斜拉桥斜曲型主塔施工工艺

斜拉桥斜曲型主塔施工工艺

摘要：飞龙岛大桥位于江西省赣州市，为国内首座斜曲塔斜拉桥，现已通车。本文以其主塔施工为实例，针对其线形为斜线和曲线的结合又存在变截面的特点，从主塔劲性骨架施工、钢筋施工、模板施工、上塔柱预应力施工，索导管定位等方面全面介绍斜曲型主塔的施工工艺。为今后同类桥梁结构施工提供参考。

关键词：斜拉桥；主塔；斜曲线；施工工艺

Pick to: dragon island bridge is located in jiangxi province ganzhou city, for the domestic first inclined song towers cable-stayed bridge, is now open to traffic. This paper focuses on the main tower construction as an example, according to the line for slash and curve and there with the characteristics of the variable cross-section, from the main tower of strength skeleton construction, the steel bar construction, the template construction, the pillar prestressed construction, cable ducts positioning the comprehensive introduction to the main tower type curve of the construction process. For the similar bridge structure construction to provide the reference.

Keywords: cable-stayed bridge; The main tower; Inclined curves; Construction technology

1 工程概况

飞龙岛大桥位于江西赣州中心市区的西部，连接河套老城区和章江新城区，跨越章江。主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥，全长230米，采用不对称布置，主跨为钢箱梁128.5米，边跨为混凝土箱梁101.35米。

主塔是大桥最有特点的地方，为变截面斜曲塔，在国内尚属首列。主塔顺桥向呈曲线上升，塔背曲线半径400m，塔腹下半部分半径为117.851m，上半部分半径为400m。并且塔身截面不断缩小，塔底宽度为17m，塔顶宽度为4m。横桥向，两塔柱向内倾斜，斜率为1：5.047，在塔顶合拢，加上横梁，呈字母“A”型。塔高承台以上为87米。

2 施工工艺简介

主塔混凝土浇筑节段从单节混凝土浇筑能力与爬模系统设计考虑,划分为4m一节段,在上中下横梁处都同横梁一起分两次浇筑，共分为24个浇筑节段。而劲性骨架从原材料长度与起吊安装能力考虑划分为6m一节段。即劲性骨架施工2个节段混凝土可浇筑3个节段。每个节段的施工步骤可按照图2进行。

图1节段划分图

图2主塔施工工艺图

3 施工测量放样

这里值得一提的是主塔控制点坐标（x，y）的存在空间变化，为了在施工中快速得到在任意标高（z）下x与y的设计值，就需要通过x，y，z的函数关系，来迅速求解。x可转换为居中距离B，从而通过主塔向内倾斜的斜度k来建立与z的方程B=kZ+c；而y可转换为里程桩号F，可通过圆曲线圆心坐标（a,b）及半径R来建立与z的方程：F=√(R²（-Z-b）²)+a。还可以用CASIO4800计算器进行编程，更加迅速求的测得任意z值下x，y的设计值。但编程时要注意主塔圆曲线的半径与圆心坐标的变化。

图3主塔线形控制点示意图

4 劲性骨架的制作与安装

劲性骨架的作用是当结构物施工高度相对较大时或者结构物呈弯曲或倾斜时，用来增加钢筋骨架安装时的刚度，帮助钢筋安装时支撑与定位。但劲性骨架的选材不能为了保证刚度而一味追求厚重的材料，而是在满足刚度的前提下尽量选择单件结构轻便、方便安装的材料，如角钢和槽钢。

本工程的劲性骨架采用A3等边角钢，其中骨架立杆采用：L 75×6，水平横向联系杆采用L 50×6，其它联系杆采用L 40×5，加工与安装阶段高度为6m一节。安装顺序为：前主桁架片定位焊接→后主桁架片定位焊接→主桁架片间水平连接→全面加固成型。如下图所示

图4劲性骨架安装示意图

其中前后主桁架片所有节段是等宽的，所以可以在后场集中加工，大大提高骨架的安装速度。这里注意的是主桁架片的加工自身应有与主塔一致的斜度，保证安装时更准确。

5 钢筋的制作与安装

主塔主筋为Φ32的螺纹钢，9m安装一次，采用剥肋直螺纹连接。在制作时将9m长的Φ32主筋两头进行车丝，丝口长度为连接器长度的一半，一般为35mm，可多出1-2丝。 安装时先将主筋10根一捆用塔吊吊至安装部位，再分别一根根的将主筋下端的开好的丝牙拧入上一节钢筋顶端的连接器中，此过程因为单根钢筋重量大长度长，因此需要工人上下站位相互配合，才能保证主筋顺利安装到位并且不损伤丝牙。9m长的钢筋在主塔塔腹半径117.851的曲线上，弦中心与弧中心的距离有90mm，大大超出了允许范围，因此不能以直代曲。但是钢筋具有一定柔性，可以通过劲性骨架2m设置一层定位点，将钢筋约束成为弧线从而满足要求。主筋的定位以劲性骨架为依托，先确定四个角上的主筋位置然后拉线确定四个面上主筋的位置。四角上主筋的坐标通过混凝土四角的坐标减去钢筋保护层所得。

6 模板制作与安装

斜曲塔的施工与一般主塔施工存在一些差异，这个差异在模板的制作和安装方面显得尤为突出，所以下面就着重介绍这些差异与解决方法

6.1爬锥的埋置

主塔施工采用液压自爬模系统，提升整个模板与平台。爬模系统的关键部位是爬锥，爬锥埋设是否准确影响到爬轨的走向和整个系统的受力。由于我们的塔呈斜曲线上升，每个面的爬模轨道与垂线都存在有不同的夹角，每组爬锥有两个组成，其位置除了在每段混凝土上的高度有要求外，两个爬锥也要有高差才能使得挂座形成角度，使得轨道沿即定的角度上升。爬锥埋在混凝土中的部分也要仔细检查，一头的加宽圆盘要与受力主筋很好的焊接。

6.2曲面模板的制作

主塔模板4m为一节段，在主塔塔腹半径117.851的曲线上，弦中心与弧中心的距离有18mm，超出了允许范围，因此不能以直代曲。要像钢筋一样将模板面加工成弧线以满足要求。但是竖肋木工字梁刚度很大，弯曲困难，因此我们考虑在木工字梁和面板之间加入不等高的木垫块将面板调成弧线。根据弦线与弧线中心最大偏差为18mm，可以将垫块设置为由中心向两边递减，而中心处垫块的厚度应比两端处垫块的厚度大20mm。如图5。这样加工出的弧线与设计弧线基本吻合。

在施工阶段要注意对流入木条与面板之间缝隙的水泥浆及时清理，对损坏的木垫块及时更改换，防止弧度的变化。

图5木垫块加工图（部分）

6.3模板安装

因为塔身自下而上截面尺寸不断缩小，因此每节段模板使用完后都要进行裁切，再用于下一节段。每节段模板的裁切后宽度都对应一定的标高，标高出现偏差，模板口的尺寸就会出现偏差。所以每节段摸板安装标高要非常准确。

每节段模板的设计高度为4.3m，混凝土节段浇注高度4m，另30cm为与已浇注混凝土搭接的长度（即包边长度）。但是因为最下面一排拉杆是距模板底口上来30cm，为保证下面一层拉杆能顺利穿过，最下一层拉杆位置要距离已浇注混凝土顶面上来10cm，因此搭接长度设定为20cm，剩余10cm返到模板顶。见图6

图6节段模板安装示意图

安装模板前要在已浇注混凝土阶段顶四周贴有海绵胶带，防止漏浆。靠模的原则是模板底口压住墨线，但又能稍微看见一点点。在安装模板时安排4名工人在上面操作，2名成员在下面看底口，1名成员统一指挥。下面的人将情况反馈给指挥，指挥再传达指令给工人，工人进行调整。经过4-5次循环后，模板顺利安装到位 ，模板安装时的各项指标见表1。

表1节段模板安装指标检查表

6.4曲线边变截面模板的裁切

一般的变截面模板的裁切只需要根据每节段浇注的宽度从两边依次进行裁剪，可本塔身的变截面相临两个面为曲面，故变截面模板的两边在一开始也要设切割成曲线与曲面模板对齐。如果在裁切时将两边曲线边裁切掉后，就要在下段施工时将两边再切割成曲线，增加了难度也保证不了质量。因此可将两边设置成

为1m宽的活动板块，每次拆模后将两边带有曲线的活动板块取下，再对剩下的模板进行裁切，裁切完后将两边的活动板块装上，这样既做到了裁切又保证了两边的曲线不变。

7 索导管定位安装

由于塔向内倾斜，索道管的走向除了在纵向有角度外，在横向也存在角度，存在空间性。所以定位采用定索道管进出口的圆心，来确定索道管的走向。圆心的确认方法是采用与索导管内径相等的圆形铁片，放在管口。通过测定圆形铁片的中心来定位管口中心。而出口的剖口圆形则是使用半圆片。见图7

图7 索导管安装定位示意图

1-进口，2-出口，3-索导管，4-上塔柱，5-进口定位圆形铁片，6-出口定位半圆铁片

8 上塔柱预应力的安装

上塔柱施工时为增加有索区塔柱的刚度，设置了环向预应力，采用精扎螺纹钢四个面布置，这类柱上的预应力一定要使用木质锚盒，锚盒在浇筑完混凝土后因为外模没有拆除而不能脱离，如采用铁质锚盒将会给后期脱离带来很大困难。锚盒安装时要用螺母固定在锚板上，贴缝要紧密。压浆管要采用抗压性较好的钢丝管引出模板外，要保证压浆管直接连接的紧密性。

7 结语

以上就是飞龙岛大桥斜曲型主塔施工工艺的主要内容，总结了一下得出了以下几点心得

1、对于异型塔的控制点坐标计算，可以根据线形的特点确定出一个或几个线性方程，从而将方程转换成计算器语言，在施工时可以方便而快捷的得出控制点坐标。

2、曲型结构物在施工时尽量将节段划分的小一点可以以直代曲。实在是无法以直代曲时，要根据各种材料的特性将其转变成曲线，从而保证施工要求

3、对重复性比较多的工作，如模板支撑系统的调试、模板安装、控制点放样、变截面模板的裁切都要做定期的检查，防止重复工作引起的麻痹大意而出现

质量问题。