斜拉桥主塔专项施工方案
目录
第一章编制说明 (4)
1.1编制依据 (4)
1.2计算说明 (5)
第二章工程概况 (5)
2.1工程规模及结构特点 (5)
2.2自然条件及施工环境 (6)
2.3主要工程数量 (7)
第三章技术特点及技术等级 (8)
3.1工程技术特点 (8)
3.2工程技术等级 (8)
第四章施工方案及施工工艺 (8)
4.1主塔施工工艺流程 (8)
4.2施工平面布置 (10)
4.3索塔总体施工方法、工序 (11)
4.4主塔测量控制 (17)
4.5劲性骨架安装 (22)
4.6钢筋绑扎 (23)
4.7模板 (26)
4.8灌注砼 (28)
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4.9下塔柱及内模翻模施工 (29)
4.10横梁支架施工 (31)
4.11斜塔柱施工 (32)
4.12索塔预应力施工 (33)
4.13斜拉索套筒和索塔预埋件安装 (36)
4.14索塔预埋件施工 (36)
4.15索塔防雷设施 (37)
4.16施工电梯安装 (38)
第五章主塔液压自爬模设计与计算 (38)
5.1 工程概况 (38)
5.2主塔模板设计 (38)
5.3液压爬模架体的安装及正常施工程序 (41)
5.4施工方法 (45)
5.5工艺原理 (46)
5.6爬模主要性能指标及主要构件强度计算 (46)
第六章横梁支架设计及施工计算 (50)
6.1横梁支架设计 (50)
6.2下横梁支架计算 (53)
6．3斜塔柱顶撑力与劲性骨架计算 (63)
6.4 中横梁支架计算 (66)
6.5 上横梁支架计算 (68)
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第七章施工主要机械设备和材料 (71)
7.1机械设备 (71)
7.2材料计划 (72)
7.3材料供应保证及措施 (73)
7.4材料及结构质量保证措施 (73)
第八章施工组织安排 (74)
8.1管理人员组织 (74)
8.2劳动力配置 (76)
8.3三班倒抢工的措施 (76)
8.4劳动力保证措施 (78)
第九章施工进度计划 (78)
9.1施工工期计划 (78)
9.2施工工期保证措施 (81)
9．3技术保证措施 (83)
第十章工程质量保证措施 (83)
10.1质量管理组织机构 (83)
10.2保证质量的技术管理措施 (84)
10.3工程计量管理措施 (84)
10.4材料检验制度 (85)
第十一章安全生产保证措施 (85)
11.1安全生产管理组织机构 (85)
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11.2安全保证体系 (86)
11.3安全保证措施 (87)
11.4塔吊施工安全技术 (88)
11.5爬模施工安全技术 (93)
11.6脚手架及钢管支架架安全技术 (94)
11.7防暑降温措施 (94)
11.8安全应急预案 (95)
第十二章文明施工、环境保护保证措施 (97)
12.1文明施工及环境保护管理组织机构 (97)
12.2文明施工及环境保护措施 (98)
12.3环境保护主要采取的措施 (98)
第十三章季节性施工保证措施 (99)
第一章编制说明
1.1编制依据
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本专项方案依据有关设计文件和图纸、有关合同文件、有关施工技术规范及安全技术规范、现场实际施工条件等资料，按照有关贯标程序文件精神和规定的程序、顺序编制而成。主要依据以下资料：
（1）项目招标文件及工程承包合同文件；
（2）工程相关施工图纸及其标准图集；
（3）工程地质勘察报告、地形图和工程测量控制网；
（4）气象、水文资料；
（5）工程建设法律、法规和有关规定文件；
（6）分公司类似施工项目经验资料；
（7）现行的相关国家标准、行业标准、地方标准、总公司施工工法及分公司施工工艺标准；
（8）《桥涵》上、下册、《路桥施工计算手册》、《建筑施工计算手册》、《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006等。
（9）《钢结构设计规范》（GB50017-200）、《公路桥涵钢结构木结构设计规范》（JTJ025-86）等。
（10）《桥梁施工工程师手册》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）、《滑动模板工程技术规范》（GB50113-2005）、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000）等。
（11）《装配式公路钢桥多用途使用手册》、《斜拉桥手册》、《建筑结构荷载规范》等。
1.2计算说明
本专项方案涉及计算的主要包括横梁支架验算和爬模系统模板受力验算，牛腿受力验算等。
第二章工程概况
2.1工程规模及结构特点
东合大桥总长473.5m,其中主桥长367m,引桥长99m。全桥共6个墩台，鹅城岸引桥0#台到3#墩，桥孔布置为：3×33m；龙景岸与环岛路平交不设引桥。主桥
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为预应力混凝土独塔双索面斜拉桥，长367m（3#墩到6#台），主跨190m，采用不对称布置，即（50+127）+190=367m，索塔为花瓶式塔，塔高125.75m，引桥为预应力混凝土连续箱梁。
本桥索塔为花瓶式塔，塔高125.75m（从承台顶面算起），其中桥面以上高100.96m，桥面以下高24.79m。下塔柱高19.6m，中塔柱高48m，上塔柱高53.2m，塔柱截面为箱形截面，顺桥向塔柱箱高7m，横桥向上塔柱和中塔柱箱宽4m，下塔柱横桥向加宽；索塔共设三道横梁，上横梁和中横梁高4m，宽6m；下横梁高6m （中心处），宽7m。横梁均采用箱形截面。索塔横梁均布置了预应力，钢束。斜拉索均锚固于上塔柱，斜拉索锚固区设置环向预应力（U形）。索塔内设置施工和运营阶段检修人梯，检修入口设于中塔柱内侧底部。主塔塔身（含塔柱及横梁内）设有劲性骨架以满足塔身施工的需要。
主塔下塔柱为变截面箱型结构，塔身顺桥向宽度为7m，横桥向宽度下塔柱由6.5m逐渐减小，中塔柱和上塔柱均为4m，下塔柱由底部起成外张八字结构，顺桥向尺寸不变，横桥向尺寸由塔座开始逐渐减小，直至与中塔柱交汇处，下塔柱外侧面与水平面的夹角为99.27o，内侧面与水平面的夹角为73.63o。中塔柱为八字型，截面不变，塔柱与水平面夹角为78o，下塔柱与内筒拟采用常规翻模施工。中塔柱以上部分拟采用液压自爬模系统爬模施工。
2.2自然条件及施工环境
（1）地表水
桥位区地处百色盆地右江冲积地貌。桥位跨越右江，两侧岸坡较陡。河床呈”U”字形，宽约353m，水面宽约280m，水深约9m，其水位受上游百色水利枢纽蓄水影响较大，水流较平缓，根据资料，右江百年一遇洪水位为126.17m。两岸为河流冲积级阶地，城西岸地面高程为126m左右，河南岸高程为135m左右，地形较平坦。地表多为第四系地层覆盖，种植蔬菜和果树等。
（2）气候状况
本地区属亚热带季风气候，光热充沛，雨热同季，夏长冬短，平均气温19.0°C 至22.1°C ，冬无严寒，夏无酷暑。右江为山区季节性河流，一年之中水位变化较大，
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雨季洪水暴发时水位较高，而枯水期水位较低，暴雨天气主要出现在5~10月，其中台风暴雨主要主要出现在7~8月，其他阴雨天气系统多发生在5~6月。右江流域汛期为5~10月，尤其以7~8月为主汛期，流域洪水呈山区河流特征，涨水快，退水慢，一场洪水过程一般为7~10天。
（3）施工环境
本桥主塔位于5#墩在右江河中央位置，设计施工水深为9m,承台顶面标高位于水下，承台周围设有钢管桩施工作业平台。平台宽度为10米左右，施工期间为多雨季节，特别要注意做好高空防雨、防雷工作。
2.3主要工程数量
主塔工程数量见下表。
表2-1
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第三章技术特点及技术等级
3.1工程技术特点
本桥梁主塔高度为125.75m，位于5#承台处，右江河中央。主塔下塔柱为变斜率中空钢筋混凝土柱，主塔设三道横梁，将主塔分为上、中、下三个部分。塔柱与横梁结合部按大体积混凝土施工方法施工，中塔柱和上塔柱，横桥向尺寸不变。主塔自下塔柱开始，使用液压自爬模法施工，内筒采用翻模板施工。下横梁采用大直径钢管支架施工，中横梁和上横梁采用塔身预埋支座和牛腿，在支座和牛腿架设支撑体系方法施工，横梁顶板按一般箱涵施工方法施工。
3.2工程技术等级
依据《总公司施工技术方案审批办法》以及《总公司一分公司施工技术方案审批管理实施细则》要求分级，属于一级施工技术方案。
第四章施工方案及施工工艺
4.1主塔施工工艺流程
主塔施工工艺流程图如下。
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图4-1 主塔施工工艺流程图
4.2施工平面布置
施工平面主要布置机械设备、设施包括：搅拌楼、拖泵、塔吊、电梯、电缆、水管及泵管等（见图4-2）。
（1）搅拌楼、拖泵：主墩需设置一座50m3/h搅拌楼和一台拖泵，搅拌机下料口均设有一个1.2 m3可移动集料斗。
（2）塔吊：主塔设置塔吊两台,分别安装在承台的上、下游两侧，上游侧为QTZ125(6016)型塔吊，起重力矩125T·M的，最大起吊重量10t，吊臂长度60m，吊臂端最大起重力为1.6t，下游侧为QTZ80(5512)型塔吊，起重力矩80T·M的，最大起吊重量8t，吊臂长度55m，吊臂端最大起重力为1.2t，塔吊最大有效起吊高度135 m。塔吊基础设在承台位置下游侧，塔身附着于塔柱侧壁上，每个塔吊设置4道附墙架，根据厂家提供材料工地加工。塔吊主要性能如下表：
塔吊主要性能表（表4-1）
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（3）电梯：主塔侧面安装一台电梯，电梯在中横梁以下部分通过型钢与主塔固定，上塔柱部分附着于塔柱上，并随着爬模支架的爬升而接高。
（4）水管、电缆、泵管、水管及混凝土泵管从中塔柱起，附着于塔柱内壁，并予以固定，电缆沿塔柱内腔向上牵引(从中塔柱门洞进入)。
工作平台
栈桥
承台
施工电梯
施工平面布置
图4-2 施工平面布置图
4.3索塔总体施工方法、工序
承台混凝土浇筑第二次混凝土前，需预埋好塔座钢筋、塔柱劲性骨架、塔吊基础、横梁钢管支架固定支座和0#块梁段钢管支架支座。待承台混凝土浇筑完成以后，先进行塔吊安装，浇筑塔座混凝土。下塔柱采用翻模施工工艺施工，施工至下塔柱第四节段后，架设下横梁钢管支架，施工下横梁。翻模施工至主塔第七节段，第七节段开始预埋爬锥，采用爬模施工工艺继续施工中塔柱，安装中横梁支架及模板，施工中横梁。继续采用用爬模法施工上塔柱，施工上横梁，浇筑塔冠。
4.3.1塔吊施工
为方便索塔施工材料吊运，在索塔上下游侧各设一附着式塔吊，塔吊最大有效起吊高度135m，塔吊起重力矩分别为125t.m和80t.m。塔吊基础设置在承台上游顶面，浇筑承台混凝土前，测量放样好塔吊基础位置及标高。预埋型钢及钢板，螺
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栓精确定位后与预埋型钢构件焊接牢固，连同塔吊底座一起浇入混凝土中。待混凝土达到设计强度后，将塔吊基础节段直接固定在预埋地脚螺栓上，用水准仪和水平尺校准塔吊基础节的水平度，然后用楔形钢板将塔身垫平、紧固，直到符合安装要求。
塔吊基础完成安装以后，用汽车吊将塔吊安装至最小自升高度，塔吊即可利用自身的吊臂、自升架及液压顶升系统完成自升工作，塔吊每20米左右设置一道附着设施具体位置视现场施工情况确定，分别设置在下横梁、中塔柱中央、中横梁、上横梁位置。附着杆件由厂家设计，现场自行加工制作。采用焊接形式与塔吊塔身连接牢固可靠。
顶升作业注意事项：
1.顶升前必须检查液压顶升系统各部件连接情况，并调整好顶升套架导向滚轮与塔身的间隙，然后放松电缆，其长度略大于是顶升高度，并紧固好电缆卷筒。
2.顶升作业，必须在专人指挥下操作，非作业人员不得登上顶升套架的操作台，操作室内只准一人操作，严格听从信号指挥。
3.顶升应在白天进行，特殊情况需在夜间作业时，应有充分的照明。
4.风力在四级以上时，不得进行顶升作业。如在作业中风力突然加大时，必须立即停止作业，并使上下塔身连接牢固。
5.顶升时，必须使起重臂和平衡处于平衡状态，并将回转部分制动住。严禁回转起重臂及其他作业。顶升中如发现故障，必须立即停止顶升进行检查，待故障排除后方可继续顶升。如短时间内不能排除故障，应将顶升套架降到原位，并及时将各连接螺栓紧固。
6.在拆除回转台与塔身标准节之间的连接螺栓（销子）时，如出现最后一处螺栓拆装困难，应将其对角方向的螺栓（子）重新插入，再采取其它措施。不得以旋转起重臂动作来松动螺栓（销子）。
7.顶升时，必须确认顶升撑脚稳妥就位后，方可继续下一动作。
8.顶升工作中，随时注意液压系统压力变化，如有异常，应及时检查调整。还要有专人有经纬仪测量塔身垂直度变化情况，并作好记录。
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9.顶升到规定高度后，必须先将塔身附着在建筑物上，方可继续顶升。
10.拆卸过程顶升时，其注意事项同上。但锚固装置决不允许提前拆卸，只有降到附着节时方可拆除。
11.安装和拆卸工作的顶升完毕后，各连接螺栓销轴应按规定的预紧力紧固，顶升套架导向滚轮与塔身吻合良好，液压系统的左右操纵杆应在中间位置，并切断液压顶升机构的电源。
为保证塔吊的安装质量及施工安全，塔吊安装完成以后必须进行静载（超33%）和动载超（25%）试吊，并检查塔身垂直度和安全装置等各项技术指标，符合要求以后，才能进行起重作业。
4.3.2 主塔分节段浇筑划分示意图（见图4-3）
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31 30 29 28 27 26
25 24 23 22 21 20
19 18
16 17 15
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
图4-3 主塔分层浇筑示意图
4.3.3下塔柱施工
浇筑塔座混凝土后，待砼强度达到设计值后进行下塔柱施工，下塔柱分五个节段施工，采用翻模施工工艺，大块模板采用液压爬模系统模板，模板液压系统暂不安装，利用塔吊提升模板，模板安装前，安装下塔柱劲性骨架，绑扎安装钢筋，劲性骨架及塔柱纵向主筋与塔座相应预埋钢筋按设计要求进行连接。第一节段混凝土浇筑前，利用塔吊搭设整体钢管脚手架作为操作平台，大块模板利用塔吊提升，依次浇筑下塔柱第二、三节段混凝土。第三节段完成浇筑后，拆除塔柱内侧模板，利用塔柱间支架安装塔柱内侧模板，第四节混凝土浇筑以前，需埋设好下横梁支架牛腿，预埋件精确定位，立模浇筑下塔柱第四节段混凝土。
4.3.4下横梁施工
浇筑完主塔第四节段后，拆除塔柱横桥向两侧爬模模板，两塔柱外侧爬模系统模板不拆除，搭设下横梁支架和模板，接长塔柱劲性骨架，安装、绑扎下横梁钢筋，安装横梁与塔柱间混凝土冷却水管，浇筑塔柱第五节段及下横梁第一次混凝土，提升塔柱外侧爬模模板，安装横梁顶板支架及模板，接长塔柱劲性骨架，安装、绑扎下横梁顶板钢筋，安装横梁与塔柱间混凝土冷却水管，浇筑塔柱第六节段及横梁第二次混凝土。浇筑下横梁及塔柱连接部分混凝土时，混凝土应分段间隔浇筑以防止开裂。浇筑横梁混凝土前，应注意预埋主梁0#段预应力钢束管道及钢筋，对于单端张拉钢束还应将钢绞线与锚具同时预埋，预留下横梁预应力钢束槽口。待混凝土强度达到设计强度的90%，弹性模量达到设计值85%后按设计要求分批张拉下横梁预应力钢束，
下横梁浇筑第一次混凝土时，注意埋设0#模板支架牛腿，第二次浇筑混凝土时
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注意保护好0#块预埋钢筋及预应力钢束管道。预应力张拉结束后及时施工预留槽口。
4.3.5中塔柱施工
中塔柱施工第七节段时采用常规爬模施工法施工。施工第七节段前预埋塔柱爬模系统预埋件，第七节模板浇筑完成后，安装塔柱爬模系统主操作平台及模板，浇筑第八节段完成后，爬升模板，安装爬模系统下操作平台，进入中塔柱循环施工。
中塔柱施工的同时，塔柱上升至一定高度，塔柱间需设置水平临时支撑，并施加水平主动力，以平衡因混凝土自重对塔柱根部产生的弯矩，临时支撑设置两道，由两条Ф530@10mm钢管组成，支撑钢管处需搭设相应操作平台，采用液压千斤顶对钢管施加主动力，然后利用钢楔子对钢管固定。施加的主动力应与混凝土自重对中塔柱根部产生的弯矩相平衡。
中塔柱施工时，两塔柱内侧需预埋中横梁支架钢板，塔柱内侧需预埋混凝土泵送管道附着预埋件，内模板预埋件及索塔检修楼梯与平台预埋件。
4.3.6中横梁施工
中塔柱完成第十六节段后，拆除塔柱内侧爬模系统支架及模板，其余侧爬模系统支架及模板保留，用以安装第十七节段塔柱外侧及横桥向两侧模板，安装中横梁支架及模板，绑扎中横梁钢筋、冷却水管，浇筑中横梁第一次混凝土，中横梁浇筑完第一次混凝土后。拆除塔柱横桥向两侧爬模系统模板，安装中横梁顶板支架及模板，完成中横梁第二次浇筑。待混凝土强度达到设计强度的90%，弹性模量达到设计值85%后按设计要求分批张拉上横梁预应力钢束。
4.3.7上塔柱施工
中横梁浇筑第一次混凝土时，在塔柱横桥向两侧，预埋爬模系统预埋件，完成主塔第十八节段施工后安装横梁两侧塔柱爬模系统支架及模板，塔柱其余两侧面用爬模系统模板按常规翻模法施工，浇筑前预埋爬模爬锥，完成第十九节段浇筑后安装塔柱其余两侧爬模系统支架及模板，进入上塔柱循环施工，直至施工完成第三十节段。第三十一节段按常规模板法施工。
上塔柱爬模施工至第二十五节段时，预埋上横梁支架牛腿。施工第二十六节段
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时按设计及规范要求预留、预埋塔柱内侧钢筋及预应力管道，内侧塔柱与上横梁连接部位混凝土暂不浇筑，待爬模施工完成第二十八节段后，与上横梁一起浇筑。
4.3.8上横梁施工
待爬模系统过上横梁位置后，焊接上横梁支架牛腿，安装上横梁支架及模板，安装、绑扎横梁钢筋，分两次浇筑上横梁与内侧塔柱塔身混凝土。待混凝土强度达到设计强度的90%，弹性模量达到设计值85%后按设计要求分批张拉上横梁预应力钢束。
4.3.9塔柱内模翻模施工
塔柱内筒采用翻模施工。内模使用1.5m×0.6m的组合钢模组拼加木模的方式，内外模间采用对拉螺杆联结。翻模安装顺序为：先用普通立模方法立第一节塔身模板4.5m（共三节模板，每节垂直高度1.5m），按预埋设计图安装预埋件，浇筑第一节塔身混凝土，然后第三节模板不动拆除最下两节模板，安装到第三节模板上，再在此之上安装第四节模板，浇筑第二节塔身混凝土。以后每次浇筑4.5m高混凝土，形成钢筋绑扎、拆模、翻升立模、测量定位、接长泵送管道、浇筑混凝土、养生和标高复核的循环作业，直至主塔完成。
4.3.10横梁顶板施工
横梁顶板按一般现浇箱涵施工方法施工，主要模板支撑体系采用整体钢管支架，支撑钢管为Ф48χ3.5mm。顶部依靠顶托调节模板标高，顶托上布置两层150χ150mm方木作为模板分配横梁，上层间距0.5m，下层与钢管立柱间距一样。4.4主塔测量控制
4.4.1、测量施工工艺流程
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图
4.4.2测量基点和测量仪器
因全桥的施工测量控制点离河岸较近，控制点可以设置在两岸，以控制主塔精确施工。
测量控制，选取鹅城岸两个控制点和龙景岸两个控制点为桥塔施工的控制点。为保证测量控制的准确性，在塔肢施工前对施工控制点进行复测，并在以后的塔肢施工过程中保证控制基点的稳定性，如有破坏、位移、沉降发生，及时进行恢复和复测，从而充分地保证了桥塔局部测量系统的控制与全桥测量系统的统一。
全桥所用测量仪器全站仪1台，水准仪2台，50m钢尺2把。
4.4.3高程测量
在施工过程中高程的控制以三角高程为主，为此，应保证仪器竖直角的指标差和视线长度。在下横梁和上横梁施工完毕后采用水准仪检核，其高程基准的传递，采用检定过钢尺传递。传递时如下图，同时设置两台水准仪，两根水准尺，一把钢尺。将钢尺悬挂在固定支架上，零点端在下，下挂一与钢尺检定时同重的重锤。假设下水准仪在起始水准点上的水准尺上读数为a，在钢尺上读取r1，上水准仪同时在钢尺读取r2，在待定水准点上的水准尺上读取b，并同时测定温度，则待定点的高程可用下式计算：
下横梁
图一 高程传递示意图
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图4-5 高程测量传递示意图
H B=H A+a+[(r2-r1)+Δl t+Δl]-b
式中，Δl t为温度改正，Δl为钢尺的检定改正数。
因钢尺一般是水平悬挂检定，在传递高程时钢尺垂挂，故此时除尺长改正Δl ‘外，还需加入垂曲改正Δl1和由钢尺的自重而产生的伸长改正Δl2。
Δl＝Δl‘+Δl1+Δl2
Δl1＝Q2L/(24P2) Δl2=γl2/(2E)
式中，L为钢尺总长，Q为钢尺总重，P为钢尺检定时的拉力，γ为钢尺的比重，E为钢的弹性模量。
4.4.4塔柱各节段位置复核
塔柱每节段施工完毕后要对其位置进行复核，复核位置主要是塔柱四边边线和四个角点位置，复核采用全站仪三维坐标法进行。
4.4.5劲性骨架定位
为保证劲性骨架安装的准确，需控制每节骨架顶部外侧到桥轴线的距离和墩轴线的距离，每节控制距离可由结构尺寸与倾斜度算出：
劲性骨架测量计算公式（表4-2）
4.4.6塔柱模板定位
塔柱的模板控制是依据塔柱中心十字线来进行的，因此需在每节模板顶口高度处放样出塔柱理论中心十字线，它可根据模板的尺寸、模板总体布置及塔柱倾斜度
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计算出放样数据。当然，模板控制也可类似与劲性骨架定位控制，其计算公式如下：
模板测量计算公式（表4-3）
图4-6 索道管安装示意图 （按逆时针旋转90度）
索道管定位，首先在后场加工台座上进行索导管与劲性骨架相对定位，然后现
场进行劲性骨架接长定位，最后测量进行复核，达到索导管的安装精度要求。
索道管安装精度要求：标高允许误差+5mm ；
索道管中心线误差+2mm 。
(1) 索导管的后场定位
索导管、劲性骨架加工好后，测量人员在台座上将索导管位置在劲性骨架上做
好标志, 然后进行索导管安装固定。
(2)索导管的现场安装定位
图四 索导管后场安装示意图
（相当于前场安装逆时针旋转90度）