晨陽路景觀橋高斜度索塔施工工藝研究

于衛(wèi)國

（南通路橋工程有限公司,江蘇 南通 226000）

0 引言

阜寧至溧陽高速公路建湖至興化段位于江蘇里下河地區(qū)。區(qū)域內(nèi)湖蕩圩田眾多、河道交錯縱橫。為體現(xiàn)當(dāng)?shù)匮鼐€漁業(yè)經(jīng)濟(jì)的特色，在鹽城境內(nèi)K28+376晨陽路支線上跨高速主線位置處設(shè)計了漁網(wǎng)式景觀造型。

1 工程簡介

該景觀造型由索塔、拉索、鋼立柱、斜拉桿、防拋網(wǎng)組合而成。索塔作為主要承載結(jié)構(gòu)，塔高分別為21.569 m（0#）和17.386 m（1#），向外傾斜分別為60.1 °（0#）和62.2 °（1#），索塔實(shí)際斜向長度分別達(dá)到24.728 m（0#）和19.498 m（1#）。索塔斷面為變截面形式，底部順橋向?qū)? m、橫橋向?qū)?.154 m，由底向上逐步過渡到上半段的0.7 m×0.7 m等截面型式。索塔緊鄰晨陽橋護(hù)欄側(cè)面，向晨陽橋內(nèi)斜82.9 °。見圖1。

圖1 索塔立面圖

2 方案概述

（1）索塔設(shè)計為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，考慮到索塔為變截面結(jié)構(gòu)，且塔高和傾斜度均較大，施工方建議變更設(shè)計為鋼結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計方以鋼結(jié)構(gòu)剛度和防腐要求為由維持原設(shè)計。

（2）按原設(shè)計的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆法施工，現(xiàn)場需搭設(shè)承重支架，因索塔的大斜度變截面細(xì)長結(jié)構(gòu)型式，無論是鋼管支架或盤扣支架均有較大高度。支架為偏心受力結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，且索塔底大頂小的變截面型式造成混凝土需分段多次澆筑成型，混凝土施工縫和色差影響索塔外觀。索塔施工質(zhì)量和安全管控風(fēng)險較大。

（3）為確保索塔施工安全，施工方咨詢相關(guān)專家，根據(jù)專家咨詢意見，擬采取分段施工法。單座索塔分成3個節(jié)段施工：①立模澆筑索塔下節(jié)變截面現(xiàn)澆段；②預(yù)制索塔上節(jié)0.7 m×0.7 m矩形等截面段；③搭設(shè)少支點(diǎn)鋼管支架，現(xiàn)場吊裝預(yù)制節(jié)段，支撐穩(wěn)定就位；④連接現(xiàn)澆段和預(yù)制段預(yù)留鋼筋，澆筑現(xiàn)澆段和預(yù)制段之間的中節(jié)濕接段，完成索塔的整體施工。

（4）經(jīng)設(shè)計方復(fù)核驗(yàn)算，同意索塔底部現(xiàn)澆段斜長度分別為0#索塔14.901 m（高度12.92 m）和1#索塔12.324 m（高度10.897 m），上部預(yù)制節(jié)段斜長度為8.627 m（0#）和5.974 m（1#），中間濕接縫斜長度均為1.20 m；其中現(xiàn)澆段混凝土按高度分2次澆筑，第1次澆筑高度均為6.0 m、第2次澆筑高度分別為6.92 m（0#）和4.897 m（1#）[1]。見圖2。

圖2 索塔分段示意圖

3 方案實(shí)施

3.1 測量定位

（1）索塔施工測量控制：索塔空間位置、結(jié)構(gòu)傾斜度、外形幾何尺寸、預(yù)埋件安裝定位的測量控制精確度是索塔施工的控制重點(diǎn)與難點(diǎn)，采用全站儀三維坐標(biāo)法進(jìn)行。因索塔模板為定型鋼模板，實(shí)測索塔模板角點(diǎn)高程，計算相應(yīng)高程處索塔角點(diǎn)及軸線點(diǎn)設(shè)計三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)索塔精確定位。

（2）索塔施工過程中，在索塔及基礎(chǔ)四周埋設(shè)變形觀測點(diǎn)，采用全站儀三維坐標(biāo)法監(jiān)測，隨時觀測因基礎(chǔ)變位、溫度、風(fēng)力等產(chǎn)生的索塔變形，按要求實(shí)時進(jìn)行調(diào)整，以保證索塔幾何形狀及空間位置符合設(shè)計及規(guī)范要求。索塔測量技術(shù)指標(biāo)：①傾斜度誤差：≤1/3 000塔高，且≯30 mm；②塔柱軸線偏位：10 mm；③斷面尺寸偏差：±20 mm，壁厚±5 mm；④預(yù)埋件位置允許偏差：5 mm。

3.2 索塔下節(jié)現(xiàn)澆段

索塔下節(jié)段采用立?，F(xiàn)澆法施工。為便于索塔現(xiàn)澆段高處施工操作，索塔周圍搭設(shè)盤扣腳手架作為施工作業(yè)平臺。

3.2.1 腳手架搭設(shè)

（1）索塔位于高速公路主線外側(cè)，現(xiàn)場施工場地滿足腳手架搭設(shè)要求。承臺四周地基平整壓實(shí)后澆筑10 cm厚的C25混凝土硬化，作為腳手架基礎(chǔ)。

（2）施工平臺腳手架采用雙排架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)距索塔模板20 cm，不與索塔模板相連接，整體自成環(huán)形體系。腳手架縱橫向間距為1.5 m×1.2 m、上下步距1.5 m，腳手架外側(cè)面設(shè)置縱橫向剪力撐。沿腳手架高度設(shè)置2道纜風(fēng)繩，分別與地面夾角成45 °及60 °，纜風(fēng)繩基礎(chǔ)采用埋設(shè)于地面以下的50 cm×50 cm×60 cm地錨混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）腳手架搭設(shè)順序：底座→縱橫向掃地桿→立桿→大橫桿→小橫桿→剪刀撐→腳手板→防護(hù)欄及防護(hù)網(wǎng)。根據(jù)立桿間距放置可調(diào)底座，按先立桿后水平桿再斜桿的順序搭設(shè)，形成基本的架體單元，以此拓展搭設(shè)成整體腳手架體系。腳手架搭設(shè)完成后，立桿的垂直偏差不大于支撐架總高度的1/500，且不大于50 mm。

（4）在施工操作層鋪設(shè)鋼腳手板，腳手板必須鋪滿，不得有空隙和探頭板。在腳手架頂面作業(yè)平臺四周設(shè)置橫向欄桿，掛設(shè)密目網(wǎng)防護(hù)[2]。

3.2.2 鋼筋骨架

索塔鋼筋骨架施工順序：先安裝主筋，再安裝環(huán)向箍筋，最后安裝拉鉤筋。鋼筋接頭采用直螺紋套筒連接，帶弧度的主筋提前預(yù)彎采用焊接方式進(jìn)行連接，控制同一截面內(nèi)鋼筋接頭截面不得超過配筋總面積的50%。

3.2.3 模板安裝

索塔下節(jié)變截面現(xiàn)澆段模板采用定型鋼模板。模板根據(jù)混凝土分2個節(jié)段澆筑，相應(yīng)分為2層立模，立模高度與混凝土澆筑高度一致。模板采用吊車配合人工自下而上按垂直模板→內(nèi)傾模板→外傾模板順序進(jìn)行安裝。模板底部與承臺頂定位筋或通過法蘭孔螺栓與下層模板臨時固定，上部與鋼筋骨架臨時固定，用手拉葫蘆配合定位校正。模板依靠自身圍檁和對拉桿及連接螺栓加固穩(wěn)定，防止發(fā)生變形。每層模板一次性調(diào)整完成。

模板分塊之間貼雙面膠，模板底部采用砂漿封底，保證模板嚴(yán)密不漏漿。待下節(jié)段混凝土澆筑成型后，下層模板不拆除，繼續(xù)安裝上層模板。

3.2.4 混凝土澆筑

索塔采用C35混凝土，控制好混凝土水灰比、砂率和坍落度?；炷敛捎么不蚱嚤密浌苋肽?，嚴(yán)禁高處直接自由落體?；炷翝仓扇》謱硬剂稀⒎謱诱駬v，分層厚度控制在30 cm左右，振搗采取快插慢拔方式，振搗上層混凝土?xí)r要插入下層混凝土5~10 cm深度，控制棒頭插入混凝土的間距≤40 cm，振搗時間控制在20 s左右，確?；炷琳駬v密實(shí)。

混凝土澆筑期間，專人檢查模板對拉螺桿松緊情況和預(yù)埋件的穩(wěn)固情況，防止出現(xiàn)爆模、漏漿和預(yù)埋件移位等現(xiàn)象，及時進(jìn)行處理。

3.2.5 預(yù)埋件施工

在索塔下節(jié)現(xiàn)澆段頂部混凝土中預(yù)埋4根M25螺栓，間距40 cm，呈正方形布置，用于同上節(jié)預(yù)制段預(yù)埋鋼管相連接。預(yù)埋件螺栓底部套焊直徑6 cm、厚度2 cm的小鋼板，以增加抗拔力。

3.3 索塔上節(jié)預(yù)制段

索塔上節(jié)0.7 m×0.7 m矩形截面段在后場預(yù)制，長度分別為8.627 m（0#）和5.974 m（1#）。在混凝土硬化場地上綁扎預(yù)制段鋼筋骨架，墊好保護(hù)層塊，預(yù)留吊裝孔，安裝模板并內(nèi)撐外拉固定。澆筑混凝土，振搗密實(shí)，成型后覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。

在預(yù)制節(jié)段下端設(shè)置預(yù)埋Φ203×8 mm鋼管柱，鋼管內(nèi)填充混凝土；鋼管端部焊接50 cm×50 cm×1.6 cm鋼板，鋼板四角設(shè)置4組螺栓孔（橢圓形），用以插入現(xiàn)澆段頂部預(yù)埋的螺栓后調(diào)整索塔預(yù)制節(jié)段平面位置、偏角、高程。

3.4 索塔預(yù)制段安裝

索塔預(yù)制段吊裝現(xiàn)場需搭設(shè)支架用以調(diào)整預(yù)制段就位并支撐穩(wěn)定。委托江蘇中通工程設(shè)計有限公司按照體量大的0#預(yù)制節(jié)段進(jìn)行支架設(shè)計驗(yàn)算，支架應(yīng)滿足豎向承載力和水平向穩(wěn)定的要求；1#預(yù)制節(jié)段體量小于0#預(yù)制節(jié)段，將0#支架結(jié)構(gòu)稍調(diào)整可作為1#支架。

3.4.1 搭設(shè)支架

（1）支架結(jié)構(gòu)型式。支架采用鋼管框架柱式結(jié)構(gòu)，主要由鋼管柱、柱間平聯(lián)及剪刀撐、橫梁及鋼墊塊組成，支架高度依據(jù)基礎(chǔ)標(biāo)高到索塔頂高度確定。0#索塔設(shè)置雙排框架式鋼管支架，一排布置在橋下地面上，另一排布置在跨線橋橋面上；每排支架設(shè)2根Ф529×8 mm鋼管和1根Ф410×10 mm鋼管，平聯(lián)桿及剪刀撐采用［18#槽鋼；鋼管間距順橋向?yàn)椋?+1.5）m、橫橋向?yàn)? m。1#索塔設(shè)置雙排框架式鋼管支架，一排布置在橋下地面上，另一排布置在跨線橋橋面上；每排支架設(shè)2根Ф529×8 mm鋼管，平聯(lián)桿及剪刀撐采用［18#槽鋼；鋼管間距縱橋向?yàn)? m、橫橋向?yàn)? m。

（2）支架基礎(chǔ)。橋下地面上鋼管支架擴(kuò)大混凝土條形基礎(chǔ)為5.65 m×1.3 m×0.5 m（0#）和4.3 m×1.3 m×0.5 m（1#）?；炷翝仓邦A(yù)埋地腳螺栓，核對地腳螺栓位置和尺寸并用樣板固定。橋面上鋼管支架基礎(chǔ)采用三拼I40b工字鋼和雙拼I40b工字鋼焊接成框架，放置在跨線橋橋面上，以保護(hù)橋面不受損壞。

（3）支架搭設(shè)。鋼管采用汽吊吊裝，垂直度符合后，鋼管底口采用地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)頂面，然后安裝平聯(lián)桿及剪刀撐。所有鋼結(jié)構(gòu)連接均采用焊接固定。在鋼管支架頂部平聯(lián)桿上焊接水平支撐架，用以調(diào)整預(yù)制節(jié)段上端位置。

支架順橋方向，設(shè)置兩道纜風(fēng)繩，橋下纜風(fēng)繩基礎(chǔ)采用50 cm×50 cm×60 cm混凝土地錨，橋上纜風(fēng)繩與護(hù)欄預(yù)埋吊環(huán)連接，纜風(fēng)繩外側(cè)貼反光標(biāo)識。在晨陽路橋面支架上進(jìn)行壓重，確保支架穩(wěn)定不發(fā)生位移。

3.4.2 預(yù)制段吊裝

將預(yù)制節(jié)段用平板車運(yùn)輸至索塔施工現(xiàn)場。根據(jù)0#預(yù)制節(jié)段重量為0.7×0.7×8.627×2.6=11.0 t，選擇50 t汽車吊進(jìn)行吊裝。吊裝前，檢查吊車性能及鋼絲繩和卸扣的完好情況，并對吊裝現(xiàn)場封閉管控，由專人指揮吊裝作業(yè)。吊裝步驟見圖3。

圖3 索塔預(yù)制節(jié)段吊裝步驟圖

步驟一：預(yù)制段吊裝孔中穿入鋼絲繩，汽車吊起吊至預(yù)定高度。

步驟二：緩慢移動預(yù)制節(jié)段，將預(yù)埋鋼管端部鋼板上的螺栓孔對準(zhǔn)套入圖3所示右側(cè)2根預(yù)埋螺栓并上螺母，以防止預(yù)制節(jié)段斜放時橫向滑動。

步驟三：調(diào)整吊臂吊鉤緩慢下放，將預(yù)制節(jié)段斜靠在鋼管支架頂部預(yù)先根據(jù)設(shè)計位置焊好的水平支撐架上。

3.4.3 預(yù)制段臨時固定措施

調(diào)整預(yù)制節(jié)段空間位置，就位后在鋼管支架頂部水平支撐架上焊接限位鋼板，用于臨時固定預(yù)制段，同時擰緊預(yù)埋鋼管底部螺栓上的螺母，防止預(yù)制段滑落，并繼續(xù)保持吊鉤承重。

3.5 濕接段施工

澆筑濕接段。索塔濕接段澆筑長度為120 cm，將索塔現(xiàn)澆段上端和預(yù)制節(jié)段下端預(yù)留的豎向Φ28主筋對應(yīng)焊接，相鄰鋼筋接頭錯開布置，同時綁扎箍筋；待濕接段主筋焊接后吊車方可脫鉤。

將索塔上下節(jié)段混凝土端部鑿毛，涂刷界面劑，保證新老混凝土有效結(jié)合；安裝濕接段模板，擰緊模板四周拉桿；上斜面模板頂部開混凝土澆筑孔。

索塔濕接段混凝土分層澆筑和振搗，考慮到鋼筋間距，采用手提式30振搗棒，確?；炷撩軐?shí)；拆模后用塑料薄膜+土工布等覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)7 d，防止產(chǎn)生收縮裂縫。

4 結(jié)語

晨陽路景觀橋高斜度索塔施工由搭設(shè)支架整體現(xiàn)澆工藝調(diào)整為分段現(xiàn)澆和預(yù)制后連接成整體的施工工藝，減少了支架搭設(shè)和高空作業(yè)時間，降低了施工難度和高空作業(yè)安全風(fēng)險，同時因減少了混凝土的節(jié)段和施工縫，提高了混凝土外觀，保證了施工質(zhì)量[3]。