改进H型主塔塔柱施工技术讲述.doc

改进H型主塔塔柱施工技术 【内容提要】 福建省南平市闽江大桥水中主塔塔柱设计为改进H型结构，施工中采用爬模法进行施工，介绍了主塔爬模设计及施工的关键技术。 【关 键 词】 闽江大桥 主塔 爬模 设计 施工 1.工程概况: 福建省南平市闽江大桥工程主桥为主跨272米的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，全长607m，跨径组合为45m＋160m＋272m＋130m半漂浮双索面双塔斜拉桥—连续梁协作体系。 1.1主塔设计情况介绍 大桥3#、4#主塔为改进H型预应力混凝土结构，单箱单室截面；3#塔高约123.7米，4#塔全高126.7米。两主塔自桥面以上塔高均为88米；整个主塔由下塔柱、横梁、中塔柱、拉索锚固区、塔尖等几部分组成。 4#主塔下塔柱高度为35米，3#主塔下塔柱为32米，中塔柱为42.7米，拉索锚固区（上塔柱）为49米，塔尖高度为1.2米。下塔柱塔身外包尺寸横桥向为3.5米，纵桥向为9米～6.5米，中塔柱结构外包尺寸横桥向3.5米，纵桥向6.5米，整个塔身按照1：13.4277向桥内侧倾斜；上塔柱为拉索锚固区，结构外包尺寸横桥向3.5米，纵桥向6.5米，斜拉索锚固在主塔锚固区塔柱内壁的锯齿上，为克服斜拉索的水平分力在锚固区塔柱截面内产生的拉力，在塔柱锚固区截面四周布置了直径32mm的预应力粗钢筋。横梁采用预应力混凝土箱梁，上横梁梁高4米，梁宽5.5米，采用单箱三室箱型截面；下横梁梁高5米，梁宽5.5米，采用变异型单箱三室箱型截面。 1.2模板方案选择 主塔施工一般采用翻模、滑模、爬模等方法进行施工。翻模施工过程中需要足够的模板起吊设备，施工操作平台要求比较高，施工速度慢、安全系数小；采用滑模施工连续性要求较高，施工组织的复杂繁琐，混凝土外表粗糙；爬模施工具有操作简单，安全系数大，施工进度快、混凝土外观质量好等特点。根据南平大桥主塔的结构形式及施工条件，通过对比，采用爬模进行施工。 2．施工技术准备 2.1塔柱分节 以4#塔为例，塔柱共分27个节段进行施工（见图一）。 图一：4#主塔分节施工 2.2爬模设计及加工制作 爬模系统施工技术是一项先进的施工工艺，包括爬架系统、模板系统和提升系统。适用于多种类型高耸结构施工，广泛用于斜拉索桥主塔柱的施工。该架体能垂直爬升，也能斜向爬升；依靠自身动力，能交替向上爬升，也能交替下降；在结构施工阶段，架体与塔柱外模板配合，互为支承，交替爬升；架体集爬升柱、操作平台和普通脚手功能于一体，能满足施工全过程各工序施工的需要。 2.2.1设计依据和荷载取值： （1）塔柱设计图纸。 （2）塔柱施工相关的规范和规程。 （3）风荷载按200米、B类建筑粗糙度取系数，基本风压：0.6 KN/m2估算。 （4）架体的集中堆载为每个架体20KN；均布荷载1.5KN/m2,两层同时作用计算。 （5）自重按爬架、模板的理论值×1.1作为设计值。 2.2.2爬架设计 爬升架高度方向分为三段，分别为附墙支承段、模板工作段和绑筋操作架段，总高度约为20米。满足翻转模板的爬升施工和各工况条件的安全操作。 附墙架高度约为4.5米，由附墙框和操作架支座和爬升吊点等部件组成。架体用料为L120×10角钢、10#槽钢、8#槽钢、L63×5角钢、花纹钢板和钢板网等。模架工作架高度8米，用料主要为8#槽钢、5#槽钢、L63×5角钢及钢板网等。绑筋架高度为3.5米，由?48×3.5钢管为主要材料。在架体之间设有互爬拉接和抗倾覆拉接的导轨和导轮，以及顶推脚轮和拉结导轮等部件。满足架体斜爬和转向爬升助能的实现。 图二：爬架设计平面图 图三：爬架设计立面图 2.2.2模板设计 塔柱外模配制以标准段为基准，在下塔柱增加收分模，在中塔柱两端转角处设置转向非标模。考虑到塔柱表面清水混凝土的光滑平整，模板拟采用翻转工艺施工，即其中一块模板始终留在施工段接口处，作为上段模板的连接支承。因此模板的分节高度为2250mm，标准段模板共配三节模板，二节一组（4.5米高度）向上翻转施工。 模板的固定采用H型节安螺母系列螺栓，其中螺母和外接杆重复周转使用。该技术有利于控制塔柱几何尺寸和清水混凝土的形成，节约了固定螺栓的成本。 模板由挂在爬升架的手拉葫芦进行翻转爬升。 塔柱内芯模板用木模施工，其分块规格便于人工用手拉葫芦在内筒架上翻转施工。 模板材料：面板：-6mm钢板、肋：8#槽钢、回檩：12#、6#槽钢。 塔柱爬架及模板在工厂加工制作，现场组拼。 图四：横桥向塔柱模板设计图 图五：纵桥向塔柱模板设计图 2.3塔吊、电梯布设 2.3.1塔吊 塔吊采用江汉建机生产的F0/23B型塔吊，布置在主塔承台上。距近塔柱中心距离3米，塔吊高度145米，最大起重能力10吨，最小起重能力2.3吨，能满足主塔施工要求。塔吊附墙直接附着在主塔预埋钢板上。 2.3.2电梯