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(chǎng)、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(zhǎng)9.523公里，其中主橋長(zhǎng)3300米（北主橋、揚(yáng)子洲高架橋、南主橋），北引道長(zhǎng)約4200米，南引道長(zhǎng)約2000米。汽車荷載等級(jí)為城-A級(jí)、公路-Ⅰ級(jí)；設(shè)計(jì)車速為60公里/小時(shí)；設(shè)計(jì)洪水頻率為1/300；通航標(biāo)準(zhǔn)為：南主橋?yàn)閮?nèi)河Ⅳ-3級(jí)，北主橋?yàn)棰?3級(jí)，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(cè)角法相結(jié)合的方案實(shí)施索塔的施工測(cè)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(gè)塔柱施工階段的垂直起重設(shè)備采用一臺(tái)250t·m塔吊，其基礎(chǔ)埋置臨時(shí)墩臺(tái)內(nèi)，布置在塔柱下游側(cè)。水平運(yùn)輸由南北兩側(cè)臨時(shí)出運(yùn)碼頭用駁船運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。
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(shí)布置1臺(tái)電梯，其起始平臺(tái)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(tái)HBT60混凝土泵泵送。澆注采用2臺(tái)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(cè)量及變形觀測(cè)
以校核后的承臺(tái)上的控制點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，用經(jīng)緯儀和檢定的鋼尺測(cè)量，準(zhǔn)確地定出下塔柱的位置，精確測(cè)定塔柱中心點(diǎn)的座標(biāo)和高程，作為塔柱測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)并逐步向上傳遞。對(duì)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(duì)測(cè)量工作的影響，通過變形觀測(cè)，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(gè)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(gè)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(gè)節(jié)段，最上節(jié)段高度為490.9cm；上塔柱實(shí)心段400cm，為1個(gè)施工節(jié)段；上塔柱橫隔梁段分4個(gè)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(tái)，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(shí)固定接長(zhǎng)鋼筋，并為模板支、拆簡(jiǎn)易操作平臺(tái)之用。下塔柱腳手架直接坐落在承臺(tái)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(tái)，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(shí)固定接長(zhǎng)鋼筋，并為模板支、拆簡(jiǎn)易操作平臺(tái)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(zhǎng)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(chǎng)分榀分節(jié)段加工，船運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)塔吊吊裝。安裝時(shí)在混凝土頂面外露角鋼上貼焊同型號(hào)短角鋼作為骨架底口安裝定位裝置，測(cè)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(chǎng)對(duì)鋼筋墩粗、套絲，并在一端絲頭上擰上套管，然后運(yùn)到前場(chǎng)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(tái)施工結(jié)束，先將承臺(tái)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(shí)，鋼筋采用梅花形預(yù)制混凝土保護(hù)層墊塊。鋼筋下料時(shí),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(duì)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(cuò)開布置，對(duì)于綁扎，兩接頭間距離不小于1.3倍搭接長(zhǎng)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(tái)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(jì)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(gè)施工節(jié)段（5#-11#）；下為6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，每節(jié)段高5m，上為1個(gè)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(jí)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}(cāng)，泵送垂直距離較大，施工時(shí)對(duì)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(shí)，由1臺(tái)HBT60拖泵泵送混凝土入倉(cāng)。塔柱施工面設(shè)軟管對(duì)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(cāng)，自由下料高度小于1.5m。進(jìn)行多點(diǎn)下料，嚴(yán)禁用振動(dòng)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(shí)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(dòng)棒，每次插入距離不大于振動(dòng)棒作用半徑或小于30cm，并且要求振動(dòng)棒要插入到下一層混凝土內(nèi)5～10cm，每棒振動(dòng)時(shí)間為15～30s，嚴(yán)防漏振、欠振、過振和振動(dòng)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(shí)，實(shí)測(cè)塔身混凝土的彈模，并參照塔柱分段臨時(shí)測(cè)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(shí)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(duì)砼面潤(rùn)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(yǔ)
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(gè)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(píng)定為獲得江西省優(yōu)質(zhì)樣板工程，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)。
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(guó)敏.現(xiàn)代懸索橋[M].北京：人民交通出版社，2002.
