1、1 天圆地方多变截面斜拉桥独柱塔施工工法天圆地方多变截面斜拉桥独柱塔施工工法1.前言1.前言异形结构由于其特有的线形美，在建筑、桥梁等结构物中，得到了越来越广泛的应用。这些异形构造物大多为砼结构，给施工模板的设计带来较大的难度。目前，对于异形塔的施工，其工艺还未完全成熟。按传统的施工工艺，模板基本采用全木模或者全钢模施工。由于异形结构，采用全木模结构完全行不通，而采用全钢模结构投入成本剧增，因此，采用新型的模板组合体系势在必行。常规的穿心式模板加固系统，存在不利于索塔外观和耗时耗材的缺点。广中江高速西江水道桥跨径布置为(57.5+172.5+400+172.5+57.5)m，全长 860m，为
2、双塔中央索面预应力混凝土斜拉桥。索塔高度为 127m，塔顶高程为 134.53m，桥面以上高度为 100.331m。索塔自塔顶向下 25m 为圆形截面，由此向下 35m 为圆形向正方形过渡段，由此至塔底为正方形截面变化到矩形截面段（圆曲线顺桥向 R=563.125m，圆曲线横桥向 R=1343.591m）。塔顶截面为直径 8.5m 的圆形，截面过渡至正方形截面处（塔柱最小尺寸），边长为 6.5m，塔底尺寸为 14.5m9.0m(顺桥向横桥向)。索塔自塔顶由圆形截面、圆形向正方形过渡段，正方形截面到到矩形截面段三种几何图形相互交融变化而成，塔顶为倒圆锥体，向下与正四棱柱相融，正四棱柱向下按照圆曲
3、线逐渐扩展成为矩形四棱柱，寓意天圆地方。目前，异形塔的施工工艺，模板基本采用全木模或者全钢模施工。对于天圆地方独柱异形塔，采用全木模结构完全行不通，而采用全钢模结构投入成本剧增，常规的穿心式模板加固系统，存在不利于索塔外观和耗时耗材的缺点。为解决上述问题，中交路桥华南工程有限公司大力开展科技创新，设计研制了适用于“天圆地方”变截面复杂外形塔柱的钢木组合爬升模板系统，研发了无体内拉杆模板支撑固定系统，并根据塔柱截面多变的特点，形成了爬模、换模、平台爬升和转换等组合的成套施工技术，圆满完成了索塔的施工任务，并在实践基础上总结提炼，形成本工法。工法关键技术“斜拉桥独柱异型索塔关键施工技术研究”于 2
4、018 年 3 月 21 日通过中国公路学会组织的科学技术成果评价（证书号：中公评字【2018】第 012 号），技术成果达到国际先进水平。同时将取得的科技成果有效转化为专利产品，实用新型专利“一种易拼装混凝土模 板（专 利 号 ZL201721265542.7）”和“一 种 组 合 式 混 凝 土 模 板 体 系（专 利 号ZL201721266693.4）”。2.工法特点2.工法特点2.1 本工法中长方形至正方形截面变化段大面采用木模板，倒角采用定型钢模板，木模板根据索塔截面变小可以裁剪后周转使用，减小模板投入。2.2 本工法中圆方变化段及圆形变化段采用整套钢模，保证其线形及截面尺寸。2
5、2.3 本工法中全塔采用无体内拉杆模板加固系统，模板底口采用预埋连接套筒锚固，顶口根据截面特点进行对拉，并设置大型钢主龙骨保证拉杆系统安全质量。2.4 本工法中爬架系统在索塔截面突变处进行系统转换或架体重组，保证索塔施工操作平台安全可靠。3.适用范围3.适用范围本工法适用于工民建、铁路、公路等工程中天圆地方多变截面的砼结构物的施工。4.工艺原理4.工艺原理根据天圆地方多变截面独柱塔的结构特点，将不同变化段分成若干个施工阶段，再按照其变化特点，能设置周转利用模板的采用木模，结构奇特无法周转利用部分为保证其线形及截面尺寸采用整体钢模板。爬架系统亦采用类似的原理，爬升轨迹线尽量连续，减小重组次数，在
6、无法连续的特殊截面处，进行架体重组，保证施工架体的安全可靠。5.施工工艺流程和操作要点5.施工工艺流程和操作要点5.1 施工工艺流程5.1 施工工艺流程 天圆地方多变截面斜拉桥独柱塔施工工艺流程如图 5.1-1 所示：图 5.1-1 天圆地方多变截面斜拉桥独柱塔施工工艺流程图图 5.1-1 天圆地方多变截面斜拉桥独柱塔施工工艺流程图 3 5.2 施工操作要点5.2 施工操作要点 5.2.1 模板设计5.2.1 模板设计 木模体系由进口维萨板、H20 木工字梁、横向背楞和专用连接件组成；维萨板与竖肋(木工字梁)采用自攻螺丝和地板钉正面连接，竖肋与横肋（双槽钢背楞）采用连接爪连接，在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。两块模板之间采用芯带连接，用芯带销固定，从而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。长方形至正方形截面变化段大面采用木模，倒角采用钢模的钢木组合模板，这种模板组合的优点在于此变化段截面不断变小，木模经过裁剪可以周转利用，减小成本。图 5.2.1-1 方形变化段模板组合图 图 5.2.1-2 钢木组合模板加固图图 5.2.1-1 方形变化段模板组合图 图 5.2.1-2 钢木组合模
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