1、南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结南澳大桥矮塔斜拉桥主塔施工技术总结摘要：本文以广东省南澳大桥主墩工程实例为依托， 详细介绍了采用翻 模法施工塔柱时钢管脚手架布置、劲性骨架设置及钢筋、模板、混凝 土等关键工艺；以及采用牛腿支架法施工上横梁支架设计安装、 钢筋、 模板、混凝土等关键工艺；为类似工程提供参考。1工程概况1.1地理位置广东省南澳大桥工程起点桩号为 K1 + 110.00,位于莱芜旅游度假 区治安岗处，与S336 （莱美路）相接。路线在柴井围上桥后江湾海 峡，于南澳长山尾苦路坪接入环岛公路，项目终点 K12+190.00，环岛公路接入点桩号约为 K9+550。全线总长11080m，其中
2、桥梁全长 9341m，占路线总长84.31%，道路全长1739m，占路线总长15.69%项目所在地理位置如下图所示:iilhiHfF議，也上三舌南澳大桥项目地理位置图全线采用2车道二级公路标准修建，设计时速 80km/h，路基宽 度12m，主桥宽度14m，桥面净宽11m。1.2桥型布置主桥全长490m，为预应力混凝土矮塔斜拉桥，桥型布置为 126+238+126m ，见主桥桥型布置示意图。本段桥梁桩号范围 K9+755K10+245 ,平面位于直线上，立面位于以K10+000为变坡 点、两侧各3%纵坡、半径8000m的竖曲线上。imr二i珈rV7 17 17 1岂 I i 11 I I 川萬f
3、 jU二：H：.a.IB 戶Tms 一 二厂JIIU III I fl f I JU mi IM Ml I u T) II ELIL主桥桥型布置示意图1.3施工部位划分南澳大桥主塔由下塔柱、上塔柱及横梁组成，上塔柱、横梁均为 单箱单室截面，下塔柱为实心截面，材料采用 C50混凝土，承台顶高程为+6.000m，塔顶高程为+75.415m，塔高69.415m，下塔柱高 31.415m,上塔柱 30m。主塔总体施工节段划分示意图2下塔柱施工2.1下塔柱结构形式下塔柱位于承台与0#块之间，分为南、北两个塔柱，为单箱单室 空心结构，横桥向设R=300.75m 竖向大半径圆曲线，上端伸入主桥 0#块中，下
4、塔柱横桥向宽 350500cm，壁厚80cm，顺桥向宽 500cm，壁厚80cm，底部设计有2个泄水孔。下塔柱全高31.415m,采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分 6个节段，其中15每个节段6m，第6节段1.5m高为0#块箱梁倒 角部位。模板系统采用3层模板翻模施工，每层模板高3m，左右塔 柱各1套。外模采用定形钢模板和弧形小模板拼装而成，内模板底部 倒角采用木模板，标准段采用定形钢模板下塔柱结构示意图3.2下塔柱施工工艺流程施工流程图如下：下塔柱施工流程图3.3下塔柱劲性骨架施工为满足下塔柱高空施工过程中塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的需要，同时方便测量放线，下塔柱施工时设置劲性骨架
5、。劲性骨架设计劲性骨架在设计时，主要应考虑以下几点因素：1塔柱竖向主筋接长时定位稳定的需要；2劲性骨架自身稳定及精确定位钢筋的刚度的需要；3方便现场劲性骨架的安装施工。劲性骨架采用/ 75 X 75 x 8mm角钢作为骨架，/ 63 X 63 X5mm角钢作为斜撑和连接撑。考虑现场施工的方便性，塔柱四角点区域设计成小断面桁架，结合分节浇筑高度和单次钢筋绑扎高度考虑，桁架单节高度设计为3m，加工和安装时应注意调整竖向骨架与 横向骨架之间的角度，使其符合下塔柱弧形尺寸。下塔柱劲性骨架结 构示意图如下：下塔柱劲性骨架小断面桁架大样图下塔柱劲性骨架平面示意图下塔柱劲性骨架立面示意图（单位：cm）劲性骨
6、架的加工为提咼现场施工效率，便于现场安装，预先在加工场将小断面桁 架分榀分节段加工，再运至现场吊装，然后用/ 63 X 63 x 5mm角钢 连接成整体。小断面桁架在加工场进行加工。为保证小断面桁架的加工精度， 应在平整的专用台座上定型靠模制作，加工好的成品分类标记堆放。劲性骨架的安装1劲性骨架的接长与初定位劲性骨架现场接长初定位时，预先在已安装的小断面桁架顶部竖 向角钢内侧贴焊同型号的短角钢作为接长桁架底口安装定位码。 然后采用起重设备起吊小断面桁架，缓慢靠近已安装的桁架，使其竖向角 钢底口靠紧作为安装定位码的短角钢，测量安装桁架顶口的平面位 置、单节倾斜角度和顶面高程，并根据测量结果进行调
7、整，当桁架位 置满足要求后，立即将桁架竖向角钢下口与定位码短角钢焊接， 桁架2劲性骨架水平连接精确定位小断面桁架接长、初定位完成以后，焊接水平连接角钢。首先，在桁架上焊接水平定位角钢，并在水平定位角钢上放样出下塔柱竖向 主筋水平位置控制点，确定主筋水平位置边线；然后，根据主筋水平 位置边线安装、焊接水平连接角钢，并根据水平连接角钢的长度加设 水平撑。II Illi劲性骨架安装连接图3.4下塔柱钢筋施工钢筋下料、制作在加工场地进行，钢筋加工完毕后，按照钢筋型 号分类摆放整齐，挂上标识牌注明，以便于检查、转运。下塔柱 32mm主筋在承台施工预埋时提前错开搭接接头，第 一层接头比浇筑混凝土面高 50
8、cm，第二层搭接主筋比混凝土面高200cm，由于下塔柱单次浇筑高度 6.0m，因此在承台起始段钢筋预 埋准确后，后续分段中主筋下料按照单节6.0m长控制套筒连接接长。下塔柱钢筋接长示意图1主筋绑扎步骤：劲性骨架安装完毕后，在劲性骨架上安装水平定位角钢， 并在水平定位角钢上放样出内外侧主筋的水平边线位置控制点。步骤：根据水平定位角钢上的控制点，焊接连接内外侧连接角 钢。步骤：在连接角钢上放样出内外侧主筋的间距和位置，接长、 固定内外侧主筋。2水平筋、倒角筋绑扎每排主筋接长完毕后，即开始绑扎水平筋。先在主筋上做出水平 筋记号，然后呈梅花形间隔绑扎水平筋，钢筋绑扎间距应满足设计 要求，且主筋绑扎牢靠
9、。节段水平筋全部绑扎后按设计位置及倾斜角度在水平筋和主筋上标记号，然后绑扎倒角筋，与水平筋绑扎牢靠。3拉勾筋绑扎施工倒角筋绑扎完毕后， 根据主筋和水平箍筋交叉位置设置拉勾筋并 绑扎，绑扎需牢靠。 拉勾筋两端弯勾须勾于竖向主筋与水平环向筋的 外侧。3.5 下塔柱模板施工 模板设计 下塔柱外模板下塔柱外模板采用定形钢模板，面板采用3 =6mm 的钢板，小 横肋采用75 X 6的钢板条，竖肋采用/ 75 X 75 X 8的角钢，采用218a 型钢作为横向背带，对拉螺杆采用 Q23525mm光圆钢筋拉杆。主塔顺桥向内侧外模板设计为 3套5X 3m矩形模板，翻模循环 使用；顺桥向外侧模板为适应竖向大半径
10、圆曲线， 设计为 3 套 5X 3m 弧形模板；主塔横桥向模板设计为拆分模板，设计 3 套 3.5X 3m 的 标准矩形模板，另外设计 10 块 3m 高的弧形小模板，根据主塔构造 与矩形模板配套使用。 下塔柱内模板内模分为倒角处内模及标准节段内模。 考虑内模的安装拆除的方 便性，内模倒角处模板设计为木模板， 面板3 =18mm 的优质竹胶板， 小横肋和竖肋均采用截面为10X 10cm的木方，背带采用220a型钢； 标准段处模板设计为可拆分钢模板，面板、小横肋、竖肋与背带分别 采用采用3 =4mm 的钢板、63 X 4mm钢板条、/ 63 X 63 X 6mm角 钢及12.6 槽钢。R3007
11、50下塔柱模板组装图下塔柱第1节模板安装1起步段模板支架搭设第一节段浇筑高度6m，首先在下塔柱外围的承台上搭设脚手管 支架，支架搭设采用48 X 3.5mm脚手管，脚手架钢管步距1.8m, 平面布置如下图所示，沿塔柱外围四周搭设二排，主要用于施工人员通道及模板安装、拆除的简易操作平台。下塔柱支架平面布置图2外模安装承台混凝土浇筑施工过程中对下塔柱结构尺寸线以外 50cm 及 下塔柱范围比承台设计标高低 5cm，待浇筑完毕后，对该范围内的区 域进行凿毛、清洗。测量在承台上放样出下塔柱轮廓线， 并测出相应点的标高后， 根 据设计高程与实际高程的差值， 在下塔柱轮廓线外部施工一道水泥浆 垫层，厚度根
12、据相应的高程差值来确定。水泥浆垫层应均匀密实，顶 面光滑平整，以起到便于拆模和防止漏浆造成“烂根”的效果。先吊装外侧模板， 并根据承台上放样的轮廓线和劲性骨架上的定 位小角钢进行控制点初调， 然后精确调整后拧紧模板节段间螺栓， 并 与劲性骨架可靠连接固定。外侧模板安装并初调后， 再依次安装两侧面模板， 每安装完一块 模板立即初调并与临近模板连接， 底口用预埋钢筋临时固定。 模板安 装完毕并根据预放典型点初调后，再由测量人员精确调校。下塔柱起始段模板支立图3内模安装内模板提前制作完毕，在混凝土浇筑至内模标高时在进行内模吊 装，内模采用塔吊吊装至下塔柱内。内模模板采用劲性骨架上的定位 小角钢和支撑
13、型钢逐块定位固定下口倒角模板和内模。 钢模与木模之间应采取有效连接措施，保证接缝密贴、无错台、不漏浆。4模板加固模板由测量校模完成后，进行拉杆和支撑系统加固。第25节段翻模施工起始节段浇筑完毕后，25节段采用翻模施工工艺。翻模施工工艺流程如下：步骤：混凝土浇筑完毕，强度达到 2.5MPa后，拆除下层内模 及外模，仅保留最上层内外模作为接口模板。步骤：钢筋绑扎完成后，将剩余2层外模逐层与接口模板连接 安装。步骤：安装内模模板，进行模板加固。步骤：浇筑该节段混凝土，待强度达到要求后，拆除最下层和 中间层模板，仅保留最上层模板作为下一浇筑节段的接口模板。 第6节段内模封顶牛腿支撑安装第6节段内模封顶
14、时，采用牛腿支架进行施工，整个牛腿支架预 埋件必须全部涂刷防锈漆进行保护。在施工下塔柱第5节段时，在内箱侧壁设计位置埋设牛腿预埋件，模板拆除后，凿出、清理预埋钢板并涂刷防锈油漆。在施工第 6节段时，焊接牛腿，搭设次梁，再在其上采用脚手管加顶托支撑封顶 模板。第6节段待施工混凝土2cmr胶板 横肋8cmx 10cn木方纵肋8cmx 10cn木方- - .50cn可调顶托i* 軒?48X 3.5mm钢冈管30cn可调底托116a工字钢450 450HN40(X200m型钢1905第6节段塔柱内箱封顶内模安装示意图（单位： mm） 模板拆除1模板在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏 时方
15、可拆除，侧模板拆除时，混凝土的抗压强度不得低于 2.5MPa 。2模板的拆除按先支后拆、后支先拆的顺序进行，拆除时，应 先拆除内模，再拆除外模。3拆除的模板表面应按要求及时进行处理。3.6 下塔柱混凝土施工下塔柱混凝土分 6节段浇筑，单节段最大 C50 混凝土方量 138m3， 采用拌和船搅拌、地泵输送，泵管布料入仓的方式进行浇筑。 第 1 节段混凝土浇筑下塔柱第1节段浇筑高度为6m,由于下部设计为5m高的实心 段，因此浇筑时，应先将实心段浇筑完成后，再浇筑塔壁混凝土。浇筑时,为降低混凝土自由落体高度,需要悬挂溜筒辅助下料浇 筑。溜筒悬挂固定于第1节段上口的劲性骨架上，布置间距1.52m ,
16、每个溜筒单节长度1m,配置4节，在浇筑过程中根据下料高度，增 加或减少溜筒长度,从而保证混凝土的自由落体高度不大于 2m。 第 2 5 节段混凝土浇筑 第25节段浇筑高度 6m ,整节段均为空心节段, 溜筒布置与第 1 节段相似。混凝土浇筑时,应严格按照从周边向中心对称布料的原则进行下 料,每层布料高度应控制在 40cm ,每个点布料完成后,及时跟进振 捣密实,确保模板对称受力, 避免单侧浇筑过高, 造成模板支撑失稳,甚至发生爆模。3第 6 节段混凝土浇筑第 6 节段浇筑高度 1.5m ，由于该节段上部设计为 1.5m 高的实心 段，确保布料均匀，减少混凝土拖动振捣。4混凝土的振捣塔柱实心段存
17、在钢筋较密（尤其是 1节段），振捣棒不易伸入等 不利于混凝土振捣的因素， 因此要求浇筑混凝土时， 除配备正常施工 使用的50mm 振捣棒外，还要准备30mm 振捣棒，在50mm 振捣棒无法振捣时，采用30mm振捣棒施工，确保混凝土振捣密实。3.7 养护及凿毛1混凝土的养护 混凝土顶面采用蓄水养护，侧面在模板拆除后采取洒淡水包裹塑料膜用透明胶带密封方式养护， 每天洒水养护次数应根据当天天气情 况确定，以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为宜， 每节段混凝土 养护时间不少于 7 天。2混凝土的凿毛在每次混凝土浇筑完毕后， 以模板顶口线为基准， 对靠近模板周 圈的保护层厚度范围混凝土顶面内外接缝作修整
18、、压实、抹平处理， 在进行施工缝凿毛时， 严禁破坏这条接缝， 以确保上下层混凝土接缝 顺直。当浇筑混凝土强度达到 2.5MPa 时，由人工开始凿除混凝土表 面的水泥砂浆和松软层，经凿毛处理的混凝土面用压缩空气清理干 净。3上塔柱施工根据施工节段划分，整个塔柱从 +45.415m+75.415m 节段划 分为上塔柱，上塔柱划分为5个施工节段，单个施工节段高 6m，利 用3套定形模板进行翻模施工，施工方式与下塔柱相同。上塔柱横桥向宽200cm，纵桥向宽500cm，斜拉索锚固在主塔 锚固区塔柱内壁的锯齿块上。上塔柱结构示意图如下:图5.3-1上塔柱结构示意图（单位：cm）3.1上塔柱施工流程上塔柱拟
19、定采用3节3m高的定型钢模，分5节段浇筑完成，每个浇筑节段6m，施工流程图如下：9w nW 11o#块施工第n节段劲性骨架接长安装第n节段砼浇筑n2m，顺桥向模板直接用下塔柱 5X3m的模板， 横桥向通过调整下塔柱3.5 X3m模板（拆除一块宽1.5m模板）制作 成 2 X3m 模板，每种模板 3 套， 3 套循环翻模施工。 第7 节段模板安装1支架搭设第一节段高6m，首先在上塔柱外围的0#块上搭设脚手管支架， 塔柱外侧部分采取在施工 0# 块塔柱固结段时在塔柱上提前埋设预埋 件，模板拆除后焊接型钢作为外侧脚手架的支撑点， 预埋件布置如图 所示：支架搭设采用48 x 3.5mm脚手管，搭设最大
20、跨距1.4m，排距 92m步距1.8m，沿塔柱外围四周搭设二排，人行走道布置在塔柱内 侧，具体布置形式见下图所示，脚手支架主要用于临时固定接长钢筋 及模板，并作为模板安装、拆除的简易操作平台。图3-7上塔柱施工脚手架布置图2外模安装外模板采用下塔柱侧模板改制而成，安装调整方法与下塔柱相同。 第811节段翻模施工起始节段浇筑完毕后，811节段采用翻模施工工艺组织施工。3.6上塔柱混凝土施工上塔柱混凝土浇筑与下塔柱类似，分 5节段浇筑。但应特别注意 在上塔柱混凝土浇筑过程中，对于索道管锚固区位置应加强振捣， 确 保该处混凝土振捣密实，避免在张拉工序中发生锚固区混凝土破裂造 成张拉质量安全事故。同时
21、，振捣时应注意避免振捣棒直接接触索道 管等，避免受力发生偏位、破损漏浆等现象。4上横梁施工横梁横桥向宽1140cm,壁厚50cm，顺桥向宽350cm，壁厚50cm ,底面设置半径R=16.745m的圆曲线。采用牛腿支架体系对横梁进行施工，为保证结构物外露面美观，线条流畅侧模板和底模采用定形钢模板，内模板采用木模板图4-1横梁结构示意图（单位：cm）4.1上横梁施工流程上横梁施工流程图如下：上塔柱第5节段施工牛腿支架预埋件施工 一*上横梁底模支架搭设上横梁底模安装上横梁钢筋绑扎 上横梁内模安装上横梁外模安装I _ 上横梁砼浇筑 _ I _厂 r施工结束图4-2上横梁施工流程图4.2上横梁底模支架
22、施工支架设计上横梁底模牛腿支架位于上塔柱两个塔身顶部内侧面。 支架由下到上依次为钢牛腿、卸荷块、两片钢桁架及横向联系、分配梁、模板 系统。钢桁架上弦杆采用 2HN400 X 200、下弦杆采用2HN300 X 150、端斜杆、端竖杆和横向斜杆采用 2HN300 X 150、其余腹杆采用125a、分配梁采用l25a700mm。支架结构示意图如下：图4-3上横梁底模支架示意图（单位：cm）支架搭设预压上横梁支架搭设待上塔柱施工完成后进行，牛腿预埋件在上塔柱 施工时预埋，卸荷块及桁架在钢筋加工场制作完成后运至现场整体吊 装，底模分配梁在上横梁桁架固定完毕后铺设， 然后进行支架预压施工。塔柱上横梁混凝
23、土 66.1m3，自重按照 2.5t/m 3计算，则共重 165.25t，预压荷载取1.2倍混凝土自重，加载采用混凝土板压载方式 进行。荷载布置要注意均匀并尽量模拟结构重量分布，以保证安全。4.3上横梁钢筋施工钢筋加工上横梁钢筋的检验及加工工艺与塔柱相同。钢筋绑扎1主筋接长上横梁主筋接长时，先将预埋在上塔柱中的25mm主筋采用套 筒连接，采用管钳将钢筋端部的丝口拧入套筒， 使两根钢筋端部顶紧， 套筒两端外露丝牙不超过 1个完整牙。 16mm 主筋采用焊接，保证 搭接长度，单面焊大于等于10d,双面焊大于等于5d。2上横梁底板钢筋绑扎 为方便底板钢筋绑扎，应先搭设支架，并安装底模。在底模上放样出
24、底板钢筋位置及间距，绑扎底板钢筋。3主体钢筋绑扎 主体钢筋与上横梁底板钢筋成流水作业绑扎。每排主筋接长完毕后， 即开始绑扎水平筋。 先在主筋上做出水平 记号，然后绑扎水平筋，间隔绑扎呈梅花形，钢筋绑扎间距应满足设 计要求，且应绑扎牢靠。水平筋全部绑扎后按设计位置及倾斜角度在水平筋和主筋上标 记号，然后绑扎倒角筋，与水平筋绑扎牢靠。倒角筋绑扎完毕后，根据主筋和水平箍筋交叉位置设置拉勾筋并 绑扎，绑扎需牢靠。 拉勾筋两端弯勾须勾于竖向主筋与水平环向筋的 外侧。4.4 上横梁模板施工 模板设计 由于上横梁底面为弧形，为保证上横梁外观尺寸，侧模板使用大 片钢模板，底模板采用 1015 组合片拼装，内模
25、板采用木方和竹胶板 做成一个整体。 模板安装1底模安装 预压完成后，将提前组拼好的 1015 组合片吊放至底桁架上。2内模安装底板横隔墙钢筋绑扎完成后， 塔吊吊着预组拼好的内芯模板下放 固定。3外模安装上横梁钢筋绑扎完毕后，安装外侧模板。 模板拆除 模板在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时 方可拆除， 内模拆除时，混凝土的抗压强度不得低于设计强度 80%内心模板拆除通过上横梁顶预留的人孔进行， 在模板拆除完毕后 恢复钢筋浇筑混凝土即可。4.5 上横梁混凝土施工 上横梁混凝土浇筑的方式与塔柱相同，由于采用一次浇筑成型方 式，因此内模顶板上预先设置振捣孔。混凝土浇筑时，由四周向中间布
26、料浇筑。布料时，应注意进行对 称均匀布料，分层厚度控制在 40cm 以内，严禁单侧浇筑混凝土过高， 造成模板失稳。振捣及养护方式与塔柱施工基本相同。5 测量控制5.1 施工测量控制系统施工测量控制系统：平面坐标系统采用 1954 年北京坐标系，高程采用 1985 年国家高程系统。主桥已建立独立坐标系，采用可靠的 方式进行坐标转换。5.2 测量控制技术测量控制技术详见 广东省南澳大桥矮塔斜拉桥主桥施工测量控 制技术6 安全、质量控制关键点6.1 安全控制关键点 翻模法施工整个施工过程中存在主要危险源及应注意事项为： 起重伤害 模板翻转、材料倒运过程中指挥不当或操作失误导致操作人员受 伤害。 高处坠落 塔柱施工过程中工人安全防护不到位， 临边作业， 操作不当或者 意外造成人员高空坠落。3触电伤害 电线破皮，雨天施焊，雨天作业未采取措施，电工无证上岗，无 安全警示标志等因素容易造成触电事
