桥梁上部结构施工：索塔的施工的介绍

索塔的材料可用钢、钢筋混凝土或预应力混凝土。索塔的构造远比一般桥墩复杂，塔柱可以是倾斜的，塔柱之间可能有横梁，塔内须设置前后交叉的管道以备斜拉索穿过锚固，塔顶有塔冠并须设置航空标志灯及避雷器，沿塔壁须设置检修攀登步梯，塔内还可能建设观光电梯。因此塔的施工必须根据设计、构造要求统筹兼顾。钢索塔具有造价高、施工进度要求高、抗震性能好、维护要求高等特点。混凝土索塔则有价格低廉、整体刚度大、施工简便，成桥后一般无须养护和维修的特点。

常用的施工设施有：塔吊，负责塔柱施工范围材料设备吊装，通过与塔柱间附墙保证其稳定；施工电梯，人员通道（塔柱较高时使用）；混凝土泵送设备，如泵管、高压泵等，一般将泵管附着在塔柱上，随塔柱施工接高。

塔柱支架一般在塔柱高度不高、塔柱倾斜角度较大需要其承受侧向荷载、不适合采用自升式液压爬模等情况下采用，大多情况下主要起到施工脚手架的作用。在整个塔柱或局部范围使用时，根据塔柱高度，塔柱支架较多采用钢管脚手架和万能杆件支架。塔柱支架的安装随着塔柱向上施工接高，并需要及时与已施工塔柱附着，以保证支架的稳定性。在塔柱倾斜角度较大时，通常设置外部支撑或对撑。塔柱钢筋和预埋件主要包括塔柱钢筋、预应力钢筋、索道管、钢锚梁、钢锚箱、塔内管道、平台等，以及施工辅助结构预埋件。

钢筋安装：塔柱钢筋安装与墩身钢筋基本类似，要求满足接头错开、搭接长度的基本要求，塔柱主筋一般采用9～12 m 定尺长度，接头采用直螺纹、冷挤压等连接方式；主筋依靠塔内劲性骨架定位并固定。

预应力钢筋安装：大多空心截面塔柱在拉索锚固区设置环向预应力筋，预应力多采用精轧螺纹钢，也有采用钢绞线的。在钢筋骨架成型的同时，安装并固定预应力孔道及锚板。

1. 钢索塔施工

钢索塔一般采用预制拼装的施工方法，分为工厂分段预制加工和现场吊装安装两个大的施工阶段。钢索塔施工，应对垂直运输、吊装高度、起吊吨位等施工方法进行充分考虑。钢索塔应在工厂分段焊接加工，事先进行多段立体试拼装，合格后方可出厂。主塔在现场安装，常常采用现场焊接头，高强度螺栓连接、焊接和螺栓混合连接的方式。

对于钢索塔，根据钢索塔的规模、形状、施工地点的地形条件，以及经济性，可以采用浮吊施工、塔式吊机施工、爬升式吊机施工法等。

对于高度较小的索塔（一般在80 m 以下）或较高桥塔的底部节段，可以采用陆上或海上的起重设备架设。20 世纪70 年代以来，大型起重机和浮吊的发展，使得索塔可以分少数节段进行吊装。

而采用塔式吊机施工法，是在桥塔侧旁预先安装塔式吊机，进行桥塔节段的起吊架设施工。由于施工机具设备与桥塔相对独立，所以桥塔施工的垂直度容易得到控制。

采用爬升式吊机施工，是在桥塔塔柱上安装爬升导轨，爬升式吊机沿此导轨随着桥塔的施工增高而向上爬升的施工方法。由于施工中吊机的重量和吊机的爬升是靠塔柱支撑的，所以塔柱施工中的垂度要严格控制。目前，对很高的桥塔，斜拉桥多采用塔式吊机起重法，悬索桥多采用爬升式吊机施工法施工。

钢主塔的防锈蚀措施，可以采用耐候钢材，也可采用喷锌层。但国内外绝大部分钢塔仍采用油漆涂料，一般可使用保持的年限为10 年。油漆涂料常采用两层底漆、两层面漆，其中三层由加工厂涂装，最后一道面漆由施工安装单位最终完成。

2. 混凝土索塔施工

混凝土索塔通常由基础、承台、下塔柱、下横梁、中塔柱、上横梁、上塔柱拉索锚固区段及塔顶建筑等几部分组成。混凝土索塔的塔柱分为下塔柱、中塔柱和上塔柱，一般可以采用滑模法、爬模法和翻转模板法分节段施工，常用的施工节段大小划分为1～6 m 不等。在塔柱内，常常设有劲性骨架，劲性骨架在加工厂加工，在现场分段超前拼装，精确定位。劲性骨架安装定位后，可供测量放样、立模、钢筋绑扎、拉索钢套管定位用，也可供施工受力用。空心塔柱内模则一般采用钢木组合模板，便于拆除、改制及倒用。

（1）翻模法。

翻转模板法是利用多节模板交替提升进行节段施工的方法。其步骤是在两塔柱外侧的塔座上安装附着式塔吊和电梯，用于塔身材料及设备的垂直运输以及人员的自由上下。翻模每节段高5 m 左右，通过预留螺栓与塔柱相锚固。塔柱内竖向钢筋的绑扎，也可在塔内埋设劲性骨架。塔柱内混凝土采用泵送运输，泵管分别布置在两塔柱内侧，随着浇筑高度增长而接长，混凝土直接泵送入模。泵送浇筑后，由插入式振捣器振捣密实。每节段混凝土浇筑完成后，应洒水保湿养生。

（2）爬模法。

爬模系统由模板、爬升架、工作架、附着架组成。爬模系统通过附着架，附在已灌注完毕并具有足够强度的塔柱混凝土节段上，为下一节塔柱灌注提供空中作业面。当爬模遇横梁时应暂停爬升，待施工完横梁后再继续爬升。其他工艺同翻模法要求。

（3）滑模法。

滑模法是利用混凝土随时间硬化的性质，将混凝土浇入模板内，经一定时间待混凝土强度达到要求时，利用油压千斤顶使模板上滑，进行连续混凝土施工。

塔柱混凝土灌注输送垂直高度大、距离远，对于塔柱混凝土性能及输送、灌注设备要求高。一般要求如下：

① 混凝土配合比应满足设计要求，为适应泵送，混凝土坍落度应在18～22 mm，初凝时间大于一次浇筑所需时间等。

② 混凝土生产必须采用机械拌和，采用高压输送泵送至塔柱灌注点，如输送高度过高，则需多台输送泵接力，保证混凝土输送到位。泵管一般附着在塔柱或塔吊上，沿塔柱上升，泵管接头应严密，并注意清理和润滑泵管。水平管和垂直管路交接处设置液压截止阀，便于清洗泵管及泵送堵管等事故处理。

③ 混凝土分层灌注，采用插入式振动棒振捣，局部可采用附着振动器辅助振捣；混凝土初凝后按要求养护，并在混凝土表面泛白后对混凝土顶面作凿毛处理。(www.xing528.com)

混凝土浇筑期间，安排专人检查预埋钢筋、预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时将其复位并固定好。

3. 塔柱劲性骨架

劲性骨架（图8.2.1）是塔柱施工时钢筋、索道管定位，内外模调整的支承架，有时还可作为斜塔柱侧向不平衡力的支承。劲性骨架一般设计为格构式杆件经过焊接拼装成具有足够刚性的钢结构骨架，根据吊重能力及安装方便，一般加工高度与施工节段高度一致，锚固区劲性骨架加工高度还要考虑方便索道管安装。

图8.2.1　塔柱劲性骨架

劲性骨架安装一般按照加工节段高度逐段吊装对接，骨架调节就位后将接头处焊接；但骨架尺寸较大或不方便整节段安装时，可分片吊装对接，并连接成整体。劲性骨架是钢筋骨架及索道管等定位的依托支架，焊接前应经过测量精度满足要求。

4. 塔柱钢筋和预埋件

此处塔柱钢筋和预埋件主要包括塔柱钢筋、预应力钢筋、索道管、钢锚梁、钢锚箱、塔内管道、平台等，以及施工辅助结构预埋件。

（1）钢筋安装：塔柱钢筋安装与墩身钢筋基本类似，要求满足接头错开、搭接长度的基本要求。塔柱主筋一般采用9 m/12 m 定尺长度，接头采用直螺纹、冷挤压等连接方式；主筋依靠塔内劲性骨架定位并固定。

（2）预应力钢筋安装：大多空心截面塔柱在拉索锚固区设置环向预应力筋，预应力多采用精轧螺纹钢，也有采用钢绞线的。在钢筋骨架成型的同时，安装并固定预应力孔道及锚板。

（3）索道管、钢锚梁、钢锚箱安装：

索道管由钢管和锚垫板组成，埋置在塔柱混凝土中，其安装一般随劲性骨架安装，即先在地面与劲性骨架初定位，随劲性骨架安装到位后再精确调整就位。索道管安装精度也是塔柱施工的关键。

钢锚梁（箱）是为了将斜拉索对空心塔柱的水平作用力尽量抵消而设置的结构，对拉斜拉索大部分水平分力由其承担，不再作用到塔柱上。钢锚梁（箱）安装一般采用塔吊整体吊装方案，也可将钢锚梁与钢牛腿分开安装。

5. 横系梁的施工

除独柱外，塔柱一般设有横梁（图8.2.2），横梁与塔柱连接部位受力复杂，横梁中间部分一般采用箱形断面，并布置有预应力钢束。横梁一般与同高度塔柱同时施工，也可在塔柱与横梁间设施工缝。

图8.2.2　索塔横梁

横梁施工一般采用落地支架法浇筑，横梁支撑体系要求强度高，压缩沉降小，一般采用临时管柱群桩或军用梁、万能杆件支架支撑。支架系统变形超过2 cm 时必须考虑设置预拱度。支架系统还应根据底模拆除空间大小而设置楔块、砂箱、顶托等。

横梁混凝土灌注可整体或水平分层分次。分次灌注时，应对先前已完成结构进行检算，避免支撑系统变形造成混凝土开裂。横梁预应力张拉后方可拆除底模及支架。

索塔在施工过程中，受施工偏差，混凝土收缩、徐变，基础沉降，风荷载和温度变化等因素影响，其几何尺寸及平面位置可能发生变化，对结构受力产生不利影响。因此，在施工的全过程中，应采取严格的施工测量控制措施和索塔施工方法进行定位指导和监控。索塔局部测量控制的时间一般选择晚上22：00 至早上7：00 日照之前的时段内，以减少日照对主塔造成的变形影响。此外，随着主塔高度不断升高，也应选择在风力较小的时机进行测量，并对日照和风力影响予以修正。

6. 塔柱施工注意事项

（1）塔柱线形控制应准确，索道管、钢锚箱位置及锚固面与水平面、竖直面交角应控制准确。应充分考虑到气温、日照、外加荷载等影响，要求在施工过程中进行复核、调整。

（2）塔柱混凝土质量满足要求，并应保证满足长距离垂直输送的工作性能要求；混凝土应做好覆盖、保湿养护，表面不得出现裂纹和蜂窝等，接缝不得错台；锚固区域混凝土应格外注意振捣密实。

（3）塔柱模板支架安装高度高，使用时严格按照要求设置封闭的安全围护，不得超负荷堆载，不得在大风等情况下安装作业，及时将支架模板附着固定，并不得将泵管固定在支架模板上。液压爬模爬架是利用预埋的H 形螺栓锚固附壁的，其H 形螺栓的安装必须准确，连接丝扣必须上满并便于检查。横梁施工中不得因支架变形、温度或预应力而出现裂纹。塔柱施工为高空作业，必须按照高空作业规程施工。