无背索斜塔斜拉桥施工技术之斜塔

王奔

浙江省嵊泗县农林水利围垦局202450

摘要：代家湾渭河大桥采用单索面斜塔斜拉桥方案，利用斜塔自重平衡索力。在本工程中，斜塔的结构复杂，使得斜塔的施工难度更大。根据工程特点，采用爬模模板系统进行斜塔施工。

关键词：斜塔施工、混凝土、模板

1.工程简介

代家湾渭河大桥是位于宝鸡市东郊，跨越横贯市区东西的渭河和西宝高速公路，是将宝鸡市交通大动脉和城市规划的轴心。该种桥型依靠斜塔的自重和倾斜角的平衡斜拉索力，体现了结构与建筑艺术的完美统一，同时使施工结构复杂，斜塔施工难度尤大，建成后将成为亚洲第二座，世界第五座无背索斜塔斜拉桥。

2.斜塔施工方法

2.1.塔柱的施工

混凝土斜塔的塔柱可分为下塔柱、中塔柱、上塔柱。根据本工程的特点，下塔柱采用支架法现浇，中塔柱、上塔柱采用爬模法现浇。根据塔柱构造、施工方法、施工环境条件、施工机具设备能力（起重设备能力）等方面因素，将施工段划分为2.7m(上塔柱)，3.6m(中塔柱)。

对于中塔柱，先进行劲性骨架的施工，等整个劲性骨架施工完成以后，再进行混凝土的施工。劲性骨架在加工厂分节段加工，在现场分段拼接，精确定位。在中塔柱劲性骨架的端头处有一钢管，形成一个稳定的结构。劲性骨架完成后将成为爬模模板系统施工的支撑，使爬模模板系统沿着劲性骨架不断上升，完成混凝土的浇筑。同时劲性骨架安装定位后，可供测量放样、立模、钢筋绑扎及斜拉索钢套管定位使用，也可以承受部分施工荷载。对于上塔柱，劲性骨架在加工厂分节段加工，在现场分段超前拼接，精确定位。边拼接，边浇筑混凝土。因为中塔柱两塔肢向内倾斜布置，应考虑在两塔肢之间每隔一定的高度设置受压支架以保证斜塔柱的受力、变形和稳定性，具体的布置间距应根据塔柱构造经过设计计算确定。

塔柱钢筋一般均采用加工场预制成型、现场安装的办法施工。钢筋之间的连接包括绑扎搭接、焊接连接、冷挤压连接及直螺纹连接等多种方法，其中冷挤压连接及直螺纹连接两种连接技术，因施工方便、快速、成本合理、质量可靠等特点越来越多地得到应用，特别是大直径钢筋的连接施工。

塔柱钢筋安装完成、模板就位后，即可进行混凝土的浇筑。塔柱混凝土浇筑一般采用现场拌制、吊斗提送或混凝土卧式泵泵送的办法进行，随着科学技术的不断进步，混凝土泵送工艺被越来越多地应用到塔柱施工中。

2.2索塔混凝土施工

如前所述，索塔混凝土一般大都采用现场拌制，吊斗提送或混凝土卧式泵泵送的办法浇筑。当塔柱较高时，采用吊斗提送混凝土的浇筑速度往往难以满足设计及施工要求，而泵送混凝土则能很好的解决这个问题。施工实践证明，采用泵送混凝土工艺，可以达到一次泵送200m以上的高度，浇筑速度可达20m3/h以上，完全满足要求，且有施工速度快、机械化程度高、造价省等特点，是今后桥梁混凝土浇筑的主要方法。

2.2.1泵送混凝土的施工工艺特点及主要要求

为了使采用泵送工艺施工的索塔混凝土具有良好的可泵性并能达到较高的弹性模量和较小的混凝土收缩、徐变，应采用高集料、低水灰比、低水泥用量混凝土，通过掺加适量粉煤灰、泵送剂等外加剂，来满足缓凝、早强、高强的混凝土泵送要求。一般来讲，在满足设计提出的混凝土基本性能要求的前提下，泵送混凝土工艺应根据索塔施工的不同季节、不同的缓凝时间、不同的施工高度、不同的设备能力以及每次浇筑混凝土的工程量等因素综合确定。根据以往施工经验。有采用一次泵送入模浇筑工艺，也有采用两级或多级接力泵送入模浇筑工艺的。

2.2.2泵送混凝土配合比的设计要点

要满足索塔混凝土的施工要求，泵送混凝土必须具备良好的和易性、足够的缓凝时间、早强、高强等特殊要求。因此进行索塔泵送混凝土配合比设计时，在遵循常规混凝土配合比设计程序和一般要求的基础上，还必须考虑一下要点：

①优选原材料。应对水泥、沙、碎石、粉煤灰、泵送剂、外加剂等材料，进行优化选择。

②进行混凝土可泵性优化技术研究。一般来说，要获得较高的混凝土早期强度，应尽可能减小用水量，降低水灰比，但这又会导致可泵性差。因此对泵送混凝土应着重从改善混凝土拌和物的可泵性方面入手进行混凝土配合比设计，特别是对砂的要求应结合施工条件进行认真的比选。

③经确定的配合比，在正式使用前，均应经过试验室小试、工程中中试并实证认可，并应对混凝土可泵性进行验证。以确保索塔混凝土施工质量满足设计要求。

④考虑试验室试配与工程实际应用之间存在着差异，为确保泵送混凝土施工质量，应结合工程实际制定严格的质量保证和监控措施。

2.3.爬模系统

爬模系统由模板、爬架及提升系统三部分组成，采用倒链手动提升。

爬模系统所配模板采用钢模，且沿竖向将模板采用一节，模板节高根据塔柱构造特点、混凝土浇筑压力、爬架本身提升能力等因素确定，高度为5.74m。

爬架采用型钢加工，主要由网架和联结导向滑轮提升结构组成。爬架沿高度方向分为两部分，下部为附墙固定架，上部为操作层工作架。爬架总高度及结构形式根据塔柱构造特点、拟配模板组拼高度及施工现场条件综合确定。

爬架提升系统由爬架自提升设备和模板翻提升设备两部分组成。爬架自提升设备采用倒链葫芦，模板翻提升设备也采用倒链葫芦。要求提升速度不可太快，以确保同步平稳。

爬模施工前须先施工一段爬模安装锚固段，俗称爬模起始段。待起始段施工完成后拼装爬模系统，依次循环进行索塔的爬模施工。根据爬模的施工特点，相对其他工作方法均有施工速度快、安全可靠、对起重设备要求不高的特点。但此法对折线形索塔适应性较差，故一般在直线形索塔施工中应用较为广泛。

2.4.索塔施工起重设备

索塔施工属于高空作业，工作面狭小，其施工工期将直接影响到全桥的总工期。在制定索塔施工方案时，起重设备的选择与布置，是索塔施工的关键。

起重设备的选择和布置要视索塔的结构形式、规模、桥位地形条件等因素确定。起重设备必须满足索塔施工的垂直运输、起吊荷载、吊装高度、起吊范围的要求，且操作安装简单、安全可靠，并需综合考虑经济效益等因素。目前大多数索塔施工起重设备均采用塔吊辅以人货两用电梯。

参考文献：

[1]陈伟，李明主编．桥梁施工临时结构设计．第一版．北京：中国铁道出版社，2002．37-63．

[2]东南大学，同济大学，天津大学主编．混凝土结构（下）．第一版．北京：中国建筑工业出版社，2002．529-530．