滕安亮

（安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

随着我国交通事业的大力发展，斜拉桥成为大跨度桥梁的主要桥型之一被大量采用。在斜拉桥中，索塔是其重要的组成部分，如何确保索塔质量成为施工研究的重点之一。在斜拉桥施工技术日益成熟的情况下，索塔下横梁施工、倾斜索塔的施工控制等仍是索塔施工最重要的部分，决定着整个桥塔的施工质量[1]。

1 工程概况

南洞庭特大桥主桥为181.95m+450m+181.95m双塔斜拉桥，主桥结构形式为双塔双索面斜拉桥，具体见图1。

图1 南洞庭（胜天）特大桥主桥布置图

索塔采用花瓶型桥塔、C55钢筋混凝土结构，由上、中、下塔柱及相应的横梁组成。

其中，南县岸索塔高度为154.298m，益阳岸索塔高度为159.798m。塔柱纵向宽度为8～9m，横向宽度为4.8～8.0m。塔柱截面采用矩形空心截面，横向外侧塔壁做刻槽处理，角点设有50cm×50cm的倒角。

上塔柱设置钢锚梁作为斜拉索锚固结构，由钢锚梁和钢牛腿两部分组成。从塔柱第25节（南县侧第24节）开始设钢锚梁，单塔肢共20套。

塔柱采用液压爬模从下至上的分节段进行施工，单个塔柱节段各工序的施工顺序：劲性骨架的安装→钢筋安装→爬架爬升→模板定位→混凝土浇筑养生。

施工过程中，通过采用多项关键施工技术，有效的提高了施工质量，确保了安全，保证了施工工期。见图2。

图2 南洞庭（胜天）特大桥索塔施工图

2 塔柱施工技术质量

2.1 索塔4.5m的合理分节

目前，常规索塔施工均按4.5m或6m进行分节由下至上逐层施工。为降低施工过程中的难度，确保安全，提高质量，南洞庭特大桥索塔按4.5m的层高分节。索塔共36节，节段浇筑混凝土173.6m3。同时，在与塔座、横梁等构造结合位置设置调整节段，确保索塔节段接缝整齐。

2.2 养护液与水相结合的高效养护

索塔混凝土为高标号混凝土，其养护措施是否到位、养护时间是否充足是确保混凝土强度、耐久性的重要保证措施。但由于索塔为高耸结构，采用移动式爬模为主要的施工平台。索塔节段施工周期一般为7天，与混凝土养护需14天的周期不符合，导致采用水养生时，为确保上一节段的养护质量，一般采用水漫流式的养生，这种粗放式的养生，既容易造成混凝土表面漏养，又降低了文明施工形象。

因此，在南洞庭湖大桥索塔施工的过程中，采用养护液与水养护相结合的方式进行。

施工前，对养护液进行筛选，选取高分子成膜型养护液，确保其不改变混凝土表面原始色泽、后期不脱落，并具有较高的保水率。

施工时，在前期拆模后，待混凝土表面初干后，即按要求，喷涂养护液。待养护液干燥成膜后，再在表面间隔喷淋水雾进行养生；后期，爬模平台上移后，则利用养护液在混凝土表面形成的膜状结构的封闭性能，利用混凝土内部的水分进行自养生。

这种水与养护液相结合养生方式，有效地提高了索塔混凝土的资料，确保了施工环境的干净、整洁。

2.3 液压爬模的先进模板平台体系

南洞庭湖大桥索塔采用以维萨模板为核心的液压自爬模平台体系。其由内外模板、爬升装置、移动模板支架、模板悬吊系统、外爬架、内爬架、固定支架、动力装置及管路系统等组成。

维萨模板由芬兰进口，具有强度高、重量轻、抗磨损性好等特点。该模板在浇筑混凝土时模板吸收混凝土中的水分（在此过程中模板不会变形），在后期混凝土凝固的过程中释放出水分，提高了混凝土的整体质量水平。

施工过程中，采用钢格栅，形成整体封闭式平台；在平台与塔柱间隙，设置必要的挡板，防止坠物由空隙掉落，确保安全。见图3。

图3 液压爬模与维萨模板体系图

3 横梁施工技术

南洞庭湖大桥索塔包括上、中、下三道横梁，均采用支架法塔梁同步分层施工。见表1。

表1 索塔横梁施工一览表

3.1 下横梁施工

下横梁高6m，宽7.5m，采用矩形空心截面，壁厚1m，下横梁预应力采用15～19钢绞线，顶板布置了一层，底板布置了四层，共46束。施工时，在高度方向均分为两层进行施工，最大浇筑方量达到717.5m3。该横梁单次浇筑方量高，临时荷载大，是施工难度最大的一道横梁。

下横梁采用搭设在承台顶面的落地支架作为平台进行施工，支架下部采用钢管桩为竖向支撑，其上贝雷梁为横向主梁，上部铺设两层分配梁，为组合型钢结构。见图4。

图4 下横梁施工方案图

为减少支架用量，确保结构安全，在第一层横梁施工完成形成U槽结构后，张拉部分底板预应力，使已浇筑的部分横梁结构形成承载力，以承受下横梁第二层的混凝土施工荷载。通过分析计算，确定张拉24束底板预应力束中的12束，每束张拉控制力为设计张拉力的60%， 12束共计：2671.9t。见图5。

图5 下横梁第二层浇筑结构受力分析图

3.2 中、上横梁

中、上横梁高分别为5m、4m，宽7m，采用矩形空心截面，一次浇筑成型，单次最大浇筑方量为180方。

中、上横梁采用高空牛腿桁架平台进行施工，桁架主要由2I36b加工而成，通过预埋牛腿支撑在塔壁上。

4 钢锚梁安装技术

钢锚梁系统由钢锚梁及钢牛腿组合而成，采用倒装法进行安装——即以钢锚梁上锚垫板为精确定位核心，首先初步安装钢牛腿，然后将钢锚梁精度定位、锚固，再将钢牛腿以钢锚梁为基准进行匹配的定位。

施工时，首先在劲性骨架上安装两根2I36b吊架，安装间距为2.4m，预留出钢锚梁及钢牛腿的吊装间隙；吊装钢牛腿到塔柱安装位置，略低于设计标高，采用吊架上两个5t手拉葫芦将其吊起，并临时固定在两侧的劲性骨架上；吊装钢锚梁到塔柱安装位置，采用吊架上四个10t手拉葫芦将其吊起并精确定位，然后再采用5t手拉葫芦将牛腿螺栓孔与钢锚梁螺栓孔对中，将钢锚梁及牛腿连接螺栓安装并扭紧形成整体，完成安装。见图6。

图6 钢锚梁系统安装方案图

5 索塔线型控制技术

由于索塔中下塔柱为非垂直结构（下塔柱向外倾斜，中塔柱向内侧倾斜），且为逐段成型，后施工的节段必对已完成的塔柱产生倾覆力矩，造成索塔塔肢的空间变位置及产生施工过程中的附加应力。

因此，为确保索塔的线型及初始应力满足设计要求，施工时，反方向的预偏及设置主动撑成为施工中的必要措施。

施工过程中，设置的索塔节段最大预偏量为10mm。由于下塔柱外倾，则在两塔塔肢间设置一道拉杆，以抵消其外倾力；中塔柱设置内倾，则设置三道主动横撑，以抵消其内倾力，同时，对其施加预拉、推力，以调整塔柱施工过程中的线型和应力。见表2。

表2 主动撑设置一览表

预偏及设置主动撑均通过按施工步骤采用倒装法进行分析计算，通过测量观测及在下、中塔柱根部埋设应变元件对位移及应力进行实时监测。见图7。

图7 主动撑设计计算图

主动撑的添加通过千斤顶予以实施。中塔柱的主动横撑安装时，先将一头与索塔焊接锚固，另一头在施加完主动力后，将其与索塔固结。

通过施工过程中的监测发现，塔柱在施工过程中的位移控制在10mm以内，根部拉应力控制在0.6MPa以内，取得了良好的效果。

6 结语

通过以上施工技术，南洞庭（胜天）特大桥两个主墩索塔由2016年12月至2018年2月止，历时14个月，高效保质的完成了索塔施工任务。其监控指标均处于预测、可控范围内，索塔线形美观，外观平整协调无裂纹，达到了良好的质量效果。