浅谈大跨径桥梁的混凝土索塔施工

浅谈大跨径桥梁的混凝土索塔施工
摘要：索塔施工是大跨度桥梁施工的关键技术之一，有必要对混凝土索塔施工技术进行研究。

本文主要介绍了混凝土塔柱的施工顺序、施工方法(支架法、滑模法、爬模法和翻模法)等内容。

关键字：索塔施工，内容，方法
一．引言
索塔可采用钢塔或钢筋混凝土塔，但无论是斜拉桥还是悬索桥，其施工方法基本相同。

仅有的区别是斜拉桥的索塔要考虑斜缆索的锚固问题，而悬索桥则要考虑塔顶主鞍座问题。

与悬索桥索塔相比，斜拉索塔柱横向内倾或外倾的斜率较大。

塔柱倾斜时，应考虑每隔一定的高度设置受压支架(塔柱内倾)或受拉拉条(塔柱外倾)来保证斜塔柱的受力、变形和稳定性。

特大跨径桥梁索塔较高，而且有些索塔位置由于受现场地理环境的制约，特别是斜拉桥大都处于水中施工，设备进场及现场布置都比较困难。

塔柱多为空心变截面，且高空作业，给模板工程带来一定困难。

在高空中进行大跨度、大断面现浇高标号预应力混凝土横梁，混凝土浇筑次数及预应力钢束张拉顺序应合理安排；支撑系统应稳定可靠，并考虑支撑系统连接间隙变形、弹性变形、不均匀沉降以及环境温差对横梁施工的影响。

索塔施工倾斜度施工允许偏差小于1/3000，且不大于30mm(或设计规定的最大值)。

保证索塔位置准确，可减小塔柱偏位引起的承台和基础的附加应力，施工精度对加劲梁的架设影响也很大。

悬吊结构特有的大跨度、弱阻尼特性造成在大自然界地震、风和车辆交通等外界激励下的结构响应值越来越大，未完体系(架设时)施工阶段的风致振动往往影响到施工的安全和质量，也影响到桥梁的工期。

因此应根据施工结构的振动特性及其风洞试验，采取有效的振动控制措施。

实心塔柱部分(常为塔柱根部和塔冠部分)，往往体积较大，应采取大体积混凝土的技术措施，防止温度裂缝。

二．索塔施工的主要机械设备选型及平面布置
特大桥索塔由于垂跨比要求一般都比较高，而且有些索塔位置由于受现场地理环境的制约，特别是斜拉桥大都处于水中施工，设备进场及现场布置都比较困难。

因此设备的正确选型及合理位置往往会影响整个索塔施工，甚至会影响上部结构工程的顺利转换。

一般来讲，悬索桥索塔高度在100m以上，桥面宽度30m左右，宜设置2台塔吊，2台电梯。

桥面宽度20m左右可设置1台塔吊，1台电梯。

斜拉桥一般安装1台塔吊，1台电梯即能满足施工需要，也可安装1台塔吊，2台电梯。

塔吊既可安装在两塔柱中间，也可附着在上、下游任何一侧。

塔柱如安装在两柱中间，桥面施工时必须进行二次拆除或直接浇埋在桥面1号块中。

斜拉桥施工电梯必须安装专门设计的斜爬附璧电梯。

且由于索塔较高，一般常规塔吊难以满足施工要求，而配置特大塔吊费用高，增加了施工成本，进场、安装、拆卸都相对比较困难。

忠县大桥南塔现场条件限制安装常规塔吊，设计开发了一种自重轻(10t)、起重量大(最大起重量达6t)的附璧自爬塔吊，随着爬架同步爬升，具有很好的实用效果。

三．索塔施工测量方法
索塔测量施工要根据大桥施工规范和设计的精度要求，以及现场的地形、地质条件建立平面控制网。

对施工中常用的点位采取加固及防晒、防风措施。

1索塔施工放样测量内容
①塔底高程测定、塔底轴线与塔根模板轮廓点放样、上下塔柱及横梁模板各接高轮廓点的放样与标高测定。

②塔柱基础沉降观测。

③塔柱日照扭曲规律观测。

④劲性骨架、锚索管与模板安置的调整测量、施工测量。

⑤考虑到由于张拉引起的收缩偏位以及浇筑时产生下沉等原因，放样时还应在设计基础上加入预偏、沉降等。

2施工放样测量方法
①上、下塔柱及及横梁模板各接高轮廓点以及锚索管的中心点位放样采用极坐标法或三维坐标法进行控制。

②塔柱施工各接高模板轮廓点的高程控制，一般采用吊钢丝尺与水准仪相结合法。

在高程控制时采用三角高程测量法。

③劲性骨架在安置前，测定其设计位置，加工后测定其安置误差，并进行技术交底，以便指导劲性骨架安置。

④锚索管因安置精度要求高，采用放样轴线法与索管两端标高相结合进行定位。

具体做法：用前述放样出东西、南北轴线，用三角高程再测出索管标高。

四．索塔施工方法
1塔柱施工方法
塔座是承台与塔柱承上启下的重要结构。

施工立模时，结构的水平高程、平面位置及倾斜角等都必须放线定位准确，尤其是塔柱主筋插筋及劲性骨架预埋件的准确与否更是施工关键。

一般塔座浇筑时间应在承台结束后5天内完成。

2塔柱施工方法
塔柱混凝土施工一般采用就地浇筑，模板和脚手平台的做法常用支架法、滑模法、爬模法或翻模法等。

①支架法
支架法是从地面或墩顶设置满布支架及模板，然后现浇塔柱混凝土。

这种方法适用于索塔高度较小和形状比较复杂的索塔施工，它不需要特殊的施工机械设备，但支架材料用量大，挡风面积大，施工速度慢。

在大跨径斜拉桥或悬索桥中常配合爬模法、翻模法进行塔柱根部起始节段的混凝土浇筑。

②滑模法
滑模施工法将工作平台与模板组拼成可沿塔柱向上滑移的整体装置，利用已浇筑混凝土中预埋的钢材(常用劲性骨架)安装滑升装置，使模板与工作平台可以逐渐向上滑动。

滑模法施工能连续不断地浇筑塔柱混凝土，施工速度快。

但滑模工艺要求严格，施工控制复杂，外观质量较差，并容易污染，且修补困难，还须日夜连续作业，施工强度以及管理难度均较大。

一般倾斜度较大、孔道及预埋件较多的斜拉桥及部分断面复杂的悬索桥索塔均难以采用滑模。

③提升翻模法
提升翻模简化了施工操作，须塔吊等施工设备提翻模板，起重工作量大。

单块模板尺寸大，质量也较重，若施工时风力较大，吊模板摆动较剧烈，影响施工，不适于沿海风大地区施工。

另外，塔柱倾斜度较大时，模板的提升和安装就位较为困难，影响进度。

④爬模法
爬升模板简称爬模，国外亦称跳模。

是采用爬架与劲性骨架或模板互为支撑，彼此交错固定后，作为支撑结构，再相互提升，从而有效地完成了爬架与模板的提升、定位等作业，形成塔柱各节段施工工序循环。

这种施工方法机械化程度较高，可缩短工期，适用于大型桥梁索塔的施工。

爬架既作为提升模板的架体，又作为操作平台和脚手。

同时，模板与爬架相互支
撑，为模板的翻升通过了一封闭空间，受风力影响小；施工操作安全可靠。

通过爬架导向稳定设备作用，保证爬架爬升时与塔柱方向一致，便于快速支模定位。

采用爬模进行施工时，架体与模板的爬升、模板的安装与拆除，手续繁琐，费工费时。

而且由于爬升架体重量大，一方面其制作、安装和操作的工作量都很大。

3塔冠施工
塔冠一般为实心结构，水化热大，高空温控困难，混凝土容易产生温差裂缝，应采取可靠温控措施或分层浇筑。

塔冠受力钢筋一般水平分层设置，故必须制作定位支架，将主筋分层点焊。

同时塔冠混凝土悬臂部分支架在高空作业，必须设计可靠，装拆方便。

五．结束语
大跨度桥梁大多采用混凝土索塔，特大跨径桥梁索塔设备进场及现场布置都比较困难、塔柱多为空心变截面，且高空作业，给模板工程及预应力张拉带来一定困难；支撑系统连接间隙变形、弹性变形、不均匀沉降以及环境温差可导致横梁裂缝；索塔施工精度对承台和基础的附加应力、加劲梁的架设影响大；悬吊结构未完体系(架设时)施工阶段的风致振动往往影响到施工的安全和质量；实心塔柱部分体积较大易产生温度裂缝。

钢筋混凝土索塔施工成为大跨度桥梁施工的关键技术之一。

本文总结了大跨径桥梁混凝土索塔施工特点，倾斜塔柱的施工抗倾措施、大跨径桥梁混凝土塔柱爬模、翻模施工技术。