1、一种预应力钢筋混凝土正圆形拱塔施工技术CONTENTSCONTENTS23541PART01柳东大桥位于拉萨市西南，拉萨河下游，是国内高寒高海拔地区首座预应力钢筋混凝土正圆形拱塔斜拉桥，桥长2755米，是介于斜拉桥和连续梁之间的一种组合体系桥型，具有索塔较矮、主梁刚度大、索集中布置等特点，呈现出良好的力学性能。其中东西侧主桥采用70+120+70m的预应力钢筋混凝土圆拱形斜拉塔，中央主桥采用60+60m预应力钢筋混凝土正圆拱形斜拉塔，结构体系采用塔梁固结，塔墩分离体系。桥梁宽度为31米，双向六车道，两侧设人行通道。桥塔外形为正圆的预应力钢筋混凝土环形塔，塔高26.60m，圆直径为33.9m，壁
2、厚2.5m，纵桥向宽度为7.0m。桥塔外壁设置了太阳能光伏板。正圆形拱塔设计造型美观，但空间效应明显，结构空间受力复杂，拱塔、斜拉索、转索鞍等的施工难度大，技术要求高。此外，项目位于西藏高寒高海拔地区，温度低、风蚀影响大，对混凝土养护、抗冻融性能、抗裂性能要求高。预应力钢筋混凝土正圆形拱塔的施工过程中主要遇到的难点与问题有：1、鉴于桥塔为正圆形拱塔，空间效应明显，其受力情况复杂，如何将拱塔划分层分段浇筑和钢筋、钢束空间等定位问题是施工控制的难点。2、正圆形拱塔混凝土施工中，有侧向力作用，常规的满堂支架水平支撑弱，易发生侧向位移过大甚至坍塌;如何设计一套正圆形拱塔支撑体系确保结构安全性和稳定性是
3、整个拱塔施工的关键点。3、工程地处高寒高海拔地区，昼夜温差大、风蚀影响大，如何有效减少温度等外在条件对混凝土施工过程中的影响程度是控制拱塔混凝土质量的关键。4、工程地处高寒高海拔地区，日照时间长，如何充分利用太阳能等新能源，解决亮化问题的一大重点。通过以解决问题为导向，抓住主要矛盾为分析重点：1、借助有限元分析，对正圆形拱塔进行结构力学等理论研究，结合力学特征，对拱塔进行分段。在施工过程中，结合测量控制和施工控制举措解决空间定位问题。2、结合拱塔的结构力学特性，研发一套拱塔支架的支撑和模板体系，解决支撑体系的结构安全性和稳定性。3、针对有效减少温度等外在条件对混凝土施工过程中的影响程度，可通过
4、混凝土的不同阶段的热工分析研究，在混凝土的运输、浇筑、养护等施工阶段采用相应的举措。4、针对拉萨市日照充足的环境特点，可利用太阳能光伏板，在拱塔施工过程中进行提前布局。PART02高寒地区预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工技术，其主要有的技术创新点有以下四点：1.通过对正圆形拱塔理论研究，分析了正圆形拱塔混凝土的节段划分；研发了一套正圆形拱塔的支撑钢管和排架体系，确保了拱塔支撑体系的结构安全性和稳定性。2.通过对正圆形拱塔施工中的关键技术研究，解决了正圆形拱塔浇筑顺序、拱塔内斜拉索分丝管安装、圆形拱塔的预应力穿索等施工技术难点，确保了项目的有序推进，也为类似工程提供借鉴经验。3.通过对混凝土的热工分
5、析研究，并对混凝土运输、浇筑、养护等进行全过程温度监控，结合温控体系，采用了系列温控举措，减少了高寒高海拔地区温差对混凝土影响程度。4.通过对正圆形拱塔上太阳能光伏系统研究，并结合拉萨市日照充足的环境特点和环保节能的设计理念，采用轻钢龙骨支架和预埋件等结构体系，实现了桥塔和太阳能光伏系统的完美融合，每日可节约照明电能源约60%。通过对正圆形拱圈进行有限元计算，为拱塔提供了五段三次浇筑的依据。同时对钢管支架、排架等进行有限元分析。采用钢管柱+排架+钢模的方式，钢管支架分为两部分：混凝土浇筑支架、人行支架。混凝土浇筑支架具体结构为：在主梁顶面设置预埋件，预埋件上连接63012mm钢管柱，钢管柱连接
6、系采用220a，钢管通过法兰进行连接，钢管顶部设置柱头，柱头上摆放砂筒，垫块与柱头焊缝连接，砂筒上摆放3根工45b分配梁作为纵梁，横向主要承载构件为型钢排架，爬架分为三种，排架间通过连接系进行固定连接成整体，排架上摆放钢模，形成支架体系。主塔支架结构图托架、钢管立柱及连接系安装：牛腿加工标高位置测量预埋件预埋托架安装；第一钢管立柱第二钢管立柱、平台连接系及柱间连接系安装。砂筒制作、安装：砂筒通过钢垫板焊接在第一钢管立柱顶部的柱头上，砂筒上的流沙孔设置于砂筒底向上23cm位置，便于操作，流沙孔外侧贴面焊接螺母。主塔支架结构图砂筒安装 纵梁、排架、排架连接系安装：纵梁采用3根工字梁(2H48830
7、0)，吊装前焊接成整体，通过塔吊直接吊装，纵梁与砂筒通过焊缝进行连接，排架通过型钢焊接成排架结构，同榀排架之间采用连接系焊接成整体，直接吊安。纵梁排架等安装图 钢筋安装工艺：预留下料孔，钢筋分节安装。主筋不弯曲，连接后施加外力自然成型，便于钢筋准确定位、减少人工、提高效率、减少二次转运工作量。钢束安装工艺：预应力安装难度在于受操作空间和结构限制不能从一端向另一端穿束，通过在波纹管中间开口向两端穿束，再用小于1/3弧的波纹管盖好开口后用胶粘接封闭。钢筋钢束安装工艺图 圆形拱塔塔柱分五段三次浇筑完成，混凝土采取分层浇筑，全断面连续浇筑。工艺顶模开口（振捣、泻料、检查）、节段结束点底模开口（排泻多余
8、浮浆及清洗模板泻水）。混凝土浇筑图 以散索鞍中心点处设置定位骨架，精确定位导管预埋两端锚点的切向方向和导管安装角度。确定斜拉索安装参数，如斜拉索下料长度。混凝土浇筑图 1、对混凝土进行热工计算分析研究，并全过程监控。从混凝土拌和温度、搅拌机中倾出时的温度经运输成型后温度、因钢筋及模板吸热后的温度、蓄热法养护过程温度等进行热工计算分析。2、混凝土原材料温控措施：混凝土采用加-40防冻剂，锅炉烧热水拌和混凝土，保证混凝土出机温度不低于5，现场实际混凝土入模温度10-15。PART03 该项施工技术的成功研究实施，填补了我国在内预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工技术方面的空白，对全面提升我公司桥梁施工技术
9、水平和树立良好的品牌形象起到了积极的作用。同时，该施工技术可缩短施工工期、降低工人劳动强度，所需人工较少、方便施工、保证安全和质量、最大限度降低对周边环境的影响，具有明显的综合经济效益和社会效益。对于结构设计复杂（尤其是圆弧形结构塔柱）、采用预应力钢筋混凝土浇筑施工、高寒地区施工、景观桥梁施工等类似桥梁工程施工具有实际指导和借鉴意义。PART04经中国公路建设行业协会专家组评审，该课题研究成果总体达到国际先进水平。部级工法一项：高寒地区预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工工法 省级工法两项：高寒地区预应力钢筋混凝上圆形拱塔施工工法 高海拔地区矮塔斜拉桥塔梁同步施工工法发明专利两项：1.预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法 2.一种正圆形拱塔上太阳能系统安装施工方法实用新型一项：一种正圆形拱塔上太阳能系统安装结构“预应力钢筋混凝土圆形拱塔施工方法”获得2020工程建设优秀专利。PART05 采用该技术施工，所需人工较少，机械设备有效利用率高，确保了大桥主塔设计技术要求，降低了施工难度，支架现场搭设时间短，可分段整体使用起重设备安装，大大降低工人劳动强度。五座主塔共计节约人工、机械费用约685万元，经济效益明显。同时最大限度节约了工程施工用地，减少了对河滩地质结构和植被的破坏，有利于保持生态平衡和环境保护，得到监理、设计和业主单位的一致好评，社会效益显著。请专家批评指正！
