空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法与流程

本发明涉及斜拉桥施工领域，具体来讲是一种空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法。

背景技术：

1、1.现有的索塔与横梁及连接板同步施工方法存在施工慢、危险性高的问题。

2、原因是同步施工时，为满足索塔、横梁、连接板的同时施工，需要定制多种规格的模板，需要面临多种施工工序的频繁转换，索塔液压爬模在中、上横梁及连接板位置需要拆除和二次安装，施工风险高。

3、2.封闭式薄壁风洞采用传统型钢支架法进行施工，该工艺存在支架拆卸困难、移除封闭式风洞困难等问题。

4、原因是传统型钢支架拆除时，需要动火切割，容易对人员产生风险；型钢支架各杆件重量大，作业人员难以移动，且风洞开口有限，使得大构件移除较为困难。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法；用于解决的技术问题：（1）横梁与连接板的存在，使得索塔上塔柱的施工速率大大降低，如何提高施工效率，缩短工期；（2）异步施工方法中，在进行索塔施工的同时，如何开展下方横梁、连接板的施工，并解决上下安全通行问题，如何保证上塔柱与横梁及连接板之间的结合强度；（3）如何降低内倾索塔在施工中产生的应力与变形；（4）封闭式薄壁风洞如何施工。

2、本发明是这样实现的，构造一种空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法，其特征在于，包括如下方式；

3、中上塔柱施工：

4、中上塔柱采用液压爬模进行连续作业施工，在有横梁或连接板的位置，对横向主筋予以截断，并套上螺纹套筒，对套筒进行保护处理，当液压爬模向上爬升超出该区域后，对塔柱内侧该区域混凝土进行凿出直至套筒完全露出；

5、由于索塔为钻石型结构，中上塔柱内倾，因此，索塔每施工一定节段后，需增设相应的横撑装置对塔柱予以支撑，避免塔柱自由端悬臂过长，致使下端根部外出产生较大应力而出现开裂的风险；横撑装置两端的预埋件在塔柱施工过程中同步预埋，根据中、上塔柱整个施工过程模拟计算，沿塔柱高度方向共需设置6道主动横撑；

6、横梁及连接板施工（含风洞、爬升模架）：

7、（1）异步施工通道与安全防护；

8、利用塔柱液压爬模的爬锥预留孔洞，重新挂设一套液压爬架，随着连接板施工进行而向上爬升，与塔柱施工共用一个升降电梯，既可作为人员上下安全通道，也可作为小件物品的存放平台；塔柱上爬模平台增挂密目网和挂设安全网，第三道主动横撑安装防击棚，同时加强人员巡视，规避高空重叠作业安全风险；

9、（2）中横梁施工；

10、中横梁施工采用结构形式简单、用钢量少、安装快速便捷的附壁支架，该附壁支架为梯形，单片支架由上、下2根纵梁与2根斜撑组成；

11、中横梁附壁支架安装步骤为：①上塔柱施工至第30、31节段时，预埋上、下2层牛腿(hn700mm×300mm型钢)；②先在2层牛腿上安装分配梁(2i56b型钢)，然后单拼吊装支架下层纵梁(2i56b型钢)，共计4片，并焊接平联i25型钢，为避免支架在温度作用下产生次内力，一端固结另一端释放轴向约束；③吊装4片k形支架组件(均为2i56b型钢)，上层纵梁边界条件同下层纵梁；④铺设横向分配梁(i25b型钢)及1cm厚底模板(支架中部设置1.5cm预拱度)；

12、塔柱施工过程中，中横梁位置主筋伸出塔壁一定长度，并按设计长度错开布设，以达到较好的受力特性；中横梁采用微膨胀混凝土，一次现浇完成，以防止因混凝土收缩徐变不一致造成新、旧混凝土的结合面处开裂；待中横梁混凝土达到设计强度后，即可逐步进行支架的拆除工作；

13、（3）连接板施工；

14、下部弧形段连接板直径33.5m，采用弧形拱架现浇施工，该弧形拱架由2组(共4片)无水平推力拱架组成，刚度大、受力性能好，可整体吊装，

15、（4）薄壁风洞及上横梁施工；

16、连接板与风洞结构尺寸大、壁薄、线形变化大，风洞与上横梁施工后将与塔柱构成一个封闭区域，仅风洞处设置检查人孔，以便与外界连通；为避免因采用型钢支架、连接板与上横梁1错开浇筑带来的施工周期长、线形不易控制、应力集中、支架不易拆除等困难，按照集零为整、施工便捷高效的思路，风洞与上横梁采用质量轻、安拆高效便捷的落地式组合支架(盘扣支架为主，以脚手架为辅)施工。

17、根据本发明所述空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法，其特征在于，主动横撑施工时，在施力端设置顶升系统装置；该装置安装流程为：安装托架l6，然后将横撑吊装至设计位置，一端放在托架上，另一端焊接在塔柱预埋钢板上，通过预留孔将液压千斤顶底部固定在钢管内部的井字形板上，千斤顶顶部与楔形垫块紧贴；顶升系统工作时，千斤顶顶楔形垫块，反向给钢管施以推力，从而实现钢管预顶力的施加；当预顶力达到监控给定的数值时停止，然后将钢管焊接在预埋件上，最后取出千斤顶，开口封闭。

18、根据本发明所述空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法，其特征在于，连接板施工，其安装步骤为：① 安装钢牛腿(2i36型钢)，牛腿上设置分配梁(2i45型钢)；② 吊装4根纵梁(2i36型钢)到位，并将两端焊接在分配梁上；③ 起吊安装2组拱架，各拱脚焊接于纵梁上；由于拱架顶部的分配梁(i25型钢)高空安装难度大、风险高，因此提前焊接在拱架上，既可将上部荷载均匀分配到拱圈上，亦可作为两拱圈间的联系；④铺设底模板；

19、弧形拱架跨度达到29.53m，体型庞大，为控制弧形拱架的制作及安装线形，在场内专用胎架上加工弧形拱架，严格控制构件下料尺寸和组拼精度；为降低弧形拱架的吊装作业风险，将每组拱架沿对称线一分为二，先将其中一半吊装至设计位置，拱脚焊接于纵梁上，拱顶采用第4道主动横撑上的倒链葫芦临时固定，待另一半吊至设计位置后完成对接；塔柱施工过程中，为更好地连接后浇连接板与塔肢，避免因预埋钢筋导致墩柱爬模施工不便，在塔壁连接板处全断面预埋一级套筒，在进行连接板钢筋安装时与套筒匹配连接；为防止因新、旧混凝土收缩徐变不一致造成结合面处开裂，连接板采用微膨胀混凝土；在混凝土浇筑前，严格控制结合面处凿毛质量（凿毛深度控制在10mm，大部分露出粗骨料后冲洗清理），浇筑过程中按照对称原则多点布料，布料厚度控制在30cm，每层混凝土浇筑后即刻交叉振捣，以避免在结合面处积浆，禁止过振。

20、根据本发明所述空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法，其特征在于，其中，盘扣支架为组合支架的主要承重结构，杆件竖向按间距60cm(密)或120cm(疏)布置，风洞1内、外竖向杆件共轴线搭设，以保证有效传力，层间距150cm，且每一层均可用于搭设操作和材料堆放的平台，避免常规型钢支架反复安拆施工平台的繁杂工作；脚手架为组合支架的辅助构件，水平附墙支撑于风洞1内、外模的两侧及塔壁内侧，可适应风洞曲率及塔柱内侧斜率的变化，加强支架的横向稳定性；风洞现浇时，为避免模板受力过大与方便混凝土振捣密实，将风洞分多次浇筑，每次浇筑后通过模板上的预留孔洞对混凝土振捣密实；风洞与风洞处的连接板同步浇筑，浇筑前对二者相交处的模板进行加强支撑，以避免因受力导致错位开裂；上横梁一次现浇完成。

21、本发明具有如下优点：本技术提供空间钻石型斜拉桥中上塔柱与横梁及连接板异步施工方法，避免了液压爬模在相应位置拆除破坏和二次安装，加快了桥塔施工进度。中、上塔柱施工采用主动横撑，有效解决了塔柱、横梁异步施工时内倾塔柱因自由长度过长而使其根部受力较大的问题，避免了开裂；中横梁施工采用的附壁支架设计简洁，耗材少，整体安装快速便捷，承载性能好；连接板施工采用无水平推力弧形拱架，较好地解决了跨度大、承载力要求高的问题；风洞与上横梁施工采用落地式组合支架形式，既解决了狭小空间内部支撑构件的安拆问题，又满足了承载力强、稳定性高的要求。利用塔柱液压爬模的爬锥预留孔洞，重新挂设一套液压爬架，形成异步施工安全通道与防护，有效解决了横梁及连接板施工上下通行的难题。此异步施工方法的成功实施，比采用同步施工方案节约了6个月的工期，施工风险小、成本低，为今后同类型桥梁桥塔快速化施工积累了宝贵的经验。