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曲线形上塔柱锚固区施工控制何昌林

发表时间：2021/7/27 来源：《基层建设》2021年第14期作者：何昌林

[导读] 以常德沅江西大桥主塔施工为依托，介绍了锚固区主塔的施工方案

        武汉车都建设开发有限公司湖北武汉 430071
        摘要：以常德沅江西大桥主塔施工为依托，介绍了锚固区主塔的施工方案。该分项工程为花瓶曲线造型，结构复杂，特别是主塔合拢段施工平台的搭设和环线预应力更是复杂。本文着重介绍了该类型混凝土主塔的施工思路。
        关键词：空间索导管定位；施工平台；环向预应力

1 工程概述
沅江西大桥索塔总高110m，索塔呈曲线花瓶造型，整个上塔柱分为9个节段。单塔设有16对斜拉索，在其锚固区设有136道环向预应力及混凝土锚块。上横梁横桥向布置有24道19束预应力钢绞线，上塔柱1-16#斜拉索锚固区共设有544束环向预应力。上塔柱立面及侧面结构图如下：

        2 上塔柱总体施工方法
        上塔柱和上横梁施工主要包括劲性骨架和索导管安装、斜拉索锚块施工、塔柱施工、塔冠施工、上横梁横隔板及附属工程施工等9个方面。上塔柱除塔冠外，外模全部采用液压爬模施工。上塔柱第在24节内腔预埋钢板，施工完成后搭设支架平台，在支架上搭设脚手架，作为塔冠内模支架。并拆除爬架+1、+2层，保留0层以下作为塔冠施工操作平台。上塔柱在第9节段、12节段和15节段设置水平横撑。
        上横梁侧板与塔肢同步施工，并预埋隔板钢筋，隔板后浇。
        3 主要施工方法
        3.1劲性骨架安装
        塔肢第16节段设有环向预应力和1号索导管，为避免和环向预应力冲突，且便于安装索导管，此节段以上的劲性骨架由塔柱四角转而安装在塔肢纵横轴线上。在第15节混凝土顶面预埋钢板，以便安装第16节的劲性骨架
        上塔柱劲性骨架由两大单片组成，即在南北两面制作三角桁架式，采用、∠75×75×5和∠50×50×4角钢制作。待南北两面劲型骨架安装后，顺桥向横向利用工10连接，顺桥项竖向亦为工10。
        3.2 索导管塔内安装
        索导管共计132根，分布于上塔柱和主梁上，主塔索导管布置为空间扇形结构，其空间位置设计图纸主要由四要素组成：
        1）索导管自身结构尺寸L。
        2）索道管上端口锚固中心点坐标（XM、YM、ZM）。
        3）斜拉索（索导管）中心线与桥梁中心线夹角α。
        4）斜拉索（索导管）中心线与索塔中心线夹角β。
        安装时在上节骨架上焊一块短角钢或平面钢板，使上下节对中，先采用垂球法控制其垂直度和倾斜率进行初步定位，然后用全站仪测量其上口角点的三维坐标，符合要求后，将骨架互相连接、焊接牢固。经过多次反复移动、调整、量测，使顶口、底口中心的三维空间坐标同时位于设计位置后开始焊接固定索导管。
        3.3 塔柱模板及施工平台施工
        塔肢模板采用既有液压爬模，完成第16节段塔肢施工后，即开始拆除塔仰面爬模，开始主塔与上横梁的同步施工。当施工至18节段时，两侧塔肢的承重三角架最小净距为8.6米，此时改装液压爬模，安装塔间搭接平台。（双拼槽22+5cm木板）（爬架爬升时，拆除搭接平台）。搭接平台仅做人员通道使用。如下图所示
        塔冠外模采用液压爬模模板按所需要尺寸进行收分后使用。
        塔冠模板采用脚手管支架和木模体系，25节顶板底模采取在24节混凝土顶向下20cm埋设预埋件，搭设脚手架施工，塔冠内模和底模模板均采用组合钢模。支架搭设方案见下图。

        3.4上横梁施工
        3.4.1上横梁支架施工
        上横梁支架利用塔肢间对称系统作为落地钢管支架，钢管支架顶端至下而上分别为卸荷沙箱、H588纵向挑梁、H488横梁和工36纵向分配梁。其中纵向分配梁单根长9米，每边挑出塔肢1.5米兼作走道及施工平台。
        当塔柱施工完成第16节段后，拆除仰面液压爬模，开始安装第三道水平支撑、上横梁支架、人员通道及圆弧段底模。单幅支架重约18.529t（不含塔间对称钢管桩），卸荷沙箱直接利用原有下横梁支架的卸落块。支架各横纵梁之间采用焊接固定。
        支架施工时，要严格控制各结构层的标高，防止因为累计误差导致侧板圆弧底模无法安装。卸荷沙箱内的填充沙需要保持干燥且无杂质。本支架不设预抛值。
        3.4.2横梁底模
        塔肢在第17节段设有圆弧连接段，圆弧段侧板的底模采用双片拱架拼装而成。拱架高503cm，长435cm，宽80cm，R250cm圆弧段底模以直代曲加工，拱肋设5片50cm长直线替代R221拱肋（具体数据在现场施工时根据结构线精确放样）。两拱架的竖向支撑间设有10cm间隙，以方便安装。
        单片拱架纵约3.91T，单个塔柱安装4片，拱架安装的结构图如下：
        圆弧段底模安装在支架的纵向分配梁上，底部与分配梁焊接固定。
        上横梁侧模采用翻模施工，第一节上横梁侧模安装在支架的纵向分配梁上，施工第二节上横梁时，将侧板B安装在侧板A上，如此反复施工。上横梁钢筋和混凝土采用常规工艺施工。
        3.5 混凝土施工
        混凝土采取拖泵泵送浇筑。混凝土布料沿附塔泵管横向接至浇筑平台，振捣采用插入式振捣棒，浇筑完成的混凝土必须及时进行养护。当侧板混凝土强度达到2.5MPa时，人工开始凿除混凝土表面的水泥砂浆和松软层，经凿毛处理的混凝土面用压缩空气或高压水清理干净。混凝土浇筑前，再次对接缝表面进行检查清理（若有杂物，应清理干净，以防夹渣）；接缝两侧的混凝土应充分振捣，以使缝线饱满密实。
        3.6 环向预应力施工
        上塔柱锚固区（16-24节段）在直线段和曲线段分别设256束16孔φs15.2，288束12孔φs15.2钢绞线（单塔柱数量）。
        上塔柱预应力采用深埋锚工艺，预应力穿束时，若先穿，则对液压爬模的损伤较大，且对模板爬升时将会产生严重的干扰，若后穿，则浇筑混凝土时，易产生堵管现象，一旦堵管，曲线段预应力管道疏通极其困难。综合考虑之后，管道采用加厚的优质波纹管，爬模侧后穿束，塔内侧先穿束。有效的降低了以上两种情况的综合风险，在实际施工中，未发生严重的堵管现象。预应力张拉及压浆采用常规工艺施工。
        4 总结
        花瓶型主塔在合拢段需要解决施工平台、空间索导管精确定位和小曲率预应力施工等问题。常德沅江西主塔的顺利封顶为今后的类似施工提供的宝贵的经验。