矮塔斜拉桥翻模脚手架施工技术

矮塔斜拉桥翻模脚手架施工技术

胡大元张翼

中交二航局第四工程有限公司安徽省芜湖市241009

摘要：由于曹娥江大桥索塔高度较低，且双钻石型联体桥塔交汇段及分叉段多、单座桥塔塔肢多、塔肢截面变化大等原因，造成采用液压爬模工艺优势有限，故在工程实施阶段采用脚手架翻模工艺施工联体索塔。该施工技术便于操作，提高了索塔施工进度，对施工质量也有可靠的保证。

该论文写于2015年3月，胡大元任中交二航局绍兴滨海新城曹娥江大桥B标项目副经理，张翼任项目常务副总工。

关键词：脚手架；翻模；索塔施工；矮塔斜拉桥

1工程概况

绍兴市滨海新城曹娥江大桥B标施工范围内的主桥为跨越曹娥江河道的125m+300m+125m三跨预应力混凝土斜拉桥，斜拉桥索塔采用双钻石型联体桥塔，预应力钢筋砼结构，塔内设劲性骨架，塔柱底标高为+6.23m、顶标高为+107.55m、塔柱总高度101.32m.

单座斜拉桥索塔由上、中、下塔柱和横梁、塔座及桥塔附属结构设施组成，其中上、中塔柱设计有锚索区，中、下塔柱在下横梁处合并为一体。

桥塔顺桥向塔柱宽度由塔顶6.00m宽直线变化为塔底8.00m宽，横桥向塔顶宽4.50m，塔柱除两塔连接及交汇处外，余均各宽3.00m。

塔柱采用箱形断面，塔顶为4.50×6.00m箱形断面；塔柱外侧中部设置有凹槽，并在断面的四个角点处设置R=30cm的圆弧形倒角，标准段壁厚均为0.80m。

上塔柱斜拉索锚固区设计有环向预应力钢束以平衡斜拉索产生的水平力，塔柱合拢段环向预应力呈“井”字型，塔柱分离段呈“U”型布置。

2主体施工工艺的选择

对于斜拉桥混凝土主塔，一般采用支架法、滑模法、爬模法、翻转模板法分节段施工，目前国内混凝土桥塔多采用爬模法或翻转模板法工艺施工。

液压爬模工艺施工索塔在国内较为普遍，其在直线型索塔施工中应用广泛，施工时在塔柱第一、二节起始段砼浇注完成后安装液压爬模系统，进行后续正常节段即可采用液压爬模工艺施工。由于本工程主塔较矮，索塔存在交汇段及分叉段多，需要使用大量的定型模板。同时，塔肢界面变化大等特点，也造成液压爬模利用率低，相对成本较高。

综合本工程双钻石型联体桥塔交汇段及分叉段多、单座桥塔塔肢多、塔肢截面变化大等原因，造成采用液压爬模工艺优势有限，故最终确定采用脚手架翻模工艺施工联体索塔。

3脚手架设计及施工

3.1脚手架结构

索塔脚手架设计结构为满堂脚手架，主要用于各施工塔柱间走道连接以及索塔施工时钢筋绑扎、模板安装、混凝土施工以及后期预应力施工的脚手平台。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011中6.8.2规定满堂脚手架搭设高度不宜超过36m，因此本次设计的脚手架计划为每次35m，达到最大高度后，在塔柱上搭设脚手架平台，搭设下一层脚手架，并拆除上一阶段脚手架。

脚手架设计主要根据脚手架自重荷载、施工荷载及其他风荷载等进行组合，设计出脚手的纵横向间距，步距等，再进行横杆的设计，最后增加斜杆、剪刀撑等满足规范要求。

脚手架平台，根据计算的荷载进行设计，第一层脚手架直接搭设在已浇筑的承台上，第二层、第三层搭设的塔柱周边脚手平台在塔柱上埋设预埋件进行。根据支撑架在支点处产生的弯矩、剪力等，根据《混凝土结构设计规范》中9.7来计算预埋件锚筋及锚板尺寸。脚手平台可充分利用索塔施工过程中主动撑，但要确保主动撑的强度和刚度满足受力要求。

3.2脚手架施工

搭设脚手架时，特别要注意翻模施工范围内的脚手架与塔身之间的净距不小于1.10m，留有一定的翻模空间便于翻模的操作。每浇筑一节段砼，拆模后按照三步三跨设置连墙件，连墙件采用短钢管与塔柱侧面预埋件连接。

脚手架顶部所能承受的面荷载不低于2.0KN/m2，在实际操作时应严格控制脚手架上的堆载。脚手架主杆间距为1.50×1.20m、步距1.80m，剪刀撑及踢脚板等附属设施的构造按照相关规范设置。

在施工作业层，铺设采用钢板网加工的跳板，脚手架外侧满布安全网，在作业层的最下端与塔柱之间的空当部位满布安全网。

其它部位按照安全需要挂置安全网，在每层作业层的外侧设置18cm高的挡脚板。爬梯走道采用钢板网铺设。

4模板

4.1模板结构

单个塔柱配备4套模板，每套模板分三节、单节高度2.25m、共计6.75m。钢模板主要结构为6mm钢板面板、[8槽钢背楞、2[14b槽钢围檩等三部分组成，单套模板设计高度为6.75m。

每套模板分三节，依次为a、b、c三个节段，塔柱浇筑每节高4.50m。标准节段第一节段施工时支立a、b节模板并浇筑砼；第二节段施工时拆除a节模板（b节模板保持不动），以b节模板为基模先后支立c、a节模板，浇筑第二节砼；第三节施工时保持a节模板不拆除作为基准模，在其上先后支立b、c节模板并浇注第三节砼；依次类推、循环施工各标准节段。

每块钢模板上对称设置两个吊点，方便起重设备的吊装就位及安、拆模过程中的位置调整。

当施工脚手架搭设到位以后，利用塔吊吊装模板，模板的收分采取两边对称收分的形式。

4.2模板安装

（1）搭设脚手架作为施工平台，利用塔吊起吊钢筋放在脚手架最上层平台上，人工安装钢筋。

（2）人工对准备安装的塔柱模板表面进行除锈、清理；再在其表面均匀涂刷脱模剂。

（3）塔吊配合，完成塔柱模板逐节拼装。

（4）模板在安装时，模板板块之间的连接缝用5mm厚、30mm宽的双面胶带做密封带，即先将双面胶带贴到先安装的一块模板侧螺栓连接处，在另一块模板即将靠拢前再撕去双面胶带上的防粘纸，让两块模板对位后粘贴在一起，连接螺栓受力后，双面胶带经挤压起到密封作用，防止模板漏浆。

（5）模板安装完成后，开始进行模板调整，模板调整可以采取在模板底口和顶口设置牛腿，通过千斤顶调整模板位置。在模板调整过程中测量应全过程监测模板的平面位置。

（6）在塔柱内安装浇筑串筒，混凝土采取自拌混凝土，输送车运输至施工现场，通过拖泵泵送至浇筑地点，经串筒入模，人工使用插入式振捣棒振捣密实。

4.3模板拆除

模板拆除选择风力小于六级时进行。拆除时，塔吊用钢丝绳挂住待拆模板，并带紧钢丝绳，稍微带点力，人工拆除待拆模板螺栓，启动大钩提升拆除模板，提升至超过脚手架顶面时旋转塔吊大臂，人工配合将模板安放于主墩施工平台上。

在模板拆除过程中，施工人员始终应挂好安全绳；在待拆模板上设置防荡绳，防止在模板拆除过程中模板碰撞混凝土表面或造成模板变形和混凝土面破坏；模板拆除时必须按照先拆除侧面连接螺栓、最后拆除上下面连接螺栓的施工顺序进行，以防拆除过程中模板脱落造成事故；在模板拆除时所有施工人员应避开，起吊时塔吊小幅度提吊，同时缓缓松放防荡安全绳；在模板拆除过程中，一定要轻拉轻放，杜绝猛撬硬砸，保护好模板面板和整体结构，避免变形、破损；在模板拆除后，必须对模板做仔细检查和修整，破损部位应立即更换。

5混凝土浇筑

5.1浇筑方式

混凝土采用搅拌站生产、输送车达现场，砼拖式泵泵送入模（通过串筒布料到浇注部位），插入式振捣棒振捣。

塔柱采取串筒进行布料，由于塔柱截面尺寸变化较大，壁厚不等，各段钢筋布置形式存在变化，因此串筒布置位置各有所不同，具体要遵循以下几点：

（1）串筒布置间距为2.0m，串筒单节长度1.0m，根据浇筑高度，在浇筑过程中接长或缩短串筒长度，从而保证混凝土自由落体高度不大于2.0m。

（2）实心段串筒按2.0m×2.0m矩阵进行布置，部分拐角点增设串筒进行布料。当串筒布置位置与劲性骨架或结构钢筋发生干扰后，适当移动位置。

5.2塔柱混凝土浇筑施工要点

（1）混凝土采取分层布料、分层振捣，分层厚度控制在30～50cm左右。

（2）混凝土振捣时分区定块、定员作业，混凝土振捣应密实，无漏振、欠振、过振等现象。

（3）振捣采取快插慢拔方式，严格控制棒头插入砼的间距、深度与作用时间，并密切观察振捣情况，在混凝土泛浆、不再冒出气泡视为混凝土振捣密实，防止混凝土表面出现蜂窝、麻面，甚至空洞等缺陷。

（4）混凝土振捣间距小于40cm，振捣上层混凝土时要插入下层混凝土5cm以上。每个振动点振捣时间控制在35～45秒。

（5）在劲性骨架矩形小断面桁架处，振捣人员需进入到桁架内部，保证桁架处混凝土的振捣质量。锚具及有波纹管位置要在砼浇筑前做出标记，振捣时注意保护锚具及波纹管，同时保证锚下区的振捣密实。

（6）振捣过程中，振捣棒严禁接触模板，并在混凝土浇筑期间内，派专人检查模板对拉螺杆松紧情况，防止出现爆模、漏浆等现象；专人检查预埋钢筋和其它预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时进行处理。

5.3混凝土养护

一般气候条件情况下，混凝土采用洒水养护。为防止污染混凝土面，采用淡水养护，通过专人及时、不间断洒水，保持混凝土表面经常处于湿润状态，避免了混凝土表面出现干湿循环。

5.4混凝土施工缝处理

为使拆模后混凝土表面接缝美观，两层混凝土间的外露接缝线一定要平整顺直，在施工中，应采取以下措施进行预控：

（1）在第一层混凝土浇筑完毕后，以模板顶口线为基准，对靠近模板、宽约1.5cm的混凝土顶面内外接缝作修正、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。凿毛由人工完成，当砼强度达到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或高压水清理干净。

（2）为防止混凝土浇筑时漏浆以及上下两节段混凝土结合部出现过大的错台，待浇节段的模板底部应压紧已浇节段的混凝土顶部外表面，顶部外表面应先清理平整，然后粘贴双层粘胶带，确保模板底口不漏浆。

（3）混凝土浇筑前，再次对接缝表面进行检查清理（若有杂物，应清理干净，以防夹渣）；接缝两侧的混凝土应充分振捣，以使缝线饱满密实。

6结束语

曹娥江大桥中脚手架翻模法的应用，既解决了人员上下塔柱各层施工平台的问题，也解决了双钻石型索塔截面形状变化对施工造成的难度，并充分利用塔吊进行模板安装、拆卸，定位准确，提高了施工的速度，为斜拉桥的施工带来了便利，是同类型桥梁施工中值得借鉴的施工方法。

参考文献：

[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，JGJ130－2011

[2]混凝土结构设计规范，GB50010-2010

作者简介：

张翼（1984）、男、江苏省滨海县、工程师、工学学士，2007年毕业于湖南大学。

胡大元（1983）男、江苏省沐阳县、工程师、工学学士，2007年毕业于湖南大学。