斜拉桥混凝土索塔施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0601-2011）桥梁工程有限公司廖文华罗孝德1 前言1.1 工艺工法概况斜拉桥的主塔承受的荷载主要有：塔身自重力、拉索传递的水平及竖向分力、风力、地震力等。

这些力在塔身上产生的综合效应为沿桥塔纵横向的水平剪力和弯矩，以及轴向压力等。

一般斜拉桥的顺桥布置形式基本为单柱式、倒Y形、A字形等，如下图所示。

图1 塔柱形式（顺倾向）a)单柱式；b) 倒Y形；c) A字形索塔沿横桥向的布置主要有：柱式、门式、A字形、倒Y形、菱形（宝石形）等，如下图所示。

图2 塔柱形式（横倾向）a)柱式；b)、 c)门式；d) A字形；e)倒Y形；f)菱形（宝石形）本工法以重庆巫奉高速公路何家坪特大桥花瓶型(门式)钢筋混凝土索塔施工为依托，全面阐述斜拉桥索塔施工所采用的先进施工技术和施工工艺特点。

1.2 工艺原理1.2.1索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计要求综合考虑，选用适合的方法。

裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔，宜采用劲性骨架挂模提升法。

1.2.1斜拉桥施工时，应避免塔梁交叉施工干扰。

必须交叉施工时应根据设计和施工方法，采取保证塔梁质量和施工安全的措施。

1.2.2斜塔柱施工时，必须对各施工阶段塔柱的强度和变形进行计算，应分高度设置横撑，使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全。

1.2.3索塔横梁施工时应根据其结构、重量及支撑高度，设置可靠的模板和支撑系统。

要考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响，必要时，应设支承千斤顶调控。

体积过大的横梁可分两次浇筑。

1.2.4索塔混凝土现浇，应选用输送泵施工，超过一台泵的工作高度时，允许接力泵送，但必须做好接力储料斗的设置，并尽量降低接力站台高度。

1.2.5必须避免上部塔体施工时对下部塔体表面的污染。

1.2.6索塔施工必须制定整体和局部的安全措施，如设置塔吊起吊重量限制器、断索防护器、钢索防扭器、风压脱离开关等；防范雷击、强风、暴雨、寒暑、飞行器对施工影响；防范吊落和作业事故，并有应急的措施；应对塔吊、支架安装、使用和拆除阶段的强度稳定等进行计算和检查。

2 工艺工法特点2.1 翻模工艺模板制造简单，构件种类少，可根据施工起吊能力、索塔造型进行分块，施工缝易于处理，外观美观，施工速度快。

图3 翻模提升示意图2.2 液压自爬模工艺爬升稳定性好，操作方便，安全性高，可节省大量工时和材料。

一般情况下爬模架一次组装后,一直到顶不落地,节省了施工场地,而且减少了模板的碰伤损毁。

结构施工误差小,纠偏简单,施工误差可逐层消除，施工速度快。

模板自爬,原地清理,大大降低塔吊的吊次。

图4 液压自爬模流程图2.3 移动脚手架爬模工艺能适应塔柱变坡和塔柱横梁同步施工，避免了液压自爬模施工在塔柱变坡和塔柱横梁施工时爬架需拆除重新安装的弊端，另外，上塔柱作为锚索区，存在环向预应力束，可以充分利用钢管脚手支架完成预应力施工而不影响塔柱爬升，施工速度快，操作简单，安全性高。

3 适用范围本工法适用于同类斜拉桥门式混凝土索塔施工，其他类型混凝土索塔施工可以参照使用。

4 主要技术标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50《公路斜拉桥设计规范》JTJ027《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205《公路工程质量检验评定标准》JTGB80-15 施工方法混凝土索塔根据索塔的造型和施工程序，选用合适的塔吊起重设备，配置人员上下通道，确定混凝土输送路径。

通过采用翻模施工工艺、液压自爬模施工工艺、移动脚手架爬模施工工艺，落地支架法和悬空支架法等施工方法，逐步完成索塔钢筋、劲性骨架、预应力、索导管、混凝土等各项施工作业，各种施工方法综合运用，达到施工效益最大化。

6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程钢筋混凝土索塔施工工艺流程如下：图5 施工工艺流程图索塔节段施工工艺流程如下：接头凿毛、清洗、测量放样→接高劲性骨架→绑扎钢筋（预应力体系的安装）→内外模板提升及安装→测量、调整模板→验收符合要求后固定模板→浇筑混凝土→混凝土养生→进入下一节段施工。

横梁施工工艺流程如下：牛腿、支架安装→支架预压→底模安装→底腹板钢筋、预应力安装→内、侧模安装→第一次浇筑混凝土→混凝土养生→第一次张拉预应力→顶内模安装→顶板钢筋、预应力安装→第二次浇筑混凝土→混凝土养生→第二次张拉预应力→压浆封锚→支架拆除。

6.2 操作要点6.2.1 施工准备1 设备的选型与布置方案设计2 选择索塔和横梁的施工方法，对相关临时设施进行结构设计。

3下塔柱横桥向外倾，为防止下塔柱根部出现拉应力而将混凝土拉裂，同时控制塔柱施工线形，设置临时拉杆。

拉杆设置可用钢绞线、钢管，施力根据监控确定，下横梁施工完成后予以拆除。

4 中塔柱横桥向内倾，为防止中塔柱根部出现拉应力而将混凝土拉裂，同时控制塔柱施工线形，设置两道临时主动撑杆。

撑杆常用钢管制作，也可根据现场用其它材料代替。

施力根据监控确定，施力完成后将撑杆焊接加固成整体。

中横梁施工完成后拆除临时撑杆。

6.2.2 起重设备的选型与安装1 选型原则起重设备的选用应根据索塔的结构形式、规模及桥位地形等条件而定，起重设备应满足索塔施工的垂直运输、起吊荷载及起吊范围的要求，并考虑安拆操作简便、安全、经济等综合因素。

对大型斜拉桥一般选用附着式塔吊并配以电梯的施工方法。

2 塔吊的安装在索塔中心线的下游侧布置一台TC5023塔吊，塔吊基础单独设立，塔吊附着在下游侧塔柱侧壁上。

其优点是可以一次安装完成全塔施工。

该方案适合双柱、门式、A型、倒Y型和钻石型等索塔。

3 人行通道的设置人行通道设置要求安全、稳定、经济、不妨碍施工、方便安拆。

在索塔中心线的上游侧布置一台SC100施工电梯，电梯在下塔柱施工之前安装。

在电梯安装之前，在塔墩大里程侧搭设钢管支架供人员通行，电梯安装后，对通往电梯的地面通道全部围闭、遮挡，防止坠物伤人。

6.2.3 塔座施工塔座是塔墩与承台连接的重要结构物。

施工时，塔墩劲性骨架和主筋预埋的准确性直接影响塔墩的施工定位精度，必须准确测量定位。

塔座混凝土的浇筑应尽可能在承台浇筑后立即进行。

相对承台而言，塔座混凝土体积小，标号高，混凝土收缩较大，受承台的约束影响，塔座容易产生收缩裂纹，且塔座为实心结构，属大体积混凝土，施工时采取内散外储的温控措施，降低水化热，防止混凝土收缩开裂。

6.2.4 塔墩施工塔墩截面为空心矩形结构，施工采用翻模法，每节段高度4.5m。

模板分节高度可以根据施工能力适当调整。

外模采用大块自制钢模板，内模各倒角一般采用竹胶板，其余内模采用组合钢模板，圆拱形部分单独加工圆弧钢模板。

模板采用塔吊提升，塔墩内腔搭设钢管脚手操作平台，塔墩内腔顶部采用安装预制混凝土板封顶。

塔墩盖板施工，按大体积混凝土施工，内布冷却水管，防止混凝土开裂。

塔墩施工时，下塔柱劲性骨架、钢筋的预埋必须准确。

6.2.5 下塔柱施工下塔柱截面为空心矩形结构，横桥向外倾，施工采用液压自爬模工艺，模板按节段高4.5m配置。

施工内模采用组合钢模，搭设钢管脚手支架操作平台。

模板爬升高度与机位可根据塔柱倾斜度、施工能力等适当调整。

液压自爬模由：埋件、模板、支架、导轨、换向装置及液压动力装置六部分组成。

液压自爬模体系的安装工作流程为：第一层墙体砼浇筑→安装埋件→安装支架和操作平台→第二层墙体砼浇筑→安装埋件、导轨和液压系统→爬升支架→安装下挂架→爬升。

下塔柱在起步段施工时，应充分利用爬模模板，不足部分可用普通竹胶板代替。

6.2.6 下横梁施工下横梁截面为空心矩形结构，施工一般采用落地支架法。

施工支架采用塔吊标准节加贝雷梁。

一般情况下，施工支架用大直径钢管支撑加贝雷梁或万能杆件桁架形式，主要根据施工现场材料考虑。

下横梁与该段索塔同时施工，便于支架搭设和横梁预应力施工。

下横梁分两次浇筑，为减小支架所承担的恒载，避免搭设非常强大施工支架，使支架和第一次浇筑的混凝土共同承担第二次浇筑的混凝土的重力，采用二次张拉预应力工艺，即在第一次混凝土达到80%设计强度时按设计张拉力的50%对称张拉底腹板预应力索，待第二次混凝土达到强度后，再张拉完全部预应力索。

下横梁施工支架搭设完毕，必须对支架进行预压重，以消除非弹性变形。

预压重可根据施工现场条件，采用水箱、沙袋、预制块、预应力反压等措施。

6.2.7 中塔柱施工中塔柱截面为空心矩形结构，横桥向内倾。

施工时，不再使用液压自爬模工艺，而改为搭设钢管脚手支架作为施工操作平台，取消爬模支架，利用塔吊直接提升爬模模板的施工方法，钢管脚手支架可以循环倒用。

模板根据截面变化拆切改制后使用。

起步段施工时，利用沿塔柱四周预埋好的钢板，焊接2[20a三角型钢支架作为立模支撑以及搭设钢管脚手支架的支承平台。

随着塔柱节段的升高，钢管脚手支架的搭设也相应加高，钢管脚手支架每搭设10—20m进行一次循环倒用，倒用时安装三角支架托架，三角支架托架用∠100×100×10加工制作，高度2m，宽度1.8m，横桥向设四片，纵桥向设五片，通过预埋在塔柱四周的φ25螺栓连接套筒连接固定于塔柱侧面，托架顶面焊接φ32的钢筋头固定脚手钢管，脚手钢管设置两排，间距1m，内侧离塔柱0.8m。

钢管脚手每5m高度水平杆与塔柱预留钢筋焊接固定，每10m高度搭设剪刀撑，确保支架的稳定。

6.2.8 中横梁施工中横梁距离下横梁较高，采用落地支架法施工不经济，采用悬空支架法，施工支架采用预埋钢牛腿加贝雷梁的形式。

中横梁与该段索塔同时施工。

6.2.9 上塔柱施工上塔柱为斜拉索锚固区，模板施工工艺与中塔柱相同。

上塔柱与上横梁施工采用先塔柱后横梁的施工顺序，上横梁对应塔柱位置提前预埋钢筋和预应力管道。

上塔柱施工工艺流程如下：劲性骨架安装→索导管的安装定位→钢筋安装→预应力施工→凹槽包裹钢板安装→浇注混凝土→预应力张拉（强度达到85％后进行）。

索导管采用全站仪测量定位，采用先粗定位再精确定位的方法保证定位精度满足设计要求。

索塔在温度变化时会产生变形，影响索导管定位精度，测量时宜选择当天气温低且较稳定时段进行。

图6 索导管定位示意图6.2.10 上横梁施工上横梁在上塔柱施工完成后进行。

施工方法与中横梁相同。

施工时，对相交面凿毛处理，修整预埋钢筋和预应力管道，进行后续施工作业。

6.2.11 塔冠施工塔冠施工时，主要考虑避雷针、航标指示灯、塔顶吊架等预埋件的埋设。

6.2.12 钢筋工程钢筋直径在20mm 及以上时，全部采用等强直螺纹连接，其余采用焊接连接形式。

箍筋和主筋交叉处均采用绑扎方式固定。

钢筋在钢筋加工场统一加工，分类堆放，塔吊吊运至施工部位安装。

在安装过程中，钢筋与预应力管道、索导管相冲突时，适当挪动钢筋，钢筋必须截断时，预应力、索导管施工完后，将钢筋按等强度原则进行补强。