双塔斜拉桥主塔施工技术探讨

田磊

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摘要：伴随着我国桥梁基建工程的迅速发展，各类桥梁施工工艺也得到了大幅度的提升。然而在主梁的跨度表现方面，斜拉桥施工应用尤为广泛。斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三部分组成，这样的组合结构，实现了更优的抗风稳定性，在技术和经济上具有更优越表现性。本文依托于唐山市二环路上跨津山铁路立交桥工程背景，对主塔的施工技术进行介绍与探讨，从施工的各个环节进行研究总结，为今后斜拉桥主塔施工提供技术参考。

关键词：双塔斜拉桥、主塔施工、桥梁施工、横梁

1. 工程概况

唐山市二环路上跨津山铁路立交桥工程位于唐山市中心城区环线与津山铁路交汇处，全长927.5m主塔采用双人字形塔，内侧塔柱在桥面处合二为一。主塔总高度80.5m，桥面以下塔柱高度19.9m，桥面以上塔高60.6m。塔顶外侧间距26m，塔根处外侧间距24m。主塔是框架结构包括下塔柱、横梁、中塔柱和上塔柱4部分。其中下塔柱高15.43m，中塔柱高29.48m，上塔柱高31.58m，下横梁设置在中、下塔柱的交汇处，采用箱型断面。

2. 总体施工方案

下塔柱高度为15.43米，采取水平分层浇筑成型。外模均采用定制钢模板，进行翻模施工；工作平台及外模用贝雷梁进行支撑加固，并设置通长拉杆对拉加固模板。

中塔柱采用一台塔吊配合施工，工作平台及人行道随着塔柱的升高逐层向上搭建。中塔柱施工时首先安装劲性骨架，用于钢筋绑扎。劲性骨架由主要由角钢焊接而成，整体吊装预埋。中塔柱最下部2.97m高度采用大钢模板施工，对拉杆进行加固。其上部分采用液压爬模施工，分7次施工，第一次施工高度2.97m，第2至6次每节高度为5m，第7节高度为1.51m连接段与上塔柱底部一同施工，中塔柱施工总高度29.48m。由于中塔柱横向分离为四个独立塔柱，所以四塔柱应同时对称向上浇筑。中塔柱连接段施工时在下节段预埋牛腿，其上搭设平台，架设预制定型圆弧钢模，最后采用地泵浇筑混凝土。

上塔柱施工使用爬模法，底部1.58m与中塔柱连接段一同施工，其上分6个节段浇注，每个节段5m。

3. 施工工艺流程

3.1 下塔柱施工

塔柱钢筋加工制作在钢筋加工区进行，钢筋采用HRB400、HPB300钢筋。用直螺纹套筒连接直径大于20毫米的钢筋，钢筋按照同一断面上接头错开50% ，上、下断面间距不小于35d。主筋接头在直螺纹加工机上加工完成，其余钢筋可采用电弧焊连接。根据塔柱施工节段的划分，下塔柱主筋第一次安装高度为6m，第二次安装高度为5m，即安装1节钢筋，浇筑1个塔柱节段；使用直径16毫米的HRB400钢筋作为水平筋及拉筋，根据图纸尺寸进行配料。

下塔柱分3节施工，第一节高2.5m,，第二节高4.5m,，第三节高3.6m，第一节采用定型钢模板，第二、三节采用翻模施工，外模采用刚度大的钢模板，模板外侧用钢管柱作支架支撑。模板加固采用通长拉杆对拉，并设置万能杆件斜撑。为抵消外侧塔柱外倾所产生的水平力，根据塔形需在下塔柱的塔柱间安装预应力钢绞线进行对拉，以使主塔线形和应力均符合设计要求，并保证施工安全。

本桥主塔混凝土设计强度等级为C55，使用混泵车浇筑。混凝土施工过程中应加强振捣，不得出现蜂窝、麻面、空洞等现象；振捣时主要采用插入式振捣，辅助使用附着式振捣。浇筑完混凝土，要立即用浸湿的土工布覆盖进行养护；拆模后用土工布将混凝土面包裹起来，然后洒水养生，时刻保持混凝土表面湿润，洒水次数实时调整，养护时间不得小于7d。

3.2 横梁施工

主塔横梁支架立柱采用φ630x10mm钢管柱，在承台范围内直接在承台上预埋预埋件，与钢管柱焊接。在塔身之间靠近塔身侧的下塔柱埋设预埋件，再焊接牛腿的方法进行。施工平台采用贝雷梁支架搭设，贝雷梁支架基本间距为45cm和90cm，个别调整为30cm。在贝雷梁平台上，采用设置顶、底托的碗扣式钢管脚手支架，以利于调整标高。外模采用δ=15mm的优质竹胶板，外模分配梁采用80x120mm的方木，方木间距为30cm。内模采用40mm厚木板作为面板，用扣件式钢管脚手支撑。

3.3 中塔柱施工

中塔柱为空心矩形、钢筋砼+劲性骨架结构，壁厚横桥向0.8m，顺桥向1m。中塔柱垂直高29.487米，混凝土强度等级为C55。中塔柱首先施工外侧最下部4.98m段和中间5.02m高段，在下塔柱横梁上搭设钢管支架直接立模施工，由于外侧中塔柱内倾，利用横梁上的支架支撑和调节内侧外模。其上部分的四个独立塔柱采用自升式液压爬模法施工，同时对称浇筑，标准施工节段高5m。采用塔柱作为爬模系统的承力主体，利用附墙螺栓附着于已浇筑塔柱体上，利用自提升系统提升爬架及模板，使爬架及模板交替向上爬升，形成集模板、爬架和脚手架为一体的爬模系统，完成模板爬升、就位和塔柱的混凝土浇筑工作。爬架沿高度方向可以分成两部分，下部为附墙固定架，是爬架的主要承力结构，包括两层操作平台。它依靠附墙螺栓与塔身连结，承担整个爬架自重恒载及全部操作层施工荷载(静载+动载)的剪力与弯矩以及风载；上部为操作层工作架，包括4～6个工作操作平台，主要承受各个操作层施工荷载与风荷载。

劲性骨架的加工必须方便，且刚度要满足要求，标准节段加工高度为6m，部分节段加工高度根据施工节段高度进行适当调整。劲性钢骨架由型钢焊制而成，是塔身节段施工时的关键承力结构，同时兼作斜拉索索道管及竖向主筋绑扎安装的定位架。根据本桥的特点，下塔柱施工时设置3组，中塔柱施工时设置4组，上塔柱施工时设置2组，上、中、下塔柱的劲性骨架结构各不相同，在车间分别分节段制造，现场拼装接高。

由于中塔柱内倾，为防止施工过程中中塔柱根部砼开裂，施工时设置纵横向钢管撑架，内撑架随中塔柱爬模上升而升高，内撑支点位置、数量根据计算决定。中塔柱向内倾斜，倾角为16°12′，为抵消塔柱倾斜产生的水平力与弯矩，设置3道水平支撑，以使塔柱线形和应力符合设计要求，并保证施工安全。随中塔柱的浇筑高度，在9m、18m、27m处采用φ800mm钢管柱设置三道横撑，每道横撑水平由四根组成，以抵消中塔柱双肢的自重，避免其根部的应力破坏。横撑上设置三道竖向支撑，保证横撑的刚度和稳定。每个横撑由钢管两端连接双向千斤顶组成，竖向支撑由贝雷梁拼装而成。

中塔柱的3m合拢段施工：中塔柱共有两个合拢段，应同时施工。在下节段预埋牛腿，其上搭设平台，架设预制定型圆弧钢模。

3.4 上塔柱施工施工

上塔柱为空心矩形、预应力钢筋混凝土加劲性骨架结构，混凝土设计强度等级为C55。南北向爬架在中塔柱交叉部位爬升过程中逐渐扭转成垂直状态，东西向爬架待交叉部位浇注高度满足爬架附着高度后改装组合成一个爬架垂直就位，两侧宽度不足处现场临时安装脚手。安装劲性骨架及斜拉索导管并调整其位置，安装绑扎钢筋、预应力波纹管、锚板并调整其位置，利用塔吊吊装上塔柱模板，调整模板及索道管精确对位。浇注上塔柱第一节砼，待混凝土的龄期及强度均满足要求后便可对预应力钢绞线进行张拉。爬架爬升、逐渐扭转成垂直状态至上塔柱第一节附着，进入上塔柱标准节段施工

上塔柱为斜拉索锚固区，结构复杂，钢筋预应力管道、斜拉索导管、劲性钢骨架多而密集，设计要求精度高，施工难度大。上塔柱采用爬模施工，下截面尺寸8.02m×5m，中截面尺寸4.70m×5m，上截面5.5m×5m。分6个节段浇注，前5个节段每个节段5m，最后一个节段4.56m。两分离上塔柱直接采用爬模法对称施工。

4. 主塔施工要点

⑴在施工过程中，结构部位标高和轴线应经常测定和检查，发现偏差应立即纠正。

⑵模板安装定位误差应严格按规范要求控制，模板拼缝严密，不得漏浆并确保分段接缝混凝土表面平整光滑。

⑶所有操作平台和支架，应保证足够的刚度、强度和稳定性，并设置必要的安全设施。在支架顶端和塔吊应设防雷击装置。

⑷主塔在浇筑过程中，须十分注意天气变化，若遇大风或雷雨天气，应立即停止作业，并采取必要的安全措施。

5. 结语

本文通过下塔柱、横梁、中塔柱、上塔柱分部工程施工，对双塔主塔施工技术进行了详细总结和介绍，并对施工过程中施工要点进行了提炼。斜拉桥主塔承受了桥梁的巨大荷载，施工技术尤为关键，希望本文技术管理措施，可以为同类工程提供参考实例和经验，取得更好的经济和社会效益。

参考文献

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[2]崔洋.双塔斜拉桥主塔下横梁施工技术要点.交通世界，2019年

[3]税宁波.斜拉桥索塔施工质量控制技术.四川水力发电，2019年

[4]毛宇航.斜拉桥主塔施工过程及施工技术方案研究.中国标准化，2017年