CN109468958A - 一种主塔塔柱施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主塔塔柱施工工艺，包括以下步骤：将主塔塔柱自下而上分为两个施工段，所述施工段包括位于底部的第一施工段以及位于第一施工段以上的第二施工段；所述第一施工段通过搭设支架进行塔柱施工；所述第二施工段通过架设劲性骨架进行塔柱施工，所述劲性骨架构成了塔柱的第二施工段的整体钢筋结构，所述劲性骨架的周侧由若干个相互连接的钢筋构成，所述劲性骨架的内侧设置钢绞线的安装空间；液压爬模及模板加固：沿劲性骨架外侧设置若干块内外模板，内外模板采用螺栓固定，所述外模与所述劲性骨架之间形成浇注腔；砼浇筑：在内外模板之间浇筑混凝土，形成薄壁塔柱。采用上述工艺，施工方便、定位容易操作、无需安装临时钢支架。

Description

一种主塔塔柱施工工艺

技术领域

本发明主要涉及塔柱施工技术领域，尤其涉及一种主塔塔柱施工工艺。

背景技术

昭华大桥主塔塔柱采用外侧曲线半径325m、内侧曲线半径270m、300m组成的大曲线莲花造型，高100.8m，单墩分23个施工节段，标准节高4.5m，混凝土标号为C55，且为大体积混凝土工程，施工时间跨越冬季，混凝土控裂施工难度大；塔柱施工采用液压爬模施工工艺，且由于整体塔柱为弧形，大大增加了爬模施工难度；塔柱内设竖向预应力钢绞线，单根最长达52.54m，最重约6t。

塔柱施工，需使竖向钢绞线基本竖直后，才可进行施工，由于原设计钢绞线长度大，重量大，使其保持竖直较为困难，需搭设临时钢支架，使钢绞线重量落于钢支架上，然后进行劲型骨架和钢筋骨架的安装，

临时钢支架的安装不仅消耗材料和劳动力，而且属于高空作业，危险性较高。

常规波纹管定位采用井字形钢筋，将波纹管及钢绞线重量传递到钢筋骨架上，这种工艺要要求钢筋骨架安装后，方可进行波纹管定位，井字形钢筋才有着力点，对于壁厚仅一米的塔柱，波纹管定位操作人员需进入钢筋骨架内部作业，操作空间非常狭小，施工工效极为低下。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种施工方便、定位容易操作、无需安装临时钢支架的主塔塔柱施工工艺。

为了实现上述效果，本发明采用以下技术手段予以实现：

一种主塔塔柱施工工艺，包括以下步骤：

将主塔塔柱自下而上分为两个施工段，所述施工段包括位于底部的第一施工段以及位于第一施工段以上的第二施工段；

所述第一施工段通过搭设支架进行塔柱施工；

所述第二施工段通过架设劲性骨架进行塔柱施工，所述劲性骨架构成了塔柱的第二施工段的整体钢筋结构，所述劲性骨架的周侧由若干个相互连接的钢筋构成，所述劲性骨架的内侧设置钢绞线的安装空间；

液压爬模及模板加固：沿劲性骨架外侧设置若干块内外模板，内外模板采用螺栓固定，所述外模与所述劲性骨架之间形成浇注腔；

砼浇筑：在内外模板之间浇筑混凝土，形成薄壁塔柱。

由于本发明的主塔塔柱高度较高，故若单一采用第一施工段需搭设临时钢支架，临时钢支架在高空作业中比较危险故引入第二施工段进行中高层以上进行施工；第二施工段主要采用劲性骨架结合钢绞线进行施工，整体施工方便，无需安装临时钢支架节省了成本，提高了安全性。

在本发明的一个优选实施例中，还包括钢绞线施工步骤，所述钢绞线施工步骤位于所述液压爬模及模板加固之前，所述钢绞线分段施工，单独的钢绞线安装完成后施加预应力进行固定，其中钢绞线与钢绞线采用连接器相互连接。

当钢绞线出于第一施工段时候，将一根钢绞线一端部锚固于塔柱地基上，另一端通过连接器连接下一根钢绞线；当钢绞线出于第二施工段时候，钢绞线打搭设在由劲性骨架向内延伸的角钢上，保证钢绞线在施工过程中垂直向上；当第一施工段或/和第二施工段将钢绞线施工完毕后，通过预应力拉紧器对钢绞线进行预应力拉伸。

在本发明的一个优选实施例中，所述钢绞线的周侧还环绕设置有波纹管。另外安装完毕后，U形钢筋将波纹管定位到已安装好的劲型骨架的角钢上，另外为了减少波纹管的破损现象，在波纹管外面增加了螺旋钢丝橡胶套管，相应阶段波纹管定位时再将保护套管去除。这项措施有效的避免了波纹管的破损问题。

在本发明的一个优选实施例中，还包括带模养护以及脱模步骤；

所述带模养护为通过养生液涂抹于混凝土表面进行养护；所述脱模为采用脱模剂脱模，即形成主塔塔柱。

在本发明的一个优选实施例中，所述砼浇筑步骤中，还包括对模板外表面的保温以及混凝土的降温。通过对模板进行保温以及混凝土降温，能够减少浇筑后形成的混凝土构件内外温差，提高混凝土构件的强度。

在本发明的一个优选实施例中，所述对模板外表面的保温具体为当施工环境温度低于5℃时，在外模表面固定保温层，同时在保温层表面覆盖保温板。即当温度过低时，对外模表面进行保温处理，避免表面温度流失过快，减小内外温差，防止混凝土开裂。

在本发明的一个优选实施例中，所述混凝土的降温，具体为当施工环境温度高于35℃时，混凝土浇注时采用冷水机进行冰水拌合。此时主要是降低混凝土构件入模温度，使其与表面低温相差较少。

在本发明的一个优选实施例中，所述主塔塔柱通过若干个直线段塔柱相互拼接而成，并构成了主塔塔柱的弧形结构。通过调整直线线段的长度，一方面容易施工，另一方面，容易形成弧形结构。

在本发明的一个优选实施例中，所述每个直线段塔柱均通过第一施工段工艺或第二施工段工艺浇筑而成。

在本发明的一个优选实施例中，所述每个直线段的塔柱的标准节长度4.5米，整体主塔塔柱通过23个直线段的角度变化，形成弧形结构。

本发明的有益效果如下：

本发明中，通过调整施工方式，高空施工钢绞线更为方便，另外使得波纹管定位在劲型骨架安装后，钢筋骨架安装前进行，为作业人员提供了较为宽裕的操作空间，提高施工效率。

附图说明

图1为本发明的塔柱的结构示意图。

图2为本发明的劲性骨架的截面图。

图3为本发明的预埋棱镜的沉降观测曲线图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创新特点、完成功效易于理解，进一步阐述本发明。实现本发明的技术手段不应局限于以下实例，可在上述发明内容的范围中进行调整。

实施例1

本发明中一种主塔塔柱施工工艺，包括以下步骤：将主塔塔柱自下而上分为两个施工段，所述施工段包括位于底部的第一施工段以及位于第一施工段以上的第二施工段；

所述第一施工段通过搭设支架进行塔柱施工；

所述第二施工段通过架设劲性骨架进行塔柱施工，所述劲性骨架构成了塔柱的第二施工段的整体钢筋结构，所述劲性骨架的周侧由若干个相互连接的钢筋构成，所述劲性骨架的内侧设置钢绞线的安装空间；

液压爬模及模板加固：沿劲性骨架外侧设置若干块内外模板，内外模板采用螺栓固定，所述外模与所述劲性骨架之间形成浇注腔；

砼浇筑：在内外模板之间浇筑混凝土，形成薄壁塔柱。

由于本发明的主塔塔柱高度较高，故若单一采用第一施工段需搭设临时钢支架，临时钢支架在高空作业中比较危险故引入第二施工段进行中高层以上进行施工；第二施工段主要采用劲性骨架结合钢绞线进行施工，整体施工方便，无需安装临时钢支架节省了成本，提高了安全性。

上述还包括钢绞线施工步骤，所述钢绞线施工步骤位于所述液压爬模及模板加固之前，所述钢绞线分段施工，单独的钢绞线安装完成后施加预应力进行固定，其中钢绞线与钢绞线采用连接器相互连接。

当钢绞线出于第一施工段时候，将一根钢绞线一端部锚固于塔柱地基上，另一端通过连接器连接下一根钢绞线；当钢绞线出于第二施工段时候，钢绞线打搭设在由劲性骨架向内延伸的角钢上，保证钢绞线在施工过程中垂直向上；当第一施工段或/和第二施工段将钢绞线施工完毕后，通过预应力拉紧器对钢绞线进行预应力拉伸。

钢绞线的安装：将钢绞线端部锚固于承台中；具体地，在主塔施工前，需要打地基等，此时，可以先将钢绞线一端固定在承台中，随着施工高度的增加，钢绞线长度增加，最终的钢绞线固定于塔柱顶部。

本实施例中，为了避免施工中钢绞线太长，不易操作，故将钢绞线分成多段，每段的长度为12m-18m，或者说15m左右。钢绞线分段之间采用连接器连接。

本实施例中，若干根钢绞线相连时，设置有连接器。具体地，在弧度较大的连接处设置连接器，使得每段钢绞线在十五米左右，分段安装与张拉。

另外钢绞线的周侧还环绕设置有波纹管。另外安装完毕后，U形钢筋将波纹管定位到已安装好的劲型骨架的角钢上，另外为了减少波纹管的破损现象，在波纹管外面增加了螺旋钢丝橡胶套管，相应阶段波纹管定位时再将保护套管去除。这项措施有效的避免了波纹管的破损问题。通过角钢以及U型钢筋卡位，提高了施工效率，同时从外表面看，施工比较美观。

本实施例中，由于塔柱竖向预应力钢绞线采用劈锚形式，导致钢绞线处于暴露状态，受雨季和湖南潮湿天气影响，普通钢绞线容易出现锈蚀问题，一旦钢绞线锈蚀，难以修复。为了更好的避免钢绞线的锈蚀问题，将原来普通钢绞线调整为环氧喷涂钢绞线，有效的避免了钢绞线的锈蚀问题。

最后在砼浇筑步骤完毕之后，还包括带模养护以及脱模步骤；所述带模养护为通过养生液涂抹于混凝土表面进行养护；所述脱模为采用脱模剂脱模，即形成主塔塔柱。

其中砼浇筑步骤中，还包括对模板外表面的保温以及混凝土的降温。通过对模板进行保温以及混凝土降温，能够减少浇筑后形成的混凝土构件内外温差，提高混凝土构件的强度。

对模板外表面的保温具体为当施工环境温度低于5℃时，在外模表面固定保温层，同时在保温层表面覆盖保温板。即当温度过低时，对外模表面进行保温处理，避免表面温度流失过快，减小内外温差，防止混凝土开裂。

混凝土的降温，具体为当施工环境温度高于35℃时，混凝土浇注时采用冷水机进行冰水拌合。此时主要是降低混凝土构件入模温度，使其与表面低温相差较少。

通过以上实施步骤，能形成本发明的主塔塔柱，成型之后的主塔塔柱为通过若干个直线段塔柱相互拼接而成，并构成了主塔塔柱的弧形结构。通过调整直线线段的长度，一方面容易施工，另一方面，容易形成弧形结构。

每个直线段塔柱均通过第一施工段工艺或第二施工段工艺浇筑而成。而每个直线段的塔柱的标准节长度4.5米，整体主塔塔柱通过23个直线段的角度变化，形成弧形结构。如图1为整体塔柱的结构示意图。

实施例2

本实施例中，需要对昭华大桥主塔塔柱机械能施工，昭华大桥主塔塔柱采用外侧曲线半径325m、内侧曲线半径270m、300m组成的大曲线莲花造型，高100.8m，单墩分23个施工节段，标准节高4.5m，混凝土标号为C55，且为大体积混凝土工程，施工时间跨越冬季，混凝土控裂施工难度大；塔柱施工采用液压爬模施工工艺，内外侧塔柱曲线设计不同，大大增加了爬模施工难度；塔柱内设竖向预应力钢绞线，单根最长达52.54m，最重约6t。

G320湘潭绕城线一期工程位于湖南省湘潭市，是湖南省重点工程，全长5.1km，共分为三个合同段，第一、三合同段为城市主干道，第二合同段为昭华湘江大桥。结合湘潭市“一桥一景、湘潭亦称莲城”的说法，昭华湘江大桥设计为独塔自锚式不对称悬索结构，其中桥梁主塔整体采用莲花造型。

昭华湘江大桥主塔塔顶为钢结构装饰块，主体为C55预应力钢筋混凝土门式框架结构，塔柱高100.8m，塔柱外侧曲线为半径325m圆曲线，塔柱内侧曲线为半径270m圆曲线。塔柱断面采用异性变截面形式。塔柱内设竖向270级19s15.2低松弛预应力钢绞线，同断面最多17根，单根预应力最长达53.534m，最重达1119.878kg。

本工程采用竖向预应力与液压爬模同步爬升施工方案，其中混凝土质量、竖向预应力钢绞线施工、莲花型塔柱线型控制是施工难点，竖向预应力提升、张拉施工难度大。

依托独塔自锚式悬索桥工程实例，对大曲线莲花型薄壁主塔施工关键技术进行研究。根据工地试验室模型试验和现场试验数据，确定薄壁塔柱的夏季和冬季施工配合比，优选脱模剂、养护液和保温模板的养护方案；通过对竖向预应力钢绞线的合理分段优化施工长度、科学选材提高防腐能力、施工创新强化过程保护，确保了钢绞线在施工过程中不发生锈蚀和破坏；利用Midas数值计算软件建立塔柱的数值模型，提前确定每节塔柱预偏量，并采用以直代曲分段施工保证的莲花造型，最终塔柱位置偏差控制1cm以内。通过对大曲线莲花型薄壁主塔施工关键技术研究，有效地确保了塔柱的混凝土观感、竖向预应力施工和莲花造型，为后续类似工程施工积累了经验。

本实施例中，主塔塔柱采用液压爬模的施工工艺，主要施工工序：劲性骨架安装→钢筋安装→预应力筋固定→液压爬模及模板加固→砼浇筑→带模养护→脱模。

塔柱的弧形设计主要通过“以直代曲”的施工方法，将主塔塔柱高度方向划分为23节，标准节高度4.5m，每个节段为直线段，通过23个直线段的角度变化形成圆弧形曲线。

主塔塔柱施工存在较多的施工难点，通过分析，总结如下：

(1)主塔塔柱采用弧形、断面异型、变截面形式，其结构的特殊性施工难度较大。

(2)塔柱内部设置较多竖向预应力，预应力采用了劈锚的形式，需先穿束后浇筑混凝土。竖向钢绞线的定位、支撑以及保护较为困难，

(3)塔柱施工为高空作业，安全风险高。

(4)主塔施工为项目关键性工作，施工持续时间直接影响项目总工期，进度要求高。

具体施工步骤如下：

针对底部的第一施工段按照现有技术进行塔柱施工，第二施工段进行详细描述。

第一步，劲性骨架安装：利用先安装的拱形劲性钢桁架作为施工支架，并将劲性骨架各片竖、横桁架包以混凝土，形成塔柱截面构造，所述劲性骨架截面构造包括若干直线段，相邻的直线段之间形成夹角；

具体地，劲性骨架安装包括以下步骤：(1)在现场按设计进行骨架1:1放样、下料、加工以及分段拼装成型。(2)采用缆索吊装法进行骨架的安装、成拱。对钢管混凝土骨架成钢管骨架后还需采用泵送法浇筑管内混凝土，以形成最终的骨架结构。(3)在骨架上悬挂模板浇筑混凝土拱圈(分环、分段、多工作面进行)。

本实施例中，劲性骨架第2～21节段标准节高4.5m。劲性骨架首节段总高4.9m(包括底节预埋)，底节预埋底端埋入塔座内0.3m，伸出塔座外0.2m。劲性骨架既要满足承受钢绞线和钢筋重量等结构受力要求，更要确保塔柱线型满足设计要求，实现莲花型塔柱的内外侧弧线线型要求。

塔柱立面为曲线形索塔，外侧曲线为半径325m的圆曲线，塔柱内侧曲线为半径270m、300m的圆曲线，内外侧塔柱曲线设计不同，施工难度较大。

本实施例中，主塔采用变截面形式，即其断面图2如下。所谓变截面，是指断面图中a值随塔柱标高的增加会不断变大。图2中的黑点为劲性骨架中的钢绞线。

第二步，钢绞线的安装：将钢绞线端部锚固于塔柱地基上；

本步骤中，由于钢绞线会随着塔柱高度的变高，继续增加，为了合理施工，本实施例中，通过设计变更在标高77.8m、96.8m、113m的位置增加24个连接器(YJ15-19)，分3段(18m、18m、16.2m)进行N3、N4钢绞线的施工。

塔柱施工，需使竖向钢绞线基本竖直，由于原设计钢绞线长度大，重量大，使其保持竖直较为困难，需搭设临时钢支架，使钢绞线重量落于钢支架上，然后进行劲型骨架和钢筋骨架的安装。而临时钢支架的安装不仅消耗材料和劳动力，而且属于高空作业，危险性较高。通过设计变更，将将8～20节钢绞线划分为三段，钢绞线的重量相对较小，可将钢绞线重量直接落于劲型骨架上。避免了钢支架的安装，提高了安全系数及施工工效，

主塔竖向预应力钢绞线设计长度为31.5m～52.3m，施工过程中吊装环节存在磨耗；预应力钢绞线施工过程中普通钢绞线易受腐蚀，影响钢绞线性能。为确保主塔竖向预应力施工的安全和质量，通过设计变更将主塔竖向钢绞线采用环氧喷涂钢绞线，提高钢绞线的防锈蚀能力，以确保顺利施工。

第三步，预应力的定位：钢绞线通过角钢定位，使钢绞线竖直；相邻的预应力位置之间通过波纹管进行定位；

第四步，预应力的施加：劲性骨架竖直方向固定所述钢绞线，施加预应力，通过预应力拉紧器对钢绞线进行预应力拉伸。

本实施例中，为避免环氧涂层预应力钢绞线在施工过程发生涂层破坏，而导致钢绞线锈蚀，塔柱预应力施工用的波纹管采用高强度、高韧性的波纹管道，波纹管厚度由普通波纹管的3mm加厚为5mm；采用带钢丝的塑料保护套对波纹管进行保护，在波纹管外侧形成一层具有一定刚度和韧性的保护套，避免带钢绞线的波纹管在吊装过程中发生破坏。

具体地，上述保护套，为螺旋钢丝橡胶套管，其有效的避免了波纹管的破损问题。

现有技术中，波纹管定位采用井字形钢筋，将波纹管及钢绞线重量传递到钢筋骨架上。这种工艺要要求钢筋骨架安装后，方可进行波纹管定位，井字形钢筋才有着力点，对于壁厚仅一米的塔柱，波纹管定位操作人员需进入钢筋骨架内部作业，操作空间非常狭小，施工工效极为低下。

在进行现场考察及分析的基础上，本实施例中提出了两方面的工艺改进：

(1)竖向角钢辅助定位。劲性骨架安装时，由测量员定位处竖向预应力位置，在其相应位置固定一根顺直的∠80*10角钢，波纹管沿着角钢平顺向上定位，定位筋间距按照设计80cm设置一道，定位筋采用U型钢筋卡位。

(2)施工调整。按照传统工艺，波纹管定位应在钢筋骨架安装后进行施工，导致作业人员操作空间狭小。采用竖向角钢辅助定位后，波纹管定位可在劲型骨架安装后，钢筋骨架安装前进行，为作业人员提供了较为宽裕的操作空间。

通过以上两个方面的工艺优化，不仅提高了波纹管安装速度，还提高了波纹管安装精度和顺直度。

第五步，劲性骨架的钢筋安装：沿着拱圈截面构造，在所述拱圈整个截面构造外布设钢筋，通过绑扎将钢筋布设于劲性骨架外侧；

第六步，液压爬模及模板加固：在钢筋外侧设置外模，沿所述拱圈截面构造，每2-3个直线段设置一块外模，并将所述外模固定，所述外模与所述拱圈横截面构造之间形成浇注腔

塔柱采用液压爬模法施工。为保证塔柱线型，采用以直代曲的施工方案，塔柱净高108m工分为23各节段，每节垂直高度为4.5m，根据塔柱线型弧度，模板配置高度标准高度4.67m，架体采用ZPM-100型液压自爬模，可以有效的保证工期，安全、有效的进行施工。

安装工程模板设计一般思路，按照断面图，每个直线段设计为一块模板，弧形段由于太长，分为两段。按照这种设计思路，塔柱外模需设计为9块(每截塔柱是指竖直方向分节段，每节塔柱设置一组外模，每组外模分为9块模板)。每节塔柱模板施工均需对9块模板分别进行定位与加固，工作量较大，且部分模板分块较小。

为了方便施工可对模板进行分块优化，将较小分块合并，即将编号3、8分块模板分别并入编号2、9分块模板上。使模板体系分为7块，减少了模板的分块，提高模板的安装速度。

本实施例中，按照原设计要求，塔柱竖向钢绞线均在五十米以上，这给现场施工带来了诸多问题。为了方便施工，我部与设计单位沟通，就塔8-20节之间的预应力钢绞线提出变更申请。将主塔上塔柱预应力变更为4段，分别在12节、16节处增加连接器，使得每段钢绞线在十五米左右，分段安装与张拉。

第七步，砼浇筑：通过混凝土对模板与劲性骨架构造之间形成浇注腔进行浇注形成薄壁塔柱；

本实施例中，主塔一般为大曲线莲花型薄壁塔柱，混凝土为C55，且最顶层标高为124.8m，昭华大桥大曲线莲花型薄壁塔柱施工时间跨越夏季和冬季，施工工程中面临江面大风、高空低温等不利天气桩孔情况，容易造成混凝土强度损失和外表面龟裂。

为了加强浇注时混凝土的强度，本实施例中的混凝土，配合比采用冬季和夏季两种配方，冬季配合比以增加水化热和保温为主，见表1中冬季配合比；根据湖南当地高温多雨的气候特点，夏季施工配合比在保证混凝土强度的前提下采用降低水化热的方案，见表1中夏季配合比。

表1

浇注施工时，根据季节不同，采取不同的施工措施：

在夏季施工中做到以下几点：(1)夏季采用冷水机，降低混凝土入模温度，采用冰水拌合、减少运输途中的混凝土升温等；(2)在塔柱底部大体积混凝土构件中埋设冷却管，通过冷却水的循环，及时带走混凝土内部的水化热；(3)在混凝土内部埋设测温装置，随时监控混凝土内外温差。

昭华大桥塔柱高度108m，施工过程中受高空大风影响，混凝土表面失水过快，从而产生龟裂；在冬季施工过程中，受高空气流影响，混凝土表面降温较快，导致薄壁混凝土内外温差较大，而产生温度裂纹。

为了解决塔柱表面裂纹这个难题，项目部采取了两点措施：(1)保温模板。液压爬模是由模板、木工字梁和环形背楞组成，为了增加模板的保温性能，在液压爬模木工字梁之间的模板外侧粘贴厚度为2cm的土工棉，土工棉外侧采用三合板进行覆盖固定，通过给模板“穿棉被”的方法保温，减少混凝土外表面的温度散失。(2)延长拆模时间。根据现场施工温度和施工需要，当温度小于5℃时，塔柱带模养护的时间不少于72小时，减少表面温度流失。

第八步，带模养护：通过养生液发对浇注后形成的薄壁塔柱进行养护；

混凝土浇注后若不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，影响混凝土的强度。为了确保大曲线莲花型薄壁塔柱的外观质量，对自然养护、覆盖洒水、蒸汽养护、养生液法进行现场试验，试验结果如表2；试验结果表明：养生液法比较适应于大曲线莲花型薄壁塔柱施工。

表2

第九步，脱模：采用脱模剂脱模，即形成主塔塔柱。

本市实施例中，为了确保大曲线莲花型薄壁塔柱的外观质量，选择模板漆、水性脱模剂、液压油、色拉油进行现场试验，通过模型墩块进行比较分析结果如表3所示：

表3

序号	脱模剂	外观质量	表面气泡	施工	适用性
						1	模板漆	最好	最少	难以清除	不适用
2	脱模剂天府(TF-9)	较好	较少	施工便捷	适用
						3	液压油	色差明显	加多	粘尘	不适用
4	色拉油	质量一般	较多	粘尘	不适用

经过现场模型试验对比表明：天府(TF-9)桥梁新型脱模剂脱模剂比较适宜于莲花型塔柱施工，混凝土观感较好，外观质量稳定。

本实施例中，在施工之前，采用Midas数值计算软件建立塔柱的数值模型，计算每节塔柱混凝土浇筑后和竖向预应力张拉后的塔柱产生的偏移量，从而确定塔柱的最终偏移量数值。根据数值计算结果，在塔柱放样时设定预偏量，有效的确保的塔柱内外侧弧线，确保莲花型塔柱的外形。

具体塔柱预偏量计算模型及1-20节预偏量计算值如表4所示：

表4：

施工中，本实施例中采用强化观测，动态指导的方式，具体如下：

(1)测量放样

每节塔柱测量顺序依次为塔柱劲性骨架定位→塔柱爬模角点定位→塔柱爬模模板复测→塔柱混凝土角点复核。根据塔柱截面形状，选择变截面的7个角点作为平面放样控制点，放样及复核过程中，利用全站仪通过湘江两侧的4个控制点采用极坐标法进行放样，采用双后视法对塔柱进行复核。

(2)昼夜温差

由于日间气温、和阳光照射引起塔柱两侧温度不同从而导致混凝土热胀冷缩，在主塔进行到第17节，选择在夜间测量条件稳定情况下测量并与日间测量数据进行比对；数据对比显示误差为3mm以内，满足放样精度要求。

塔柱白天和晚上测量对比如表5所示：

表5

(3)线型复测

为了进一步确定主塔线型的施工质量，待混凝土浇筑完成并且拆模完成之后，采用莱卡全站仪TS30测量混凝土角点位置，观测时间选在太阳出来之前，一般为早上，具体塔柱线型复测汇总数据见表6，单位为mm。

表6

(4)沉降观测

为了观测塔柱在施工过程和封顶后的沉降情况，在塔柱的第五节46.4m、第23节124.8m处设置观测点，在塔柱外侧中心线上预埋棱镜，进行沉降观测。截止到目前为止，已观测16次，塔柱沉降为介于-5～4mm之间(如图3)，基本可以为测量误差，塔柱沉降很小。

昭华湘江大桥下塔柱(1～8节)采用的传统工艺，施工工效交底。从第九节开始进行了工艺优化，目前昭华湘江大桥塔柱塔柱已施工完成，我们对各节段施工周期进行了统计，如下表。工艺优化前标准节平均施工周期为14天，工艺优化后标准节平均施工周期为7.3天，工效提高了92％。工艺优化后，共计施工15节塔柱，使得主塔施工持续时间缩短了15*(14-7.3)＝101天。

表7主塔塔柱标准节施工周期统计表

4.2直接经济效益

工期的节省，减少了劳动力的消耗，同时也节省了塔吊的租赁时间。工期节省101天，产生的设备租赁费及人工费共计208.06万元。

表8工艺优化产生的直接经济效益计算表

序号	项目	数量	单价	时间	费用(万元)
						1	管理人员	8个	350员/人/天	101天	28.28
2	操作人员	35个	280元/人/天	101天	98.98
						3	塔吊	2台	4000元/台/天	101天	80.8
合计					208.06

4.3其他效益

(1)施工工效提高，工期得到保证

主塔施工为项目关键工作，持续时间的减少，直接影响着项目总工期。主塔塔柱施工工效的提高，保障了昭华湘江大桥的工期目标，如期实现九华与昭山的全面对接，有效推动湘江沿江风光带的发展。

(2)减少了钢支架安装，安全系数高

钢绞线支撑平台平台搭设及拆除时，起重吊装作业多，危险性较大。采用活动优化有施工方法，避免了平台的搭设和拆除及交叉作业，安全系数高。

(3)预应力线性更顺畅，施工质量得到保证

通过竖向角钢不仅缩短了钢绞线安装定位时间，还提高了钢绞线的定位精度和顺直度，同时，在波纹管外侧增加螺旋钢丝橡胶保护套管，避免了波纹管的破损现象，预应力质量得到保证。

通过莲花型塔柱预应力施工、混凝土施工和塔柱线型控制关键技术的上述研究，确定了莲花型薄壁塔柱上述的施工工艺，柱式薄壁结构塔柱强度合格、未出现龟裂现象，整体观感较好；塔柱竖向预应力施工过程中钢绞线未发生锈蚀、波纹管破损现象，确定了竖向预应力施工的可靠工艺；莲花型塔柱线型满足设计要求，曲线柔和，形体优美，在潇湘大堤浇筑起了一座质量可靠、技术新颖、外形优美的昭华脊梁。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将主塔塔柱自下而上分为两个施工段，所述施工段包括位于底部的第一施工段以及位于第一施工段以上的第二施工段；

所述第一施工段通过搭设支架进行塔柱施工；

所述第二施工段通过架设劲性骨架进行塔柱施工，所述劲性骨架构成了塔柱的第二施工段的整体钢筋结构，所述劲性骨架的周侧由若干个相互连接的钢筋构成，所述劲性骨架的内侧设置钢绞线的安装空间；

液压爬模及模板加固：沿劲性骨架外侧设置若干块内外模板，内外模板采用螺栓固定，所述外模与所述劲性骨架之间形成浇注腔；

砼浇筑：在内外模板之间浇筑混凝土，形成薄壁塔柱。

2.根据权利要求1所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，还包括钢绞线施工步骤，所述钢绞线施工步骤位于所述液压爬模及模板加固之前，所述钢绞线分段施工，单独的钢绞线安装完成后施加预应力进行固定，其中钢绞线与钢绞线采用连接器相互连接。

3.根据权利要求2所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述钢绞线的周侧还环绕设置有波纹管。

4.根据权利要求1所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，还包括带模养护以及脱模步骤；

所述带模养护为通过养生液涂抹于混凝土表面进行养护；所述脱模为采用脱模剂脱模，即形成主塔塔柱。

5.根据权利要求1所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述砼浇筑步骤中，还包括对模板外表面的保温以及混凝土的降温。

6.根据权利要求5所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述对模板外表面的保温具体为当施工环境温度低于5℃时，在外模表面固定保温层，同时在保温层表面覆盖保温板。

7.根据权利要求5所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述混凝土的降温，具体为当施工环境温度高于35℃时，混凝土浇注时采用冷水机进行冰水拌合。

8.根据权利要求1-7之一所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述主塔塔柱通过若干个直线段塔柱相互拼接而成，并构成了主塔塔柱的弧形结构。

9.根据权利要求8所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述每个直线段塔柱均通过第一施工段工艺或第二施工段工艺浇筑而成。

10.根据权利要求8所述的一种主塔塔柱施工工艺，其特征在于，所述每个直线段的塔柱的标准节长度4.5米，整体主塔塔柱通过23个直线段的角度变化，形成弧形结构。