摘要：介绍摄乐桥异形钢筋混凝土斜塔柱的支架支撑体系设置、劲性骨架和异型定位板组合解决钢筋精确定位、分节施工方法和施工流程、过程控制情况，对施工浇筑过程中现场的问题进行分析，以期为类似桥梁的施工提供有益的借鉴。
关键词：异形；钢筋混凝土斜塔柱；施工技术
1、工程概况
摄乐大桥结构形式为桥梁采用独塔空间扭索面斜拉桥结构形式，跨径布置30+150+150+30=360m，斜拉索布置形成空间曲面。结构体系采用四跨连续全漂浮体系。桥型立面图如下：
摄乐大桥桥型立面图
索塔横桥向为“Λ”形，无横梁，总高113.8m，其中下塔柱为钢筋混凝土结构，高18.0m；下塔柱采用空心截面（两室），塔身壁厚：横桥向1.4m、顺桥向2m；底部水平截面尺寸为19.296×6.86m，顶部18m高处水平截面尺寸12.183×4.425m；单个内箱尺寸最小约4.4×2.3（上端倒角点）。
下塔柱结构图
下塔柱钢筋：下塔柱外轮廓四周主筋6圈，直径均为32mm，6圈钢筋两两一组，每组中心间距140mm，最外一组中心距结构外边缘83mm。外轮廓主筋主要为HRB400普通钢筋，根据钢塔柱与混凝土塔柱的结合受力要求，最外一组布置了部分PSB930精扎螺纹钢：位于最外一层精扎螺纹钢编号为1，锚固在钢混结合段上承压板；位于第二层精扎螺纹钢编号为1a，锚固在钢混结合段下承压板。精扎螺纹钢筋采用连接器接长，普通钢筋采用滚轧直螺纹连接；外轮廓环形箍筋直径25mm，采用单面焊接连接。
混凝土等级为C50，钢砼结合段采用C50低收缩性混凝土。设计要求塔座与3m高下塔柱一次浇筑完成。
2、劲性骨架及钢筋定位板设置
劲性骨架竖向分段：由承台底部布置到第三次浇筑段顶，分3段安装。
劲性骨架竖水平分块：直线边2块、中腹板1块、椭圆边2块、圆倒角2块，一共分7块加工安装。
劲性骨架结构：骨架竖向主杆件为工10，主杆件之间采用∠63角钢焊接连接，形成空间桁架。
劲性骨架竖向节段之间采用焊接。分块安装好后，分块之间采用角钢焊接形成整体。
根据钢筋分节，设置4道钢筋定位板，保证外轮廓主筋钢筋精确定位。每道定位板分8块加工安装，曲线段和直线段各划分成4块，分块之间采用法兰盘通过螺栓连接。定位钢板厚度20mm，工厂制作，根据主筋位置冲圆端形孔，并设振捣孔。钢筋由定位板上边向下穿入。
定位板钢筋定位孔及混凝土振捣孔
3、模板及支撑体系
（1）模板
外模及内模均采用组合钢模。外模板沿高度方向划分为9节，沿平面划分7块，平面划分形式见图3.1-5，编号A为直线段分块、编号B为圆曲线段分块、编号C/D为内倾侧椭圆段。编号C/D模板安装须设外部支撑体系。
外模面板为8mm面板，次横背楞槽12，主横背楞槽20；内模采用4mm厚薄钢板，主楞为槽8，背楞为槽12，且竖向布置。内外模板设拉杆，背楞垂直相交，以便于拉杆安装。
（2）支撑体系
编号C/D模板倚靠在竖向H588型钢竖肋上，H588型钢底部立在塔座顶预埋件上。根据浇筑顺序，支架体系竖向分3次安装。
第一段浇筑时，安装底部斜撑，安装第1节H588型钢竖肋；第二段浇筑时，安装对撑支架支撑，安装第2节H588型钢竖肋，两塔肢须对称浇筑；第三段浇筑时，安装第3节悬臂段H588型钢竖肋，两塔肢须对称浇筑；第四段直接立模浇筑，依靠悬臂段H588型钢竖肋及对称支架支撑。
支撑体系立面总布置图
1）斜撑结构
斜撑采用φ820×10mm钢管。一端埋设预埋件，支撑在承台。斜撑在模板一端：每对斜撑顶住双拼H900水平分配梁，H900水平分配梁与H588竖肋之间采用采用切角的型钢钢楔块抄垫。斜撑构件之间焊接牢固形成整体。
承台施工时，埋设塔座上预埋件，预埋件底部型钢须深入到承台内，为下塔柱第一段外模体系提供支撑力。
下塔柱第一段模板调整好后，将竖向H588梁底部与预埋钢板焊接牢固，安装预埋件上的D25精扎螺纹钢筋。
2）对撑支架
对撑支架采用钢管及H型钢制作，作为塔柱内倾一侧的模板支撑架，主要抵抗混凝土侧压力。对撑支架采用4榀桁架，每榀桁架采用2根钢管立柱支撑承台上，立柱与桁架、承台预埋件之间焊接。
桁架弦杆为三拼H588型钢，腹杆为φ426×6mm钢管，每榀桁架之间采用φ273×6mm钢管焊接固定成整体。
钢管立柱为2根φ630×8mm，立柱横桥向采用φ630×8mm钢管“交叉焊接成整体，顺桥向采用φ426×6mm钢管水平连接。
对撑支架与模板竖向H588梁之间：下层双拼H900分配梁、上层为双拼H588分配梁，每层分配梁焊接成整体。
根据四次浇筑情况，分为四个工作状况，对模板支撑体系构件以下参数进行计算，计算结果见下表，结构受力满足要求。
表：模板支撑体系计算结果汇总表
4、施工流程
结合承台及钢塔结合段吊装的施工方案，塔座及下塔柱施工流程如下：
（1）1.5m高塔座及第一段3m高下塔柱浇筑
塔座钢筋安装、下塔柱第1段钢筋安装→内模安装→外侧模安装→外侧模斜撑支架安装→第1段混凝土浇筑。
（2）第二次9m高下塔柱浇筑
对撑支架安装→塔柱内倾侧模板安装安装→第3节劲性骨架→定位板安装→钢筋安装→内模安装→外侧模安装→第2段混凝土浇筑。
（3）第三次4.4m高下塔柱浇筑
顶部内模安装→定位板安装→钢筋安装→钢塔定位架预埋件安装→悬臂段H588型钢支撑安装→外侧模安装→第3段混凝土浇筑。
（4）第四次浇筑（1.6m高下塔柱及钢混结合段）
安装首节钢塔型钢定位架→安装第一吊装段钢塔（T0+T1）→安装钢筋、锚固第一批精扎螺纹钢筋→安装第二吊装段钢塔（T2）→锚固第二批精扎螺纹钢筋→安装混凝土段外侧模→浇筑混凝土→混凝土达到设计强度后，拆除所有外侧模板和支撑体系。
5、施工测量
（1）劲性骨架定位
首先在承台底部，放样出劲性骨架预埋件，在预埋件上放样出焊接点，首先焊接中央处劲性骨架，测量劲性骨架两端点，求出劲性骨架顶面参考面特征点标高，建立空间参考线，对比空间参考线调节中央劲性骨架的左右偏距和倾斜度。根据中央劲性骨架的空间参考线，延伸至两侧定位。重点保证劲性骨架不侵入钢筋绑扎区域。
（2）定位板定位
劲性骨架定位完成后，在接近设计标高的下部放出大概位置，焊接铁板，在铁板上放样出设计标高处的实际位置，在实际位置上焊接立筋，在立筋上放样出设计标高。放样出六个特征点的空间位置，拉线。根据拉线位置焊接定位板，焊接完成后检查位置时候超限。
同一层定位板由多块组成，每块定位板之间采用螺栓连接，定位板固定的骨架的牛腿上，定位板安装精度与钢筋安装精度要求相同，即平面位置偏差不超过±20mm。
钢筋安装完成后，及时检查定位板的空间位置，是否因钢筋穿插而发生变形，发生变形后通过缆风将其纠正至设计位置。
（3）模板定位
在塔座上放样出塔柱模板特征点，根据模板特征点拼装塔柱外模板。模板拼装完成后，检查顶口模板，通过斜撑调整外模板顶口到设计位置。在外模板上放样出内外模间距，通过钢尺检查内模板。在模板上拉设缆风固定，防止倾覆。
（4）竣工测量
没节段浇筑完成后立即检查模板尺寸及位置是否发生位移，为下节段混凝土浇筑提供预偏数据。下塔柱浇筑完成后做整体竣工测量，为钢混结合段提供预偏数据。
6、混凝土浇筑注意事项
（1）塔柱施工由同一个混凝土工厂供应混凝土。
（2）混凝土采用汽车式天泵浇筑，浇筑混凝土前，全部支架、模板、钢筋和预埋件等应按图纸要求进行检查合格，并清理干净模板内杂物。
（3）混凝土分层浇筑厚度一般按30cm分层；混凝土分层浇筑时，上、下层间应不超过混凝土的初凝时间；混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断，间断时间应根据混凝土初凝时间和气温确定，并应尽量缩短，若超过允许间隔时间，则按施工缝处理并做出记录。
（4）第二、三浇筑段，两塔肢混凝土必须同步对称浇筑，高差最大不超过1m。
（5）混凝土由高处落下的高度不得超过2m，采用天泵浇筑时，将天泵的输送软管接长至离混凝土面不大于2m，或采用串筒下落，避免混凝土发生离析。
（6）浇筑混凝土期间，应设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，随时检查安全情况，当发现支架有松动、变形、移位情况时，应及时处理。
（7）混凝土初凝后，模板不得振动，伸出的钢筋不得承受外力。
（8）混凝土的入模温度应维持在10～32℃之间。
（9）在晚间浇筑混凝土，应备有适当的照明设施。
（10）雨季施工，应做好必要的防范措施。
（11）按有关规定制作混凝土试件，并指定专人填写混凝土施工记录，详细记录浇筑日期和时间、原材料质量、混凝土的配合比、坍落度、拌合质量、混凝土的浇筑和振捣方法、浇筑进度和浇筑过程出现的问题等。
（12）振捣时采用Φ50mm插入式振动棒振捣，振捣器垂直地插入混凝土内，并要插至前一层混凝土，以保证新浇混凝土与先浇混凝土结合良好，插进深度一般为50～100mm；振捣器移动间距不得超过振动器有效振动半径的1.5倍，与侧模应保持50mm～100mm的距离，应尽可能地避免与钢筋和预埋构件相接触，并不能在模板内利用振捣器使混凝土长距离流动或运送混凝土，以致引起离析。混凝土浇筑过程中，注意不要碰撞模板，尤其是预埋件，防止移位。
（13）定位板及结合段承压板下混凝土振捣
定位板和结合段承压板处钢筋密集，为确保振捣密实，板内无气泡停留，选用Φ30mm插入式振动棒振捣。严格控制混凝土浇筑分层厚度，混凝土面在接近钢板底部时，暂停卸料，待振捣密实后再卸料。
混凝土应卸料到定位板或承压板以外的区域，通过振捣棒使混凝土盖过钢板，不得直接卸到钢板上。
钢板上设计的每个振捣孔均需插入振捣，每一振捣点的振捣时间宜为20~30s，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表层呈现浮浆为度。
结合段后注浆：根据设计要求，为保证填充砼密实，应设置砂袋围挡使砼浇筑面高出钢混结合顶面不少于10cm，待砼达到设计50%设计强度后凿除，另外再用出气孔进行补压浆作业，压浆原则：以砂浆无法压进才停止。
7、质量保证措施
7.1劲性骨架制安质量保证
（1）控制好骨架节段总长度、骨架倾斜度。
（2）各杆件之间焊接牢固，焊缝进行外观检查无缺陷。
（3）骨架分块安装，分块之间采用角钢拉结，上下节段之间焊缝焊接饱满，牢固，焊接质量较差时加小钢板焊接加强。
（4）底节骨架安装后，宜加型钢辅助支撑，避免倾覆。
（5）定位板安装时，先定位好牛腿，再放置定位板精确调整。
7.2支架安装质量保证
（1）预埋件钢筋与钢板按要求焊接牢固，预埋件钢筋埋入深度满足设计要求。
（2）支架分块吊装好后，现场焊缝应焊接饱满，外观检查质量合格。
（3）模板支撑竖肋H588梁底部与预埋件焊接牢固，预埋的精扎螺纹钢筋张拉力满足设计要求。
（4）斜撑采用千斤顶将模板调整好后，应将斜撑各垫块焊接牢固。
7.3模板安装质量保证
（1）模板要保证有足够的强度和刚度，并要装拆方便。加工木模板要严格按技术规范施工，实行三级验收程序。模板安装时要涂脱剂，加贴防漏胶条，并注意控制高差、平整度、轴线位置、尺寸、垂直度等技术要求，逐一检查，防止错误。
（2）模板加工好后，厂内预拼，合格后方可进场。
（3）严格按照支架拼装设计图进行施工。拼装支架经验收合格后，方允许交付使用，并应向下一道工序人员提醒注意事项。
（4）外模板和内模之间采用拉杆对拉，双螺帽固定。
（5）钢筋保护层垫块数量应满足规范要求，其在弧线段宜适当加密。
（6）模板安装前应检查打磨效果、拼缝高差、脱模机涂刷情况。
（7）底节混凝土浇筑完成后，禁止松开模板拉杆；拆卸模板、支架时，应按规定顺序拆除，小心轻放，决不允许猛烈敲打和拧扭。
7.4混凝土质量保证
（1）试验人员到搅拌站监督检查配合比执行情况，原材料、坍落度、试件取样以及拌和时间是否相符。混凝土运抵现场后，必须经过试验，符合要求后才能浇注。
（2）混凝土浇注作业应连续进行，如因故发生中断，应采取相应措施处理。施工缝的设置，应按有关规定的要求执行。混凝土终凝后采取适当措施养护。
（3）混凝土振捣时，应注意对钢筋、定位板的保护。
（4）混凝土养护时，避免内箱积水，有积水时应排除。
8、对现场有关施工问题的讨论
（1）由于钢筋设计密集、安装定位精度高。结合段主筋安装注意事项：精扎螺纹钢筋分别锚固在第1、2个吊装段内的环向承压板上，第一个吊装段定位好后，穿入精扎螺纹钢筋，锚固第一批；第二批锚固的精扎螺纹钢筋与第一批同期放入，但不与下端对接，待第二节钢塔安装好后，将精扎螺纹钢筋上端穿过第二节钢塔锚固孔，再将下端对接连接，然后上端锚固。
（2）随着混凝土塔柱的施工分节安装，支架与模板安装存在干扰，考虑可调式桁架利用铰座的转动以及对撑型钢间的活节设置可以对模板精确定位。第一浇筑段立模状态，斜撑可通过起顶调节竖肋及模板位置并起到支撑作用安装桁架第二节，为对撑体系，桁架中部设置有活动装置，可将桁架外外顶50cm，解决模板与支架安装干扰的问题。两节竖肋之间采用铰接。在支架设计过程中充分利用了各材料的工作性能，如抗弯能力和抗压能力。对撑支架兼具支撑，调节，工作平台等多重作用。
（3）为确保斜塔及支架不产生水平推移，重点控制对称浇筑：第2-3段塔柱混凝土施工时，两肢塔柱应同步浇筑，高差最大不超过1m；选取竖向钢筋每隔50cm作一个高程标记点，并编号，每个塔肢内标记钢筋不低于4根，均匀对称布置。每肢塔柱内混凝土应分层浇筑，保证分肢内各区域混凝土面同步上升。
参考文献：
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论文作者:章德春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 模板论文; 预埋件论文; 骨架论文; 支架论文; 型钢论文; 《基层建设》2019年第14期论文;