1、1鹦鹉洲长江大桥 1 号塔塔柱快速施工技术周小毛（中铁大桥局第六工程有限公司，湖北 武汉）摘要：武汉鹦鹉洲长江大桥设计为三塔四跨悬索桥，其 1 号塔位于长江汉阳岸边坡坡脚，门框式结构，采用了高效快速施工方法施工成型。底节塔柱与塔座同步浇筑，塔柱采用无劲性骨架法施工，配备 6m 高大节段液压爬模结构，塔柱下横梁采用钢管支架法与塔柱并行施工，上横梁采用牛腿支架法与塔柱同步施工，并在地面进行对拉试验取代高空支架预压施工。通过设计和施工相结合，做到了施工过程模块化和简单化，实现了塔柱快速施工，探索了塔柱施工新方法。关键词：三塔四跨悬索桥；塔柱；爬模；外置式可拆装平台；并行施工；整体装拆；新方法1、工程
2、概况鹦鹉洲长江大桥位于武汉市中心城区，是武汉市二环线过长江通道，大桥主桥长2100m，设计为 225+2850+225m 三塔四跨钢混结合梁悬索桥（见图 1） 。图 1 鹦鹉洲长江大桥桥型布置 (单位：mm)大桥主桥 1 号塔位于汉阳侧长江大堤护坡坡脚，塔柱为钢筋混凝土结构，横桥向为门式框架结构（见图 2） ，塔柱、横梁几部分组成，横梁为预应力混凝土结构。塔柱全高 129.2m，两塔柱间的横向中心间距为 36.0m 至 39.0m，横向呈 1:84.13 的坡度。塔柱为单箱型截面，横桥向尺寸为5.0m，纵桥向尺寸从 7.0m 变化到 9.0m。下横梁高 7.0m,长 32.1m,宽 7.1m。
3、上横梁横向设置为下置 K 型，高度由中间 5m向两边渐变至 8m，长 31.05m，宽 5.6m。上下横梁均为单箱单室截面，顶、底、腹板厚度均为 0.8m。2、塔柱总体施工技术1 号塔塔柱分节段进行接高，模板采用液压爬模，钢筋主筋采用机械套筒连接，水平钢筋和箍筋采用搭接绑扎。塔柱采用无劲性骨架法施工，投入使用可拆装式外置钢平台结构。下横梁与塔柱实施并行施工，相互不干扰；上塔柱采用牛腿支架法施工，支架在地面预压，整体下放拆除。图 2 武汉鹦鹉洲长江大桥 1#塔塔柱（单位 cm）3、塔座与塔柱整体施工技术在塔柱施工过程中采取了底节塔柱 3m与塔座同步进行浇筑施工工艺进行施工。在绑扎塔座钢筋时，将底
4、节塔柱 3m 高范围钢筋进行同步绑扎并安装模板定位。在浇注完塔座混凝土后，连续浇注完塔柱底节23m 高，前期蓄水漫过塔座进行养生 4 天，后期采取浇水、包裹塑料膜养生，确保了塔柱底节钢筋混凝土未出现表面裂纹。4、塔柱大节段接高施工技术塔柱接高单节标准高度 6m，配备液压爬模高度 6.1m，每次接高搭接 10cm。随着塔柱接高，其截面逐步变小，通过逐步裁剪模板面板边沿以适应匹配。塔柱内腔的液压爬模与外侧模相互独立，由于截面多变，施工过程中须及时用木模配合。为便于钢筋接高，塔柱钢筋主筋原材料进料选择 12m 长，施工中每次接长 6m，采用机械接头连接。为有效克服高空吊装困难，尽可能减少吊机上下吊装
5、次数，加快钢筋绑扎功效，设计采用梳形板按钢筋绑扎施工顺序成批吊装接高主筋(见图 3)。梳形板长 1.1m，按塔柱主筋间距开孔，一次吊装 10 根钢筋，采用机械接头旋拧在钢筋丝头上作临时吊装连接。图 3 梳形板分批吊装钢筋图 4 利用外置式可拆装施工平台施工塔柱5、外置式可拆装平台施工塔柱技术在塔柱施工过程中，首次发明使用外置式可拆装施工平台结构，替代劲性骨架结构，即在塔柱外侧周圈安装一个作业平台，利用该平台施工塔柱钢筋，待钢筋绑扎成型后利用塔吊整体吊装拆除该平台。平台为采用角钢制作的空间桁架结构，分块栓接，构造简单、轻巧，安拆方便，且可改装和重复使用，集塔柱高空作业施工操作、物料临时堆存、安全
6、防护和钢筋定位多项功能于一体(见图 4)。5.1 平台构造平台结构为可拆装式钢桁架结构，主要分为 4 部分，即架体、滑块、悬挑支撑牛腿和预埋件，各部分之间采用螺栓连接，方便拆装和位置调整架体为采用角钢分块制作的空间桁架结构，5m 高，1m 宽，高度方向按 2m 标准高度实施分层，底部层高 1m(见图 5)。各分块本身构件之间采用焊接相连，分块之间采用螺栓连接。架体外侧安装铁丝网，各层踏面安装钢板网，全部与架体角钢连接固定并随架体一起拆装。架体顶口设置钢筋定位框架，精确定位每根主筋(见图 6)，定位框架作为永久箍筋使用。3图 5 角钢桁架架体图 6 钢筋定位框架滑块为架体与牛腿之间的连接配件，“
7、工”字行构造，采用钢板制作，限位于支撑牛腿的滑动槽内。滑块为重复使用构件。悬挑支撑牛腿为双拼工字钢结构，内侧净空间隙 5cm，采用连接板通过螺栓进行组装成整体。悬挑支撑牛腿为重复使用构件。预埋件为埋设在钢筋混凝土内的钢筋和钢板组合构件，为平台结构的支撑受力部位。预埋件为一次性使用构件。5.2 平台制作和改装平台采用分块件制作成型，每个块件必须在统一固定胎架内制作。为尽量减小结构的变形，角钢下料采用机械切割，连接孔眼采用车床钻孔，禁止采用氧气切割、割孔。架体在场内根据塔柱尺寸要求拼装成整体，并且标识平面中线。架体平面内侧净空尺寸要求比塔柱截面尺寸大 50cm，吊装时架体中线与塔柱截面中线位置对齐
8、。随着塔柱的截面尺寸发生改变，通过改变各分块之间的连接螺栓孔眼的位置相应调整架体平面尺寸。6、塔柱与下横梁并行施工技术在本工程施工中，下横梁与塔柱采取了同步并行作业施工，即塔柱正常接高施工，在塔柱内通过机械连接套筒预埋下横梁钢筋接头，在不影响塔柱接高施工的前提下，同步施工下横梁结构，实现了塔柱与下横梁结构并行施工（见图 7） 。图 7 下横梁与塔柱并行作业采用此法施工，塔柱与下横梁施工互不干扰，保证了施工进度。7、牛腿支架整体装拆施工上横梁塔柱上横梁采用膺架法施工。支架采用牛腿支架整体装拆，即先施工完塔柱，在塔柱内预留支撑牛腿，采用大跨度桁架作底模支撑架，桁架支撑在牛腿上受力(见图 8)。4图
9、 8 上横梁桁架示意图在施工塔柱时，同步进行桁架结构的制作、组拼。每片桁架结构在地面进行了承载力试验，取代了支架的高空预压(见图9)。首先根据计算了解桁架的实际受力工况，然后通过计算分析，采用集中力进行模拟替换，尽可能使桁架受力接近实际，通过监测变形以检验支架的受力是否能够满足要求。图 9 桁架受力试验原理图试验采用平面内对拉方式进行，一次试验两片桁架，千斤顶在桁架节点上准确施加荷载(见图 10)，每个受拉点通过分配梁对称各设置 2 根 32mm 精轧螺纹钢。试验台座采用型钢在地面进行安装固定，要求平整、稳固，高差控制在 3mm 内。为防止试验过程突发情况，桁架在试验台座安装到位后，在支点位置
10、安装支撑模拟桁架的实际支撑，并焊装防竖向翻起限位构件，构件与桁架间保持 3cm 间隙，保证其试验过程中的变形自由。图 10 上横梁支架地面对拉预压塔柱施工完毕，先安装支承牛腿结构，采用塔吊分片整体吊装桁架进行安装，通过连接形成上横梁支架体系。施工简洁方便，操作简单，尽可能实现了变高空作业为陆地施工，节省了工期并降低了高空作业风险。桁架结构采用 4 台 10t 卷扬机对称吊挂，整体下放进行拆除(见图 11)。卷扬机固定在上横梁顶面，先将支架进行吊挂受力，再拆除支撑牛腿，将支架由牛腿支撑改为卷扬机吊挂，然后利用卷扬机同步进行下放，将支架下放至下横梁上，然后利用汽车吊机分块进行吊装拆除。图 11 支
11、架整体下放8、结束语武汉鹦鹉洲长江大桥 1 号塔为门框式单箱单室钢筋混凝土结构，具有多截面、坡度小的特点。通过结合现场实际情况，优化施工方案，实现了施工过程模块化、简单化，在保证了塔柱施工安全和质量的前提下，实现了塔柱的快速施工，探索出5了高空钢筋混凝土塔柱施工新方法，为同类型塔柱的设计和施工探索了经验。参考文献1 中铁大桥勘测设计院.武汉鹦鹉洲长江大桥技术设计.武汉: 2011.2 卜亚军.马鞍山长江公路大桥左汊主桥中塔下塔柱施工.城市建设理论研究,2012,2.3 江正荣.建筑施工计算手册.北京:中国建筑工业出版社,2007.4 吴宝诗,陈干.九江长江公路大桥主桥南桥塔基础施工.世界桥梁,2012,40(6):1-5.
