矮塔斜拉橋異形變截面景觀形索塔大節(jié)段施工工法

具備主梁剛度大、施工方便、經(jīng)濟(jì)、景觀環(huán)境友好等優(yōu)勢，在中等跨徑橋梁中應(yīng)用趨勢廣泛；索塔設(shè)計造型新穎別致，融實用、美觀于一體?！蹦壳靶崩瓨蛩魉┕ご嬖诘膯栴}有：(1)常規(guī)每節(jié)段澆筑高度3.0~4.5m,施工效率低、施工進(jìn)度慢，影響索塔施工工期；(2)異形變截面索塔常規(guī)節(jié)段施工，塔內(nèi)索鞍空間定位困難、安裝精度不足，效率低下；(3)常規(guī)節(jié)段施工產(chǎn)生的混凝土施工縫過多，影響索塔的外觀美感，與景觀融合度不高。采用大節(jié)段+定制組合鋼模板進(jìn)行施工，根據(jù)索塔造型劃分施工節(jié)段，節(jié)段高6~8.72m,每個澆筑節(jié)段高過索鞍頂面20～30cm;設(shè)計了一種高精度的大節(jié)段定型組合鋼模板，將索鞍三維空間設(shè)計置，有效降低施工成本；提升了索塔整體施工效果。工法申報單位將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于實際工程，總結(jié)施工技術(shù)和經(jīng)驗，形成了企業(yè)級工法(集團(tuán)公司優(yōu)2021年6月24日，中國鐵建股份有限公司在北京組織召開工法關(guān)鍵技術(shù)評審會，對工法關(guān)鍵技術(shù)認(rèn)為該成果達(dá)到國際先進(jìn)水平(中國鐵建科工評[2021]第154號)。工法成功應(yīng)用于：杭州繞城高速公路西復(fù)線(G25德清至G60桐鄉(xiāng)高速段聯(lián)絡(luò)線)湖州段工程，2工法特點2.0.1本工法根據(jù)索塔造型進(jìn)行分塊，施工節(jié)段高6~8.72m,每個澆筑節(jié)段高過索鞍頂面20～30cm,減2.0.2本工法采用定制組合鋼模板，每個節(jié)段只有前后左右4塊鋼模板，索鞍三維空間設(shè)計坐標(biāo)精準(zhǔn)在定位于模板相應(yīng)的空間位置上，立模只需將4塊鋼模板用螺栓連接牢固并調(diào)整即可，實現(xiàn)了索塔內(nèi)2.0.3本工法根據(jù)索塔高度劃分施工大節(jié)段，索鞍埋于節(jié)段澆筑混凝土中，減少索塔施工接縫，提升索塔的外觀美感，與景觀高度融合。大節(jié)段模板澆2.0.4本工法研發(fā)了模板吊裝及鋼絞線斜拉索測量、切割、套管環(huán)向切割焊接待施工裝置，在模板吊裝3適用范圍4工藝原理5施工工藝流程及操作要點安裝索塔第1節(jié)段模板澆筑第1節(jié)段混凝土接長第2節(jié)段鋼筋骨架、勁性骨架，塔內(nèi)索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第1節(jié)段上安裝第2節(jié)段模板澆筑第2節(jié)段混凝土拆除第1節(jié)段模板接長第3節(jié)段鋼筋骨架、勁性骨架，塔內(nèi)索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第2節(jié)段上安裝第3節(jié)段模板澆筑第3節(jié)段混凝土拆除第2節(jié)段模板接長第4節(jié)段鋼筋骨架、勁性骨架，塔內(nèi)索鞍定位塔吊提升模板，在已完成的第3節(jié)段上安裝第4節(jié)段模板澆筑第4節(jié)段混凝土拆除第3節(jié)段模板拆除第4節(jié)段模板5.2操作要點5.2.1節(jié)段劃分原則圖5.2.1-1東苕溪大橋17#、18#索塔施工節(jié)段與分索鞍位置正立面5.2.2定型鋼模板制安1、索塔大節(jié)段施工模板為整體組合定型鋼模板，由專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)、鋼模板生產(chǎn)廠設(shè)計制造，采用栓固定在O#段梁頂預(yù)埋件上。定型鋼模板安裝和拆除均采用塔吊吊裝、運(yùn)輸。圖5.2.2-1精準(zhǔn)定位索鞍空間位置的索塔鋼模齒形塊圖5.2.2-2索塔整體組合定型鋼模板索鞍定位側(cè)、正立面圖圖5.2.2-3索塔整體組合定型鋼模板側(cè)面圖圖5.2.2-4索塔整體組合定型鋼模板4節(jié)A向側(cè)面圖圖5.2.2-5索塔整體組合定型鋼模塔頂模板圖2、索塔模板在施工吊裝提升模板操作前，需要5.2.3勁性骨架施工設(shè)2×3根立柱，即橫橋向2列，間距1.5m,順橋向3排，間距1.1m,立柱間橫橋向聯(lián)系用來固定分每3m設(shè)置一道，為保證骨架整體穩(wěn)定性，在縱橋向立柱間設(shè)置斜撐，焊接在平聯(lián)和立柱的交叉處。立柱采用L100×100×10mm角鋼，平聯(lián)及斜撐采用L75×75×10mm角鋼，共2種類型的角鋼制作、聯(lián)接。勁性骨架總高度為28.2m,考慮到鋼筋模數(shù)及方便施工，采取分節(jié)加工安裝，通過在箱梁O#塊頂面預(yù)埋勁性骨架骨架預(yù)埋板與進(jìn)行骨架連接，共分5節(jié)進(jìn)行加工，第一節(jié)為預(yù)埋節(jié)，高度1.5m,第2、3、4高度7.5m,第5節(jié)長度4.2m,立柱之間的接長采用內(nèi)外貼角鋼進(jìn)行焊接。勁性骨架的整體外形與索塔外形保持一致。位于齒形處的混凝土保護(hù)層厚度為10cm,按照索塔順橋方向的變坡坡率進(jìn)行加工制作，外形特征符合索塔外形特征。索塔勁性骨架加工在鋼筋加工廠進(jìn)行，按照構(gòu)件尺寸進(jìn)行下料。根據(jù)骨架外輪廓線加工下部型鋼，安裝斜向立桿型鋼、橫向連接撐、斜撐桿并焊接加固。所有節(jié)點焊接均采用四面貼腳焊，焊縫高度為7mm。加工完成后按照勁性骨架安裝位置進(jìn)行編號，以方便現(xiàn)場安裝。勁性骨架設(shè)計圖紙如下圖所示。精確測量放樣和復(fù)核定位后，進(jìn)行索塔勁性骨架的安裝。勁性骨架為格構(gòu)式框架，由L100×100×10和L75×75×10型鋼制成，采用焊接連接。各桿件之間交線處盡可能地焊接，以增加連接剛度。板、厚δ=10mm。勁性骨架通過塔座預(yù)埋件錨固，然后沿塔柱向上通高布置，采用塔吊吊至墩身工作面與原有勁性骨架對接。勁性骨架預(yù)埋時，豎向L100×100×10型鋼伸出混凝土頂面至少40~50cm。5.2.5索塔鋼筋在主梁0#塊施工時，預(yù)埋于主梁O#塊中，預(yù)埋在主梁O#塊中的長度為3.0m。索塔塔身鋼筋預(yù)埋是在主梁O#塊施工時，主梁O#塊鋼筋安裝完成后，預(yù)埋索塔塔身第一節(jié)段的接頭鋼筋。在主梁O#塊筋間距、鋼筋預(yù)埋長度。將索塔塔身第一節(jié)段的接頭鋼筋固定在主梁O#塊鋼筋上，測量復(fù)核平面的位2、索塔鋼筋制作加工勁性骨架安裝完畢后進(jìn)行墩身鋼筋安裝。在索塔施工前，對預(yù)埋在主梁O#塊中的索塔主筋進(jìn)行位置校正、清理。索塔塔身主筋加工長度為9m、鋼筋型號為φ32,采用鐓粗剝肋直螺紋套筒連接。索塔索塔塔身主筋接頭連接施工時，先將套筒兩端擰到滾軋鋼筋緊與套管連接的兩根鋼筋，并確保套筒兩端外露的鋼筋完整絲扣均不超5.2.6分絲管索鞍施工預(yù)埋定位架→放出索鞍中心線(十字線)→標(biāo)出索鞍體中線軸線→整體吊裝→索鞍就位→精確調(diào)整1)分絲管索鞍由若干根鋼管組焊而成，為與斜拉索過索鞍相適應(yīng)，分絲管索鞍采用圓弧形。每根2)分絲管索鞍由專業(yè)廠家制作，在地面上與索鞍處的橫橋向鋼模板組裝，用螺栓臨時固定，兩側(cè)求后用螺栓將錨墊板和鋼模板固定連接。在每排索鞍底部用5#槽鋼做橫梁支撐分絲管索鞍，在槽鋼上1)將澆筑混凝土對己安裝好分絲管索鞍的影響降到最低。采用利用索塔大節(jié)段鋼模上索鞍設(shè)計坐2)分絲管索鞍在塔柱施工過程中埋設(shè)，將分絲管索鞍與齒塊模板通過螺栓連接成整體一同固定在3)根據(jù)索鞍坐標(biāo)采用角鋼定制勁性骨架支撐架，呈矩形框架結(jié)構(gòu)，從塔底直至塔頂，分節(jié)段拼接骨架上安裝4臺葫蘆支撐角鋼，利用葫蘆吊起索鞍進(jìn)行微調(diào)，精定位。微調(diào)結(jié)束后，利用短角鋼進(jìn)行4)對每一根分絲管索鞍索鞍的尺寸以及角度校核，保證分絲管索鞍與圖紙完全一致。若有較小的5)在澆筑混凝土前選擇溫度和大氣對測量影響較小的早晨對索鞍的錨固點和出口點進(jìn)行一次全面的檢查，以確認(rèn)索鞍精確定位后的后續(xù)工作對其位置沒有產(chǎn)生影響。施工中要特別注意保護(hù)索鞍不受破損。為防止水泥漿進(jìn)入索鞍，對索鞍接頭處要纏裹密實。澆筑混凝土?xí)r，振動棒要避免震裂管壁，混凝土澆筑完畢后要及時通水清洗索鞍管道。4、索鞍施工步驟1)定高程采用三角高程在塔柱上定出索鞍錨墊板中心點的高程線，用4個手拉葫蘆掛在索鞍四角拉起索鞍調(diào)整高程，高程確定后焊托架進(jìn)行高程固定，分絲管索鞍定位支架由型鋼焊接而成，待分絲管索鞍定位好后，將托架與勁性骨架焊接固定。如圖5.2.6-2所示。2)定橫橋向位置調(diào)整錨墊板的水平位置，使錨墊板的中心線與設(shè)計的位置線重合。取分絲管索鞍端錨墊板外板豎向邊中心點作為控制點，用測量儀器精確測量分絲管索鞍單側(cè)的位置并調(diào)整，每調(diào)整一次并測量一次，直至分絲管與設(shè)計位置誤差滿足設(shè)計規(guī)范要求。單側(cè)位置精確固定前，應(yīng)及時調(diào)整分絲管索鞍另一側(cè)的位置，使其與設(shè)計位置符合，在高程托架上焊擋塊進(jìn)行限位，牢固焊接托梁，定位鋼筋及撐桿、拉桿，固定分絲管。3)定順橋向位置用葫蘆調(diào)整索鞍順橋向位置，使墊板的中心線與設(shè)計的位置線重合。用儀器、直尺對墊板的位置進(jìn)行復(fù)核，用鋼片進(jìn)行微調(diào)。利用勁性骨架、塔柱鋼筋等對索鞍進(jìn)行固定。固定焊接部位在索鞍的固定短鋼管及墊板上進(jìn)行，不能焊在索分絲管上，以免焊透分絲管導(dǎo)致無法穿索。索鞍安裝前要根據(jù)索號選擇對應(yīng)的索鞍。墊板上的分絲管口及螺桿用膠帶纏繞，防止碰傷及粘上混凝土。索鞍固定時不能在分絲管上施焊，以免焊透造成無法穿索。利用索塔大節(jié)段鋼模上索鞍設(shè)計坐標(biāo)的螺栓連接孔洞精準(zhǔn)定位塔內(nèi)索鞍，用螺栓固定索鞍與模板。5.2.7索塔混凝土施工索塔澆筑混凝土前，根據(jù)事先劃分好的索塔澆筑位置，制定索塔澆筑混凝土第1節(jié)段澆筑高度8.10m,第2節(jié)段澆筑高度6.50m,第3節(jié)段澆筑高度6.0m,第4節(jié)段澆筑高度8.72m?；炷翝仓r自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析，從高處直接傾卸時，在不發(fā)生離桁的情況下，其自由傾落高度不宜超過2m。當(dāng)傾卸不滿足上述要求時，通過式振動器，模板側(cè)面2×2m的間距布置4個附著式振動器，根據(jù)構(gòu)造物形狀及振動器性能等情況并通過試驗確定。插入式振搗器對每一振動部位一般只要15~30s,振動到該部位混凝土密實為止，然后慢6.1主要材料本工法需要的主要材料、設(shè)備見表6.1-1。型號用途說明1塊施工平臺2全封閉扣件式鋼管支架平臺套23個固定鋼管4串筒/節(jié)5t6t7個8個9索鞍(分絲管)套索鞍(分絲管)套型鋼m型鋼m密目安全網(wǎng)張支架平臺安全防護(hù)6.2主要設(shè)備本工法需要配備的主要設(shè)備如表6.2-1所示。型號用途說明1臺22套13套24臺混凝土振搗5附著式振動器臺臺臺混凝土振搗6電動風(fēng)鎮(zhèn)47.0.1索塔的施工難度較大，質(zhì)量要求高，施工時應(yīng)嚴(yán)格要求，精細(xì)施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。從模板、混凝土和施工工藝等方面進(jìn)行重點控制。塔柱和橫梁的外模板采用大面積鋼模，除強(qiáng)度應(yīng)滿足澆7.0.2對模板的拼接縫，力求做到設(shè)計合理，加工制作精細(xì)，減少或避免漏漿現(xiàn)象發(fā)生。盡量減少對拉螺桿數(shù)量，以減少塔身混凝土上的孔洞，并對塔身施工完成后留下的孔洞及時封堵修補(bǔ)。采用與塔身相同標(biāo)號的水泥漿進(jìn)行，力求做到與塔身混凝土顏色一致，并安排專人負(fù)責(zé)。7.0.3對塔身混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化選擇，混凝土攪拌均勻，保證其工作性能，確保塔身混凝土整體上色澤一致。對模板的準(zhǔn)確安裝定位，混凝土的攪拌、泵送入模、振搗、養(yǎng)護(hù)等工藝過程采取有效措施，加強(qiáng)控制。對現(xiàn)場管理人員和操作工人進(jìn)行質(zhì)量意識教育，7.0.4塔身的施工放樣測量，除采取正確合理的測量方法外，嚴(yán)格執(zhí)行兩人換手復(fù)測制度，復(fù)核必須采用不同的方法進(jìn)行，以確保塔身放樣準(zhǔn)確，防止因測量誤差過大而導(dǎo)致塔身混凝土線條不平7.0.5特別是已澆筑完的混凝土最上一排的拉桿，在下一次混凝土澆筑前必須再次將拉筋螺絲擰緊，7.0.6索塔幾何尺寸和外觀質(zhì)量取決于多種因素，通過對模板、施工技術(shù)、混凝土配合比等控制，以8安全措施8.0.1由于索塔高，安全防護(hù)尤其重要，每施工一節(jié)段索塔都要搭設(shè)外工作平臺，索塔作業(yè)人員必須戴安全帽、安全繩，確保施工人員的安全。成立以項目經(jīng)理為首的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，建立健8.0.2制定安全管理制度，定期進(jìn)行安全檢查，嚴(yán)格實行安全生產(chǎn)崗位責(zé)任制，獎懲分明。制定主要分項工程的安全操作規(guī)程，作業(yè)前認(rèn)真進(jìn)行安全技術(shù)交底。進(jìn)行常規(guī)安全操作教育。建立健全8.0.3機(jī)械吊運(yùn)模板時，應(yīng)先檢查機(jī)械設(shè)備和繩索的安全性和可靠性，起吊后下面不得站人或通行。模板下放距地面1m時，作業(yè)人員方可靠近操作。8.0.4高處作業(yè)時應(yīng)將所需工具裝在工袋內(nèi)。傳遞工具不得拋擲或?qū)⒐ぞ叻旁谄脚_上，更不得插入腰9環(huán)保措施9.0.1環(huán)境保護(hù)是我國的一項基本國策。保護(hù)施工環(huán)境是保證施工人員身體健康和消除外部干擾保證施工順利進(jìn)行的需要。成立以項目經(jīng)理為組長的文明施工領(lǐng)導(dǎo)小組。設(shè)置施工環(huán)境巡查員，由9.0.2在設(shè)備選型時，對本工程使用的機(jī)械設(shè)備選擇低污染或低噪聲設(shè)備，并采取消音、隔音、護(hù)板等措施降低噪音。在固定的機(jī)械設(shè)備附近，修建臨時隔間9.0.3嚴(yán)禁在現(xiàn)場焚燒任何廢棄物及有毒機(jī)油、廢塑料等。凡對環(huán)境有污染的廢物，如施工垃圾、生產(chǎn)垃圾、廢棄材料等，棄在指定地點處理。施工時各種材料不得隨意堆9.0.4油脂、污水的排放排入指定地點，建筑垃圾標(biāo)識清楚堆放，施工現(xiàn)場地面臨時道路及排水通道保持暢通。施工及生活廢水的排放遵循清污分流、雨污分流的原則，各種施工廢油、廢液集中9.0.5施工作業(yè)產(chǎn)生的污水必須經(jīng)過沉淀池三級沉淀，并經(jīng)凈化處理，符合要求后排放。矮塔斜拉橋異形變截面景觀形索塔常規(guī)模板施工，每節(jié)段高度一般在1.5~2.25m設(shè)置，澆筑高度3.0~4.5m。東苕溪大橋主橋索塔橋面以上高度30m。索塔若采用每節(jié)段高度在3.0~4.5m模板施工，索塔將會產(chǎn)生7~10道的混凝土施工縫。從鋼筋安裝到索塔混凝土澆筑，每完成索塔一個節(jié)段需要9d,投入施工人員12人，完成一個索塔共計需要90d,施工費(fèi)用36萬元。矮塔斜拉橋異形變截面景觀形索塔大節(jié)段模板施工，模板生3道的混凝土施工縫。從鋼筋安裝到索塔混凝土澆筑，每完成索塔一個節(jié)段需要11d,投入施工人員12人，完