斜拉桥塔柱施工技术探讨

摘要 以探索斜拉桥塔柱施工技术作为研究目的，文章采用理论结合实例的方法，探讨了罗埠河特大斜拉桥的大型独塔塔柱施工技术，案例主塔下塔柱采用定型钢模板施工，上塔柱采用爬模法施工。结果显示，塔柱的尺寸、外观质量、结构性能等均达到验收标准。由此可见，对于大型斜拉桥高大塔柱可采用上、下塔柱分层施工的办法，对于高大的上塔柱通过爬模法施工能够有效保证其施工质量，值得推广应用。

关键词 斜拉桥；塔柱施工技术；主塔施工；施工技术；质量控制

中图分类号 U445.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）16-0061-03

0 引言

斜拉桥是跨河桥梁通常采用的结构形式，主塔是斜拉桥中的重要支撑结构。在大型斜拉桥中，主塔往往体积十分庞大，这使得主塔施工具有一定难度。基于此，该文以罗埠河特大桥的主塔施工为例，该桥梁就是一座典型的大型斜拉桥，上塔柱高达35.7 m。结合该工程塔柱结构的高大构造，案例工程决定采用定型钢模板与爬模法进行施工，取得了理想的施工效果，具体如下。

1 项目概况

1.1 项目基本情况

罗埠河特大桥分左右幅错孔布置，其中左幅桥长847.5 m、右幅桥长847 m，主桥结构形式为非对称钢-混梁独塔单索面斜拉桥，桥梁整幅布置，标准断面宽29 m。钢梁及混凝土梁均采用大悬臂箱形断面，塔柱采用独塔柱，矩形断面，高99.415 m，主跨及边跨设置14对斜拉索。

主塔采用C50现浇混凝土，按钢筋混凝土结构设计，全高（承台顶面算起）99.415 m，塔柱采用矩形空心断面，外侧设置倒角。塔冠高度为4.415 m，上塔柱35.7 m，中塔柱37.3 m，下塔柱22.0 m；上、中塔柱横桥向宽度均为3.5 m，下塔柱横桥向宽度为7.0 m。

桥塔纵桥向塔顶宽度为5.0 m，塔底宽为7.714 m，塔柱竖向按照1∶70变化。上塔柱标准壁厚设计为0.7 m（顺桥向）、1.2 m（横桥向），中塔柱标准壁厚设计为0.7 m（J顺桥向）、1.2 m（横桥向），下塔柱标准壁厚设计为1.5 m（顺桥向）、1.5 m（横桥向）。

1.2 项目特点及施工难点

该桥上塔柱高度较高，为独塔塔柱，施工过程中均为悬臂结构，稳定性及刚度均较差，且与梁连接处为固结体系，施工难度与以往直线形塔柱相比大幅增加。

该桥主塔宜采用爬模法施工，采用高质量模板及大角度液压爬升系统，确保主塔混凝土外立面线形平顺、表面光滑、内部密实。

爬架系统需要经常调整，且必须保证恢复及时，爬架系统使用周期长、次数多，这对施工组织管理提出了更高要求。

2 斜拉桥塔柱施工关键技术分析

2.1 施工工艺流程

结合该项目特点，制定主塔及0#块施工工艺流程如图1所示[1]：

2.2 下塔柱施工

下塔柱采用定型钢模板进行施工，塔柱主筋采用机械套筒连接，接头部位相互错开35 d（d为直径），错开数量不小于主筋总数的50%。下塔柱模板及钢筋采用汽车吊进行吊装，待塔吊安装完成后转为塔吊吊装。模板安装前应对表面进行打磨除锈清理，并涂刷脱模剂，模板拼缝处采用厚双面胶进行粘贴，补齐拼缝。钢模分块吊装，先用定位销对模板进行定位，通过垂直度调整模板竖直，再通过螺栓对模板进行连接、固定。

2.2.1 施工平台布置

下塔柱施工时，在钢模上设置施工平台以便工人站在平台上拼装、拆除模板。平台采用[10槽钢设置成牛腿形焊接在钢模板上，上铺脚手板；外侧采用钢管设置高度为1.2 m的防护栏杆，每道牛腿间距1.5 m，每侧模板处水平布置5道。

2.2.2 下塔柱浇筑节段划分

下塔柱分4次浇筑，为避免承台与塔柱混凝土间隔时间过长，混凝土因徐变不同而产生裂缝，底部2 m段与承台混凝土应同时浇筑，其余浇筑节段每次不超过6 m。

2.3 0#块施工

2.3.1 0#块结构

0#块施工纵向延大里程方向长度为10.25 m，小里程方向为10 m，总长度为20.25 m，横断面宽度为29 m。采用钢管桩与盘扣组合支架体系进行0#块施工，以保证塔柱与主梁之间的整体性以及结构受力合理。

2.3.2 0#块施工技术方案

0#块混凝土浇筑分两次浇筑，第一次浇筑底、腹板，第二次浇筑顶板，钢筋及模板也分两次安装。为便于第二次立模浇筑翼板，浇筑腹板时，腹板混凝土面应高出翼缘板根部高程2～3 cm。

（1）支架搭设

支架搭设施工步骤如下：承台预埋支架钢板—加工安装630钢管立柱—加工安装双拼50H型钢横梁—加工安装单拼32b工字钢纵梁—搭设盘扣支架。

（2）模板制作安装

0#块模板采用竹胶板加方木的形式，模板本身应具有足够的强度、刚度和稳定性，应能可靠地承受施工过程中所产生的各种荷载。0#块节段的模板分为底模、外侧模、内侧模、顶模及端头模，且均采用竹木模[2]。

1）底模。0#块底模墩身范围内采用竹胶板，其下面横向铺设8 cm×8 cm的方木，间距为0.3 m（箱室及翼缘处）和0.16 m（实体段），方木安装在横向I10工字钢上。2）外侧模。采用15 mm厚的竹胶板，模板利用8 cm×8 cm的方木做成骨架结构，方木的顺桥向间距为25 cm，方木外侧再利用钢管固定且腹板内外侧采用对拉螺栓拉紧。3）内侧模和顶模。考虑0#块内梁体截面变化大，模板通用性差，内侧模板采用木模制作。内模就位后，与外侧模用穿心拉杆相连，并加固。进人孔模板用竹胶板方木制作、拼装，顶板进人孔模板的直径设置为80 cm。顶板浇筑完成后，在顶板底面安装吊竹胶板加方木模板，用铁丝加固，进行顶板进人孔浇筑。4）端头模板。端头模板是保证0#块端部及预应力管道成形要求的关键，由于预留钢筋密集，板端模板使用15 mm的竹胶板配方木，以便拆模。

（3）支架预压

采用荷载实际重量1.2倍的混凝土块，纵向从0#块的中心向四周进行对称布载，横向从结构中心线向两侧进行对称布载。

（4）钢筋安装

待0#块支架预压完成后，立即依次进行底板下层钢筋、底板上层钢筋、腹板钢筋、穿设底、腹板预应力筋成孔管道波纹管、顶板和翼板下层钢筋、顶板和翼板上层钢筋的安装，然后穿设顶板纵向及横向预应力筋成孔管道波纹管。

钢筋半成品在钢筋加工场制作，按规格型号分别堆放，运至桥位。确认模板平面位置和标高正确无误后，方能进行钢筋安装。

（5）混凝土浇筑

混凝土由自拌混凝土站集中拌制，通过运输罐车运至施工现场，采用汽车泵泵送入模。浇筑混凝土前，应对支架、模板、钢筋、波纹管和预埋件进行检查，确保其无破损且位置和尺寸正确[3]。

1）混凝土浇筑顺序。0#块混凝土分两次进行分层浇筑，先浇筑底腹板，再浇筑顶板，每层浇筑厚度不超过30 cm。0#块混凝土平面采用分区浇筑，浇筑顺序为先浇筑塔柱及塔柱倒角混凝土，再浇筑固结段箱梁腹板混凝土，最后浇筑顶板及翼缘混凝土。腹板浇筑顺序为先中腹板，后边腹板。2）混凝土振捣。混凝土采用插入式的振动器振捣，派有经验的混凝土工负责操作。操作插入式振动器时宜“快插慢拔”，移动间距不得超过其作用半径的1.5倍，与侧模应保持5～10 cm的间距，插入下层混凝土5～10 cm左右。将所有部位均振捣密实，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡，且表面呈现平坦、泛浆。3）混凝土养护。混凝土浇筑完成且人员能在表面站立不塌陷后，及时采用土工布及薄膜覆盖并进行洒水养护，其养护时间不得少于7 d。然后采用土工布间隔塑料薄膜的保温层进行养护，形成多层空气腔进行保温、保湿养护。随混凝土的浇筑顺序，及时封上塑料膜作为密封层，防止混凝土热量散失，使其表面湿润，然后铺上土工布。

（6）支架模板拆除

1）架体拆除应自上而下逐层进行，严禁上下层同时拆除。在拆除作业过程中，当架体的自由端高度大于两步时，必须增设临时拉结件。2）架体应先拆除后搭设的部分，后拆除先搭设的部分。梁下架体的拆除，宜从中部开始，对称地向两端拆除，而悬臂构件下的架体，则宜从悬臂端向固定端拆除。

2.4 上塔柱施工

2.4.1 液压爬模施工

中上塔柱分为1#～18#节段，塔柱采用液压自动爬模施工技术施工，钢筋采用劲性骨架支撑定位，而混凝土采用地泵泵送。塔柱施工工艺流程：施工放线—劲性骨架安装—劲性骨架定位测量检查—钢筋接长及绑扎钢筋—安装内、外侧模板—浇筑混凝土—养护、凿毛—导轨提升—爬架提升—重复进行下一节段施工直至整个塔柱施工完成[4]。

0#块施工结束后，将厂家定制生产的架体吊装至桥面，在第1节段施工完成后安装爬模体系。架体安装在首次浇筑时预埋设在墙体混凝土下1 100 mm位置处的埋件系统上，自第1节开始利用爬模体系进行施工，直至第18节施工完毕。

2.4.2 劲性骨架施工

劲性骨架安装时应先临时固定，再进行测量定位，待精度满足要求后进行焊接固定，相邻骨架间用连接角钢做水平撑和斜撑焊接成整体。塔柱劲性骨架为型钢焊接而成的桁架结构，主要材料为型钢。

2.4.3 钢筋加工及安装

钢筋在钢筋加工场制作成形，用平板车运至现场安装。

钢筋安装的总体顺序：竖向主筋—环向水平筋—内外层主筋间的闭合型箍筋—倒角钢筋及拉钩筋。

（1）竖向主筋接长、定位

劲性骨架按设计位置安装就位，并在劲性骨架上由测量人员放出塔柱节段上口平面中心线，再根据中心线放出竖向主筋的位置。先接长内侧主筋再接长外侧主筋。

（2）水平筋绑扎

主筋接长完毕后，在竖向钢筋上做出水平筋记号，然后分层绑扎水平筋，钢筋绑扎间距应满足设计要求。水平筋接头采取绑扎搭接，搭接长度不小于35d（d为钢筋直径）。

（3）闭合型箍筋绑扎

水平箍筋为两根“U”形钢筋进行对接，接头采用绑扎搭接，搭接长度不小于35 d（d为钢筋直径）。

（4）倒角钢筋及拉钩筋绑扎

绑扎完成一层水平钢筋后，按设计位置及倾斜角度在水平筋和主筋上标记号，然后绑扎倒角钢筋。在塔柱倒角处，内外层主筋采用拉钩筋连接，拉钩筋两端弯钩须钩于竖向主筋与水平环向筋的外侧。

2.4.4 模板施工

塔柱模板外模采用液压爬模模板，安装爬架并对其进行固定。

内模板面板采用21 mm竹胶板，木工字梁采用80 mm×200 mm型号，模板背楞外模采用双14号槽钢。与外模对应布置，采用对拉拉杆与外模进行整体加固，塔柱内腔搭设扣件式脚手架，作为内腔操作平台，并辅助内模定位。

2.4.5 混凝土施工

上塔柱采用地泵泵送，地泵设置在桥梁左幅，泵管每3 m设置一道附壁，桥下通过钢管桩进行设置，桥上在塔柱上通过预埋钢板进行设置。

（1）混凝土搅拌与运输

混凝土在拌和站拌制，混凝土搅拌设备必须标定合格，确保计量准确。混凝土采用罐车运输，运至现场浇筑前，应高速翻转30～60 s，以确保混凝土的均匀性。

（2）混凝土振捣

振捣采取快插慢拔方式，严格控制棒头插入混凝土的间距、深度与作用时间。振捣时应密切观察振捣情况，在混凝土泛浆、不再冒出气泡时即视为混凝土振捣密实，杜绝漏振及过振现象，防止混凝土表面出现蜂窝、麻面、空洞等缺陷。

混凝土振捣间距应小于40 cm，振捣上层混凝土时应插入下层混凝土5 cm以上。每个振动点的振捣时间控制在35～45 s。

（3）拆模与养生

非承重模板在混凝土强度达到2.5 MPa后即可拆除，而承重模板必须在混凝土强度达到80%后方可拆除模板。养护采取喷淋养护方式。拆模后，在每节段顶部布置一圈软水管，按50 cm间距在水管上钻孔，采取高压水泵供水，让养护水自然喷出并沿着塔身流淌，形成保湿养护。

2.4.6 锚导管安装

全桥共设14对斜拉索，塔上锚固形式采用锚导管锚固，而塔上锚套管依靠劲性骨架定位。首先利用塔吊吊装索管定位架，并测量精确定位。锚管定位骨架安装完毕后，在劲性骨架上安装横向和竖向的调节装置，由测量人员对锚导管管口进行精确放样，并用手拉葫芦调整角度对锚导管进行定位，直到定位精度达到设计要求后固定[5]。

2.4.7 主塔塔冠施工

主塔塔冠计划采用木模板，8 cm×8 cm的木方作为背楞，间距为30 cm。主楞为两根ɸ48的钢管，布置间距为60 cm×60 cm，通过ɸ12的对拉螺杆紧固，模板通过塔吊进行安装。

3 斜拉桥塔柱施工质量控制措施

3.1 施工准备阶段质量控制措施

在施工准备阶段，应严格依据设计图纸和相关规范要求，对施工材料进行细致的质量检测与验收，尤其是混凝土原材料及预应力筋的力学性能指标必须满足设计标准，确保塔柱结构的内在质量基础牢固。

3.2 施工过程中质量控制措施

（1）对于塔柱的混凝土浇筑，应控制混凝土的配合比、浇筑速度和振捣方式，确保混凝土均匀、密实。

（2）对于塔柱的钢筋骨架，应检查钢筋的规格、数量、间距等是否符合设计要求，并采取有效的固定措施，防止钢筋移位或变形。

（3）在塔柱模板安装过程中，需采用精密测量仪器进行高精度定位，并确保模板刚度、强度以及接缝严密性符合设计和规范要求，以防止混凝土浇筑后出现变形或渗漏现象，影响塔柱的几何尺寸准确性和结构完整性。

（4）对于预应力施加过程，需精确计算预应力筋的张拉力值，严格按照张拉顺序和程序进行操作，确保预应力的有效传递和分布，增强塔柱结构的承载能力和抗裂性。

3.3 施工后期质量控制措施

施工完成后，应对塔柱的尺寸、外观质量、结构性能等进行全面检查和评估。如果发现质量问题或不符合要求的情况，应及时采取补救措施或修复，确保塔柱的质量符合设计要求。

4 结语

综上，主塔作为斜拉塔桥的重要支撑结构，务必要加强其施工质量；对于大型斜拉塔桥，其主塔结构十分庞大，建议采用分层施工。案例工程结合实际情况决定采用上下分层的施工方式，以定型钢模板作为下塔柱施工方案，使其结构更加稳定；上层采用爬模施工，以保证其结构质量。结果显示，塔柱的尺寸、外观质量、结构性能等均达到验收标准，验证了该工程方案的可行性，值得同类工程参考借鉴。

参考文献

[1]李波.斜拉桥塔柱施工技术的应用探究[J].黑龙江科技信息，2017（10）：232.

[2]石润民，刘豪.斜拉桥主塔施工技术探讨[J].交通世界（运输.车辆），2015（4）：118-119.

[3]朱国庆.斜拉桥施工技术探讨[J].黑龙江交通科技，2014（3）：112-113.

[4]蒙幸.姚东大桥主塔施工关键技术探讨[J].山西建筑，2010（12）：293-294.

[5]李庆华，陈胜亮.斜拉桥塔柱索导管施工技术在重庆蔡家嘉陵江大桥中的应用[J].施工技术，2013（17）：81-84.