黄辉 焦猛 陈治江 谢和祥
中交二航局第二工程有限公司 401102
摘 要：白居寺长江大桥索塔上塔柱有索区为A字形塔，塔柱及横梁轮廓尺寸变化大，横、纵桥向壁厚不一致，结构采用预应力钢纤维混凝土，钢纤维掺量高，环向预应力、斜拉索索导管、液压爬模施工交织，施工难度大。本文结合BIM信息化、现场经验技术等总结了白居寺长江大桥上塔柱有索区施工中的关键技术，解决液压爬模、索导管、预应力、模板设计等难题。
关键词：有索区、预应力、液压爬模、信息化、索导管。
1 工程概况
白居寺长江大桥是重庆市五横线跨越长江的节点工程，主桥结构为双塔双索面路轨共建钢桁梁斜拉桥，上层桥面为汽车双向8车道（城市主干道），下层桥面中央设置双线轨道交通（规划轨道5号线支线）。索塔为水滴形混凝土结构，由2个塔肢和上、中、下3道横梁组成，索塔总高度为236m。
2 结构分析
重庆白居寺长江大桥主墩索塔上塔柱有索区为A字形塔，仅有索区高度为78.5m，索塔尺寸变化大。具体布置见图2-1：
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图2-1 白居寺长江大桥上塔柱有索区构造及尺寸（尺寸：cm）
施工过程中，主要存在以下重难点：
一、钢筋密度大且数量变化大，预应力数量多，二者冲突较多；
二、索塔断面内外部尺寸的变化使模板尺寸也在不断收分变化。
三、为方便施工过程中斜拉索索导管的安装定位，其设计方案出口点露出塔身，给模板的加工和加固带来了很大的困难；
四、塔身内部各斜拉索齿块在三维空间尺寸变化较大，齿块模板设计加工难度大；
五、由于节段断面不断缩小，增大了液压爬模爬架、爬模轨道、环向预应力锚头、斜拉索外漏部分索导管、塔吊附墙的冲突几率，给施工过程带来了很大困难；
为了解决上述问题，需考虑多种影响因素，本文将从以下几个方面来解决上述问题，确保白居寺长江大桥施工蓝图的实现，也为同类高塔施工提供经验方法。
3 液压爬模施工
白居寺大桥主塔采用液压爬模施工，爬模系统主要工作原理：轨道和爬架互不关联，二者之间可进行相对运动，通过轨道和爬模架交替附墙，相互提升对方，以实现轨道和爬架的异步爬升。
施工过程中，由于索塔截面不断缩小，为避免索导管、液压爬模轨道及预应力锚头等构件的冲突。液压爬模需变化轨道位置及数量来保证索塔正常施工，变轨前一节段需控制预埋件的埋设角度及位置。
变轨前一节段施工完成后，安装横桥向面中间轨道，收分爬架，保证结构受力由外侧转移至中间承重架后，拆除最外侧承重架及对应上爬架、下吊架，变轨后保证了环向预应力的施工空间，最终采用两条轨道施工至施工结束。
4 预应力施工
索塔上塔柱有索区预应力束高度方向为固定端锚束和环型束交替布置，固定端锚束采用单端张拉、里程方向交替锚固的布置方式。
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图4-1 预应力束平面布置
考虑到上塔柱有索区施工预应力“多、集、杂”的特点，且传统的预应力锚头锚盒体积大、封锚需采用较大面积的模板，结合液压爬模、塔吊附墙等临时结构预埋件布置情况，需对预应力锚头做优化处理，以保证节段施工的连续性、高效性和安全性。
索塔环向预应力锚头与外侧主筋冲突，处理办法采用在锚头处增加与冲突主筋数量、规格相同的预埋主筋，预埋主筋与冲突主筋采用交叉锚固的形式，且交叉锚固长度不低于主筋直径的45倍。对于锚头的处理，为满足张拉需求，相对于传统的大体积锚盒，深埋锚套筒体积小、施工简单高效，减少了锚头处主筋冲突的数量，且后期封锚方便，能有效避开液压爬模等临时结构预埋件的优势，固采用深埋锚套筒作为锚头处理形式，设计思路如下：
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图4-2 深埋锚套筒结构形式
如图4-2所示，深埋锚套筒采用定制圆钢，直径略大于预应力锚垫板直径2-3cm，长度L及角度X根据预应力设计锚头埋深及塔壁倾斜角而定。
锚头冲突钢筋优化处理完成后，由于固定端锚束及环向“U”形锚束的特殊性，在进行模板工序前，需完成预应力束编号、穿束及锚套筒安装工作，因此在模板工序开始前提前规划确定模板开孔尺寸及位置显得尤为重要，模板安装到位后重点进行锚套筒加固处理，将其紧贴模板防止浇筑过程中锚头进浆，浇筑过程中布料应避免直冲锚头，保证锚头周围混凝土振捣密实。
环向预应力束长度较短，线型弯曲变化大，张拉伸长值较小，张拉前要做好各项准备工作：
（1）环向预应力线型弯曲变化大，穿束及安装锚夹具前，提前将钢绞线割成梭子头并编号，两张拉端孔位一一对应，改善管道内部钢绞线相互缠绕受力不均的情况;
（2）夹片安装完成后通知技术人员进行检查，检查合格后进行张拉工作;
（3）由于部分预应力位于倒角处张拉空间不够，需借助撑脚进行张拉，撑脚采用高强度加厚热处理合金钢材保证张拉的安全性；
（4）由于环向预应力束长度较短，伸长量较小，张拉时锚夹具变形及回缩量相较于伸长量占比较大，有效预应力只能达到设计应力的75%至90%。通过试验后发现，控制张拉限位板槽深在5-6mm及适当增加张拉控制力可以解决有效预应力不足的问题。
5 索导管施工
白居寺长江大桥上塔柱有索区采用C55钢纤维混凝土，高65.5m，索塔索导管采用型号LPES7型索导管，单塔索区共计20对斜拉索，全桥80根斜拉索。索导管施工采用后场胎架平台工装完成后转运至前场吊装施工。具体步骤如下：
胎架平台施工→索导管骨架加工→索导管初步工装→测量精调索导管与骨架位置→索导管与骨架加固、转运、安装→测量微调索导管位置→完成塔上安装浇筑砼前后复测。
胎架加工需满足索导管工装时的空间及平整度要求，胎架平台设置在运输、吊装方便的地方。大样如下图5-1所示：
图5-1 索导管胎架大样图
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胎架加工关键在于最上层工12.6横梁的标高控制，控制高差误差在2mm以内，保证索导管骨架的平整度。
骨架加工完成后，进行索导管的工装，工装前提前安装索导管锚板处螺旋筋。索导管的安装定位是塔柱施工的关键工作，是影响施工周期的主要因素。
索导管初步工装完成后，画出索导管的两个垂直方向的中轴线，在其锚固点及出口点位置用胶带沿轴线提前张贴反光贴，由测量采用全站仪对锚固点及出口点进行精确调整，调整思路为由下往上，逐步到位。测量仪器架设到位后先将出口点坐标调整到理论位置，固定出口点后再对上端锚固点坐标进行调整，在两点坐标均偏差在3mm以内时完成精调，最后对索导管和骨架进行加固处理，加固时注意索导管的保护，严禁直接焊接索导管外壁。
索导管骨架吊装前测量在塔上对骨架柱脚位置进行准确放样，提前一个节段调整与索导管出口冲突的主筋位置，准备工作完成后进行索导管的塔上安装。索导管吊装至柱脚理论位置后进行锚固点及出口点的坐标采集，若平面偏差不大于3mm，高程偏差不大于2mm，可进行骨架的焊接固定，以防混凝土浇筑时导管上浮。若偏差较大时需进行调整，可采用支垫柱脚等方式进行调整，调整到位后再进行焊接固定。
索导管的定位精度要求很高，为避免索与管口发生碰撞，施工时严格控制其安装精度。索导管精调定位后合模前对索导管进出口进行封堵，在索导管内部填土工布等进行封堵，避免混凝土浇筑时混凝土灌入索导管内侧，造成无法处理的情况。
8 结束语
白居寺长江大桥是国内已建和在建的最大跨度公轨两用斜拉桥，其上塔柱有索区施工难度大，结构复杂，斜拉索、预应力、上横梁等施工内容交织。本文从液压爬模设计、预应力施工、索导管施工、模板设计等方面总结了超高索塔有索区施工的关键技术，对于国内同类工程项目有一定的参考借鉴意义。