摘要：随着我国桥梁技术的不断发展，大跨度独塔双索面斜拉桥施工技术已在公路桥梁中广泛应用，本文结合佛山市魁奇路东延线二期工程奇龙大桥桥梁工程实例，就双索面斜拉桥的菱形桥塔施工技术及施工过程进行了探讨。该桥梁的主桥上部结构设计为主塔采用菱形桥塔，塔高142m，桥面以上约118m。主梁采用钢混结合，中跨247m采用钢箱梁，其他采用预应力砼箱梁，梁高3.5m。全桥共40对拉索，呈空间双索面布置钢箱梁桥。笔者从理论上阐述了菱形桥塔可行性方案，然后从技术上进行了认真分析，探讨了详细的施工过程。
关键词：桥梁工程；菱形塔柱；液压爬模；施工技术
1. 工程概况：
魁奇路东延线二期工程东平水道、南海顺德段路线全长1962m，包含奇龙特大桥和西龙立交工程，主线桥梁全长1422m，按一级公路标准兼顾城市道路功能设计，主路为双向8车道，设计时速为80km/h；跨东平水道奇龙特大桥为独塔双索面斜拉桥，奇龙大桥桩号范围：K2+570～K2+965，桥梁全长395m，跨径组合为66+69+260=395m，采用塔墩梁固结，边墩设纵向活动支座。桥面全宽40.5m，按双向八车道加人行道布置。
主塔采用菱形桥塔，塔高142m，桥面以上约118m。主梁采用钢混结合，中跨247m采用钢箱梁，其他采用预应力砼箱梁，梁高3.5m。全桥共40对拉索，呈空间双索面布置。上塔柱采用单室箱形截面，并结合景观与受力设置横向联系板。为保证塔底反力能均匀传递到主塔承台上，在塔底设置2m实心段，主塔与承台间设置2m高塔座。
下塔柱为外倾双向变截面空心墩，单箱单室截面，截面尺寸从4.5m×7.0m变化至9.0m×9.0m（塔底），壁厚为1.5m，总高23.478m。为保证塔底反力能够均匀传递到主塔承台上，在塔底设置2m实心段，主塔和承台间设置2m高塔座。下塔柱横桥向外倾度为4.989：1，内倾度为2.439：1，顺桥向倾度为19：1。
主塔在下横梁处与主梁固结，下横梁采用箱形砼截面，主塔范围内截面尺寸为4.0m（高）×7.0m（宽），顶板厚0.6m，底板厚0.8m，腹板厚0.9m，分两次浇筑成型。
上塔柱采用单室箱形断面，桥面以上约为118m。并结合景观和受力设置横向连系板。上塔柱断面尺寸为4.5m×7.0m，上塔柱上段和中段顺桥向、横桥向壁厚均为0.8m，上塔柱下段断面顺桥向、横桥向壁厚均为1.1m，上塔柱下端5m范围内，壁厚从1.1m均匀变化为1.5m。
在该桥梁工程中菱形桥塔施工是工程的主要控制工期之一，为了确保整个工程如期完成，结合现场实际情况和经济比较，在上塔柱第8#节段施工完毕后，确定采用液压爬模的施工方法。
2. 施工进度计划
2.1施工进度总目标
塔柱计划从2014年11月11日开始施工至2016年1月10日，计划总工期426天。
2.2关键工程节点工期
完成下塔柱浇筑施工时间为2015年1月29日，完成下横梁浇筑时间2015年4月29日，完成上塔柱浇筑时间2015年12月25日。
下塔柱分成3个节段施工，起步段1#节段工期21天，2#节段施工20天、3#节段施工19天。由于下塔柱节段少，爬模法施工至少要浇筑两个节段后方可正常爬升，爬模法不适用，下塔柱模板采用翻模法施工。由于起步段拼接模板等进度较慢，起步段施工前先将能拼装的模板拼装好，再吊装至塔柱处拼装，尽量减少工期。下横梁为塔柱与横梁一起浇筑，共分两次浇筑完成，下横梁第一次浇筑7.78m，第二次浇筑长度10.2m，下横梁第一次浇筑时间39天，包括支架卸载、绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预应力张拉。预应力分批张拉，混凝土强度达90%、龄期7天后张拉第一批钢束。下横梁第二次浇筑时间26天，包括拆模养护、拆模、张拉等。为加快进度，下横梁模板采用大块组合钢模，提前进行模板组装、打磨，再吊运至下横梁支架上拼装。施工中将严格按照专家意见横梁两次浇筑间隔时间不超过10天。
上塔柱6#～8#节段采用翻模法施工，每节段平均工期6天，其中6#～8#节段施工完毕后进行液压爬模安装7天。9#～15#节段63天，9#为液压爬模开始爬升节段进度较慢。15#～18#节段共42天，16#节段为1#钢锚箱安装节段，18#节段施工完毕后进行连系板支架搭设，时间5天。
塔冠29#节段工期为6天，塔冠内部搭设临时支架，临时支架从人洞中拆除。
塔顶架设临时吊点门架及拆除塔吊，工期为10天，临时门架吊点须安装斜拉索、吊运材料等。塔吊在塔顶临时门架吊点搭设好后拆除，安装时注意方向。拆除时塔臂沿横桥方向。
3. 主桥塔柱施工方案概述：
索塔采用液压爬模施工，为确保模板的强度、刚度及外观质量，索塔内外模板均采用北京卓良模板厂生产的液压爬模配套模板，模板由项目部及厂家共同设计。在索塔边跨侧桥轴线上布置一台C7030型塔吊，以满足各种原材料、施工设备的吊运和模板安拆，塔吊按使用要求附着在塔柱上；主跨侧桥轴线上安装一台BK500.32型塔吊，用于安装1～4#钢锚箱。索塔主跨侧桥轴线桥面上设一台施工电梯，解决施工人员上、下，电梯利用钢管间接附着在塔柱上；塔柱劲性骨架、钢筋利用塔吊起吊安装，砼由拌合站集中拌和，经砼运输罐车运至施工现场后，由输送泵输送至浇筑部位，砼输送管附着在塔吊上。塔柱施工中，根据计算要求，适时设置临时撑杆。
图1 索塔分层浇筑图
图2 索塔施工流程图
图4 塔柱锚固区节段施工流程图
4.主桥塔柱施工工艺流程
塔柱的施工工艺主要包括：劲性骨架的安装（或接长）、砼浇筑段钢筋的绑扎、模板的安装（或爬升）砼的浇筑施工、以及钢锚箱的安装。
4.1塔座及下塔柱施工
塔座内绑扎钢筋、安装冷却管立模浇筑塔座混凝土，塔座模板内拉杆采用斜拉至预埋型钢上，防止浇筑混凝土模板顶浮位移。
拼装起步段模板，模板之间设置拉杆，塔柱四周搭设支架，采用翻模法施工至下横梁圆弧段处。
图6 下塔柱起步段施工示意图
翻模模板利用液压爬模模板拼装，拼装高度4.7m、6.25m，宽度3.6m，连接爪与槽钢安装时，相互位置错开，带吊钩的木梁两侧均装连接爪。采用汽车吊配合安装撤出等；
4.2下横梁与连接处施工
a、塔吊拼装下横梁钢管支架、立模板、绑扎钢筋，施工4、5节段。
b、绑扎钢筋，穿波纹管及钢绞线，浇筑弧线段塔柱及下横梁第一层砼7.78m横梁第二次长度10.2m。待砼达到90%强度、龄期7d后张拉第一批预应力钢绞线，张拉时应保证上下左右对称进行。
图7 下横梁施工示意图
4.3上塔柱施工
上塔柱有6m标准节段共9个。焊接骨架、绑扎上塔柱钢筋立模、预埋爬模自爬预埋件。
塔吊升高的同时按塔吊说明要求安装塔吊附着。
施加第一道临时横撑，竖立钢管（钢管采用法兰盘连接提前加工好）与横撑相连，安装SC200电梯，电梯性能参数见下表：
表4-2 SC200型施工电梯技术性能参数
4.4上塔柱锚固段施工
锚固区共12个4.5m节段，2#塔吊安装好后先进行试吊，安装1#-4#钢锚箱，1#-4#钢锚箱安装完后拆除2#塔吊，5～18#钢锚箱采用1#C7030塔吊安装。
图8 钢锚箱安装示意图
精确调整好钢锚箱支架后，依次吊装1～3#钢锚箱，绑扎钢筋、浇筑混凝土、爬模爬升。
4.5连系板施工
连系板实为上塔柱连接的一块混凝土连接板，整个连接板高约40m。上塔柱和连系板内设置了井字形预应力。
上塔柱及连系板分段浇筑，第一段施工时需要搭设现浇托架。
现浇托架结构为：底板采用圆弧形桁架5mm面板，顺桥向分配梁采用∟50mm型角钢，角钢之间为1cm钢板连接，斜撑为∟75mm角钢，斜撑支垫在2[16a槽钢上，下面采用2I56a工字钢做主承重横梁，横梁工字钢顶端垂直搭接，整个系统由上塔柱上预埋的20个液压爬模爬锥支承，支架系统中心设置15mm预拱度。
4.6塔冠施工
塔冠采用在人洞内搭设支架浇筑，施工完毕后支架通过人洞拆除。
图9 连系板起步段施工示意图
5.主桥塔柱施工质量保证措施
5.1质量控制程序
为了实现工程质量的优良目标，将按照ISO9001质量体系——生产和安装的质量保证模式，建立完善的质量控制程序，遵照施工规范的要求，运用先进的技术管理方法和工艺流程，做好施工质量的全面控制。
5.2质量管理制度
实行以项目总工程师为主的项目部技术责任制，同时建立各级技术人员的岗位责任制，逐级签订技术包保责任状，做到分工明确，责任到人，严格遵守基建施工程序，坚决执行施工规范。
健全各项制度，并层层落实是创优达标的各项措施，在质量管理工作中，做到坚持贯彻执行以下八项制度：（1）质量责任挂牌制度；（2）质量定期检查制度；（3）质量评定奖罚制度；（4）工程测量双检复核制度；（5）隐蔽工程检查签字制度；（6）工序交接签证制度；
（7）重点工序把关制度；（8）验工质量签证制度。
保证工程的质量应做到质量管理工作规范化、制度化。坚持做好质量定期检查工作，将每次工程质量检查的情况及时总结、通报，奖优罚劣，使工程质量通过定期检查得到有效控制。坚持做好经常性的质量检查监督工作，及时发现和解决施工中容易疏忽的一些质量问题，从每一道环节确保整个工程项目的优良目标。
5.3 质量保证体系
（1）思想保证：通过全质教育宣传、总结、反馈、分析原因，制定措施，树立全员全过程质量意识，明确“质量是企业的生命”的观点。
（2）组织保证：经理部、工程部、生产班组分级管理，层层建立质量责任制，并由一名副总工程师专门负责质检工作。
（3）技术保证：进行施工组织设计时，精心拟定好各主要工程项目的施工工艺和技术标准。层层进行技术交底，组织业务学习，进行上岗前的技术培训，建立健全测试手段，建立工地试验室，严格计量，做好标准化工作。
（4）创优保证：制定优质工程计划、措施、项目落实到人，进行工序控制，开展QC活动，执行三检制（自检、互检、专检）。
（5）经济责任保证：在执行分项工程经济承包中，优质优价，奖罚分明。各分项工程均制定工程质量奖惩办法，班组承包，质量拥有否决权。
工程施工全过程严格执行交通部《公路工程施工监理办法》，主动接受监理工程师的监督与管理，任何与实施施工承包合同有关的施工活动，经监理工程师批准后再进行。
6.主桥塔柱施工安全保证措施
索塔施工为高空作业，因此安全施工是该项目工程的重要工作内容。按照国家有关规范的规定要求，严格执行本项目工程的各种施工操作程序，消除事故隐患，杜绝事故发生。
（1）按佛山市交通运输工程质量管理手册和安全生产程序文件及建设办、总监办有关文件的要求，认真执行国家、上级有关安全生产方针政策和法规。
（2）塔柱开工前要制订好安全生产保证计划。根据本桥的特点，制定本索塔施工安全生产管理实施细则，开列危险源清单，编制相应的安全技术措施，报安全监理审核，再经有关部门批准。
（3）施工前，项目负责人向全体施工人员进行安全生产总交底，在具体施工期间应根据施工工艺流程，分期向作业人员进行分部（项）安全技术交底和操作规程交底，交底内容要有双方签证，并纳入内业台帐。
（4）液压自爬模板设置防坠落安全网，墩身四周设置安全区域，做好围栏，防止坠物伤人。
（5）严禁在液压自爬模板架上堆放重物，液压自爬模板架主平台设计荷载3KN/m2，上平台及吊平台为0.75KN/m2。
（6）进行安全检查业务，检查各作业工序、作业班组的安全操作、安全防护措施的落实情况以及查处"三违"现象；检查后，要公布检查通报，下达限期整改通知书，整改人按《纠正和预防措施控制程序》提交纠正验证；通过巡视纠查，达到自管自律，全程监控，严格把关。
（7）施工现场布置安全标语，安全警告标示牌和指示牌。办公区有工程管理相关图，大中型机具设备要有安全操作规程。作业人员必须穿戴与其工作相适应的个人防护用品，特殊工种必须持证上岗，并有安全员巡视检查。
（8）发生事故立即报告有关领导，并采取有效措施抢救伤员、保护现场，做好记录，向调查人员反映真实情况。
7.主桥塔柱施工环保措施
按照《中华人民共和国环境保护法》、地方法规、行业企业要求。在施工的同时按照“预防为主，保护优先，开发和保护并重”的原则，制定临时设施规划、施工环保和生态环境保护措施，经业主、监理工程师批准后实施，并严格执行。同时对全体施工人员进行宣传教育，强化环保和生态环境保护意识。
（1）施工前必须制定详细的施工保证措施，做到有组织的排水，不将有害物质和未经处理的施工废水直接排放。
（2）全体施工人员集中学习环保知识，依工程特点制订切实可行的环保措施，专人负责落实、监督。
（3）机械、设备的尾气有消毒、净化设备，有毒、有害物质不随便焚烧，并不得随便回填，收集堆放交环卫部门集中处理。
（4）施工废料处理，按监理工程师的指示选场弃置，尽量少占土地，选择荒地并结合改地造田，尽可能对弃土场平整作地或种植草皮、树木，防止水土流失。
（5）施工道路有洒水车洒水保养，确保不扬尘污染。砼拌和场地，搭设料棚，并远离居民点。
（6）按施工方案交底进行，散体、流体建筑材料的运输有覆盖措施，防止沿途撒漏飞扬。
8. 结语
从魁奇路东延线二期工程奇龙大桥索塔施工现场反馈的信息表明，采用液压爬模施工菱形桥塔具有下列优点：通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬，从而使液压自爬模稳步向上爬升，液压自爬模在施工过程中无需其它起重设备，操作方便，爬升速度快，安全系数高。适合全天作业。劳动强度低，安全性能好。在索塔施工中取得了显著的效果，给企业带来了较高的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG /T F50-2011.人民交通出版社.2011-08-01实施.
[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018
[3]范立础.顾安邦.向中富 桥梁工程（上、下册，第三版）[M].北京：人民交通出版社，2017.
[4]《液压滑动模板施工安全技术规程》（JGJ 65-2013）
论文作者:林映涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：横梁论文; 塔吊论文; 模板论文; 液压论文; 工程论文; 质量论文; 塔座论文; 《防护工程》2018年第31期论文;