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一座大型桥梁施工组织设计下

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2020年6月23日
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第二章 索塔施工
第一节 概述
( 一) 施工工艺
下塔柱采用搭设支架翻模施工工艺, 中塔柱采用爬架翻模施工工艺。下横梁、 中横梁与塔柱同步施工, 上横梁与上塔柱异步施工。主塔施工分节见附图29。
( 二) 塔柱施工的主要机械设备
1、 塔吊、 电梯、 搅拌系统及水电供应
见塔柱施工设备布置图( 附图-30) 。
2、 混凝土泵送系统
混凝土泵送系统包括: SCHWINBP—4000型混凝土拖式泵、 泵管、 泵管附墙件等。为适应水位涨落影响, 搅拌船与承台间的泵管采用临时接头连接, 承台以上的泵管采用固定连接, 上、 下游泵管之间经过人工拆装换向。混凝土泵管附着于塔柱外壁并用直螺母固定。
第二节 施工顺序
下塔柱施工脚手搭设
电梯安装
中塔柱爬架翻模施工
上塔柱封顶
上塔柱翻模施工

下塔柱翻模施工
下横梁、 下塔柱同步一次浇筑
下横梁支撑安装
中塔柱第一、 二节段翻模施工
爬架安装
中横梁、 上塔柱同步施工
塔冠施工
中塔柱、 中横梁支撑安装
上横梁施工
塔吊移位至下游塔肢外侧

第三节 下塔柱施工
下塔柱模板共分9节, 搭设φ48×3.5mm钢管扣件式脚手架翻模施工, 脚手沿塔柱周围形成封闭操作平台。承台施工结束, 先将承台与塔柱的混凝土界面凿毛, 接高劲性骨架, 调整预埋钢筋, 并接高10m, 同时搭设施工脚手架。测量放样后, 塔吊吊装1节5m高模板, 并测量、 复核模板位置, 微调整( 如果需要) 后, 浇注第一节5m高混凝土, 凿毛混凝土面, 绑扎第二节段钢筋, 立模浇注第二节5m高混凝土, 接高劲性骨架, 并将钢筋接高10m, 待混凝土达到拆模强度后, 拆除底节5m模板, 翻至上节, 以第二节模板作基准模板支立第三节段模板, 浇注混凝土。循环施工其它节段, 同步施工脚手架和横梁支撑钢管等。
下塔柱每肢各设2套内外模板, 每节模板高度5m。下塔柱顺桥向、 横桥向尺寸均随塔柱高度发生变化, 翻模施工时纵、 横向模板均需作相应收分, 以满足截面尺寸变化的要求。
下塔柱平衡架施工:
( 1) 塔柱两塔肢向外倾斜, 在下横梁完成预应力张拉前, 下塔柱柱脚处由于受到塔柱混凝土和施工荷载的偏心作用, 会产生较大的附加应力, 为此施工时在两塔肢间设置平衡架, 经过平衡架拉杆将劲性骨架和平衡架连接成整体稳定结构, 同时在两塔肢之间施加体外预应力, 以减小横桥向水平分力对塔肢的不利影响。
( 2) 平衡架与横梁支撑体系共同设计, 塔柱施工时预埋受力螺杆, 螺杆与劲性骨架焊接成整体, 并经过螺杆将模板拉住。模板拆除后, 由平衡架斜拉杆、 平衡架、 体外预应力共同组成空间受力结构, 使两塔肢沿横桥向的分力相互抵消。下塔柱平衡架见附图-31所示。
( 3) 下塔柱起步段25.5m高为实心体, 按大致积混凝土施工, 冷却水管采用φ33.5×2.5焊接钢管, 按1m×0.8m布置。实心段施工完后用相应标号水泥净浆封堵。
第四节 中、 上塔柱翻模施工
根据塔身的外形特点, 中塔柱采用爬架翻模工艺施工, 上塔柱采用脚手架翻模工艺施工。上塔柱四周搭设ф48×3.5mm钢管扣件式脚手架, 形成封闭式操作平台, 以方便塔柱环向预应力及后期挂索施工的需要。

一、 爬架系统:
( 一) 、 爬架体系的组成
1、 爬架体系由爬架、 导向系统、 动力提升系统等部分组成。
爬架由附墙架、 工作架、 翻板式活动脚手、 背面加强架、 爬梯及限位滑轮等组成, 是一个集爬升架、 操作平台、 脚手于一体的空间结构。其中附墙架经过锚固螺栓附着于已成段混凝土外壁上, 是主要承力结构, 锚固螺栓采用M24H型锥形螺母, 材质为45号。钢爬架结构布置见附图-32所示。
2、 导向系统分为拉结导轮、 伸缩脚轮。
拉结导轮布置在工作架的四角, 是一种十字连轮结构, 主要作用是在爬架爬升时, 成为侧面爬架和斜面爬架之间交替上升的导向和限位器。伸缩脚轮是能够自由伸缩的橡胶滚轮, 设置在附墙架上, 与提升系统一起形成爬架爬升时的平衡体系, 同时也可减小爬架提升过程中对塔柱混凝土的磨擦, 保护塔柱混凝土外露面。
3、 利用10吨倒链葫芦提升爬架, 东、 西侧爬架提升时各布置10个, 南、 北侧爬架提升时各布置7个, 钩头提升高度6m。
( 二) 爬架翻模施工原理
施工工艺: 下横梁施工完毕, 继续搭设脚手架施工中塔柱第一、 二节段, 然后吊装爬架, 从中塔柱第三节段开始采用爬架翻模施工。施工时利用爬架与模板互为支承和悬挂, 彼此交错提升、 固定, 从而有效地完成爬架与模板的爬升、 定位作业。塔柱施工节段的工艺循环见附图-33所示。
( 三) 爬架安装
1、 准备工作
◇ 爬架各分段构件在陆上组装, 按设计要求对焊缝、 外形尺寸等进行检查验收。
◇ 检查提升设备、 节点板、 拼接螺栓等配件是否配齐, 混凝土墙体上预留孔位是否与附墙板的设计孔位一致。
◇ 进行技术交底, 使组装人员熟悉组装工序及注意事项。
2、 爬架组装
考虑现场塔吊的起重能力, 爬架分两阶段组装, 即附墙架和工作架两部分。
组装顺序: 先附墙架, 后工作架。
首先将附墙架就位固定后, 起吊工作架至附墙架上部, 交叉固定上、 下拼接板, 螺栓必须全部拧紧, 不得漏拧或少拧; 工作架先装南北侧爬架, 后装东西侧爬架, 采用四点平衡吊装法, 并用2个10t手拉葫芦进行调平。
爬架全部组装后, 安装拉结导轮和伸缩脚轮, 在模板相应位置带上安全葫芦和安全钢丝绳, 做为安全储备。
( 四) 爬架提升
1、 提升前的准备工作
◇ 检查手拉葫芦、 模板吊点是否安全可靠, 复核墙面安装螺栓孔位置是否正确可用。
◇ 清除架体上不必要的物件。
◇ 安装保险钢丝绳, 检查安全措施。
2、 爬架提升
爬架分片由固定在基准模板上的起重葫芦提升, 到位后, 用塔柱内螺栓将其固定于塔柱上, 全部分片提升到位并固定, 将爬架连成整体。提升时必须做到:
◇ 拉紧所有吊点葫芦, 使葫芦均匀受力, 拆除附墙螺栓。
◇ 均匀推进伸缩脚轮, 使架体离开混凝土墙面2～3cm。
◇ 逐片提升爬架, 使整个架体均匀上升下降, 指挥人员应根据上升平衡情况调整各点提升速度。
◇ 就位后, 退回伸缩脚轮, 使架体紧贴混凝土表面。
◇ 调整爬架位置, 使附墙架上孔位对准预留孔位, 上满附墙螺栓并拧紧。
3、 查验收, 松开多余手拉葫芦, 收紧保险绳, 爬架进入正常使用状态。
二、 模板系统
( 一) 模板的强度、 刚度以及表面平整度是影响塔柱混凝土外观的重要因素。因此本工程外模采用厚度为8mm的钢板和型钢焊制成大块组合钢模板, 内模采用组合钢模和木模加工制作。由于上塔柱是斜拉桥缆索的悬挂锚固区, 索塔内将埋设共64根斜拉索钢套筒, 且钢套筒伸出塔柱外壁的最小长度均为25cm, 同时上塔柱内模在顺桥向两侧变化很大, 因此施工时将根据上塔柱不同部位制作相应的专用内模和外模。为保证预留孔洞的尺寸准确, 人孔等预留孔洞处的模板采用定型钢模。
( 二) 中塔柱的标准施工节段高度为5m, 单节模板高5m。每肢塔柱设2节模板, 二者互为基准模板( 基准模板附着于塔柱已浇混凝土上) 进行循环翻模作业。内、 外模采用H型螺母对拉杆固定, 相邻模板用螺栓联接, 侧面模板与斜面模板用拉杆固定。上塔柱内外模板高度与上塔柱高度相同( 横桥向除外) 。
1、 模板提升
①. 提升前准备工作
◇ 检查提升工具、 吊点构件是否可靠;
◇ 按设计要求挂装葫芦。
② 模板提升、 拼装、 固定
◇ 由塔吊或挂于爬架上的起重葫芦提升;
◇ 用手拉葫芦拉紧模板, 然后松开固定螺栓。
◇ 拉开模板, 使其靠在爬架立杆上, 及时清理模板表面和涂刷脱模剂。
◇ 模板均匀提升, 就位安装。
◇ 内外模之间用对拉螺杆连接;
◇ 将部分对拉螺杆与劲性骨架焊接, 利用已浇段、 劲性骨架固定模板并同基准模连接。
三、 劲性骨架施工
( 1) 劲性骨架的加工、 制作
本索塔劲性骨架主要作用是定位、 支撑钢筋, 临时调整、 固定模板和测量放线。劲性骨架单元体采用型钢, 在车间进行分段加工制作, 先行制作单件, 现场吊装、 接高。为保证劲性骨架的加工精度, 需在专用台座上定型靠模制作, 编号堆放。
( 2) 劲性骨架安装
劲性骨架用汽车运至码头, 上船后水运至施工现场。利用塔吊分片吊安、 接高。吊安时先用螺栓临时固定, 测量控制精度满足要求后将劲性骨架焊接固定, 相邻骨架间用∠100×100×8、 ∠75×75×8等连接角钢作水平撑和斜撑焊成整体。
四、 塔柱钢筋施工
( 1) 钢筋接头工艺
塔柱Φ32mm主筋, 采用钢筋挤压连接器接长。同一断面钢筋接头数量不超过断面钢筋数量的50%, 钢筋接头技术标准按YB9250-93的要求执行。
对Φ32主筋接头, 先挤压好一端, 运至现场定位后, 再挤压另一端接长。
( 2) 钢筋加工
塔柱主筋按10m定尺长度供料, 在钢筋加工车间加工成半成品, 分类编号堆放, 按需运至现场。
( 3) 钢筋定位、 绑扎
钢筋用汽车经汽渡船水运至施工现场, 利用塔吊吊安就位。主筋利用劲性骨架上的定位框精确定位, 并预留出对拉螺杆位置, 采用挤压连接器接长后, 再绑扎箍筋、 拉筋, 安装精度按设计和规范的要求执行。在塔柱、 横梁外侧面钢筋外侧设置一层φ5mm的带肋防裂钢筋焊网, 施工时将其定位于主筋上, 以避免浇筑混凝土时钢筋焊网发生移位。焊网应符合YB/T076-1995-CHINA的规定。
五、 预应力施工
上塔柱的锚具经过槽口模板定位在主筋和劲性骨架上。
六、 塔柱斜拉索导管的定位、 安装
为保证塔柱斜拉索套筒的安装精度, 拟分两次定位。先将钢套筒与定位架作临时定位。再安装调整套筒的微调装置, 利用全站仪经过微调装置进行最后调整, 直至钢套筒上、 下口的三维坐标满足要求后作最后定位。钢套筒定位后严禁碰撞、 移位。
七、 塔柱混凝土施工
( 1) 混凝土配合比
塔柱为C50高强混凝土, 应具有高集料、 低水灰比、 高泵扬程、 早强、 缓凝等特性。混凝土采用泵送入仓, 由于泵送垂直距离较大, 因此施工时对混凝土的可泵性、 和易性、 泌水性以及缓凝早强等性能要求很高。混凝土配合比要求: 坍落度为18～20cm, 粗骨料粒径5～25mm。随着塔柱升高, 混凝土配合比做适当调整。另外还应考虑施工季节混凝土配合比的调整, 比如在高温季节混凝土水平和垂直运输过程中水分均有损失, 易造成泵送时间过长或堵管现象, 应适当调整混凝土配合比以改进混凝土的泵送性能。
塔柱混凝土配合比设计时应注意:
① 掺入外加剂, 以降低单位水泥用量, 并改进混凝土的和易性、 可泵性以及达到缓凝早强等要求, 改进混凝土的工作性能。
② 夏季、 冬季施工时, 分别采用砂石料降温、 热水拌和, 以控制混凝土的出仓温度, 同时对混凝土泵管采取降温和保温措施, 减少混凝土水分的损失。
( 2) 浇筑工艺
塔柱混凝土施工时, 由SCHWINBP-4000拖泵泵送混凝土入仓, 中、 下塔柱二肢施工时采取同步浇注。塔柱施工面设三通管对称布料, 混凝土分层布料、 分层浇筑, 分层厚度为40cm, 插入式振捣器振捣。
SCHWINBP-4000泵主要性能
名 称
性能指标
混凝土最大泵送距离
水平距离
900m
垂直距离
300m
混凝土泵送压力
最低压力
9Mpa
最高压力
15.4Mpa
电机功率
132kw
电机转速
1500r/min

( 3) 塔柱混凝土养护和施工缝处理
混凝土养护: 根据气候采用不同方式, 夏季拆模前蓄水养护, 拆模后喷洒养护液进行养护; 冬季采用低温成模性能好的养生液均匀涂刷两道。
施工缝处理: 采用人工方法凿毛。支立模板前施工缝混凝土凿毛清理至露石后, 用高压水冲洗, 浇注前先铺2～3cm厚砂浆。
八、 预埋件施工
塔柱施工中, 预埋件的埋设包括: 爬梯、 排水 电缆、 照明设施、 防雷接地设施以及施工用的塔吊、 爬模支架、 电梯、 横梁支架、 塔柱水平支撑等, 埋设精度分别满足设计和施工要求。预埋件施工图分订成册, 由专人负责施工。
( 1) 施工埋件
尽量减少施工预埋件的数量, 施工时经过在塔柱壁体内预埋”U”型螺栓或锥形螺
母代替预埋钢板, 施工完毕及时拆除并用同色砂浆修补墙体, 以避免施工预埋件发生锈蚀后影响塔柱外观质量。
( 2) 设计埋件
图纸中的设计预埋件, 按设计要求进行加工制作。对于接地等有特殊要求的埋件,
除采用特殊材料加工、 制作外, 每次预埋后均需进行接地电阻测量, 合格后方可进行下一道工序施工。
8 下横梁、 中塔柱支撑体系随塔柱施工同步跟进
塔柱施工时, 下横梁支撑体系的水平支撑与塔柱施工同步跟进, 确保塔柱的悬浇高度符合设计规定。其中下塔柱利用支撑系统的立柱及水平钢管组成平衡架, 由平衡架拉杆经过预埋螺杆与下塔柱内的劲性骨架焊接; 中塔柱设两排四列Φ600mm×8mm竖向钢管支撑和五层φ600mm×12mm水平钢管作为水平撑杆, 经液压千斤顶对塔柱施加一定的水平撑力( 严格按设计的要求进行操作) 后, 经过预埋件将两肢塔柱水平撑住, 确保结构安全。水平撑杆预埋件等的连接采用钢管焊接。中、 上塔柱水平支撑体系见附图-34所示。
九、 塔柱施工安全技术措施
( 1) 在塔柱施工过程中, 按照安全第一的原则进行施工安排, 避免安全事故的发生。
( 2) 水上作业均需配带救生设备。
( 3) 坚持高空作业戴安全帽、 安全带, 杜绝酒后上高空作业。电梯、 塔吊司机、 起重工、 电工等特殊工种必须持证上岗。
( 4) 在爬架四周及底部挂设安全网, 形成封闭作业区域。
( 5) 机械设备经常检查、 维修、 保养, 保证设备的完好性能。
( 6) 爬架、 模板的提升操作必须专人统一指挥, 提升前须做技术交底。
( 7) 对临时构件的设计, 安全系数必须满足有关规范的要求。
( 8) 在不良气候条件下, 如暴雨或风力达6级以上时, 则停止塔柱施工。

第五节 横梁施工
下横梁与下塔柱、 中横梁与中塔柱采用同步施工工艺, 上横梁与上塔柱采用异步施工工艺, 为保证施工质量, 横梁混凝土均一次浇筑完成。
支撑立柱预埋件埋设
φ900钢管立柱安装
底模梁系及底模板安装
φ600钢管水平系安装
钢管立柱顶砂箱及钢箱梁安装
贝雷桁架安装
底板、 腹板、 隔墙钢筋绑扎及波纹管埋设
顶板底模系统的安装
横梁混凝土浇注
封 锚
混凝土养护
预应力钢铰线穿束、 张拉、 压浆
外侧模板的安装、 固定及内、 外模板调整
顶板钢筋绑扎
内侧模板安装及固定

一、 施工顺序:

二、 横梁支撑体系的设计与施工
( 一) 支撑体系的结构
1、 支撑系统组成
( 1) 横梁支撑体系由立柱、 平联、 风构、 砂箱、 上分配梁、 贝雷桁片等底模系组成。
( 2) 下横梁支撑立柱采用中间3排2列共6根φ900mm的钢管, 钢管标准节长6.0m, 钢管间采用法兰螺栓连接。立柱平联采用φ600×12mm钢管现场下料与立柱焊接, 平联设角钢∠75×8mm风钩。为保证支撑体系的稳定, 平联与塔身结合处采用钢板与塔身预埋螺栓连结。
( 3) 为方便卸落支架, 每根立柱顶设卸落砂筒, 砂筒顶面设置分配梁。
( 4) 横梁底模系统由贝雷桁片、 型钢及钢板组成, 贝雷桁片沿横桥向布设。I36顺桥向铺设在贝雷桁片结点处, 间距@75cm, 隔板下加密, 在I36a上横桥向铺设I16型钢, I16在腹板下满铺, 底板下间距@35cm。下横梁支撑系统见附图-05所示。
( 5) 横梁内模支撑采用满堂支架, 因横梁一次浇注, 为使顶板荷载传至支架系统,
在横梁底板内设置劲性骨架及混凝土垫块, 使顶板荷载经过支架、 劲性骨架以及混凝土垫块作用于支撑体系上。
( 6) 中上横梁支撑系统均采用两排四根支撑立柱, 其余结构与下横梁支撑体系相同。中、 上横梁底模系支撑见附图-08所示。
2、 消除支撑体系变形影响的措施
支撑体系变形包括弹性变形和非弹性变形。在混凝土初凝之后, 由于支撑体系的变形易造成混凝土的开裂, 因此要采取如下措施消除支撑体系变形的影响, 保证混凝土的质量。
( 1) 为减小支撑体系的非弹性变形, 安装时尽量减少联接构件间的间隙, 并用薄
钢板垫实所有间隙。
( 2) 配制和易性好、 坍落度损失小、 初凝时间长的混凝土, 以确保混凝土浇注在
其初凝前完成。
( 3) 根据计算的挠度数值, 在底模铺设时预留一定的起拱度。
( 4) 采取措施, 减小钢管立柱因温差而引起的变形。
( 二) 支撑体系施工
1、 钢管立柱安装
钢管预先在车间进行分段加工, 然后运至现场用塔吊逐根吊安, 经过测量控制钢管的垂直度和顶面标高, 同步搭设操作平台, 安装平联及风构。平联与立柱之间设外套管。施工中立柱的分段接长采用法兰盘接头。钢管立柱安装后, 吊安砂箱和钢箱梁等。
2、 桁架安装
贝雷桁片在驳船上分节组拼, 现场由塔吊整体吊安, 桁片之间用异形杆件连接成为整体。
三、 横梁模板
( 一) 模板的组成及其结构型式
横梁模板由顶模、 底模、 侧模和内模及底板压模组成。内模由定型组合钢模组拼, 便于拆卸和组装。为保证混凝土外观质量, 外侧模采用大块钢模, 人孔模板采用定制钢模。底模由型钢及10mm钢板共同组成。
( 二) 模板安装及顺序
横梁模板由塔吊逐块吊装组拼, 安装之前作好除锈、 涂脱模剂等准备工作, 然后按照”底模→内侧模→隔墙模板→顶模→外侧模”的顺序安装。底模安装时根据计算所得数据预设起拱值。
( 三) 模板固定
外侧模板下口准确定位并锁定于I36a型钢分配梁上。横梁内模、 顶板底模采用满堂脚手架作支撑, 并设置劲性骨架以增加支撑体系的整体刚度。为防止腹板及隔墙内混凝土向底板处外翻, 横梁底板上设置满铺压浆模板, 该模板用螺栓锚固于底模系的型钢梁上, 并设若干振捣窗, 供振捣混凝土时使用, 底板浇注完成后即封闭。为方便布料及内模等的拆除, 横梁顶板的底模也需设置布料窗, 该布料窗待横梁混凝土全部浇注完毕且模板等拆除、 清理结束后再封闭。内侧模之间用剪刀撑加固。
四、 横梁钢筋及波纹管锚具施工
( 一) 钢筋施工
横梁钢筋根据施工图进行配料, 在车间加工成型, 编号堆放, 船运至现场绑扎。钢筋经过劲性骨架定位。钢筋的绑扎顺序为: 底板钢筋→腹板竖向、 水平钢筋→隔墙钢筋→顶板钢筋。钢筋长度、 间距、 接头等均严格按设计及施工技术规范执行。
( 二) 金属波纹管埋设
横梁预应力管道经过埋设波纹管的方法进行预留。波纹管使用前进行外观质量检查, 检查合格后, 波纹管才可运到现场施工。
波纹管安装工艺 波纹管安装时经过定位网片定位, 用接头套管接长, 并按设计要求对波纹管接头进行密封处理, 以防接头处漏浆。然后用钢筋卡子与定位网片固定, 以防止混凝土浇注时波纹管上浮。波纹管的安装精度按设计要求进行控制。
在波纹管就位过程中, 防止电火花等烧伤管壁, 并检查有无破损、 接头是否密实, 有质量缺陷的波纹管禁止使用。
( 三) 锚具安装
锚具经过槽口模板定位在钢筋及劲性骨架上。
五、 混凝土配合比设计
横梁混凝土一次浇筑, 混凝土方量大( 约714m3) ,浇筑时间长, 全部混凝土必须在混凝土初凝前浇筑完, 要求混凝土初凝时间在30h以上。施工前需优化横梁混凝土的配合比设计, 增大混凝土的缓凝时间, 以保证混凝土的浇筑质量。经过采取优化混凝土配合比设计、 合理选择外加剂、 混凝土浇筑时间、 改进混凝土浇筑工艺以及加强养护等措施, 确保横梁混凝土浇筑质量。
( 一) 混凝土原材料选择
1、 水 泥: 应优先考虑低水化热水泥。
2、 粗骨料: 含泥量、 粉屑、 有机物质和其它有害物质不得超过设计规定的数值, 骨料应具有良好的级配以获得水泥用量低、 混凝土强度高、 和易性好的组合。粗骨料最大粒径25mm。
3、 细骨料: 细骨料是混凝土中影响敏感的原材料之一, 因此细骨料直接影响着混凝土的和易性和强度, 如细骨料偏粗, 则和易性差, 泌水性大, 如偏细, 比表面积大。细骨料选择根据试配试验决定。
( 二) 外加剂
1、 横梁混凝土具有高强、 高泵扬程、 早强、 缓凝等特性, 不但对砂、 石料、 水泥有要求外, 还必须掺加复合外加剂, 以使混凝土具有较好的工作性能。细骨料选择根据试配试验决定。
2、 横梁混凝土的有关参数为:
混凝土28天强度: 大于50MPa;
混凝土坍落度: 18～20cm( 随着泵送扬程提高, 坍落度适当增大) ;
混凝土初凝时间: 大于30h;
混凝土的5天强度大于90%设计值, 即强度达到45MP。
六、 横梁混凝土浇筑
横梁混凝土由3台50m3/h搅拌站生产, 3台混凝土拖泵泵送布料, 混凝土浇筑强度不小于50m3/h, 插入式振捣器振捣密实。浇筑顺序: 先底板后腹板、 隔墙, 再顶板, 分层浇筑, 分层厚度不超过30cm。底板、 腹板等处的混凝土下料时使用溜筒以保证混凝土自由下落高度不超过2m。混凝土浇筑完成后, 根据季节采取相应措施进行养护。混凝土强度达设计强度90%时,进行预应力钢绞线张拉。
七、 上塔柱、 三道横梁预应力施工
为满足结构受力要求, 上塔柱与三道横梁均为预应力混凝土结构。其中上塔柱斜拉索锚固区塔壁内配置有15-12的环向预应力钢绞线束, 上、 中、 下横梁分别设置有12束、 28束、 50束15-19的钢绞线束。均采用OVM15系列锚下铸件锚座锚具。
为提高结构的耐久性, 增加预应力管道压浆的密实度, 除下横梁预应力管道外均采用塑料波纹管成型。
预留预应力管道
人工穿束
混凝土达到设计强度90%以上
两端张拉
钢绞线下料
预应力管道灌浆密实
封 锚
( 一) 施工顺序

( 二) 钢绞线下料、 人工穿束
钢绞线经检查确认合格后, 计算其下料长度, 用砂轮切割机分批下料, 编号成捆, 运输至现场由人工穿束。在确保锚垫板位置正确、 孔道内畅通、 无杂物后进行人工穿束。
( 三) 张拉
1、 张拉前准备工作
千斤顶、 配套油泵、 压力表必须配套标定; 搭设平台; 检查锚具位置。
2、 张拉注意事项
张拉设备设专人保管使用, 并定期检验、 标定、 维护; 锚具应保持干净, 不得有油污。张拉人员须经过专业培训, 并具有一定的实际操作经验, 张拉时要注意安全。
3、 张拉程序: 0→初应力→105%бK 持荷5min→бK( 锚固)
待混凝土强度达到设计强度的90%以后, 进行预应力钢绞线的张拉。
下横梁预应力束的张拉顺序为: 先从腹板中部向上、 下缘依次进行( 两腹板同高度预应力束对称张拉) , 再从顶、 底板中部向左、 右对称张拉各顶、 底板钢束( 顶底板离桥轴线同距离的预应力钢束对称张拉) 。
中、 上横梁及上塔柱的预应力束按设计要求进行张拉。张拉时以张拉应力和张拉伸长量进行”双控”控制, 并以张拉应力控制为主。张拉过程中做好详细记录, 对张拉中出现的滑丝、 断丝等异常现象应及时报告, 进行处理以确保质量。
( 四) 孔道压浆、 封锚
预应力束在张拉后24小时内需进行管道灌浆, 上塔柱的预应力管道拟用真空吸浆工艺进行孔道注浆并封锚; 上、 中、 下横梁采用压浆并封锚。
1、 真空吸浆的原理
经过真空吸浆, 可使水泥混合浆能够将整个后张预应力管道( 塑料波纹管) 填充密实, 减少孔隙积水对钢丝束的锈蚀, 从而对钢丝束起到良好的保护作用。
2、 真空吸浆前的准备
( 1) 拌浆、 压浆设备各一台;
( 2) 真空泵一台;
( 3) 喉管及透明喉管若干;
( 4) 在锚座上安装压浆盖帽;
( 5) 切除过长的钢绞线( 余长不小于3 0mm不超过50 mm) ;
3、 压浆混合料的配制
压浆混合料的水灰比为0.35, 并掺入适量的膨胀剂和缓凝剂进行配制。所配制的水泥浆应具有低水化热、 高流动性、 泌水率及自由膨胀率适中等特点, 并能保证所泌出的水分在24小时内可被混合浆全部吸收。
由混合浆制成的试块, 其7天龄期强度不小于25Mpa, 水泥浆标号不低于结构自身混凝土标号。
4、 真空吸浆的步骤
( 1) 张拉工序完成后, 严禁撞击锚头, 采用砂轮切割机, 切除外露钢绞线, 保证钢绞线外露长度不超过50mm。
( 2) 清理装配螺栓孔内及锚座底面的水泥浆, 保证锚座底面平整; 清理盖帽的密封口及密封槽, 并保持清洁。
( 3) 在密封槽内均匀涂上一层玻璃胶, 装入”O”型密封圈。
( 4) 装配盖帽, 将螺栓加垫片旋入螺孔内并紧固, 并将排气孔垂直向上放置。
( 5) 定出吸真空端和压浆端( 吸真空端的出浆孔置于锚座上方, 压浆端的压浆孔置于锚座下方) 。
( 6) 盖帽安装完毕, 用高压风将管道内可能存留的水份吹出。
( 7) 在压浆端安装压浆喉管、 球型阀门和快换接头并作检查; 在出浆端安装透明喉管, 并与真空泵相连接。
( 8) 在真空吸浆前, 用真空泵试吸真空, 当真空度检测达到要求的标准后, 即可开始真空吸浆。
( 9) 启动压浆机, 当所排出的水泥浆稠度及流动度符合要求后, 暂时关闭压浆机,
并将压浆喉管经过快换接头接到锚座的压浆端快换接头上。
( 10) 关闭压浆端阀门, 打开出浆端阀门, 启动真空泵。当塑料波纹管内的真空度达到设计要求后, 保持真空泵启动状态, 开启压浆端阀门将水泥浆压入管道。
( 11) 当出浆孔及出气孔所流出的水泥浆稠度均匀一致后, 分别关闭出浆阀门、 密封出气孔。
( 12) 开动压浆机, 保持预定的压力, 并持压1分钟后, 关闭压浆机及压浆端阀门, 完成管道压浆。
5、 封锚: 真空吸浆或压浆结束后, 钢绞线在离锚头30mm处用砂轮切割, 然后封锚。
第二部分 辅助墩和过渡墩施工
第一章 辅助墩施工
第一节 工程概况
Z5辅助墩基础为整体式承台下配以8根直径3.0m钻孔灌注群桩基础。钻孔桩底标高为: -62.942m, 桩长55.5m, 采用30号水下混凝土浇筑; 承台为26.2m×11.0m×4.0m设圆形倒角, 顶面高程-3.5m, 承台混凝土为30号; 墩身为双柱式, 墩顶面尺寸为5.0×8.0m,在5.0m高度范围采用圆曲线收分至5.0×6.5m, 以下部分为等截面, 墩身高度为43.814m, 采用40号混凝土; 支座垫石采用50号混凝土, 其高度届时根据支座高度调整。
由于Z5辅助墩在枯水期仍位于江中, 基础施工时采用插打钢管桩、 搭设钻孔平台的施工工艺。钻孔桩完成后, 沉放钢套箱, 经封底抽水后施工承台及部分墩身, 水面以上墩身部分采用搭设脚手架施工。墩身采用翻模施工工艺。
第二节 辅助墩施工工艺流程
万能杆件拼装、 钢箱梁制作
施工准备
钢管桩施打
钢护筒沉放
钻机成孔
灌注混凝土
分节沉放钢套箱
桩头处理
承台施工
施工放样
制作、 下放钢筋笼桩
浇筑封底混凝土
钢平台搭设
钢管桩制作
下一根桩施工
浇筑填壁混凝土
封底平台搭设
墩身施工

第三节 钻孔灌注桩施工
（一） 钻孔桩平台施工
Z5辅助墩处泥面标高为+0.85m, 微风化岩层顶面标高为-44.60m, 若采用清水护壁钻孔, 钢护筒沉放至微风化岩层顶的难度较大, 在方案计论时, 我局拟定该辅助墩宜采用泥浆护壁钻孔。
1、 钢管桩施工
( 1) 材料设备选型
经过对钻孔过程中最不利工况( 包括钻机荷载、 平台自重及堆载等) 的受力计算, Z5辅助墩钢平台支承钢管桩桩长为37.0m, 桩底标高为-31.0m。钢管桩规格为: 外径φ800mm、 壁厚δ＝10mm。
( 2) 钢管桩沉放
选用”航工桩2#”打桩船进行钢管桩沉放。为满足施工要求桩锤选用MH72B锤。钢管桩采用两台经纬仪前方交会法定位, 按照先上游后下游的顺序施打, 沉桩时以最终贯入度控制为主。桩位布置见见附图-35所示。
2、 平台施工
开工准备( 包括人员、 设备进场)
钢管桩制作
水上沉放钢管桩
桩帽制作
钢桩帽安装
平台钢箱梁吊装
万能杆件桁梁拼装
万能杆件桁梁吊装
钢护筒沉放
平台施工结束
钻机轨道梁安装
施工平台表面铺设
平台钢箱梁制作
下层平台吊安
测量控制网布设

钢护筒制作
( 1) 平台施工顺序

(2) 钻孔平台的制作
平台由上层主工作平台和下层加固平台共同组成。
①上层主工作平台由钢箱梁、 万能杆件桁架、 钻机轨道以及δ10mm钢板组成。
钢箱梁截面尺寸为1.2m×0.6m, 钢板厚度分别为: 翼缘板δ=24mm、 腹板δ=14mm, 钢箱梁在我局芜湖基地加工由水路运至现场安装。由浮吊吊装就位。
万能杆件桁架的上下弦杆选用4∠125×12mm角钢, 斜杆选用4∠100×10mm角钢, 立杆选用4∠75×8mm角钢, 平联均选用4∠75×8mm角钢。
钢平台上铺设组合板和δ10mm钢板, 形成施工作业面, 以保证人员安全及满足机具、 施工用材堆放的需要。
②下层平台由Φ600×8mm的钢管将钢管桩连成”井”字型结构。
(3)钻孔平台搭设
①上层主工作平台结构见附图-36所示。
钻孔桩平台体系用钢管桩支承, 平台采用万能杆件拼装。钻孔平台顶高程暂定为+15.10m,具体高程将根据施工时的水位调整。为满足平台稳定性的需要, 钢平台四拐角处钢管桩设置成斜桩, 斜率6: 1。整个钻孔平台由N型杆件及部分非标准件组成桁架, 桁架与钢箱梁、 钢箱梁与钢桩帽以及钢管桩间均牢固焊接或联接。万能杆件桁架在方驳上拼装, 用60t浮吊吊装。安装后, 主桁架间用型钢联结, 以增加平台的整体稳定性。
②下层平台位于低水位时水面以上1.5m处。具体高度由施工时的水位决定。
3、 钢护筒的制作及沉放
( 1) 钢护筒的制作
护筒直径选择比设计桩径大30cm, 内径为φ330cm, 采用壁厚为δ16的 Q235-A钢板卷制加工, 护筒顶口及底口的100cm范围内增设一道钢板加劲箍。为防止护筒振动下沉卷口变形, 在下口增加两道长50cm, 壁厚12mm加强箍。为避免护筒在起吊运输过程中变形, 在护筒端头用型钢各焊接”+”字形内撑一道, 待起吊竖直后再割去内撑。
( 2) 钢护筒的沉放
选用DZ-250型振动锤沉放钢护筒, 前方交会法进行定位及垂直度测量。钢护筒的沉放精度由设置于上、 下层平台的导向架进行控制。钢护筒沉放后, 若河床局部冲刷较大, 应立即抛填砂袋进行维护。护筒沉放控制及精度要求同主4号墩施工。
（二） 钻孔桩成孔施工
1、 钻孔顺序
为满足钻孔桩直径及钻孔深度的要求, Z5辅助墩拟采用两台KP-3500型钻机, 根据钢平台设计以及钻孔完成后及时浇筑混凝土的需要, 两台钻机的钻孔顺序分别为: 6#孔→4#孔→3#孔→5#孔; 1#孔→7#孔→8#孔→2#孔。钻孔桩编号附图-35所示。
2、 钻孔灌注桩施工
钻孔桩施工工艺及操作要求同主4号墩施工。钻孔时排渣注意环保问题, 钻渣统一送入泥沙驳, 运至指定区域排放。
第四节 承台施工
Z5铺助墩处河床泥面标高+0.85m, 钢套箱底板顶面设计标高为-10.442m, 若采用有底套钢箱施工时, 考虑超吸( 挖) 处理后, 需吸( 挖) 泥13.0m左右, 按水下挖泥边坡1:6计, 挖泥方量巨大, 而且吸( 挖) 太深后, 回淤较快, 有底钢套箱有可能无法直接沉放直设计标高。故采用无底套箱施工, 考虑抽水水头压力的影响, 增加封底厚度至4.0m。
（一） 钢套箱下沉施工
采用无底钢套箱后, 考虑下沉及外侧泥砂压力, 对钢套箱重新进行设计。钢套箱下沉步骤为如下:
1. 钻孔桩施工完成后, 拆除钢平台。在钢护筒上安装橡胶护弦导向装置, 导向装置详见附图-37所示。
2. 在驳船上拼装第一节钢套箱, 用”航工起一”250 t浮吊整体起吊安装。采用同样方法施工余下各节套箱。
3. 钢套箱下沉采用吸泥下沉的施工工艺, 操作方法同主4号墩。
4. 每节钢套箱下沉前均做焊缝水密性试验, 合格后方可下沉。向钢套箱内注水时应保证安装后干弦高度不小于2m, 同时隔仓内外水位应满足设计要求。
( 二) 承台施工
1、 钢套箱水下封底
( 1) 将万能杆件桁梁架在钢护筒上, 搭设封底施工的操作平台,在套箱的中间架设一个容积为30m3的中央集料斗, 由溜槽配合布料。
( 2) 在套箱底板范围内共布置17根导管, 每根导管口设0.5m3小料斗, 导管布置详见附图-38所示。封底混凝土暂按3m高计, 总方量约848.5 m3。封底时共投入3台设计生产能力共150m3/h的水上搅拌站, 按实际生产能力75m3/h计,浇注历时约12小时,
故选定封底混凝土初凝时间不小于20小时。水下浇筑混凝土的导管开管顺序采用四周向中间挤压的方式开管, 尽可能快地完成全部导管的开管工作, 施工中定时补料并提升导管, 保证混凝土面均匀上升及导管埋深。封底混凝土要求一次浇筑完成。
钢套箱下游侧设连通孔, 以保证封底时钢套箱内外水位平衡。
2、 桩头处理
封底混凝土达到设计强度后, 封堵联通孔, 连通管制作方法同4#主墩。用潜水泵抽除钢套箱内水,根据施工水位变化情况向钢套箱内壁填充砂并设置拉压杆, 以平衡浮力。割除钢护筒,将桩顶及封底混凝土高出设计标高的部分凿除, 并将钢套箱内的杂物清理干净。
3、 钢筋、 冷却水管及砼施工
承台钢筋、 冷却管及砼施工见主4号墩承台施工。
第五节 墩身施工
( 一) 施工顺序
施工面凿毛→测量放样→搭设脚手→绑扎钢筋→支立模板→浇注混凝土→绑扎上节钢筋→翻转模板→循环施工→绑扎支座垫石钢筋→支立垫石模板浇注支座垫石混凝土→安装支座→拆除施工脚手
( 二) 施工工艺
1、 脚手架搭设
墩柱施工采用扣件式脚手架, 脚手架采用φ48×3.5mm电焊