4广东省南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结

1广东省南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结摘要：本文以广东省南澳大桥主墩工程实例为依托，详细介绍了采用翻模法施工塔柱时钢管脚手架布置、劲性骨架设置及钢筋、模板、混凝土等关键工艺；以及采用牛腿支架法施工上横梁支架设计安装、钢筋、模板、混凝土等关键工艺；为类似工程提供参考。关键词：南澳大桥；塔柱；翻模；上横梁；牛腿支架；施工工艺1工程概况1.1地理位置广东省南澳大桥工程起点桩号为K1+110.00，位于莱芜旅游度假区治安岗处，与S336（莱美路）相接。路线在柴井围上桥后江湾海峡，于南澳长山尾苦路坪接入环岛公路，项目终点K12+190.00，环岛公路接入点桩号约为K9+550。全线总长11080m，其中桥梁全长9341m，占路线总长84.31%，道路全长1739m，占路线总长15.69%。项目所在地理位置如下图所示：南澳大桥项目地理位置图全线采用2车道二级公路标准修建，设计时速80km/h，路基宽度12m，主桥宽度14m，桥面净宽11m。1.2桥型布置主桥全长490m，为预应力混凝土矮塔斜拉桥，桥型布置为126+238+126m，2见主桥桥型布置示意图。本段桥梁桩号范围K9+755～K10+245，平面位于直线上，立面位于以K10+000为变坡点、两侧各3%纵坡、半径8000m的竖曲线上。主桥桥型布置示意图1.3施工部位划分南澳大桥主塔由下塔柱、上塔柱及横梁组成，上塔柱、横梁均为单箱单室截面，下塔柱为实心截面，材料采用C50混凝土，承台顶高程为+6.000m，塔顶高程为+75.415m，塔高69.415m，下塔柱高31.415m，上塔柱30m。1234567891011主塔总体施工节段划分示意图32下塔柱施工2.1下塔柱结构形式下塔柱位于承台与0#块之间，分为南、北两个塔柱，为单箱单室空心结构，横桥向设R=300.75m竖向大半径圆曲线，上端伸入主桥0#块中，下塔柱横桥向宽350～500cm，壁厚80cm，顺桥向宽500cm，壁厚80cm，底部设计有2个泄水孔。下塔柱全高31.415m，采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分6个节段，其中1～5每个节段6m，第6节段1.5m高为0#块箱梁倒角部位。模板系统采用3层模板翻模施工，每层模板高3m，左右塔柱各1套。外模采用定形钢模板和弧形小模板拼装而成，内模板底部倒角采用木模板，标准段采用定形钢模板。123456下塔柱结构示意图3.2下塔柱施工工艺流程施工流程图如下：4下塔柱施工流程图3.3下塔柱劲性骨架施工为满足下塔柱高空施工过程中塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的需要，同时方便测量放线，下塔柱施工时设置劲性骨架。⑴劲性骨架设计劲性骨架在设计时，主要应考虑以下几点因素：①塔柱竖向主筋接长时定位稳定的需要；②劲性骨架自身稳定及精确定位钢筋的刚度的需要；③方便现场劲性骨架的安装施工。劲性骨架采用∠75×75×8mm角钢作为骨架，∠63×63×5mm角钢作为斜撑和连接撑。考虑现场施工的方便性，塔柱四角点区域设计成小断面桁架，结合分节浇筑高度和单次钢筋绑扎高度考虑，桁架单节高度设计为3m，加工和安装时应注意调整竖向骨架与横向骨架之间的角度，使其符合下塔柱弧形尺寸。下塔柱劲性骨架结构示意图如下：承台施工脚手架搭设第n节段钢筋绑扎第n节段模板安装第n节段砼浇筑预埋钢筋绑扎劲性骨架加工模板调整0#块施工n6n=6第n节段劲性骨架安装钢筋加工模板制作预埋件埋设5下塔柱劲性骨架小断面桁架大样图下塔柱劲性骨架平面示意图6下塔柱劲性骨架立面示意图（单位：cm）⑵劲性骨架的加工为提高现场施工效率，便于现场安装，预先在加工场将小断面桁架分榀分节段加工，再运至现场吊装，然后用∠63×63×5mm角钢连接成整体。小断面桁架在加工场进行加工。为保证小断面桁架的加工精度，应在平整的专用台座上定型靠模制作，加工好的成品分类标记堆放。⑶劲性骨架的安装①劲性骨架的接长与初定位劲性骨架现场接长初定位时，预先在已安装的小断面桁架顶部竖向角钢内侧贴焊同型号的短角钢作为接长桁架底口安装定位码。然后采用起重设备起吊小断面桁架，缓慢靠近已安装的桁架，使其竖向角钢底口靠紧作为安装定位码的短角钢，测量安装桁架顶口的平面位置、单节倾斜角度和顶面高程，并根据测量结果进行调整，当桁架位置满足要求后，立即将桁架竖向角钢下口与定位码短角钢焊接，桁架初定位完成。7定位码短角钢调位后焊接1.焊接定位码短角钢2.吊装就位3.调位焊接待接长桁架小断面桁架接长、初定位示意图②劲性骨架水平连接精确定位小断面桁架接长、初定位完成以后，焊接水平连接角钢。首先，在桁架上焊接水平定位角钢，并在水平定位角钢上放样出下塔柱竖向主筋水平位置控制点，确定主筋水平位置边线；然后，根据主筋水平位置边线安装、焊接水平连接角钢，并根据水平连接角钢的长度加设水平撑。劲性骨架安装连接图3.4下塔柱钢筋施工8钢筋下料、制作在加工场地进行，钢筋加工完毕后，按照钢筋型号分类摆放整齐，挂上标识牌注明，以便于检查、转运。下塔柱Φ32mm主筋在承台施工预埋时提前错开搭接接头，第一层接头比浇筑混凝土面高50cm，第二层搭接主筋比混凝土面高200cm，由于下塔柱单次浇筑高度6.0m，因此在承台起始段钢筋预埋准确后，后续分段中主筋下料按照单节6.0m长控制套筒连接接长。下塔柱钢筋接长示意图①主筋绑扎步骤①：劲性骨架安装完毕后，在劲性骨架上安装水平定位角钢，并在水平定位角钢上放样出内外侧主筋的水平边线位置控制点。步骤②：根据水平定位角钢上的控制点，焊接连接内外侧连接角钢。步骤③：在连接角钢上放样出内外侧主筋的间距和位置，接长、固定内外侧主筋。②水平筋、倒角筋绑扎每排主筋接长完毕后，即开始绑扎水平筋。先在主筋上做出水平筋记号，然后呈梅花形间隔绑扎水平筋，，钢筋绑扎间距应满足设计要求，且主筋绑扎牢靠。节段水平筋全部绑扎后按设计位置及倾斜角度在水平筋和主筋上标记号，然后绑扎倒角筋，与水平筋绑扎牢靠。③拉勾筋绑扎施工倒角筋绑扎完毕后，根据主筋和水平箍筋交叉位置设置拉勾筋并绑扎，绑扎9需牢靠。拉勾筋两端弯勾须勾于竖向主筋与水平环向筋的外侧。3.5下塔柱模板施工⑴模板设计①下塔柱外模板下塔柱外模板采用定形钢模板，面板采用δ=6mm的钢板，小横肋采用75×6的钢板条，竖肋采用∠75×75×8的角钢，采用2[18a型钢作为横向背带，对拉螺杆采用Q235Φ25mm光圆钢筋拉杆。主塔顺桥向内侧外模板设计为3套5×3m矩形模板，翻模循环使用；顺桥向外侧模板为适应竖向大半径圆曲线，设计为3套5×3m弧形模板；主塔横桥向模板设计为拆分模板，设计3套3.5×3m的标准矩形模板，另外设计10块3m高的弧形小模板，根据主塔构造与矩形模板配套使用。②下塔柱内模板内模分为倒角处内模及标准节段内模。考虑内模的安装拆除的方便性，内模倒角处模板设计为木模板，面板δ=18mm的优质竹胶板，小横肋和竖肋均采用截面为10×10cm的木方，背带采用2[20a型钢；标准段处模板设计为可拆分钢模板，面板、小横肋、竖肋与背带分别采用采用δ=4mm的钢板、63×4mm钢板条、∠63×63×6mm角钢及[12.6槽钢。50001500250675097501125021652986298929913000300030008967675097501125021657505×150015006×1500AAA-AB-B外模连接横肋L75×75×8内模连接横肋L63×63×6800800800800说明：本图外模只表示下部１－３层剖面，详见外模方案图１。木模工地自制木模工地自制BB50001500750R30075050004374805154920120080080016902016908001100840112084011001544680650900600BB25拉杆对角拉杆?252-[18a外模横梁25拉杆22-[12.6内模横梁内模面板外模面板内模连接竖肋L63×63×6内模中间横肋宽外模连接竖肋L75×75×8外模中间横肋宽内模中间竖肋L63×63×6调节橡胶垫20便于拆模50004455下塔柱模板组装图⑵下塔柱第1节模板安装①起步段模板支架搭设第一节段浇筑高度6m，首先在下塔柱外围的承台上搭设脚手管支架，支架搭设采用Φ48×3.5mm脚手管，脚手架钢管步距1.8m，平面布置如下图所示，10沿塔柱外围四周搭设二排，主要用于施工人员通道及模板安装、拆除的简易操作平台。下塔柱支架平面布置图②外模安装承台混凝土浇筑施工过程中对下塔柱结构尺寸线以外50cm及下塔柱范围比承台设计标高低5cm，待浇筑完毕后，对该范围内的区域进行凿毛、清洗。测量在承台上放样出下塔柱轮廓线，并测出相应点的标高后，根据设计高程与实际高程的差值，在下塔柱轮廓线外部施工一道水泥浆垫层，厚度根据相应的高程差值来确定。水泥浆垫层应均匀密实，顶面光滑平整，以起到便于拆模和防止漏浆造成“烂根”的效果。先吊装外侧模板，并根据承台上放样的轮廓线和劲性骨架上的定位小角钢进行控制点初调，然后精确调整后拧紧模板节段间螺栓，并与劲性骨架可靠连接固定。外侧模板安装并初调后，再依次安装两侧面模板，每安装完一块模板立即初调并与临近模板连接，底口用预埋钢筋临时固定。模板安装完毕并根据预放典型点初调后，再由测量人员精确调校。11500903000505015015050010001000100010005005003000300060003000150015001500150020080016001600160012001000800800下塔柱起始段模板支立图③内模安装内模板提前制作完毕，在混凝土浇筑至内模标高时在进行内模吊装，内模采用塔吊吊装至下塔柱内。内模模板采用劲性骨架上的定位小角钢和支撑型钢逐块定位固定下口倒角模板和内模。钢模与木模之间应采取有效连接措施，保证接缝密贴、无错台、不漏浆。④模板加固模板由测量校模完成后，进行拉杆和支撑系统加固。⑶第2～5节段翻模施工起始节段浇筑完毕后，2～5节段采用翻模施工工艺。翻模施工工艺流程如下：步骤①：混凝土浇筑完毕，强度达到2.5MPa后，拆除下层内模及外模，仅保留最上层内外模作为接口模板。步骤②：钢筋绑扎完成后，将剩余2层外模逐层与接口模板连接安装。步骤③：安装内模模板，进行模板加固。12步骤④：浇筑该节段混凝土，待强度达到要求后，拆除最下层和中间层模板，仅保留最上层模板作为下一浇筑节段的接口模板。⑷第6节段内模封顶牛腿支撑安装第6节段内模封顶时，采用牛腿支架进行施工，整个牛腿支架预埋件必须全部涂刷防锈漆进行保护。在施工下塔柱第5节段时，在内箱侧壁设计位置埋设牛腿预埋件，模板拆除后，凿出、清理预埋钢板并涂刷防锈油漆。在施工第6节段时，焊接牛腿，搭设次梁，再在其上采用脚手管加顶托支撑封顶模板。195048第6节段待施工混凝土2cm竹胶板750450450横肋8cm×10cm木方纵肋8cm×10cm木方50cm可调顶托?48×3.5mm钢管30cm可调底托I16a工字钢HN400×200mm型钢1905200第6节段塔柱内箱封顶内模安装示意图（单位：mm）⑸模板拆除①模板在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，侧模板拆除时，混凝土的抗压强度不得低于2.5MPa。②模板的拆除按先支后拆、后支先拆的顺序进行，拆除时，应先拆除内模，再拆除外模。③拆除的模板表面应按要求及时进行处理。3.6下塔柱混凝土施工下塔柱混凝土分6节段浇筑，单节段最大C50混凝土方量138m3，采用拌和船搅拌、地泵输送，泵管布料入仓的方式进行浇筑。①第1节段混凝土浇筑下塔柱第1节段浇筑高度为6m，由于下部设计为5m高的实心段，因此浇筑时，应先将实心段浇筑完成后，再浇筑塔壁混凝土。13浇筑时，为降低混凝土自由落体高度，需要悬挂溜筒辅助下料浇筑。溜筒悬挂固定于第1节段上口的劲性骨架上，布置间距1.5～2m，每个溜筒单节长度1m，配置4节，在浇筑过程中根据下料高度，增加或减少溜筒长度，从而保证混凝土的自由落体高度不大于2m。②第2～5节段混凝土浇筑第2～5节段浇筑高度6m，整节段