大曲线混凝土桥塔建造技术

　　摘要：随着近年来社会经济的发展，桥梁建造技术的不断进步及人们对生活环境的逐步重视，近年来大跨径斜拉桥已相继出现造型新颖的大曲线型桥塔，本文系统地介绍了大曲线混凝土桥塔的技术特点、施工方案、工艺流程等方面。
　　关键词：大曲线、桥塔、施工、工艺
　　
　　1概述
　　改革开放以来，我国社会面貌日新月异，道路、桥梁等公共基础设施建设迅猛发展，至今方兴未艾，各种形式的桥梁如雨后春笋遍布祖国大江南北，目前，我国公路已建成超千米级的现代斜拉桥，现代悬索桥跨径也已超过1600m，铁路超千米级的现代斜拉桥、悬索桥也正在筹建之中，这标志着我国正在从桥梁大国向桥梁强国迈进。
　　桥梁作为物质文明与精神文明的载体，以其实用性、永恒性、宏大的艺术性而具有显著的地标作用，尤以长大跨经的斜拉桥、悬索桥最为突出，它的景观构成中心要素是大桥桥塔。当前常见的桥塔造型基本由直线线形构成，随着近年来社会经济的发展，桥梁建造技术的不断进步及人们对生活环境的逐步重视，近年来大跨径斜拉桥已相继出现造型新颖的大曲线型桥塔，若仅按建造材料划分，既有混凝土大曲线型主塔，又有钢结构大曲线型主塔。本文以南方沿海某座斜拉桥的大曲线型混凝土桥塔为例，简要介绍大曲线混凝土桥塔的建造技术。
　　2大曲线混凝土桥塔技术特点
　　大曲线型桥塔的受力特点与常规直线型桥塔基本相同，塔柱为压弯构件，主要承载斜拉索传递的竖向荷载及两侧斜拉索不平衡水平力在塔柱截面内产生的剪力、弯距。
　　大曲线型桥塔与直线型桥塔的主要区别在于塔柱为大曲线线形，故主要技术难点在于塔柱如何选取合理的曲线线型，这里所指的曲线型桥塔，不是塔柱某一区段呈曲线线形，而是指塔柱整体或桥面以上塔柱呈曲线线形。
　　就线形特性而言，抛物线等曲率变化的线型富于变化，景观适宜性强，但随塔柱高度的增加，抛物线等曲率不断变化的线形势必增加塔柱构造的复杂性及施工风险与建造成本，故在长大跨经的斜拉桥，曲线型混凝土塔柱既要体现曲线的韵律与美感，又不宜采用曲率随塔柱高度变化的线形，因此选用曲率恒定的圆曲线线形，可大大降低塔柱施工的成本与难度。
　　桥塔受力的理想状态以塔柱受压为主，为小偏心受压构件，故在塔柱曲线拟定时，塔柱曲率大小应适中，既要确保结构受力安全，降低施工难度，又要突出景观协调性，体现桥塔的美感。若塔柱曲率过大不利于结构受力，塔柱截面宜出现拉应力而开裂；若塔柱曲率过小体现不出曲线美感，故塔柱曲率的选定，应结合桥塔高度经多方案比选确定，使结构受力与建筑艺术达到和谐统一。
　　要增强桥塔的整体景观协调性，除桥塔塔柱外，塔柱的各连接部也是重要的景观载体，其结构处理方法及造型应与桥塔的整体风格相协调。
　　3大曲线混凝土桥塔构造简介
　　某座大桥是一座主跨480m的双塔双索面混合梁斜拉桥，跨径组成为60+120+480+120+60m，全长840m，桥面宽28.5m，桥塔采用大半径曲线型钢筋混凝土塔柱（见图1），单箱单室截面，塔高+155m，桥面以上塔高103m。
　　桥面以上塔柱呈大曲线线形，内外曲线均采用曲率相同的圆曲线，圆心分别位于相应曲线顶端的平面内,半径360m，这样处理，实现塔柱截面尺寸的逐渐变化，既满足结构受力需要，又大大降低施工难度。大曲线线形的两塔柱在顶端微合，中间以弧形板连接，上、下圆弧均与塔柱内侧曲线相切。塔柱截面外轮廓尺寸从桥面处根的7.0m×5.0m逐渐过渡至顶部的6.0m×3.2m，截面壁厚0.7m～1.3m。
　　4大曲线混凝土桥塔施工技术
　　本桥钻石型桥塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱、下横梁及顶部连接板等5部分组成，其中桥面以下的下塔柱为直线形，桥面以上的中、上塔柱为大曲线线形，故下塔柱可采取与常规斜拉桥桥塔相同的施工方法，这里重点对大曲线线形的中、上塔柱施工方法作一简要说明。
　　4.1施工方案拟定
　　混凝土桥塔传统的施工方法有提模法、翻模法、滑模法、爬模法等种类，根据本桥塔结构特点，结合施工进度、质量等因素，经综合分析比较，采用液压自爬模法逐节段施工塔柱。液压自爬模体系包括液压爬架、模板、操作平台系统等，其具有机械化程度高、工期快、施工质量易于保证等优点。
　　本桥塔塔柱标准施工节段高度为4.5m，模板高度为5.1m。浇筑时模板上挑5cm，下包5cm，模板下包保证了模板接缝不产生错台，主塔线形顺直，表面光滑，颜色统一。
　　4.2施工工艺原理
　　液压自爬模施工无需外部提升设备，通过自身液压千斤顶提供外界动力，分二次将爬架的提升装置和模板提升到位，从而达到施工的目的。导轨和爬模架互不关联，二者之间可进行相对运动。
　　爬模架工作时，导轨和爬模架均支撑在预埋牛腿上，两者之间无相对运动。退模后立即在退模留下的爬锥上安装受力螺栓、挂座体及预埋牛腿，调整上下轭棘爪方向来顶升导轨，待导轨顶升到位，拆除导轨提升后露出的位于下平台处的埋件牛腿、爬锥等。在解除爬模架上所有拉结之后开始顶升爬模架，调整上下棘爪方向后启动油缸，爬模架就相对于导轨运动，通过导轨和爬模架这种交替附墙，互为提升对方，爬模架即可沿着墙体上预留爬锥逐层提升。
　　
　　4.3施工工艺流程
　　以一个标准节段为例，按工序的先后顺序予以简要说明。
　　（1）劲性钢骨架安装。单根塔柱截面内共布置有6～8个劲性骨架立柱，将事先已制作好的骨架立柱运装到位，其中劲性骨架的顺桥向两个面通过塔吊整体先安装到位，上下水各有一个立柱待横桥向的骨架片安装到位后，通过拉线放样的方式定位，在现场用系杆将单个立柱与另两片骨架片焊接在一起，最后形成一整体。劲性骨架之间采用螺丝定位、焊接连接。
　　（2）钢筋安装。钢筋安装与常规桥塔相同，但由于塔柱曲线线型的原因，需要注意钢筋的定位，通过劲性骨架控制钢筋的位置及保护层厚度达到设计要求。
　　（3）模板就位。先将内模提升到位，后将外模提升到位，需特别注意内、外模板就位的准确性，这主要通过在截面每侧模板上下缘标出模板的中心点，并使其与劲性骨架的中心点重合（即与塔柱的中心线重合）。

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