劉旭剛

[遵義交通建設(shè)投資（集團(tuán)）有限公司，貴州遵義563000]

0 引言

在懸索橋當(dāng)中，索塔是十分重要的塔型結(jié)構(gòu)物，可以對(duì)主索起到支撐作用。具體來說，懸索橋在受到荷載作用后將會(huì)增大索塔承受的中邊跨主纜水平分力變化幅度，進(jìn)而對(duì)索塔結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生影響。因此，在實(shí)際施工過程中，相關(guān)施工人員需要有效應(yīng)用懸索橋索塔施工技術(shù)，合理優(yōu)化具體的施工工藝，完善場地布置、設(shè)備選型工作，以此來全面提高懸索橋索塔施工質(zhì)量，提升懸索橋結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

1 工程概況

主要以某懸索橋梁的索塔工程進(jìn)行分析，該橋梁為遵義至余慶高速公路烏江特大橋，位于余慶縣與湄潭縣交界處，跨越烏江。烏江特大橋橋型設(shè)計(jì)為9×40m 先簡支后連續(xù)T 梁+雙塔單跨680m 鋼板桁結(jié)合梁懸索橋+5×40m 先簡支后連續(xù)T 梁，橋梁全長1243.5m，起止里程為K47+398.5～K48+642，中心樁號(hào)為K48+102，橋面寬為24.5m，雙向四車道，公路I級(jí)荷載。

2 施工場地規(guī)劃和設(shè)備選型

2.1 施工場地規(guī)劃

第一，施工場地布置。在索塔的實(shí)際施工中，相關(guān)施工人員需要有效落實(shí)環(huán)保管理工作，避免對(duì)周圍水域產(chǎn)生影響，而且在施工現(xiàn)場禁止設(shè)置拌和站、加工廠以及生活區(qū)，而是通過汽車從施工便道運(yùn)輸相關(guān)的施工材料和設(shè)備。

第二，混凝土輸送。在塔柱混凝土澆筑過程中，主要采用一級(jí)泵送澆筑方案，而混凝土則使用罐車輸送，并通過高壓泵來持續(xù)泵送混凝土?；炷粮邏罕霉艿囊?guī)格：長度3.0m、直徑125mm、壁厚8mm，需要通過專用通道，沿著塔身依次向上布置[1]。

2.2 設(shè)備選型

在設(shè)備選型上需要從爬模、塔吊、電梯、混凝土泵送設(shè)備等方面進(jìn)行分析。

首先，爬模選型。相關(guān)施工人員應(yīng)結(jié)合塔柱的實(shí)際分節(jié)情況，采用4.5m 的液壓爬模施工方式，一共需要設(shè)置6 層平臺(tái)，而各平臺(tái)的寬度為3m 左右，總高度則達(dá)到18m 左右，并要結(jié)合塔身截面尺寸來確定具體的平臺(tái)長度。

其次，塔吊選型。該工程項(xiàng)目的航空限高達(dá)到154m，而塔頂標(biāo)高則為147.5m，空余空間的高度為6.5m，因此需要以平頭塔吊為相應(yīng)的起重設(shè)備。由于空余的空間只有6.5m，因此只可以滿足一臺(tái)塔吊進(jìn)行施工。在塔吊起重時(shí)，包括爬模安拆、上橫梁托架安拆、鋼筋骨架安裝等相關(guān)操作步驟。

再次，電梯選型。索塔的高度為144m，可選用斜爬電梯和直爬電梯等，并以此來作為相關(guān)人員的上下通道。

最后，混凝土泵送設(shè)備選型。在對(duì)泵送高度、能力和施工便捷性等進(jìn)行充分考慮后，先采用托泵輸送索塔塔柱以及下橫梁的混凝土；再采用罐車將混凝土從拌和站運(yùn)送到塔柱施工平臺(tái)，之后通過拖泵將混凝土泵送到澆筑點(diǎn)[2]。

3 懸索橋索塔施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 塔柱施工技術(shù)

首先，鋼筋的安裝與加工。對(duì)于塔柱的豎向鋼筋主筋需要使用9m 定尺，而對(duì)于上下主筋，施工人員應(yīng)使用直螺紋有效連接，其接頭數(shù)量應(yīng)控制到斷面鋼筋總數(shù)的50%。對(duì)于水平環(huán)向鋼筋應(yīng)采用手工單面搭接焊的操作方式，其搭接長度應(yīng)控制在10m。

其次，液壓爬模施工。在安裝爬架時(shí)需要分為三個(gè)部分：第一部分，需要在澆筑塔身首節(jié)混凝土后，對(duì)承重架和移動(dòng)模板支架等進(jìn)行安裝；第二部分，需要在澆筑第二階段混凝土后，對(duì)軌道以及爬升裝置進(jìn)行安裝；第三部分，需要在完成爬架第一次爬升后，對(duì)相關(guān)的吊平臺(tái)進(jìn)行安裝。圖1 為液壓爬模循環(huán)爬升示意圖。

圖1 液壓爬模循環(huán)爬升示意圖

再次，塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工工藝。當(dāng)塔身進(jìn)入到具體的爬模階段施工環(huán)節(jié)后，相關(guān)施工人員要按照6m一個(gè)節(jié)段，重復(fù)循環(huán)的開展相關(guān)作業(yè)，而對(duì)于各階段的工序，主要包括對(duì)塔身勁性鋼筋和骨架進(jìn)行接長，然后爬架爬升、合模及校核。在這之后還應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑、脫模以及養(yǎng)護(hù)等處理[3]。

最后，塔柱施工控制。由于在實(shí)際施工中容易受到天氣因素的影響，因此在爬模時(shí)需要做好具體的安全防護(hù)工作。第一，各機(jī)位控制人員需要在爬模過程中配備具體的對(duì)講機(jī)。第二，在盤爬前需要確保導(dǎo)軌就位，并清理平臺(tái)上的雜物，做好具體的檢查工作。第三，在爬架上應(yīng)采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施，通常采用密布網(wǎng)與尼龍大眼網(wǎng)之間的結(jié)合防護(hù)，使爬架穩(wěn)定性得到保證。圖2 為塔柱施工流程圖。

圖2 塔柱施工流程圖

3.2 上下橫梁施工技術(shù)

首先，需要針對(duì)上下橫梁支架展開設(shè)計(jì)。其中上橫梁應(yīng)使用托架施工，支架的組成部分包括拱形以及托架桁片。而支架下部則為鋼管桁片，可以通過具體的鋼靴與預(yù)埋件在塔柱上進(jìn)行有效固定。而對(duì)于下橫梁，需要使用鋼管落地支架，其支架下部為21 根鋼管柱，可以通過注腳預(yù)埋件在承臺(tái)上固定。

其次，上下橫梁的支架搭設(shè)。在搭設(shè)下橫梁支架時(shí)，需要采用塔吊來垂直吊裝鋼管立柱，并要有效連接立柱柱腳和預(yù)埋件錨錐，使用法蘭盤連接上下管節(jié)。而上橫梁的托架桁片，由于重量較大，因此需要使用塔吊完成吊裝工作，并要有效連接塔柱預(yù)埋件和鋼靴[4]。

再次，上下橫梁鋼筋施工。對(duì)于橫梁的鋼筋施工工藝而言，其與塔柱施工工藝大致相同，需要在底模上支撐橫梁底層鋼筋網(wǎng)，并對(duì)混凝土墊塊進(jìn)行設(shè)置。

最后，上下橫梁的模板和混凝土施工。對(duì)于外側(cè)模板應(yīng)采用大塊鋼木組合模板，而內(nèi)側(cè)模板則為組合鋼模板，并以腳手架作為支撐。而在混凝土澆筑過程中，需要采用塔柱托泵澆筑的方式，在橫梁預(yù)埋件上固定布料機(jī)，分層澆筑混凝土。

3.3 塔冠施工

塔冠在鋼梁架設(shè)完畢，拆除塔頂門架后施工。塔冠同用塔柱液壓爬模模板及拉桿組件翻模施工。內(nèi)模采用木?；蚪M合鋼模，碗扣式鋼管架支撐，鋼管架步距1.2m，立桿橫縱向間距0.6m。塔冠頂板位置設(shè)有100cm×100cm 人孔及?10 泄水孔，塔冠施工時(shí)注意安裝預(yù)埋件。混凝土采用塔吊配合吊罐法澆筑，用振搗棒振搗密實(shí)。施工完成后內(nèi)側(cè)模板及鋼管支架從人孔取出，塔吊吊離。

上塔柱頂節(jié)施工時(shí)，注意預(yù)埋塔冠鋼筋，因間隔時(shí)間較長，預(yù)埋鋼筋采用鋼筋套筒形式，套筒內(nèi)加注黃油密封。

3.4 模板設(shè)計(jì)

除外倒角為定型鋼模，其余內(nèi)外模板均為木模，面板采用21mm 木膠合板，豎向80×200 木工字梁，橫向雙14#槽鋼間距850mm，模板后方豎向布置雙25#槽鋼，對(duì)拉桿橫向間控制在2000mm 左右，豎向間距1850mm。模板高度6.15m，每次施工高度6m，模板下包100mm 以保證新澆混凝土底口質(zhì)量，上挑50mm 防止混凝土漿溢出。

主塔長邊收坡，共分為4 個(gè)拆模單元，各自依托爬架拆模后移，各拆模單元隨各單元爬架平行于塔柱軸線爬升。外模采用切邊設(shè)計(jì)，截面變化時(shí)，長邊兩邊切邊，每次每邊切割300mm。

內(nèi)模分為6 個(gè)拆模單元，各單元拆模后整體吊裝（拆模前就先將背肋多余部分割掉）。內(nèi)模模板采用調(diào)節(jié)板設(shè)計(jì)。

拉桿考慮采用Φ25 拉桿對(duì)拉，配蝶形螺母，外套Φ32PVC 管。

4 懸索橋索塔施工工藝改進(jìn)對(duì)策

4.1 中心控制爬升系統(tǒng)

為了保證爬升過程的安全與穩(wěn)定，相關(guān)施工人員應(yīng)在爬模上安裝新型的液壓自動(dòng)爬模系統(tǒng)，并通過中心控制系統(tǒng)對(duì)爬升時(shí)的各個(gè)裝置進(jìn)行統(tǒng)一控制，其具體可由油缸進(jìn)行啟動(dòng)，因此在操作上較為方便。將爬升裝置設(shè)置一周，可以有效實(shí)現(xiàn)同步爬升，并確保相關(guān)大面積模板得到有效帶動(dòng)，從而使模板保持均勻上升。對(duì)于單個(gè)油缸而言，其可采用控制調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)油缸的協(xié)調(diào)同步工作，而其爬升的同步精度需要控制在5mm，如果位移差達(dá)到10mm 以上時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在此過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)風(fēng)災(zāi)以及風(fēng)力等報(bào)警裝置進(jìn)行設(shè)置，并通過中心數(shù)控系統(tǒng)對(duì)各油缸的單元模塊進(jìn)行有效控制，使油缸能夠保持持續(xù)和均衡的運(yùn)行。在實(shí)際施工中，可以避免進(jìn)行大油管連接，這也可以降低漏油、污染等問題發(fā)生的可能性。

4.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)

相關(guān)工作人員應(yīng)在液壓爬模上安裝監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)在各個(gè)操作平臺(tái)需要設(shè)置萬向球，以此來對(duì)塔柱施工情況進(jìn)行全方位的俯瞰。在具體操作時(shí)需要使用雙絞線，并沿著各個(gè)支撐立柱將雙絞線牽引到監(jiān)控室，從而全面監(jiān)控現(xiàn)場的實(shí)際情況。

4.3 施工縫處理

混凝土表面開始泛白時(shí)，清除鋼筋表面混凝土。對(duì)混凝土頂面用齒耙劃毛，也可用高壓水沖毛處理，處理后表面沒有浮漿，露出石子可見粗糙的混凝土新鮮面。劃毛后用養(yǎng)護(hù)水徹底清理。對(duì)混凝土的強(qiáng)度，水沖洗鑿毛時(shí)，應(yīng)達(dá)到0.5MPa；人工鑿毛時(shí)，應(yīng)達(dá)到2.5MPa。

4.4 噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

對(duì)于懸索橋索塔施工而言，養(yǎng)護(hù)工作是一項(xiàng)重難點(diǎn)內(nèi)容。因此，相關(guān)施工人員需要在爬架上安裝自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，來有效替代人工養(yǎng)護(hù)方式。當(dāng)上節(jié)塔柱澆筑完畢，而且已經(jīng)完成脫模、爬升等工序后，相關(guān)施工人員應(yīng)針對(duì)該部分塔身段開展噴霧養(yǎng)護(hù)處理，并要結(jié)合環(huán)境溫度來設(shè)置具體的噴霧時(shí)間間隔，確保混凝土面能夠保持良好的濕潤狀態(tài)。在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)在墩身周圍對(duì)噴頭進(jìn)行環(huán)繞設(shè)置，每間隔30cm 對(duì)一個(gè)噴頭進(jìn)行設(shè)置，還應(yīng)有效連接主管，并將主管在上架分配梁上有效固定[5]。

4.5 模板拆除

混凝土澆筑完畢后，待現(xiàn)場同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%時(shí)，可以拆除內(nèi)側(cè)傾斜面模板?；炷恋牟鹉r(shí)間盡量選擇在天晴無風(fēng)的時(shí)段。若突然降溫或出現(xiàn)大風(fēng)天氣，混凝土側(cè)表面需及時(shí)覆蓋土工布。拆模后，將模板拉桿上外漏的PVC 管清除，采用同強(qiáng)度的水泥膏修補(bǔ)。

模板拆除時(shí)，注意保護(hù)塔柱的棱角，應(yīng)使其完整、光滑。

5 結(jié)語

綜上所述，在懸索橋索塔的實(shí)際施工過程中，相關(guān)施工人員一方面應(yīng)對(duì)場地規(guī)劃、材料準(zhǔn)備、設(shè)備選型等工作加大重視，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況做好施工規(guī)劃，另一方面還應(yīng)跟蹤天氣情況，合理制訂應(yīng)對(duì)方案，并采取相應(yīng)的工藝改進(jìn)對(duì)策，使整體施工流程得到優(yōu)化。而通過在液壓爬模施工中對(duì)智能系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可以使施工安全性得到提升，避免設(shè)備出現(xiàn)損壞，保證了工程的施工效率。而對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)以及智能噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)等的有效應(yīng)用，可以使橋塔液壓爬模的整體施工工藝得到完善，進(jìn)一步提高懸索橋索塔的施工質(zhì)量，保證了索塔結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。