懸索橋索塔施工控制及應力研究

黃優平

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 懸索橋的索塔施工技術分析

1.1 勁性骨架的施工

塔柱位置的勁性骨架發揮出的作用，主要有支撐鋼筋、定位、臨時調整、測量觀測、固定模板。勁性骨架的水平桿、立柱、斜桿，必須要依照設計的要求，選擇型號，并且骨架之間要用角鋼同連接板進行焊接。還要在施工現場加工勁性骨架，這樣才能確保骨架每一節的精度，于施工平臺上面，依照1∶1的比例尺放樣，之后加工出來。

1.2 鋼筋工程的施工

索塔塔柱豎方向的主筋一般都采用標準數米的鋼筋實施一次接高方法，保證一次安裝成功，就能滿足兩節塔柱施工標準，不會浪費鋼筋。索塔的主筋豎方向的連接運用螺紋連接技術，在施工現場將鋼筋進絞絲，再將套筒套上，吊到高空位置，把鋼筋套筒連接到待接的鋼筋螺紋上，以確保鋼筋安裝的質量。在施工現場加工的那些絲頭，一定要進行嚴密檢查。施工過程以技術人員進行指揮，保證鋼筋工程的質量。

1.3 模板工程的施工

索塔以液壓形式的自動爬模技術進行施工，因為外模板的周轉次數非常多，因此要用到鋼木模板。懸臂爬架與鋼木模板進行配合，進行規則內腔面模板的施工；以鋼膜組拼技術進行不規則內腔面模板的施工。這種組拼有區分，針對索塔倒角位置，需要用到組合鋼膜與異形鋼模的配合進行施工；索塔根部倒角和索塔橫梁內膜，則運用大塊鋼模與異形鋼模配合進行施工。雖然在倒角部分，用到組合鋼模，可是在運用時要注意，應當于塔柱內的相應位置，提前設置預埋構件，構件設置支架，然后在支架的平臺上，開始立模施工。規則內腔面部位內模板和液壓爬模的外模板，均應用木梁膠合板體系。豎向肋是木工字梁，橫楞用標準槽鋼。

1.4 混凝土工程的施工

索塔一般運用高強度的混凝土，特性表現為緩凝、早強、高泵揚程、低水膠比、高集料。混凝土要以泵送，但是要保持較大的水平、垂直距離，這就要求混凝土有著較好的和易性、可泵性、緩凝早強性、泌水性。可見，施工所用混凝土要依照嚴格的配合比進行配合。其中，坍落度一般保持在18～20 cm范圍內，摻入一些改善劑。整個混凝土施工過程必須滿足入模溫度在設計標準規范內，重視施工工藝的控制，此部分施工結束后，要能第一時間實施保濕的養護施工，以避免裂紋出現。

2 懸索橋索塔的施工控制

2.1 嚴格控制施工溫度

懸索橋索塔施工中，對于梁體的外部強度產生影響因素是混凝土質量，因此必須嚴格依照實驗配合比，拌合混凝土。并且在拌合之前，對混凝土制作材料，進行前期試驗性檢測，以保證每項指標都符合標準，提高混凝土的穩定性。拌合過程中、澆筑過程中，要由專業技術人員對整個過程進行監督和檢測，才能保證操作的穩定性。此種橋梁的施工，都是大體積混凝土的施工，周期比較長，如果遇到高溫時節，一定確保澆筑時溫度在設計標準規范之內，對材料溫度進行控制，保證混凝土的質量。施工技術人員要注意對施工現場內的礦粉、粉煤灰、水泥的溫度進行檢測，發現其溫度過高，不能將其添加到粉罐之內；然后可以運用摻入冰塊和外用制冷機的方式，控制拌合時的溫度，要運用溫度監控設施監控混凝土入模的溫度；承臺部分設置冷卻水管，也要邀請專業溫控人員，專業地控制結構的溫度，這樣能避免承臺和索塔各部分出現裂紋。

2.2 科學控制施工工藝

懸索橋索塔部分的施工中，對于施工工藝的控制，主要是對振搗方式、布料方式、澆筑順序、混凝土坍落度進行控制。其中，坍落度會影響到索塔是否會出現裂紋，坍落度高也就是水灰比大，這時容易出現收縮性裂紋。如果因為收縮出現微小裂紋，則可能導致結構物開裂、變形，甚至損壞，所以一定要避免這種收縮性裂紋出現，也就必須控制好混凝土的坍落度，保證在16～18 cm之內。出現裂紋的影響也包含了混凝土澆筑的順序和振搗方式，如果漏振或者欠缺振搗，混凝土整體結構不夠嚴密，受到外力沖擊，則容易損壞，從而出現裂縫；如果振搗過度，混凝土中骨料與水泥漿可能出現上下的分離，浮漿部分凝固后，容易出現干縮性裂縫。所以，必須要保證振搗工藝合理應用，振搗之前必須有技術性交底，同時合理安排振搗的交班制度，技術人員要全程指導，以確保振搗的質量。

2.3 確保養護施工的質量

對于混凝土施工，一定要重視養護施工，才能更大范圍內避免裂縫出現。因為索塔的施工時間比較長，會經歷夏季、秋季、冬季等，每個季節氣候不同，溫度的不同會對混凝土工程產生影響。高溫時節選用隔熱+噴淋+防風包裹的保濕養護施工技術，這樣能確保索塔混凝土部分保持著濕潤的狀態。低溫時節選用棉被包裹+高溫噴霧的保溫養護技術，以避免混凝土內外部溫差，避免裂紋出現。

2.4 避免索塔階段錯臺的施工

索塔施工工作中，很可能因為疏忽而出現索塔節段的錯臺問題，為避免這一施工問題出現，必須要嚴格控制每個施工環節，也要使用一些創新形式的施工技術。首先，嚴格執行模板進場的制度加工驗收制度：索塔質量基礎支持就是模板，因此每一塊模板在進入到施工現場前，都必須經過嚴格檢查，確定合格之后才能使用。如果模板的質量達不到標準，必須撤出施工現場；另外，模板拼裝錯臺和平整度的檢查也不合格，必須返工重新拼裝，以保證整體施工質量。其次，合理使用拉桿，以提升模板剛度。合理計算出剛度，然后依據具體數值，合理地運用拉桿，以強化模壓剛度，為后期施工提供支持，也能確保索塔的施工質量。

3 懸索橋索塔的應力研究

3.1 懸索橋索塔溫度應力

懸索橋處在自然環境中，為此一定會遭受各種各樣自然因素的影響，這樣整個懸索橋溫度狀態會無時無刻地變化。如果一個結構自身溫度有一些改變，該結構中部分材料會因為溫度升高而出現膨脹，也能因溫度降低而出現收縮。這時就會涉及到溫度場這個概念，具體說的是結構內部瞬間的不均勻溫度的狀態。因為結構物會受到的外部約束和自身各個部分間互相的內部約束，使得材料要出現的收縮或者膨脹變形，不能自由地進行，也就出現了應力，也稱為溫度應力。

3.2 懸索橋索塔溫度應力的計算

針對此應力，技術人員運用有限元分析理論進行計算，主要過程為，先進行ANSYS熱分析和熱應力分析；然后建立相應的模型；接著分析出索塔內外表面溫差作用后的索塔溫度效應；繼續分析索塔東西側溫差對于索塔產生何種影響；最后分析出年溫度變化會給索塔帶來怎樣的影響。以此為基礎，科學合理地確定出施工的具體方案和施工工藝，以及施工技術。

4 結束語

綜上所述，懸索橋的索塔施工中，會用到各種各樣的施工技術，為保證施工技術準確選擇，要提前計算出索塔承受的溫度應力，然后嚴格控制整體施工，以確保施工安全進行，并提高施工質量。