索塔施工.doc

3.8 索塔施工3.8.1 概况：索塔混凝土标号为C50，混凝土方量为340.6m3。钢筋用量为63.1T。塔柱的斜拉索套管固定区内钢筋施工时不能随意截断，而应按设计图纸要求进行必要的调整，以满足与斜拉索体系的合理布置。斜拉桥索塔施工的关键主要是塔柱线型控制和塔柱斜拉索锚固区的施工，索塔外观质量要求较高，施工时还要注意防风和防雨。施工中要求塔柱的倾斜度在设计的基础上，误差不得大于塔高的1/3000，且不大于30 mm；轴线偏位允许偏差10mm；塔顶高程允许偏差10mm；断面尺寸允许偏差20mm；斜拉索固定点高程允许偏差10mm；斜拉索套管轴线允许偏差5mm；并且要求其外观线条顺直，表面光洁和色泽一致。索塔施工过程中，应严格按设计及施工等的要求埋设预埋件。3.8.2 索塔施工总体布置索塔施工总体布置图见附图所示。施工主要设施有塔吊、爬梯、混凝土泵车及管道、供电和供水五个部分。3.8.2.1 塔吊塔吊安装高度为52M，底节采用预埋锚固螺栓固定，当主墩施工完毕以后，将塔吊安装至40M的基本高度，以后随着索塔的升高，不断自升接高，索塔及主梁0#块施工的所有机具、材料等垂直或在塔周围的运输，都由塔吊来完成。3.8.2.2 施工爬梯由于索塔为矩形空心直塔，为此可在塔柱另一侧搭设钢管脚手支架爬梯，附墙装置由预埋件（附着点）和间接附着撑架组成。其布置见附图。该爬梯由钢管、扣件、底座等组成。人员可以通过爬架直达塔柱顶端。3.8.2.3 混凝土泵车及泵管布置索塔混凝土施工采用水平、垂直导管输送，由一台HBT-60型拖泵来完成。其布置见附图。混凝土垂直输送泵管沿塔柱外侧布设，（如附图中的平面图所示）用型卡固定在预埋的专用架上，并用绳扣隔一定距离将其吊挂于塔柱施工的原模板对拉螺栓上，输送泵管直径为125mm，随塔身的上升而接长。工作面上采用水平管，或三通截止阀外接软管。采用拌和楼拌合，泵车设在主墩台附近。3.8.2.4 供水用两台高压多级水泵分别在顺桥方向的左右两侧，布置见附图。用运河水作为施工用水水源。上水管沿泵管外侧附着敷设。3.8.2.5 供电从总配电箱接出动力电缆，绕承台半周，分别输送给塔吊、泵车及高压水泵的电动机，电缆随塔吊一起上升布置垂直动力电缆。塔柱工作平面内设小型配电板，以满足工作面上的电焊机、振动器、照明等电力需要。3.8.3 索塔施工工艺流程见工艺流程框图。机具布置安装调试测量放样搭外侧工作脚手架安装9m钢筋埋设预埋件安装4.5m模板验收签证浇筑混凝土凿毛、养生、待强塔柱第一、二节段施工安装爬梯劲性骨架安装施工塔柱第三七节段安装附属结构物成塔 3.8.4 塔柱施工3.8.4.1 塔柱施工节段及高度选择塔柱从塔座顶面至桥面高31.0m，将其划分为7个节段施工，每节高4.5m，塔柱为矩形空心直塔。3.8.4.2 塔柱施工概述塔柱采用483.5钢管支架作为人员上下脚手架现浇施工，该支架在进行塔柱施工时逐步加高并与已完成的塔柱节段相连，直至塔柱完成其施工，其支架布置见附图。模板系统：采用翻模施工方法，外模为专用整体定型钢模板，由模板桁架、外模板、护栏、工作平台及对拉螺杆等组成，每套模板分为三节，每节2.25m，每节分为四块制作，其中转角部分纳入横桥向面内整体制作。每次浇筑节段共4.5m高混凝土，其中一节段2.25m紧固在塔壁上，作为底节接口模板，下次浇筑时上次的顶节模板作为该次嵌固底节接口模板，上次底节和中节模板作为该次浇筑混凝土用模板，重复提升施工，基本结构见附图。为使索塔美观，接缝水平设置，并保证塔柱各面基本水平一致。模板通过对拉螺杆连接到到劲性骨架上加固，对拉螺杆间距按80cm布置，拉杆随塔柱施工逐道安装，拉杆主要用于施工时模板的加固及调整。根部变截面由收分模板及角模来实现。内模采用组合钢模与210钢楞拼装，采用483.5钢管脚手架作为支撑。提升系统：由于翻模系统依靠混凝土对模板的粘着力固定，模板本身不能爬升，因此要依靠塔吊进行模板提升，以加快施工进度。塔柱的混凝土施工中随时观测劲性骨架及对拉螺杆等，防止模板变形及漏浆，影响外观质量。塔柱施工时应及时进行斜拉索预埋管道及索鞍鞍座等预埋件的安装，并利用劲性骨架进行准确定位。3.8.4.3 模板提升施工3.8.4.3.1 模板提升施工a、 准备工作模板提升前先清除模板上一切杂物，并准备好拆模、清理模板用工具及脱模剂（新鲜机油），并将第一节及第二节模板的对拉拉杆拆除。b、 保险措施的设置由于模板可用塔吊提升，故在脱模前先将5T葫芦预紧或塔吊预吊以防止由于脱模后造成安全事故，每次提升一节2.25m模板。c、 拆除模板间接头螺栓d、 模板脱离墙面e、 清理模板表面混凝土渣，用新鲜机油或其他物质作为脱模剂均匀涂刷模板表面，并防止脱模剂过多污染钢筋或混凝土。f、 模板提升就位，就位后，安装好接头螺杆及对拉拉杆。安装对拉拉杆时，若对拉拉杆与主筋或骨架冲突，主筋不能割断而应适当移位，骨架应先适当加强后再割孔以穿过对拉螺丝。对拉拉杆应安装稳固，不得漏装。g、 测量调整模板，加固复测合格后请监理工程师验收签字转入下一道工序施工。3.8.4.3.2 模板提升施工工艺流程见流程框图及附图。准备工作 安装动力 紧葫芦 模板脱位 清渣、涂脱模剂 均匀提升就位 测量验收3.8.4.4 劲性骨架安装索塔从有索区段开始安装劲性骨架，劲性骨架由角钢焊接而成。在有索区段下一定距离的砼面预埋安装劲性骨架预埋件，注意预埋件平面调平。每次接长9m，保证劲性骨架的垂直，焊接牢固。横桥向用角钢每隔3m给予连接。3.8.4.4 钢筋施工索塔普通钢筋总量为63.1t，II级钢筋要求进9m定尺。钢筋采用塔吊安装，无索区钢筋依靠钢管支架定位，有索区钢筋依靠劲性骨架定位，钢筋安装时，要考虑索塔斜拉索预留管的安装。3.8.4.4.1 钢筋配料、制作钢筋在钢筋棚或钢筋加工区内进行加工制作，严格按照图纸要求的形状、尺寸进行制作，复杂的细部尺寸放大样进行。其他工序都必须满足现行国家标准的要求。加工成半成品的钢筋应按施工部位、型号、规格等做好编号并挂牌标识，并分类堆放。用运输车或其他机械设备转运至施工面内进行钢筋的安装绑扎。3.8.4.4.2 钢筋的连接索塔II级钢筋采用挤压连接器连接，其各项指标都必须满足现行国家标准的要求。若设计作出要求时，按设计要求进行施工。索塔钢筋的I级钢筋，原则上采用绑扎连接，其相应各项技术指标必须满足现行国家标准的要求。3.8.4.4.3 钢筋绑扎钢筋安装完成后，利用劲性骨架将其主筋进行临时位置调整，然后严格按照图纸要求将各编号钢筋按一定施工顺序进行绑扎定位，然后利用测量放样点进行钢筋尺寸，或空间位置的调整，并挂上保护层垫块。通过自检合格后，请监理验收签证，即可进行下一道模板工序施工。钢筋绑扎施工过程中，当其与预埋管道或斜拉索的鞍座预埋件位置交叉或重叠时，钢筋应做适当调整，在有预埋管道的施工区域进行施焊时，必须防止预埋管道被烧伤或电弧击穿，其相应保护措施见预应力体系施工部分。钢筋密集部位应考虑混凝土振捣施工的操作空间，可作适当的调整，以确保混凝土浇筑振捣密实。为防索塔混凝土开裂，必要时在索塔主筋外侧设置防裂钢筋网，以保障砼的外观质量。3.8.4.4.4 钢筋施工工艺流程钢筋施工工艺流程见流程框图。测量放样施焊接头施工空间位置调整制作下料配料验收签证绑扎安装3.8.4.5 混凝土施工混凝土施工包括混凝土配合比设计、混凝土生产、混凝土运输、混凝土浇筑、混凝土养护及施工缝处理等工序。3.8.4.5.1 混凝土配合比的设计本索塔采用C50混凝土，混凝土方量为340.6m3。索塔混凝土为高强度等级的高性能混凝土，其要求具有高工作性能和高耐久性。在施工过程中，我们将严格控制原材料的质量，以确保混凝土的质量要求。做到材料检测不合格不进场，严格按技术规范要求做好混凝土配合比试配实验，并将其试配结果进行优选，选出满足本索塔施工要求的配合比，以指导施工。要求混凝土在不但要保证普通节段施工时的早强要求的同时，还要根据不同部位浇筑时间将混凝土初凝时间作调整，以确保混凝土施工质量。3.8.4.5.2 混凝土生产拟投入本工程的砼生产机械详见机械计划表。混凝土生产要求严格按现行国家标准进行。3.8.4.5.3 混凝土输送混凝土采用混凝土泵泵送，其机械投入详见机械计划表。索塔砼泵送在高温季节应采取降温措施：水平泵送管段采用浇水降温和覆盖湿麻袋吸热；竖直管采用泵管外包矿棉阻隔外界高温侵入措施。3.8.4.5.4 混凝土浇筑混凝土浇筑严格按节段或分层进行施工，每节段或分层一次摊料厚度不大于50cm，混凝土入料必须采用平行多点串筒入模布料的施工工艺，以确保混凝土浇筑质量。混凝土浇筑采用软轴插入式振捣器进行振捣施工，要求结合结构的空间尺寸，配备不同规格的振捣棒。3.8.4.5.5 混凝土养护及施工缝处理混凝土浇筑完成后，根据混凝土凝结时间，确定终凝后进行洒水养护。严格注意早期前7天养护，干燥或炎热气候条件下潮湿养护时间不得少于21天。脱模前采用顶面蓄水养生，脱模后，周围采用悬挂环状水管不间断喷洒水，使养护期内始终保持湿润。混凝土浇注层基面按施工缝的要求进行凿毛，待混凝土表面强度大于2.5Mpa以后，采取人工凿毛，以凿出新鲜石子为宜，然后用高压气或水冲洗，严禁使用风镐，钢钎进行凿毛，以免骨料产生扰动。下层混凝土浇筑前，先铺一层23cm厚的同标号砂浆后进行施工。合理安排砼施工周期，以防止层间间隔时间过长。3.8.5 索塔施工测量定位控制3.8.5.1 测量定位控制内容其控制内容有：模板安装定位、劲性骨架、斜拉索套筒、斜拉索鞍座的定位测量、索塔挠度变形等的观测。3.8.5.2 测量放样的主要方法由于索塔精度要求高，故测量仪器、施工放样方案的选择直接关系到工程施工质量进度。我们选用代表当今世界先进水平的NIKON全站速测仪（DTM-A5LG）进行施工测量控制，进而达到精度要求，保证工程质量。由于塔柱高，其施工测量还受通视、温度等因素的影响，故在施工中必须多次建立高精度的局部临时测量控制定位网点，并采用空间三维坐标定位。在控制网点架设仪器，直接测量索塔上测点的三维坐标X、Y和高程H，然后将测量值与对应的设计值比较，计算出二者的差值，再将点位移至设计位置。由于“全站仪三维坐标法”对仪器依赖性太大，所以同时用常规的经纬仪交会和水准仪分别对平面点位和高程进行校核。3.8.5.3 模板安装定位模板定位包括外模和内模的定位。外模定位首先要根据模板各测点的标高、塔柱各边的斜率来计算模板的平面位置及各控制测点的坐标，再利用全站速测仪对模板的各测点分别进行测量，并进一步调整，直到合格为止。内模定位则只需用钢卷尺量内模到外模的距离即塔柱壁厚来控制进行调整，直到合格为止。3.8.5.4 劲性骨架定位劲性骨架在钢结构加工场地内按图纸尺寸认真加工，并根据图纸算出各点的坐标，经验收合格后，在施工现场用全站仪直接对各测点进行观测，调整，直到合格为止。3.8.5.5 斜拉索鞍座定位鞍座在工厂加工并运至现场，在塔柱施工的同时及时进行安装埋设，安装时应根据设计图纸计算出鞍座上各定位点的坐标，经验收合格后，在施工现场用全站仪直接对各测点进行观测，调整，直到合格之后将其用地脚螺栓固定。3.8.5.6 斜拉索套筒定位斜拉索套筒的定位是整个索塔施工定位工序中，精度最高、工序最复杂的项目。斜拉索钢套管定位的关键是保证锚固中心点空间位置及钢套管的方向正确，否则斜拉索将与钢套管发生磨擦，损坏斜拉索，为了防止混凝土堵塞斜拉索钢套管并利于立全站仪棱镜杆，定位前需将钢套管两端用薄钢板封口，以后再割开。放样时，只要保证斜拉索钢套管上端中心口（锚固中心点）与下端中心同时达到各自设计坐标与高程，则索管也达到设计位置。于是用全站仪三维坐标法先测得斜拉索钢套管上、下端中心点的坐标和高程。根据其偏差就可以利用千斤顶等微调设备移动斜拉索钢套管至正确位置，再将其焊接在劲性骨架上。这样的测量、计算、调整往往需反复进行多次，直到达到设计要求为止。在实际工作中，斜拉索钢套管下端中心点由于处在垂直面上，无法直接采用全站仪棱镜杆，可在其旁焊接一块钢板用于立棱镜杆，计算时加上改正量即可。3.8.5.7索塔基础的沉降观测由于索塔处主墩基础地质比较复杂，地基在基础、塔身及主梁结构自重作用下可能产生沉降，所以在施工过程中需对其进行观测。为此在主墩承台上设置沉降观测点，左、右各1个。观测方法：按照二等水准测量规范要求。在主塔施工过程中定期对变形点的高程进行观测，最终一次的观测值与第一次测量值为主塔的沉降变形量。3.8.5.8索塔挠度的变形观测在索塔施工过程中，由于索塔受风力、日照等外界环境的影响而产生挠度变形。随着塔高的增加，变形幅度也急剧增大。只有准确掌握塔的摆动和扭转规律，才能有效指导施工和相应的施工测量工作。另外，在主梁施工中，由于施工原因，致使索塔两侧拉索受力不平衡，从而使索塔在顺桥向产生一定的偏移。为了将这种变形控制在一定范围内，不致使其危及索塔安全，需对此变形进行观测。为了准确地反映索塔的变形情况，可在塔柱的顶部布设变形观测点。变形观测点的周期，在施工阶段根据影响索塔受力的具体情况而定（如斜拉索的张拉）。索塔挠度变形观测方法：采用全站仪极坐标法进行观测。在控制点安置好仪器，输入测站点坐标并配置好起始方位后，只要一次照准反射棱镜，仪器即可测出方位角和距离，计算并显示出变形点的坐标，将测量结果与变形点第一次测量的坐标比较，就得出变形的二维偏移量。为确保精度，观测要进行一个测回。为提高测量精度，用全站仪极坐标法观测时始终在同一控制点上，后视方向也始终为同一方向，这样各控制点的误差不会影响测量精度。同时，工作基点和照准点都采用强制对中装置。3.8.5.9索塔施工测量的主要技术要求3.8.5.9.1索塔施工测量的控制基准点要经常复测，防止点位移动。3.8.5.9.2温度、日照和风力对索塔的挠度变形影响复杂，其对施工测量放样的影响值难以得知。所以对索塔各部位进行施工测量放样时，应选择夜间、风力小、外界环境相对稳定的时段进行。 3.8.5.9.3 由于索塔的不断增高和混凝土收缩、徐变、沉降、风荷载、温度等因素影响，塔身必然会有少量的变化，所以在对塔身各部位的相关位置和变化点进行测量放样时，应避免误差的累积，保证索塔各断面尺寸达到设计要求。