獨(dú)塔斜拉橋主塔施工難點(diǎn)技術(shù)研究

摘 要：深圳市紅海大道赤石河特大橋?yàn)楠?dú)塔斜拉橋，主橋跨徑布置為256+50+40+40（m），主塔高111m，魚(yú)梭型雙柱結(jié)構(gòu)，主塔上橫梁為大尺寸大噸位的鋼結(jié)構(gòu)。斜拉橋的弧面塔身立柱與大噸位的上橫梁皆為橋梁施工重點(diǎn)難點(diǎn)。本文研究分析塔身與上橫梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，其中主塔采用液壓爬模法進(jìn)行施工，上橫梁采用液壓提升器整體吊裝法安裝。

關(guān)鍵詞：斜拉橋；橋梁施工；爬模頂升文章編號(hào)：2095-4085（2024）08-0040-03

1 工程概述

深圳市深汕特別合作區(qū)西部團(tuán)組東西走向重要的市政主干路紅海大道上新建一座跨海大橋——赤石河特大橋。該橋?yàn)楠?dú)塔斜拉橋，全長(zhǎng)1 058m，其中主橋橋跨布置為256+50+40+40（m），主橋主跨為鋼箱梁，邊跨為三跨預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)梁，主橋?yàn)樗汗探Y(jié)體系（見(jiàn)圖1）。

主塔總高111m，橋面以上凈高99.52m，為魚(yú)梭

型雙柱結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置一道上橫梁。主塔塔柱采用分離式塔柱，縱橋向塔柱由底部9m漸變至中部最寬處11.8m，再漸變至塔頂處6.2m。分離式塔柱為六邊形實(shí)心截面，橫橋向全寬4.5m，縱橋向?qū)?.0m。塔柱橫向在距離塔頂20.5m位置設(shè)置上橫梁，上橫梁為拱形鋼箱截面橫梁，縱向設(shè)兩片，單片寬1.6m。

本文主要研究分析橋梁主塔與上橫梁施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)施工方法。

2 橋梁主塔施工難點(diǎn)與應(yīng)對(duì)措施分析

（1）主塔塔身立模澆筑難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：主塔塔身橋面以下采用支架模板澆筑，橋面以上部分采用爬模澆筑。爬模作業(yè)平臺(tái)支撐梁與塔身垂直，爬模導(dǎo)軌與塔身弧面曲線(xiàn)段緊貼，通過(guò)爬模與導(dǎo)軌的連接件和立柱預(yù)埋支座構(gòu)件的調(diào)整使爬模作業(yè)平臺(tái)水平。塔身外模板為預(yù)制模板，通過(guò)塔吊吊裝安裝。

（2）主塔塔身澆筑與養(yǎng)護(hù)難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：橋的塔身砼澆筑，選擇分層澆筑、振搗施工措施。分層澆筑和振動(dòng)密實(shí)，控制振搗時(shí)間。嚴(yán)格控制砼分層厚度和振搗質(zhì)量是保障砼澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。塔柱砼采用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

（3）主塔的上橫梁安裝施工難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施：主塔

塔柱施工封頂后，在頂部設(shè)置臨時(shí)鋼桁架橫向聯(lián)系梁。主塔上橫梁，采用工廠(chǎng)預(yù)制，主塔橋面上搭設(shè)胎架進(jìn)行鋼橫梁組裝。主塔每根塔柱上分別設(shè)置2個(gè)鷹臂，上面設(shè)置2臺(tái)200t液壓提升吊裝設(shè)備（架設(shè)可橫向位移調(diào)整的導(dǎo)軌），地面上一臺(tái)500t的履帶吊。通過(guò)液壓吊裝鋼橫梁升降，最后微調(diào)到預(yù)設(shè)位置焊接拼裝。

3 主塔施工重點(diǎn)難點(diǎn)施工方案

3.1 主塔總體施工方案

橋梁主塔塔柱共計(jì)111m，下塔柱（橋面以下部分）塔身高11.5m，橋面以上塔高99.5m。塔柱（橋面以上）結(jié)構(gòu)為魚(yú)梭型分離式六邊形實(shí)心截面結(jié)構(gòu)。塔柱采用液壓爬模法施工，標(biāo)準(zhǔn)段按4.5m高度分節(jié)施工，共分26節(jié)施工。

橋梁主塔主要工藝流程：①第1節(jié)作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)、塔吊安裝、塔身澆筑→②第2節(jié)段支架、作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)、塔柱建筑→③下橫梁及主梁0號(hào)塊支架搭設(shè)，模板安裝和預(yù)壓、下橫梁、主梁0號(hào)塊、主塔塔身第3節(jié)的鋼筋安裝→④下橫梁、主梁0號(hào)塊和第3節(jié)塔身施工，主梁0號(hào)塊預(yù)應(yīng)力鋼束張拉→⑤塔身第4節(jié)施工→⑥液壓爬模爬升，一次施工塔身5～13節(jié)段→⑦爬模依次施工塔身第13～16節(jié)，同步施工主塔兩根立柱第一道縱橋向系梁→⑧塔身第15、16節(jié)縱橋向預(yù)應(yīng)力張拉→⑨爬模依次施工塔身第17～19節(jié)，同步施工主塔兩根立柱第二道縱橋向系梁，預(yù)埋上橫梁錨固段A→⑩塔身19節(jié)縱橋向預(yù)應(yīng)力張拉→B11爬模依次施工塔身第20～26節(jié)，同步施工主塔兩根立柱第三道縱橋向系梁，預(yù)埋上橫梁錨固段A→B12塔身26節(jié)縱橋向預(yù)應(yīng)力張拉→B13鋼結(jié)構(gòu)上橫梁吊裝→B14防雷接地裝置安裝。

3.2 主塔爬模施工方案

主塔采用液壓自爬模系統(tǒng)施工。在主塔外側(cè)一邊各設(shè)置1臺(tái)ZTT6517-10B型塔吊（吊幅5～12m范圍內(nèi)，最大起重能力為10t，液壓爬模系統(tǒng)單件最大重量3.5t， 最遠(yuǎn)吊距11.5m）用于塔柱施工。主塔左右塔柱分別設(shè)置1臺(tái)SC200單籠電梯。液壓自爬模系統(tǒng)主要由爬架系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及油路動(dòng)力系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。

（1）液壓爬模系統(tǒng)。主塔液壓爬模系統(tǒng)選取通用SJ-AC150型，選擇通用部件配置組裝而成。本橋主塔兩個(gè)塔柱各設(shè)置1套。主塔爬模施工標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段高4.5m，主塔共設(shè)26個(gè)施工節(jié)段。

液壓爬模系統(tǒng)主要由上、下部架體組成。下部架體為爬模的承重體系，施工階段爬模自重和在爬模上的相關(guān)施工荷載皆由其承擔(dān)。塔柱施工模板安拆和調(diào)整、爬模預(yù)埋構(gòu)件的安裝、主塔鋼筋綁扎等工作皆在上部架體上實(shí)施。上、下部架體通過(guò)連接構(gòu)件相連。

爬架從下到上分5層工作平臺(tái)，各層的作用由下往上分別為：（-1）層：主要為爬模錨固裝置的拆除、塔柱預(yù)應(yīng)力筋張拉和塔柱砼面層施工。（0）層：爬模液壓頂升的操作平臺(tái)。（+1、 +2）層：主塔模板施工安裝作業(yè)，爬模支撐預(yù)埋件安裝作業(yè)。（+3）層：塔柱鋼筋、預(yù)埋件施工及塔身砼澆注的作業(yè)平臺(tái)。在電梯側(cè)設(shè)置（-2）層，該層用作電梯入口。

（2）爬模的模板體系。爬模系統(tǒng)根據(jù)主塔塔身分節(jié)情況，上部架體標(biāo)準(zhǔn)層高4.5m，爬模模板高為4.8m。模板下端下包下塔身0.1m，上端預(yù)留高0.2m，以保證底部新澆砼漏漿和防止?jié)仓r(shí)砼漿溢出。爬模模板體系根據(jù)主橋結(jié)構(gòu)尺寸，分為12塊加4塊角模板組合而成。不同面模板間通過(guò)螺栓連接，倒角處采取特制倒角鋼模，與兩側(cè)模板多螺栓、多拉桿形式連接。爬模模板系統(tǒng)主要由膠合板與方木梁通過(guò)連接螺栓與橫向背楞組成。外模分塊加工成型后在爬模操作平臺(tái)上拼裝，隨爬模上升，每根塔柱設(shè)置3面爬模，一面預(yù)制內(nèi)膜，內(nèi)膜預(yù)制成型整體采用塔吊吊裝安裝。模板為工字木梁膠合板模板。

（3）爬模油路及動(dòng)力系統(tǒng)。爬模油路及動(dòng)力系統(tǒng)由電控操作系統(tǒng)控制液壓動(dòng)力泵、油路管、液壓缸體等幾個(gè)部分構(gòu)成。液壓泵和油缸向整個(gè)爬模系統(tǒng)提供升降動(dòng)力。

爬模系統(tǒng)的提升通過(guò)導(dǎo)軌和下部架體的交替頂升實(shí)現(xiàn)。爬模導(dǎo)軌和爬模下部架體間是可相互運(yùn)動(dòng)的。爬模架工作狀態(tài)時(shí)，爬模導(dǎo)軌和爬模下部架體分別與塔身的埋件支撐件連接，各自獨(dú)立連接固定。上部架體模板退模后，在上部架體已澆筑的塔身安裝導(dǎo)軌掛座，調(diào)整導(dǎo)軌的上下?lián)Q向盒限位鎖，通過(guò)下部架體作為支撐點(diǎn)頂升導(dǎo)軌。導(dǎo)軌頂升至上部掛座上固定，再拆除導(dǎo)軌爬升后露出掛座周轉(zhuǎn)使用。爬模下部架體與導(dǎo)軌交替頂升，實(shí)現(xiàn)爬模體系的逐層提升。

3.3 主塔砼澆筑養(yǎng)護(hù)施工方案

根據(jù)橋梁主塔的高度，1～8#節(jié)段（35m高度以下）砼采用汽車(chē)泵泵送入倉(cāng)，剩余砼采用拖泵泵送入倉(cāng)。

每個(gè)塔柱配置1套泵管，總共配置2臺(tái)中聯(lián)HBT80-13-110SU高壓拖式砼輸送泵。主塔砼澆筑采用125A壁厚10mm的高壓輸送管道。泵管從拖泵接出，每個(gè)塔柱墩均配備2套泵管。拖泵布置在主塔左右側(cè)，泵管沿著塔柱橫橋向外側(cè)砼外表面布置，預(yù)埋固定點(diǎn)3m每道，每固定點(diǎn)設(shè)置于泵管接頭處下方15cm處。

主塔砼澆筑施工注意事項(xiàng)：

（1）塔柱砼澆筑嚴(yán)格按大體積混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)做好專(zhuān)項(xiàng)施工方案，設(shè)置拖泵接力方式將砼輸送至澆筑節(jié)段，架設(shè)送料斗和串筒保證砼自由下落高度≤1.5m，避免骨料離析。

（2）應(yīng)根據(jù)塔身尺寸分區(qū)砼振搗。澆筑前做好施工交底，分塊分區(qū)定員作業(yè)，保證砼澆筑質(zhì)量，確保澆筑密實(shí)和無(wú)漏振、過(guò)振等現(xiàn)象。

（3）在勁性骨架小斷面桁架處，保證桁架處砼的振搗質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)注意錨具、預(yù)應(yīng)力導(dǎo)管等預(yù)埋構(gòu)件，確保預(yù)埋構(gòu)件與砼充分結(jié)合。構(gòu)件、鋼筋密布之處，應(yīng)加密振搗點(diǎn)，但是需避免振搗棒觸碰到鋼筋等構(gòu)件，確保振搗質(zhì)量。

（4）砼澆筑前在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備塔柱施工作業(yè)面遮雨棚，在下雨時(shí)用遮雨棚遮住塔柱澆筑面，保證砼坍落度及水灰比不受影響。

3.4 主塔鋼橫梁施工方案

主塔上橫梁距離橋面78.77m位置，上橫梁為拱形框架式鋼橫梁，由曲線(xiàn)型橫梁及斜撐組成，截面高3m，寬1.6m，采用箱形截面，塔柱縱橋向設(shè)兩道鋼橫梁，兩片橫梁間設(shè)置縱向系桿連接。上橫梁與砼主塔柱間設(shè)預(yù)埋錨固接頭。主塔爬模和上橫梁施工方案如圖2所示。

上橫梁根據(jù)構(gòu)件尺寸和安裝工藝，共分5個(gè)階段預(yù)制到現(xiàn)場(chǎng)安裝和吊裝，其中最重為第③節(jié)，單件重92t，鋼橫梁合計(jì)重706t。

（1）上橫梁施工工藝流程。鋼橫梁在專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工廠(chǎng)制造、試拼裝，分節(jié)運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)→塔柱預(yù)埋錨固段A（①）、錨固段B（⑤）→塔頂兩根塔柱間安裝鋼桁架臨時(shí)支撐，塔柱錨固段B上方設(shè)置4座鋼桁架牛腿吊裝作業(yè)平臺(tái)→第②、③段在橋面胎架上拼裝→第②、③段在縱橋向偏心2.2m，通過(guò)液壓提升器將提升至高于連接點(diǎn)20cm位置→通過(guò)鷹臂導(dǎo)軌上液壓頂推器將第②、③段縱橋向復(fù)位2.2m，液壓提升器微調(diào)下降20cm至鋼橫梁錨固點(diǎn)焊接固定位置→通過(guò)500t履帶吊，將第④段吊裝至設(shè)計(jì)位置，空中焊接合攏上橫梁。

（2）鋼錨固段安裝。由于錨固段鋼構(gòu)件重量較大，錨固段A單件重達(dá)24t，錨固段B單件重達(dá)27t，需考慮其埋設(shè)勁性鋼桁架作為定位措施。勁性鋼桁架預(yù)埋4.5m在上一節(jié)主塔節(jié)段內(nèi)。錨固段鋼梁通過(guò)勁性鋼桁架定位于固定。

（3）鋼橫梁吊裝拼裝。鋼橫梁第②、③節(jié)段在橋面胎架上拼裝完成后，總重量達(dá)470t（包含兩片鋼梁縱向連接和吊裝加固）。主塔四根立柱分別設(shè)置4座吊裝平臺(tái)（三角鷹臂），通過(guò)4座液壓提升器同步吊裝鋼橫梁。單個(gè)TJJ-2000型液壓提升器額定提升能力200t，總提升能力為4×200=800t，安全系數(shù)為800/470=1.7≥1.25，滿(mǎn)足吊裝安全要求。

上橫梁吊裝時(shí)為繞開(kāi)錨固段，縱橋向偏心2.2m位置向上吊裝。吊裝到到高于設(shè)計(jì)位置0.2m處，再采用200t的自鎖型液壓爬行器頂推復(fù)位2.2m，最后再下降0.2m坐落至設(shè)計(jì)位置，鋼橫梁與錨固段A焊接固定。最后通過(guò)200t的履帶吊吊裝第④節(jié)鑲嵌合攏段，第④節(jié)與錨固段B和第③節(jié)焊接，上橫梁完成安裝，拆除臨時(shí)橫向支撐等臨時(shí)輔助構(gòu)件。

4 總結(jié)

赤石河特大橋是紅海大道的關(guān)鍵工程，其主塔施工中，危大工程項(xiàng)目眾多，是施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)主塔施工重點(diǎn)難點(diǎn)研究分析，制定安全、經(jīng)濟(jì)、高效性主塔施工方案，保障了橋梁的順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

［1］張丹丹.斜拉橋主塔曲線(xiàn)爬模施工技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（2）：82-84.

［2］周建虹.緯六路斜拉橋主塔爬模爬架設(shè)計(jì)與施工［J］.橋梁建設(shè)，2005（12）：72-75.

［3］尹本文，程曄，謝瑾榮.東平水道雙索面曲線(xiàn)斜拉橋主塔爬模爬架法施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（9）：57-61.

［4］徐南.斜拉橋主塔鋼橫梁整體同步提升滑移施工關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.中華建設(shè)，2022（34）：118-119.

［5］何國(guó)明，朱廷志，湯榮林.貴陽(yáng)觀山大橋橫梁液壓提升安裝施工［J］.預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2006（4）：25-28.

作者簡(jiǎn)介：楊元錦（1988—），男，漢族，工學(xué)學(xué)士，路橋?qū)I(yè)中級(jí)職稱(chēng)，從事市政工程設(shè)計(jì)施工管理工作。