凝土松软层，凿毛要求见到粗骨料，并将面层清理干净。拆模时间和分层浇筑混凝土凿毛时间，强度应有专门的随养试件，压后到达2.5Mpa，方可继续施工。混凝土配合比一、混凝土配合比桥塔结构均为高性能混凝土，各结构部位性能要求不同，必须制定相应的技术措施，满足混凝土各项性能指标，确保桥塔混凝土质量。1、扩大根底C30大体积混凝土1〕混凝土技术指标桥塔基坑为C30大体积混凝土，为满足施工要求，防止裂缝的产生，制定混凝土拌和物技术控制指标：混凝土采用泵送施工，坍落度设计值为180-200mm，坍落度损失确保1小时不超过20mm；凝结时间设计为14-18小时，以削减水化热峰值；混凝土拌和物要求和易性好、流动性好、保水性良好、无泌水(或外表轻微泌水,以防止混凝土浇筑时气温过高使外表水份蒸发过快产生收缩裂纹)、棍度中；采用低热水泥及大掺量粉煤灰削减水化热峰值、降低水化热，混凝土抗压强度以60天强度设计。单位水泥用量不超过300kg/m3，以控制水化热。掺I级粉煤灰不超过35%，以确保混凝土耐久性并降低水化热，改善混凝土性能。水灰比不宜大于0.39，以减少过多水分蒸发引起浆体收缩裂纹；砂率不宜超过39%，以形成以连续级配粗骨料为主的骨架密实结构，以防止浆体收缩产生的裂纹。2〕原材料选用水泥采用湖北葛洲坝水泥集团生产低水化热水泥，水化热峰值不超过250KJ/Kg,适宜于大体积砼施工温度控制。粉煤灰采用冷水江热电厂生产I级灰，以降低单位水泥用量，削减早期水化热，增加混凝土拌和物性能、提高混凝土后期强度。各项技术性能指标符合标准要求。细集料采用泸溪河砂，有机质含量、含泥量及泥块含量合格、颗粒级配好的Ⅱ区中砂，无碱活性反响；粗集料选择吉首碎石场无碱活性反响的I级石灰岩，用单级配规格4.75～16mm〔掺配60%〕,16～31.5mm〔掺配40%〕二级掺配成4.75～31.5mm连续级配碎石；外加剂采用湖北荆州鑫城生产萘系减水剂，控制减水率>20%以上，且与水泥适应性好并保持稳定；凝结时间设计为14-18小时，以削减水化热峰值，坍落度损失1小时<20mm。混凝土拌和水为可饮用水，符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89用水标准。3〕混凝土配合比C30桥塔基坑混凝土每方材料用量表表3C30桥塔基坑混凝土每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量〔kg〕281.0131.0726.01156.0150.03.32447.32、塔座C55大体积混凝土1〕混凝土技术指标桥塔塔座为C55大体积混凝土，采用低热水泥及掺入粉煤灰降低水化热防止裂缝的产生，制定混凝土拌和物技术控制指标：〔同扩大根底C30混凝土〕2〕原材料选用水泥采用湖南韶峰水泥集团生产低热矿渣水泥；粉煤灰采用冷水江热电厂生产I级灰；细集料河砂采用泸溪Ⅱ区中砂；粗集料选择吉首碎石场无碱活性反响的I级石灰岩，用单级配规格4.75～16mm〔掺配60%〕,16～31.5mm〔掺配40%〕二级掺配成4.75～31.5mm连续级配碎石；外加剂采用聚羧酸高效减水剂，控制减水率>25%以上，且与水泥适应性好并保持稳定；凝结时间设计为14-18小时，以削减水化热峰值，坍落度损失1小时<20mm。混凝土拌和水为可饮用水，符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89用水标准。3〕混凝土配合比C55桥塔塔座混凝土每方材料用量见表4表4C55桥塔塔座混凝土每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量〔kg〕45187.6681.31080.7159.36.472466.43、塔柱及横梁C55高性能混凝土1〕混凝土技术指标桥塔塔柱为C55高性能混凝土，由于考虑施工工序周期及其预应力混凝土性能，制定混凝土拌和物技术控制指标：混凝土采用泵送施工，坍落度设计值为180-200mm，入模时坍落度控制在120~140mm为宜，坍落度损失确保1小时不超过20mm;凝结时间设计为6-8小时；混凝土拌和物要求和易性好、流动性好、保水性良好、泵送性能好；混凝土抗压强度以28天强度设计。2〕原材料的选用水泥采用湖南韶峰水泥集团生产水泥；粉煤灰采用冷水江热电厂生产I级灰；细集料河砂采用泸溪Ⅱ区中砂；粗集料选择吉首碎石场无碱活性反响的I级石灰岩，用单级配规格4.75～16mm〔掺配60%〕,16～26.5mm〔掺配40%〕二级掺配成4.75～26.5mm连续级配碎石；外加剂采用聚羧酸高效减水剂，控制减水率>25%以上，且与水泥适应性好并保持稳定；混凝土拌和水为可饮用水，符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89用水标准。3〕混凝土配合比C55桥塔塔柱混凝土每方材料用量见表5表5C55桥塔塔柱混凝土每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量〔kg〕415.180.6752.81051.8151.46.492458.24、预应力管道水泥浆配合比。〔施工前提早30天由试验室专项报批〕5、预应力槽口封锚混凝土配合比。〔同上〕模板一、索塔混凝土施工模板由以下几个局部组成：塔座外模、内模；塔柱标准浇筑节段外模、内模；塔柱内隔板底模；中、上横梁底模、外模、内模；塔冠底；过人洞内模。二、塔柱标准浇筑节段外模和内模1、标准外模本方案标准浇筑高度为4.6米，第一次浇筑为4.7米，采用北京卓良木梁胶合板体系，架体采用自爬模QPMX-50架体.模板配置高度为液压自爬模主要分为模板、埋件、液压、支架四个系统。其爬升的动力来源是本身自带的液压顶升系统，液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备，操作方便，爬升速度快，平安系数高。外模总装图见图6图6总装图2、内模系统内模系统采用井筒平台模板，混凝土的侧压力完全由穿墙螺杆承当，因而模板不必有另外的加固措施，施工简单、迅速，且十分经济，混凝土外表光洁。井筒平台模板主要由，模板、模板支撑、平台板、木梁、连接爪、井筒平台梁、吊平台、埋件等几局部组成。如图7所示：图7井筒平台总装图3、爬升流程1〕爬升流程图混凝土浇筑完后→拆模后移→安装附装置→提升导轨→爬升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→埋件固定模板上→合模→浇筑混凝土2〕爬升步骤模板爬升步骤见图8第一步第二步第三步装模板完毕⑴拆模、后移模板⑴爬升到位⑵浇筑混凝土⑵插导轨⑵安装吊平台⑶施工人员在平台绑扎钢筋⑶爬升⑶开始合模第四步第五步第六步(1)合模完毕⑴浇筑完毕⑴进入标准爬升阶段⑵筑混凝土⑵拆模⑵又一次浇筑混凝土⑶提升导轨、爬升架体图8索塔模板爬升流程图模板具体内容见《吉首岸索塔施工组织设计模板分册》。塔柱每一层混凝土浇筑后，模板拉杆孔用高标号水泥砂浆进行填塞。劲性骨架一、劲性骨架的功能提供钢筋绑扎的施工平台，作为钢筋定位依靠；为模板定位调整提供着力点，保证模板体系的整体稳定性；提供混凝土浇筑施工平台，为中心分料斗提供支架。二、劲性骨架的设计原那么要有足够的结构强度和刚度满足上述功能要求；结构简洁，分节制作，便于加工、拼装、运输；节段高度与混凝土浇筑分节高度相匹配，与主钢筋定尺长度相匹配；单节段整体吊装，重量小于起重设备的最大起吊能力；节约材料。三、标准节段设置吉首岸索塔劲性骨架共计28节，标准分节高度4.6m，第一节起始高度为扩大根底第一层浇筑顶面〔距基底1.4m〕，以满足塔柱、塔座主筋预埋于根底定位的需要。吉首岸索塔壁厚：塔座至中隔板为1.2m、中隔板至中横梁底为1.0m、中横梁顶至上横梁底为0.8m。按此三种壁厚将标准节设计为3种类型。索塔外形特点：横桥向塔柱宽6m，上下一致；顺桥向宽度按50：11901.6的斜率渐变，由下往上，宽9m〔标高577.2m〕渐变为8.113〔标高682.716m〕。按此斜率，索塔每浇筑一次升高4.6m，顺桥向顶面宽度相对上一层仅减少19.3mm。为简化施工,每3节骨架共用一个标准尺寸，顺桥向尺寸一次缩短19.3×3=57.9mm。具体设计见附图4《吉首岸索塔劲性骨架施工图》。四、劲性骨架的加工和拼装片架在钢结构加工场加工，用平车运到现场拼装，拼装场地尽量靠近索塔根部，处于塔吊覆盖范围内。单节段骨架对应索塔四壁，分别设置4个片架，以方便在平台上设置靠模，水平加工，完成后直立组拼形成空间桁架整体。劲性骨架内外圈水平角钢外缘尺寸，按主钢筋中心位置均缩小9cm设计。加工时注意所有水平角钢的刃口均朝主钢筋，另一边刃口朝下。五、劲性骨架的吊装与测量定位采用单节段整体吊装，减少高空作业。吊装至塔顶与上节骨架顶面对接，先用手拉葫芦临时固定，待完成测量调整到设计位置后，再焊接牢靠。骨架加工误差服从于空间位置的调整，保证骨架顶面轴线对应设计位置居中即可。钢筋索塔钢筋分布于扩大根底、塔座、塔柱、横梁、隔板、人洞、预应力槽口、主索鞍预留槽等混凝土结构部位，以下就重点部位的钢筋阐述施工要点。一、通用要求钢筋的制作与安装必须设计图的数量、规格、尺寸、位置等要求；符合《公路桥涵施工技术标准》JTJ041-2000和《钢筋焊接及验收标准》JTJ18-96的规定。钢筋D≥25mm采用机械连接接头；应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003。在本工程40mm直径钢筋接头拟采用剥肋直螺纹连接工艺，附试验报告及厂家说明书。塔柱外外表均加设Φ6带肋防裂钢筋网，钢筋网最小保护层厚度为1.5cm。根据索塔混凝土浇筑分层线，逐层做好钢筋预埋方案，使同一连接区段〔按35d计算〕内接头数量不应超过全部钢筋的1/3，具体见附图5。在钢筋的定位和绑扎过程中，尽可能的减少割焊等操作，以防伤及模板外表的脱模剂涂层。脱模剂涂层被毁坏后，将造成混凝土外表的颜色不均或出现粘模现象。二、各部位钢筋施工要点索塔扩大根底索塔扩大根底嵌固于岩石基坑内，要注意外围钢筋与岩壁间保护层的控制，防止裂隙水侵蚀钢筋；严格按照“索塔避雷针”的设计要求，埋设根底接地钢筋，并以焊接的方式将根底、塔座、塔柱的钢筋进行连接以形成导电通路。塔座钢筋伸入扩大根底垂直高度1.8m，塔柱主筋伸入根底垂直高度2.4m，要注意预埋。塔座塔座外围主筋Φ32，设计单根长度约10m，斜插入根底。扩大根底分三层浇筑，第二层顶面高度为3.2m，以使得塔座主筋可以直接着地〔设置预埋板以焊接定位〕，上端依靠劲性骨架定位。注意主筋在扩大根底顶面的定位精度，适当向内偏，以防影响塔座外模的安装。塔柱下端平齐，预埋插入扩大根底顶面以下2.4m，依靠劲性骨架定位。塔柱主筋Φ40，钢厂提供定尺单根长度为9m，根据塔柱浇筑分层高度和接头错位高度确定第一次下料长度：9m、6+4.5m、7.5+4.5m各占总根数的1/3，那么塔座浇筑完成后，主筋超出其顶面的高度分别为0.6m、2.1m、3.6m各占总根数的1/3，之后均按9m定尺向上接长。塔柱混凝土标准节段浇筑高度4.6m，那么每浇筑两次升高9.2m，而钢筋只接高9m，导致混凝土顶面主筋外露长度减少0.2m。为保证始终有足够的工作长度，需要增加非定尺长度的主筋接长，具体尺寸见附图5。塔柱外围主筋为一通长钢筋，内壁主筋在索塔壁厚变截面处中断。塔柱主筋固定时预先留出液压爬模轨道埋件位置以及模板对拉螺杆位置。防雷接地主筋需在接头处采用同等号钢筋焊接连接，同时用油漆做好标志，直至通长接到塔顶避雷针。中横梁与上横梁横梁预应力槽口处的塔柱主筋需预先设置直螺纹接头，混凝土浇筑完成后，将接头往两端拧，逐根将槽口内的主筋拆下来，编好号码，待预应力张拉完成后，再按编号逐根装回去，具体操作见附图7。横梁预应力锚垫板前方钢筋密集，要注意安装顺序。设计图S5-3-4-19显示，横梁底板钢筋N4、N7伸入到塔柱内，如果相应节段的塔柱先于横梁浇筑，那么要注意预埋。索鞍预留槽钢筋索鞍预留槽中，格栅与众多钢筋交错，要注意安装顺序。扩大根底和塔座混凝土温控一、温度控制标准我部已委托南京水利科学研究院进行了专项温控设计，根据其提供的《矮寨特大悬索桥索塔根底与塔座的温度控制计算与设计》，结合我工程部的具体施工方案而制定温度控制标准如下：索塔根底和塔座不同工况的温度控制标准列入表6。表6不同混凝土块体的温度控制标准名称与工况索塔根底塔座备注入模温度≤T℃≤T℃T为浇筑日的最高气温最高温升≤23.0℃≤40.0℃最高温升为浇筑层混凝土最高温度与入模温度之差内表温差≤18.0℃≤16.0℃内表温差为混凝土的内部的平均最高温度与外表温度之差间歇期≤8d≤8d说明：浇筑日的最高气温以吉首市气象台当天早晨预报的最高气温为准；当最高气温T＜8℃时，可不控制入模温度；以控制间歇期来代替上下层温差是因为上下层温差主要受间歇期的影响，同时也受层厚，水化热和地基等的影响，不易统一控制；假设遇特殊情况，间歇期超过规定时，应采取以下措施：对于已浇筑层，加强保温措施，适当减少冷却水通水时间；对于待浇筑层，降低入仓温度，加强保温措施，酌情增加一层冷却水管。二、温度控制措施1、优化选料配比尽可能选用低热水泥，掺用30%以上的粉煤灰，采用缓解水化热效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升。改善骨料级配在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较大粒径的骨料。例如，可选用粒径为5～10cm的骨料。在满足混凝土设计强度的前提下，尽量优化配合比，减少水泥用量，确保水化热温升不超过20℃的温控标准。材料选用及用量见表7、表8表7C30混凝土原材料的品种、规格和生产厂家材料名称水泥粉煤灰河砂碎石外加剂材料品种、规格Ⅰ级Ⅱ区中砂4.75-31.5mmFDN-4缓凝高效减水剂生产厂家葛洲坝水泥厂冷水江电厂泸溪砂场吉首石料场荆州鑫城表8C30混凝土每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂石水外加剂合计材料用量〔kg〕281.0131.0726.01156.0150.03.32462.3相对用量〔%〕11.55.429.747.26.10.11002、调整浇筑时间3、降低入模温度使混凝土的浇筑温度小于浇筑日的日平均气温T+3℃水泥提前6天入罐，让其自然冷却，确保拌和前的水泥温度不高于50℃。〔目前已确定使用葛洲坝水泥厂P.SLH32.5低热水泥，从出厂送货到吉首火车南站的中转站3-4天，不超过7天，再转运到施工现场途中需要1天，可满足冷却时间的需要；水泥温度的检测：在工地试验室对送到现场的水泥进行取样的同时，对罐车内的水泥温度进行检测，并记录在检验报告中〕当日平均气温超过23℃时,采用堆高骨料、底层取料和用凉水喷淋骨料等方法降低骨料温度,当气温高于出机口温度时，要加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度上升。当用管道输送混凝土时，应在混凝土输送管上覆盖保温布，并洒水降温；当气温低于出机口温度时，应揭开保温布散热。4、采用冷却水管采用水管冷却具有较好的降温效果,但必须正确掌握。1〕每个浇筑层冷却水管布置的层数和位置各不相同，每层的水管数量、间距、位置和通水量等见表6。水管布置见图9，水管位置和间距误差不得超过±3cm。A—AB—B立面图图9水管布置图单根水管长度以小于200m为宜。水管内通水流量为16～20L/min。冷却水的进水口水温以8C～20C为宜。〔配备水泵型号为：QDX3-18-0.5，其理论泵送流量为3m3/h，扬程18m，功率0.5kw冷却水管应采用导热性能好的金属管，管内径宜大于30mm，水管安装应保证质量，安装后应通水检查，防止管道漏水或阻塞。应确保通水期间的水源和流量，中途不得发生停水事故。〔采用两台大功率水泵配置到德夯河的水泵房，现已安装并调试完成；5、控制间歇时间应严格控制混凝土层间的浇筑间歇期，间歇期应不超过8天。6、控制浇筑层厚各浇筑层厚度按表9控制。〔具体分层厚度见图9〕表9不同工况的分层情况名称分层数分层号层厚/m间歇期/d冷却水管层数索塔根底311.48121.88131.881塔座241.58251.5827、加强保温养护1〕混凝土浇筑完毕待初凝后立即在外表洒水养护，并覆盖塑料薄膜或麻袋保温，保温时间至少3天。浇筑层四周外表的保温措施：在卓良模板面板的反面，木工字梁之间镶嵌2cm厚度的泡沫板，保持本层混凝土拆模前的温度；在每块模板的下边缘悬挂土工布，全面覆盖前一层混凝土在模板提升后四周暴露出来的混凝土外表，减少其热量的散发。拆模时间控制：应在2天龄期、抗压强度＞2.5MPa、悬挂于模板下边缘的保温土工布已安装完成后再拆模。3〕第一层早龄期应力很大，要特别注意保温，外表必须用2层保温材料〔土工布或草袋〕覆盖，保温时间至少4天。4〕在非保温期间内，假设遇温度骤降〔2天内日平均气温下降5℃以上〕，仍需对105〕应加强混凝土的外表养护，使其始终保持湿润状态。均匀布料振捣保证浇筑施工质量，提高砼的均匀性和抗裂性。混凝土按一定的厚度、顺序、和方向分层浇筑，在下层混凝土初凝前浇筑完毕上层混凝土。混凝土水平分层浇筑厚度不超过0.3米浇筑混凝土时，采用振动棒捣实，保证移动间距不超过插入式振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持5—10cm距离，避开预埋件或监控元件30cm以上。振动棒插入下层混凝土5—10cm；且对每一部位混凝土必须振动到停止下沉，不冒气泡，外表呈平坦、泛浆。6、实时监测调整进行温度控制监测，以便检验施工质量和温控效果，及时掌握温控信息，并及时调整和改良温控措施。三、温控监测温控监测内容温控监测只作温度监测，即是在混凝土中埋入一定数量的测温仪器，测量混凝土不同部位温度变化和特性，检验不同时期的温度特性和温差标准。具体监测内容见表10：表10温控监测内容测温工程气温水温水泥温度混凝土温度根底温度进出水口取罐车内出机口、入模、内、表温度地表下1.5m测温仪器温度计温度计温度计电阻温度计温度计温度计类型水银或酒精水银或酒精水银或酒精WZCcu50水银或酒精监测设计〔1〕测温仪器选择WZCcu50型电阻温度计〔2〕仪器的布点设计仪器的布点按照突出重点、兼顾全局的原那么，在满足监测要求的前提下，以尽量少的仪器获得所需的监测资料。根据结构的对称性和温度变化的一般规律，仅选择一个锚块和一个散索鞍支墩根底作温控监测，且测温仪器主要布置在1/2个中心断面上。在层次选择时，根据浇筑日期和浇筑层的位置和尺度选择有代表性的层次作为监测层。温度计布置见以下图。图10温度计布置图仪器的埋设与观测仪器的埋设参照《混凝土大坝平安监测技术标准》DL/T5178-2003执行，并根据桥梁大体积混凝土的特点加以改良，由具有埋设技术和经验的专业人员操作。混凝土入仓后即由专人观测，观测人员见表11，具有观测经验，防止观测中的人为误差。观测频次先密后疏，以确保温度测值的连续性并测得最大值和最小值为原那么。混凝土入仓之前，应至少观测一次，检查仪器见表12，埋入观测仓内测温度。正式观测从仪器被埋入开始，3天前4h一次，3～10天6h一次，11～15天8h一次，16～30天每天2次，30天以后每2天一次。总的观测时间最少为45天。表11温控监测人员名单表姓名性别年龄学历分工备注陈仲先男67大学本科总负责王承强男35博士资料分析王大贵男39高中现场监测卞桂芳女56高中现场监测陈哲冲男38高中现场监测表12温控监测仪器材料清单序号名称与内容型号与规格数量备注1电阻温度计WZCcu50107个2温度计电缆3×0.504600m3温度显示仪TTW-302台横梁混凝土施工吉首岸索塔设中、上两道横梁，均为预应力混凝土箱形梁，梁底呈弧线形，底板混凝土厚80cm；梁顶为平面，顶板混凝土厚80cm；顶、底板间设2道竖向隔板，板厚60cm；横梁两端与塔柱结合处最大高度为8m，跨中高度为5.5m；中横梁跨度为27.412m，上横梁跨度为22.058m。一、横梁现浇分层计算1、中横梁现浇分层计算在主塔中横梁施工过程中需要进行分层浇筑，在下层浇筑完成后，需要对中横梁中的下层预应力张拉方案进行详细的分析，以使中横梁上层浇筑前后塔柱结构受力均能满足设计要求。在本次计算对四种张拉方案均进行了相应分析。⑤⑤⑤⑤⑤④④④④③③③③②②②②①①①①图11离散模型图12钢铰线布置示意图中横梁第二次浇筑前预应力张拉分析见表13表13中横梁第二次浇筑前预应力张拉分析表方案张拉预应力层数最大主拉应力〔Mpa〕最大压应力〔Mpa〕一①4.9913.98二①②1.6812.83三①②③2.1511.71四①②③④2.6110.65通过计算可知，下层上最大主拉应力主要位于横梁腹板边缘处。最大主压应力主要位于横梁与主塔联接处。在该方案下浇筑砼均能满足标准及设计要求，〔见图13、图14〕因此可以确定中横梁第一次浇筑高度按塔柱分层高度取4.6m；中横梁第二次浇筑混凝土前，先张拉最下层的预应力钢铰线①②，再进行浇筑。图13浇筑上层砼后主应力S1图图14浇筑上层砼后主应力S3图2、上横梁现浇分层计算同理上横梁也采用四种张拉方案进行相应分析计算，横梁第二次浇筑前预应力张拉分析结果见表14，上横梁下层上最大主拉应力主要位于横梁腹板边缘处。在该方案下浇筑砼均能满足标准及设计要求。表14上横梁第二次浇筑前预应力张拉分析表方案张拉预应力层数最大主拉应力〔Mpa〕最大压应力〔Mpa〕一①1.717.43二①②1.906.80三①②③3.097.61四①②③④4.2811.62图15浇筑上层砼后主应力S1图图16浇筑上层砼后主应力S3图因此可以确定上横梁先浇筑4.6m高，浇筑第二次浇筑混凝土前先张拉最下层的预应力钢束①后再进行浇筑。所有相关计算经设计复核前方予以实施。由上确定分层高度后，考虑施工方便，节约材料的原那么进行横梁现浇支架设计。二、横梁支架设计现浇支架从上至下的依次为δ10mm钢板、[10槽钢、I20拱片、φ48mm钢管、贝雷桁架、φ820×6mm钢管支撑和预埋板构成横梁混凝土的重量由满堂架传递给贝雷桁梁，通过3纵2横的钢管斜承在用塔身内壁预埋板上。1、贝雷桁架计算结果贝雷架跨中弯矩产生的应力值为：38.24MPa，支座处剪应力值165Mpa，上述结果应力值都小于Q345钢屈服强度值，满足贝雷桁架受力要求。2、管柱计算结果6根钢管柱平均分配荷载：10234.42/6=1705.7〔KN〕压应力。钢管桩按最大钢管柱长度计算长细比,取21.70m计算＝75.399<[λ]=150满足刚度要求横梁支架方案将作为专项方案以后正式上报。3、预拱度设置故钢管桩强度满足要求现浇支架应设置相应预拱度，以消除非弹性变形和弹性变形对横梁标高的影响。横梁支架撤除后，妥善处理支架牛腿、斜钢管桩留在索塔内壁的预埋板，修补因其设置而形成的孔洞，以保护索塔外观质量。三、横梁混凝土浇筑横梁混凝土浇筑采用中心料斗加溜槽的方式布料，每次浇筑使用3套料斗，以满足大范围均匀布料的要求。第一次浇筑时，因底板呈弧线形，两端低，故布料由两端向中间推进。要注意底板边浇筑边压盖，以防混凝土涌出。横梁浇筑过程中派测量人员观测支架沉降情况，如有异常应及时处理。第二次浇筑前，对下端局部预应力进行张拉，以提高梁的承载能力。具体张拉数值由设计方计算确定。横梁预应力施工横梁预应力采用270级公称直径Φs15.2低松弛钢绞线，标准强度为fpk=1860MPa，张拉控制应力为0.75每束12根；锚具采用YM15-12成套产品。每道横梁设置32束预应力，全部布置于横梁腹板中，靠近上端区域左右各6束，下端区域左右各10束，均为直线索。横梁预应力锚固采用深埋工艺，锚固于塔柱外侧，预应力管道采用塑料波纹管、真空压浆工艺。横梁预应力布置见图17。图17横梁预应力布置图一、施工步骤；1、张拉前准备1)下料预应力束下料长度除考虑计算长度外，还应考虑工作长度〔包括两端千斤顶、工作锚板、工具锚板及外露的长度〕，一般每端留85cm的工作长度。2)塑料波纹管〔D99外径〕安装。1〕、波纹管进场后应堆放在平整场地，并不得露天暴晒。2〕、用焊接机焊接塑料波纹管，使之到达所需的长度。3)、将焊接好的波纹管下料到所需的精确长度，缺乏局部用专用接头接长，然后放入钢筋骨架内，，两端分别安装螺旋筋、锚下钢筋网及锚垫板。4〕塑料波纹管就位将波纹管插入锚座的喇叭口内，将波纹管每隔0.8米用定位钢筋固定牢固将锚座固定，使其不能移动，用胶带缠牢所有接头处，保持密封，锚座压浆孔及喇叭口内均须用海绵塞实，防止水泥浆的渗入施工中应特别注意保护管道不受破损。一旦发现管道破损或穿孔，必须用专用接头或绝缘胶布缠裹以防止水泥浆进入管道。5〕预应力束的安装每束钢绞线的单根从一端穿入波纹管从另一端穿出，由工人站在操作平台上，采用人工的方式逐根穿入。6〕锚具、夹片、千斤顶的安装锚具安装时要与锚垫板孔对中，上夹片前先用人工将钢绞线拉直，上夹片时要均匀，用内径略粗于钢绞线的钢管敲紧夹片后，夹片的高差值不得超过2mm。千斤顶安装时要注意其作用力线与钢绞线保持平行。2、预应力束的张拉梁混凝土浇筑时的随养试件到达设计强度的100%后，进行预应力张拉。横梁预应力钢束的张拉安排4台千斤顶，采用两端、左右对称同时张拉的施工工艺。预应力张拉均要求采用“双控”，当延伸量与张拉力不一致时，应认真查找原因。在测定延伸量时应扣除非弹性变形引起的全部延伸量值。预力索张拉步骤如下：1〕张拉前的准备工作对油表和千斤顶进行标定，相应的张拉设备进行维护，将锚垫板上的砼等清理干净。2〕安装张拉设备安装锚板，使其贴紧锚垫板。安装千斤顶时，使之均匀受力。千斤顶及工具锚安装到位后，首先检查千斤顶和相应油压表标定情况，并对标定报告上的油表编号、千斤顶编号与安装好的进行核对，无误后再进行下道步骤。3〕给张拉油缸供油，当张拉到控制应力的10﹪时，用尺测量并画出记号，记录活塞位置读数。4〕继续给千斤顶加载至设计油压值σcon，稳定2分钟后锚固，并尺量张拉完后记号与锚垫板之间的距离为实际引伸实际伸长量=〔100%时的量测伸长量-10%时的量测伸长量〕/0.9-回缩值低松弛钢绞线束张拉时按0→10%→20%→50%→100%σcon〔持荷2min5〕张拉预应力的校核预应力钢材张拉时的控制应力，应以张拉时的伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值应控制在6%以内，否那么应暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再继续张拉〔后附预应力计算书〕。测量活塞位置读数，计算出实际伸长量，与理论伸长量相比照，是否在范围之内。如张拉伸长量与理论伸长量较大时，必须查明原因，妥善处理。6〕锚固〔1〕千斤顶持荷2分钟，翻开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢降至零。〔2〕给千斤顶的回油缸供油，将其回到原位。〔3〕卸下工具锚、千斤顶、限位板，准备下一束的张拉。6真空压浆工艺预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆。1〕工作原理在压浆之前，先采用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使孔道内的真空度到达80%以上〔形成负压〕，然后在孔道的另一端再用压浆机以大于0.7Mpa的正压力将水泥浆压入预应力孔道。由于孔道内只有极少的空气，极难形成气泡；同时由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的密实度和满度。在水泥浆中，减小水灰比，添加专用的添加剂，提高水泥的流动性，减小水泥浆的收缩。压浆时，压浆孔应在下端，排气孔在上端，见图18。图18真空压浆示意图2〕压浆操作步骤〔1〕锚口封闭张拉后当延伸量满足要求，并经监理检查验收同意后，切割多余的外露预应力筋。切割时，可以用砂轮锯，严禁使用电焊。切割后，预应力筋的外露不得小于3cm，然后在锚座上进行封头。锚口封闭采用与锚垫板配套的端帽封闭，锚口封闭前方可压浆。〔2〕在水泥浆出口及入口接上密封阀门。将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上。〔3〕在压浆前关闭所有排气阀门〔连接真空泵的除外〕并启动真空泵，到达负压0.1Mpa〔真空度到达80%以上〕。如果未能满足此数据那么表示波纹管未能完全密封，需进行检查。〔4〕在保持真空泵运作的同时，开始进行压浆，当从排气口流出无气泡和微沫浆，稠度与压浆端根本一致时，方可关闭真空泵。〔5〕开启抽真空端盖帽上排气孔，翻开压浆泵，当从抽真空端排气孔冒出与压浆端稠度一致的水泥浆时，停止压浆，关闭抽真空端盖帽上的排气孔。〔6〕翻开压浆盖帽上的排气孔，翻开压浆泵，直至从压浆端盖帽上的排气孔所溢出的水泥浆形状均匀，与压浆机内的水泥浆根本一致时。关上压浆端盖帽上的排气孔和压浆机。〔7〕启动压浆机，当压力≥0.5Mpa时，保持压浆2分钟。〔8〕关闭压浆泵出浆处的阀门，关闭压浆泵。〔9〕拆下抽真空管的两个活接，卸下真空泵；拆下空气滤清器和灌浆胶管，清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有水泥浆的工具。4〕压浆考前须知：〔1〕检查锚具上的压浆孔设置是否完善；〔2〕安装预应力索、锚具、浇注砼时要检查压浆管、孔，确保压浆管道畅通；预应力张拉后管道要尽早压浆。〔3〕压浆前用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使管道中的真空度到达80%以上；真空泵放置应低于整条管道，启动时先将连接的真空泵的水阀翻开，然后开泵；关泵时先关水阀，然后停泵。〔4〕现场检测浆体稠度，稠度控制在14~18s，符合要求的水泥浆必须过滤储存到带自搅的储浆罐中，使水泥浆在进入孔道之前一直处于搅动状态。〔5〕灌浆工作亦在水浆流动性没有下降的30秒钟内进行。〔6〕认真做好压浆记录并整理，发现问题要及时处理。7、封锚预应力筋张拉锚固及灌浆完毕后，按照设计图纸要求连接截断钢筋，用标号不低于C55的微膨胀砼对槽口进行封填，防止水分和其他有害介质侵入而腐蚀锚具夹片。二、施工流程；预应力施工作业程序如下：安装底模安装底模安装劲性骨架，支模预应力钢材制绞线检验张拉设备埋设塑料波纹管浇注混凝土养护、拆模清理孔道穿预应力钢绞线张拉预应力钢绞线孔道压浆、封锚锚具准备制作水泥浆试块强度到达100﹪时第二次压混凝土试块第一次压混凝土试块制作混凝土试块 三、理论伸长值的计算和实际伸长值的量测方法如下：1．上横梁预应力布置于两侧腹板内，全部为直线索且局部摩阻影响极小可忽略不记，故后张预应力筋理论伸长值的计算如可简化如下：△L=式中：△L——预应力钢材理论伸长值〔mm〕L——预应力筋的长度〔mm〕；Ay——预应力钢材截面面积〔Ep——预应力钢材的弹性模量MPa〔N/mmP——预应力筋张拉端的张拉力〔N〕；2．实际伸长值的量测及计算方法如下：预应力钢材张拉前，应先调整到初应力σ°，〔一般可采取控制应力的10—25%〕再开始张拉和计测伸长值。实际伸长值除量测的伸长值外，应加上初应力时的推算伸长值，对后张法尚应扣除混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩值。实际伸长值总量l的计算如以下公式：L=式中：——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值；〔mm〕——初应力σ°时推算伸长值，=σ°EgL〔吉首岸设计的32束预应力长度、尺寸等相同，按设计文件提供的数据上横梁L=1\*GB3①=34200mmL=2\*GB3②=34700mm，中横梁L=1\*GB3①=39500mmL=2\*GB3②=40000mm，Ay=139.30mm2，Ep=1.95×105MPa，张拉控制应力为0.75fpk，fpk=1860MPa计算出理论伸长量上横梁△L=1\*GB3①=244.66mm，△L=2\*GB3②=248.24mm，中横梁△L=1\*GB3①=282.58mm，△L=2\*GB3②=286.15mm。横撑施工一、横撑的设置吉首岸索塔横桥向由下往上向内倾斜，斜率为700∶11901.6，设计要求“塔柱施工工程中应每隔15-20m高度设置一道临时水平横撑，抵抗倾斜塔柱自重在施工过程中所产生的倾斜趋势”。横撑的具体施工方案见附图6。二、横撑的安装与顶推在索塔内侧相应高度埋设牛腿预埋板，横撑在索塔下方加工成整体，一次吊装到位，单端顶推。施加顶推力前，测量索塔顶端偏位，施力后再次测量，前后比拟位移是否符合设计值。顶推满足要求后，焊接固定。三、横撑的撤除中横梁浇筑完成后，即可撤除其下方的所有横撑，提高材料周转率。主要施工设施一、塔吊吉首岸工区索塔高129.3m〔以塔座根底面计算〕，根据施工需要，结合地形情况，选用塔吊为中联重科生产的TC5613型固定支腿式塔吊2台，分别布置在索塔两侧。塔吊根底设置于索塔扩大根底顶面。TC5613额定起重力矩80T·m，起重幅度为2.5m-56m，最大起重量为6吨，理论最大工作高度为220m〔塔吊根底面至吊钩下沿〕，采用4道附着装置，实际最大工作高度约为150m，符合施工需求。塔吊布置见附图8。二、电梯及布置电梯设置于索塔左塔肢吉首向侧，根底立于扩大根底顶面。。三、混凝土搅拌站砼搅拌输送系统主要设备为唯达HZS75砼搅拌站3套，汇杰HBT80输送泵3台。根据施工现场条件判断，实际生产能力为105-150m3/小时。1、操作流程及要点1〕根据现场情况布好输送泵管，其中水平泵管下应垫好枕木，不能出现管卡悬空的情况。在弯管处用钢丝绳及手拉葫芦固定，布好后压水检测是否有管卡漏浆的情况。2〕在浇筑前应先压水冲洗泵管并确认泵管畅通，随后泵送砂浆对管道进行充分润滑。在此过程中应随时保持与前台的联系，确保水和砂浆不进入构造物，在出混凝土时及时切换管道。3〕在泵送过程中严格执行配合比，随时根据实验室现场塌落度数据调整水用量。尤其在暴雨骤下骤停沙石料含水率变化极大时必须专人观察混凝土情况前方可放料进入输送泵。4〕在泵送过程中派专人巡视输送泵管道，一旦发现管道有漏浆严重，固定不牢，管卡松脱等异常情况时及时通知后台，尽快处理后再行泵送。5〕在浇筑完成前加强与前台的联系，充分考虑管内混凝土的方量，以免造成混凝土的浪费6〕在每次混凝土开拌前都应确认大蓄水池已蓄满水，防止因供水中断影响混凝土浇筑。7〕在大型混凝土浇筑前提前至少48小时做好与当地电力部门的沟通协调工作，以免因停电影响混凝土浇筑。在每次混凝土开拌前做好800KW发电机的准备工作，确保一旦市电停电能在10分钟以内切换电力供给。8〕在混凝土浇筑过程中，电工班、机修班都派人至搅拌站值班协助处理可能出现的电路、机械故障。在大型混凝土浇筑前提前通知搅拌站及输送泵厂家技术人员到现场。2、输送泵堵管处理步骤1〕出现堵管情况时，立即通知拌和站作业班组增加后备劳动力；2〕指挥输送泵操作手尝试采用交替正反方向泵送的方法，看是否有效；如到达输送泵额定压力仍不能泵通，立即按以下步骤拆洗管道；〔1〕首先通过观察管道跳动、摆动、声音异常等现象判断，确定堵管位置；〔2〕确定堵管位置后，在堵管位置前1-2节拆断泵管，利用搅拌站高压水泵将输送泵至拆断处之间泵管内的砼压出；〔3〕将堵管处泵管撤除倒空，重新接通泵管；〔4〕利用高压水泵继续压水，注意排除前段空气，可将管卡松开一个排空气，直到空气根本排尽，泵卡间隙大量溅水再拧紧泵卡螺丝；〔5〕如压水无法推动堵管处以后管道内存留的混凝土，可先停止压水，在适当长度处再次拆断泵管，再试压水，推出管内混凝土，如此循环，直至整个泵管内存留混凝土全部被压出；〔6〕随后尽快放入压水球，整体压水清洗管道一次，做好再次开盘的准备。四、水电供给设施1、供水系统吉首岸供水系统由德夯河畔的水泵房与长达1000余米、高差400余米的管路两局部构成。水泵房由专人值守，可随时用对讲机联系送、停水。2名值班人员除操作水泵外亦负责日常维护保养〔如打黄油〕。机修班、电工班定期派人至水泵房检修维护〔每次间隔不超过10天〕。并在发生故障时尽快派人维修。在温度接近或低于摄氏零度以下时，每次送完水后需翻开水泵房盘的卸压开关〔1”2、供电系统吉首岸供电系统总容量为1500KVA，包括1台500KVA变压器、1台1000KVA变压器由矮寨变电站接出。备用电源设备为Perkins800KW柴油发电机。停电联系人做好与电力部门的沟通协调工作，每次需高负载长时间作业前了解清楚是否有线路检修或限电方案。接到电力部门的停电通知后及时汇报经理部、通知相关部门，提前做好发电准备。做好发电机的日常保养工作，在定期发车检查机况〔每月不少于2次〕。在大型混凝土浇筑前预先试机。投入索塔施工机械设备见表15。表15机械设备汇总表名称规格数量〔台〕备注砼搅拌站唯达HZS753生产砼砼输送泵汇杰HBT803泵送砼装载机厦工X951II3砂石进料塔吊中联TC56132吊装作业施工电梯SCD20001人员、小型机具材料运输汽车吊浦沅25T1辅助吊装汽车吊浦沅16T1辅助吊装柴油发电机Perkins800KW1备用电源万能试验机WE-10001实验所需恒加荷压力机300KN1实验所需压力机DYE-20001实验所需张拉千斤顶350T2张拉作业油泵机1.5L/min3张拉作业预埋件汇总索塔施工时，因为工艺复杂，工序繁多，每步施工过程都必须为下步施工考虑预埋，这些预埋件分设计永预埋件和施工预埋件两种。设计永久预埋件：设计永久预埋件包括：总体布置图、健康监测、避雷针、塔底泄水孔、塔柱通风孔、塔内楼梯、主索鞍隔栅、景观照明、索塔涂装。施工预埋件：施工预埋件包括：总体布置图、塔吊、电梯、横梁支架、横撑、猫道、主索鞍吊装门架、缆索吊、张拉平台、输送泵管卡。施工测量1.索塔施工测量使用的仪器设备矮寨大桥索塔施工测量所使用的主要测量设备见表16：表16测量设备表设备名称标称精度数量是否在有效鉴定期内LeicaTC2003全站仪0.5″、1mm+1ppm一台是LeicaTC2002全站仪0.5″、1mm+1ppm一台是SOKKIASET210K全站仪2″、2mm+2ppm一台是SOKKIAPL1精密水准仪0.2mm/km一台是LeicaNA2自动安平水准仪0.3mm/km(测微器)二台是WILDT3经纬仪1″一台是2m因瓦尺—一对是田岛钢卷尺—50m、100m各一把是COSA严密平差软件—一套—2.索塔施工测量的加密控制点测量索塔施工测量的阶段主要包括根底、横梁和主索鞍顶，塔柱的施工测量贯穿始终，三项分项工程施工测量需要在不同的控制点测量共同完成。由于矮寨大桥所处的地形条件和现场施工情况多变对控制测量工作的展开极为不利，平面加密点根本能一次加密完成，在局部节段塔柱和横梁无法通视的情况下需根据届时现场条件和测量需要来进行控制点加密测量。高程加密点相对平面加密点较易完成，可以根据现场施工情况加密测量，测量周期较短。根据各分项工程的精度要求和现场条件现拟加密4个平面加密控制点，等级按国家三等精度要求进行测量和平差计算。高程加密点一律按照国家二等精度要求来测量和平差计算。1〕平面加密控制点测量在设计院在两岸建立的首级二等平面控制网根底上进行第一级三等加密控制网，在吉首岸拟建立JM06点，茶洞岸拟建立JM01、JM03、共三个加密点。加密点点位一律为强制对中观测钢架，按照测量局部边、角的边角控制网。各角度、边长均测量6测回，观测边长投影至桥面平均高程580m，平差计算直接在新建立的桥轴坐标系下进行。各加密点测量组成网图见图19：图19测量控制网在完成以上三点的加密测量后，再利用两岸的AZ02、AZ08和AZ05三点，能够满足两岸索塔的施工测量。索塔施工测量工程相关精度要求见表17：表17施工测量精度表工程(索塔)规定值或允许偏差(mm)塔柱底水平偏位10断面尺寸±20索鞍底板面高程+10，-0工程(主索鞍)规定值或允许偏差(mm)纵向最终偏差符合设计要求横向偏位10高程+20，-0四角高差2由于矮寨地形高差起伏较大，因而桥面投影高程面与各测点、测站存在较大高差，对各分项工程的概略高程和测站概略高程的高差引起的边长投影改正计算见表16：表18改正计算表分项工程名称方案使用的控制点概略高程(m)测站点概略高程(m)测站至测点最大概略距离(m)平均高程(m)需投影的高程面(m)引起的最大边长改正数(m)茶洞岸根底、塔座JM0365066550658580-0.001塔柱JM03、AZ05710720300715580-0.006横梁JM01、AZ05705720300713580-0.006主索鞍AZ05710720300715580-0.006吉首岸根底、塔座JM065705901205805800.000塔柱JM06、AZ02700590300350580-0.003横梁AZ02、AZ08650650300650580-0.003主索鞍AZ08700660300680580-0.005根据边长投影改正计算表和索塔测量相关精度表可知，对索塔的扩大根底、塔座、塔柱及横梁测量时，可以使用全站仪极坐标法直接测量三维坐标。在测量主索鞍时，测点的坐标必须角度与距离分开测量，测量的距离要经过边长投影改正和测距常数的改正，再计算出各带