談自錨式懸索橋主塔施工技術(shù)
2018-05-21
引言
本橋是采用“頂推法”施工的自錨式懸索橋，位于南昌市贛江鐵路橋下游，南主橋距贛江鐵路大橋下游約300m，北主橋距贛江鐵路大橋約800m。該橋?yàn)槟喜?ldquo;三環(huán)十一射”路網(wǎng)骨架中的第一環(huán)路上的重要市政基礎(chǔ)設(shè)施，區(qū)內(nèi)交通便利。
工程概況
南昌市洪都大橋工程北起昌九立交，向南出線，經(jīng)過廬山南大道，跨越鐵路貨場、京九鐵路、贏上河、豐和北大道、贛江北支、揚(yáng)子洲、贛江南支、止于南岸洪都北大道與濱江路青山路立交。主線全長9.523公里，其中主橋長3300米（北主橋、揚(yáng)子洲高架橋、南主橋），北引道長約4200米，南引道長約2000米。汽車荷載等級為城-A級、公路-Ⅰ級；設(shè)計車速為60公里/小時；設(shè)計洪水頻率為1/300；通航標(biāo)準(zhǔn)為：南主橋?yàn)閮?nèi)河Ⅳ-3級，北主橋?yàn)棰?3級，橋梁和路基同寬為35.5米。
2.主塔施工方案
本工程主塔采用獨(dú)柱直塔，向上采用直線向圓曲線過渡，塔頂做成彎月狀。主塔總高75m。施工中采用三維坐標(biāo)法與天頂測角法相結(jié)合的方案實(shí)施索塔的施工測量。
2.1主塔施工均采用翻模施工，下塔柱分3節(jié)段施工，上塔柱分13節(jié)段施工。
2.2每個塔柱施工階段的垂直起重設(shè)備采用一臺250t·m塔吊，其基礎(chǔ)埋置臨時墩臺內(nèi)，布置在塔柱下游側(cè)。水平運(yùn)輸由南北兩側(cè)臨時出運(yùn)碼頭用駁船運(yùn)至現(xiàn)場。
2.3塔柱施工階段人員上下通道：下塔柱施工采用鋼結(jié)構(gòu)爬梯，中上塔柱施工時布置1臺電梯，其起始平臺附著在塔柱外側(cè)壁。
2.4北側(cè)塔柱混凝土由一座2×75m3/h的陸上攪拌站提供，南側(cè)塔柱砼采用商品砼，2臺HBT60混凝土泵泵送。澆注采用2臺HBT60混凝土泵泵送。下塔柱高16.88m，上塔柱高58.12m。
2.5塔柱施工測量及變形觀測
以校核后的承臺上的控制點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，用經(jīng)緯儀和檢定的鋼尺測量，準(zhǔn)確地定出下塔柱的位置，精確測定塔柱中心點(diǎn)的座標(biāo)和高程，作為塔柱測量基準(zhǔn)點(diǎn)并逐步向上傳遞。對塔柱的施工放樣，充分考慮日照與大氣溫差引起塔柱變形對測量工作的影響，通過變形觀測，掌握塔柱在自然條件下的變化規(guī)律。
3.主要施工方法
3.1塔柱施工分節(jié)
整個塔柱共劃分為16節(jié)段（標(biāo)高＋15.0m～＋90.00m），具體劃分情況如下：
下塔柱分三個節(jié)段施工，節(jié)段高依次750、750、188cm高；塔柱交叉點(diǎn)施工高度為400cm； 上塔柱空心段標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工高度為500cm，分6個節(jié)段，最上節(jié)段高度為490.9cm；上塔柱實(shí)心段400cm，為1個施工節(jié)段；上塔柱橫隔梁段分4個施工節(jié)段。
3.2塔柱支架搭設(shè)
下塔柱支架采用φ48mm鋼管腳手架搭設(shè)，外部環(huán)繞塔柱四周成環(huán)狀搭設(shè)，以形成封閉的操作平臺，內(nèi)腔除預(yù)留模板安拆空間外，盡量滿布，以保安全。支架根據(jù)施工需要分節(jié)段進(jìn)行搭設(shè)，并附墻固定。支架搭設(shè)間距為100cm×100cm×120cm，主要用以臨時固定接長鋼筋，并為模板支、拆簡易操作平臺之用。下塔柱腳手架直接坐落在承臺上。
鋼箱梁安裝完成后才能進(jìn)行上塔柱支架的搭設(shè)。上塔柱支架同樣采用φ48mm鋼管腳手架搭設(shè)，外部環(huán)繞塔柱四周成環(huán)狀搭設(shè)，以形成封閉的操作平臺，內(nèi)腔除預(yù)留模板安拆空間外，盡量滿布，以保安全。支架根據(jù)施工需要分節(jié)段進(jìn)行搭設(shè)，并附墻固定。支架搭設(shè)間距為100cm×100cm×120cm，主要用以臨時固定接長鋼筋，并為模板支、拆簡易操作平臺之用。上塔柱腳手架直接坐落在鋼箱梁上。
塔柱勁性骨架制作、安裝按塔柱澆筑分層高度，勁性骨架標(biāo)準(zhǔn)加工長度為9.0m，采用角鋼制作。勁性骨架采用矩形小斷面桁架結(jié)構(gòu)，豎向采用∠75×7角鋼，橫向、斜向采用∠63×5。在后場分榀分節(jié)段加工，船運(yùn)至現(xiàn)場塔吊吊裝。安裝時在混凝土頂面外露角鋼上貼焊同型號短角鋼作為骨架底口安裝定位裝置，測量應(yīng)嚴(yán)格控制骨架位置。
3.3塔柱鋼筋施工
塔柱主筋采用等強(qiáng)度滾扎直螺紋連接技術(shù)，接頭為標(biāo)準(zhǔn)型，先在后場對鋼筋墩粗、套絲，并在一端絲頭上擰上套管，然后運(yùn)到前場逐根接高擰緊。為保護(hù)鋼筋絲口及套管內(nèi)螺紋，在加工好的主筋絲頭上及套管端頭分別套上塑料保護(hù)帽。承臺施工結(jié)束，先將承臺與塔柱的混凝土頂面鑿毛，調(diào)整預(yù)埋鋼筋，并按9m定尺接高鋼筋。主筋依靠勁性骨架上的定位框精密定位，逐根就位后進(jìn)行直螺紋接頭連接，箍筋和拉筋利用主筋定位綁扎。為保證塔柱鋼筋保護(hù)層厚度，確?；炷恋哪途眯砸?。在塔柱施工時，鋼筋采用梅花形預(yù)制混凝土保護(hù)層墊塊。鋼筋下料時,切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直,不得有馬蹄形或撓曲。鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向裂紋。不合格的鐓粗頭，應(yīng)切去后重新鐓粗，不得對鐓粗頭進(jìn)行二次鐓粗。受力鋼筋焊接或綁扎接頭設(shè)置在內(nèi)力較小處，并錯開布置，對于綁扎，兩接頭間距離不小于1.3倍搭接長度。電弧焊接和綁扎接頭與鋼筋彎曲處的距離不應(yīng)小于10倍鋼筋直徑，也不宜位于構(gòu)件最大彎矩處。
3.4塔柱模板施工
塔柱外模采用翻模，內(nèi)模采用組合鋼模板，面貼透水模板布。面板采用δ6mm鋼板，面板后布置豎向次肋[6.3，間隔300-330mm布置，水平加強(qiáng)肋為2[14a槽鋼，間距85-90cm ；凹進(jìn)部分采用桁架結(jié)構(gòu)，桁架寬度500mm，桁架主骨為][12槽鋼，間隔50mm布置，中間撐桿為][6.3槽鋼。直撐桿間隔500～1100mm布置，并在桁架主骨及撐桿之間布置δ=10mm的接點(diǎn)板進(jìn)行連接加強(qiáng)。塔柱內(nèi)模采用定型組合鋼模組拼，外用[8槽鋼豎向加勁，水平加強(qiáng)肋為2[8槽鋼。轉(zhuǎn)角、倒角采用木模。
下塔柱第一段模板支撐在承臺表面，模板安裝前用鋁合金條作靠尺，模板下用木板調(diào)平，在塔柱輪廓線內(nèi)設(shè)置水泥砂漿帶，防止漏漿。塔身模板豎向分塊，根據(jù)索塔結(jié)構(gòu)以及施工要求的節(jié)段，模板立面配置分為三部分，下塔柱1#～2#節(jié)段，每節(jié)段高7.5m，考慮制作及運(yùn)輸方面等問題，本模板設(shè)計每節(jié)段分為3節(jié)制作，每節(jié)高2.50m。下塔柱3#節(jié)段，節(jié)段高1.88m，一節(jié)制作成型。塔柱交叉點(diǎn)（4#節(jié)段），節(jié)段高4.0m，一節(jié)制作成型。上塔柱空心節(jié)段34.909m，共分7個施工節(jié)段（5#-11#）；下為6個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，每節(jié)段高5m，上為1個非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，節(jié)段高4.909m；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段分兩節(jié)制作，每節(jié)高2.5m；非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段分兩節(jié)制作，節(jié)高分別2.5m、2.409m。上塔柱實(shí)心段4m，為12#施工節(jié)段，每節(jié)段高分別為3.9m、3.1m、4.3m、3.541m，每施工節(jié)段模板一節(jié)制作成型。
3.5塔柱砼施工
塔柱采用C50混凝土，采用一級泵送工藝。塔柱為C50高強(qiáng)混凝土，具有高集料、低水灰比、高泵揚(yáng)程、早強(qiáng)、緩凝等特性。塔身高75m?；炷敛捎帽盟腿雮}，泵送垂直距離較大，施工時對混凝土的可泵性、和易性、泌水性以及緩凝、早強(qiáng)等性能要求很高。
塔柱混凝土施工時，由1臺HBT60拖泵泵送混凝土入倉。塔柱施工面設(shè)軟管對稱布料，每段混凝土分層澆筑，分層厚度30cm，混凝土澆筑采用拖泵泵送，串筒下料入倉，自由下料高度小于1.5m。進(jìn)行多點(diǎn)下料，嚴(yán)禁用振動棒進(jìn)行趕料，下料位置應(yīng)避開預(yù)應(yīng)力波紋管和預(yù)埋件等。振搗時要快插慢拔，按照先中間后四周進(jìn)行振搗，“梅花狀”布設(shè)振動棒，每次插入距離不大于振動棒作用半徑或小于30cm，并且要求振動棒要插入到下一層混凝土內(nèi)5～10cm，每棒振動時間為15～30s，嚴(yán)防漏振、欠振、過振和振動棒沖擊預(yù)應(yīng)力管道、排氣孔位置和模板。特別加強(qiáng)俯面砼振搗。在澆筑過程中及澆筑完畢后，認(rèn)真沖洗掉在塔柱上的砼，以免污染已澆筑好的老砼面。充分考慮塔柱的收縮、徐變和彈性壓縮的影響，塔柱的每次澆筑高度比理論高度增高一定數(shù)值。施工時，實(shí)測塔身混凝土的彈模，并參照塔柱分段臨時測點(diǎn)的高程變化，經(jīng)綜合分析后確定最終的增高值，在澆筑塔頂時進(jìn)行一次調(diào)整。塔柱混凝土施工縫處理及養(yǎng)護(hù)采用人工方法鑿毛。其中支立模板前鑿毛清理至露出粗骨料后，用高壓氣沖洗，澆筑前先對砼面潤濕。根據(jù)氣候采用不同方式，夏季拆模前蓄水養(yǎng)護(hù)，拆模后噴灑養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并覆蓋塑料薄沫養(yǎng)護(hù)層；冬季采用低溫成膜性能好的養(yǎng)生液均勻涂刷兩道。
4.結(jié)語
本工程2006年10月1日開工，2008年9月底全部工程施工完成。在大橋主塔施工過程中，建立并保持一個健全的工程質(zhì)量保證體系，完善質(zhì)量管理制度，建立質(zhì)量控制流程，分部工程一次驗(yàn)收合格率達(dá)到100%，確保工程質(zhì)量評定為獲得江西省優(yōu)質(zhì)樣板工程，爭創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程獎。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張哲.混凝土自錨式懸索橋[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2] 嚴(yán)國敏.現(xiàn)代懸索橋[M].北京：人民交通出版社，2002.
