桥梁高塔施工方法及其施工设备与流程

本发明属于道桥施工技术领域，具体涉及一种桥梁高塔施工方法及其施工设备。

背景技术：

随着我国基础工程的建设，桥梁施工领域已逐步向海洋延伸，海上施工区域常为大风天气，并伴有台风来袭，施工环境极其恶劣。而我国的桥梁建设范围，多为跨江跨河，内陆联通，对于大风天气频繁的海洋环境，暂无较多桥梁高塔施工经验，还处于摸索阶段。

海上桥梁跨度大，且多为高塔，风压随高度增加而增大，导致高墩高塔施工难度大、作业风险高。目前国内尚无较多海洋环境高塔施工的经验及成套技术，导致难以克服恶劣海洋环境对桥梁施工所带来的严重影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种桥梁高塔施工方法及其施工设备，解决现有技术中恶劣海洋环境下桥梁施工难度大、作业风险高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种桥梁高塔施工方法，所述桥梁高塔包括塔柱、下横梁和上横梁，所述塔柱包括下塔柱、中塔柱和上塔柱，所述上塔柱具有主塔锚固区，所述桥梁高塔施工方法包括以下步骤：

步骤S1、对所述塔柱起始段及其第二、三节施工，而后在所述塔柱上安装爬模架体，对所述下塔柱和所述中塔柱施工，所述塔柱第四节及以上部分均采用爬模施工，所述爬模架体外侧全封闭；

步骤S2、所述塔柱进行爬模施工至所述下横梁和所述塔柱相交截面位置时，预埋下横梁钢筋及预应力系统，整体吊装下横梁施工支架，当所述塔柱施工过所述下横梁和所述塔柱相交截面位置后，进行下横梁异步施工；

步骤S3、所述塔柱进行爬模施工至所述上横梁和所述塔柱相交截面位置时，预埋上横梁钢筋及预应力系统，安装上横梁施工支架，当所述塔柱施工过所述上横梁和所述塔柱相交截面位置后，进行上横梁异步施工；

步骤S4、进行所述上塔柱施工和所述主塔锚固区低回缩预应力施工。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

所述塔柱第四节及以上部分均采用爬模施工，采用冲孔钢板网全封闭所述爬模架体外侧，封闭环境使得爬模内部作业环境得到显著改善，确保塔柱钢筋绑扎、混凝土浇筑等作业在大风天气能正常进行；所述下横梁施工支架采用工厂预制，整体吊装，可以缩短所述下横梁施工支架在恶劣海况下的现场安装时间，有效地保证了施工质量，降低海上施工安全风险，提高施工工效。

优选的，所述步骤S1中，在所述塔柱上安装爬模架体后，对所述下塔柱和所述中塔柱施工包括以下步骤：

步骤S11、分别制作并安装钢筋、劲性骨架和预埋件；

步骤S12、沿所述塔柱依次进行爬模爬升、内模安装、塔柱混凝土浇筑和混凝土养护、施工缝处理以及内膜拆除；

步骤S13、重复所述步骤S11和S12，直至所述下塔柱和所述中塔柱施工完成。

优选的，在所述中塔柱施工过程中，还包括在所述中塔柱安装临时横撑的步骤，增加塔柱施工过程中的整体刚度，有助于控制塔柱线形。

优选的，所述步骤S3中，所述上横梁施工支架为梁式支架，所述上横梁分两层浇筑，所述上横梁异步施工步骤包括：利用所述梁式支架浇筑所述上横梁第一层混凝土，待所述上横梁第一层混凝土强度达到设计要求后，预应力张拉所述上横梁形成预应力混凝土梁体系，之后浇筑所述上横梁第二层混凝土。所述预应力混凝土梁体系与所述梁式支架共同承载所述上横梁浇筑的二层混凝土荷载，使所述上横梁主体结构的受力特性能够充分利用，从而简化所述梁式支架结构，节约所述梁式支架材料用量。

优选的，所述步骤S4中，进行所述上塔柱施工包括以下步骤：

S41、分别制作并安装钢筋、劲性骨架和预埋件；

S42、分别制作并安装钢锚梁、钢牛腿和索导管及所述索导管的定位支架；

S43、沿所述塔柱依次进行爬模爬升、内模安装、塔柱混凝土浇筑和混凝土养护、施工缝处理以及内膜拆除；

S44、重复所述步骤S41至S43，直至所述上塔柱施工完成。

优选的，所述步骤S4中，所述主塔锚固区利用低回缩锚具实施二次张拉工艺，实施二次张拉工艺能够消除夹片回缩引起的预应力损失，解决短束钢绞线预应力损失大的技术难题。

优选的，所述下横梁和所述上横梁沿各自长度方向分三段浇筑，先浇筑中间段，在所述下横梁两端和所述上横梁两端分别预留后浇段，不影响塔柱爬模提升。

本发明提供一种用于所述桥梁高塔施工方法的施工设备，包括爬模架体，所述爬模架体外侧全封闭。

优选的，所述爬模架体外侧采用冲孔钢板网全封闭。

本发明提供一种用于所述桥梁高塔施工方法的施工设备，包括低回缩锚具，所述低回缩锚具包括夹片、锚板和夹片防松装置，利用承压螺丝将所述夹片防松装置固定在所述锚板上，所述承压螺丝端部为承压螺母，所述夹片防松装置端面贴紧所述承压螺母。采用夹片防松装置可以避免张拉过程中所述夹片与锚板发生相对移动，造成二次张拉预应力损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中桥梁高塔的结构示意图；

图2为本发明实施例中下塔柱和下横梁的结构示意图；

图3为本发明实施例中上横梁的结构示意图；

图4为本发明实施例中爬模架体的示意图；

图5为本发明实施例中低回缩锚具的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种桥梁高塔施工方法，如图1-3所示，所述桥梁高塔包括塔柱、下横梁21和上横梁22，所述塔柱包括下塔柱11、中塔柱12和上塔柱13，所述上塔柱13具有主塔锚固区，所述桥梁高塔施工方法包括以下步骤：

步骤S1、对所述塔柱起始段及其第二、三节施工，而后在所述塔柱上安装爬模架体3，对所述下塔柱11和所述中塔柱12施工，所述塔柱第四节及以上部分均采用爬模施工，所述爬模架体3外侧全封闭；

步骤S2、所述塔柱进行爬模施工至所述下横梁21和所述塔柱相交截面位置时，预埋下横梁钢筋及预应力系统，安装下横梁施工支架211，当所述塔柱施工过所述下横梁21和所述塔柱相交截面位置后，进行下横梁异步施工；

步骤S3、所述塔柱进行爬模施工至所述上横梁22和所述塔柱相交截面位置时，预埋上横梁钢筋及预应力系统，整体吊装上横梁施工支架221，当所述塔柱施工过所述上横梁22和所述塔柱相交截面位置后，进行上横梁异步施工；

步骤S4、进行所述上塔柱13施工和所述主塔锚固区低回缩预应力施工。

横梁异步施工是相对于同步施工而言，在横梁同步施工过程中，塔柱施工至一定高度后，开始对该高度处横梁进行施工，横梁以上部分的塔柱施工进度在该横梁施工过程中会受影响，而在横梁异步施工过程中，在横梁高度处所述塔柱施工完成后施工该横梁，而塔柱不间断施工，形成塔柱和横梁交叉施工的状态。采用横梁异步施工能够保证塔柱施工的连续性，施工进度快，缩短工期。

所述塔柱第四节及以上部分均采用爬模施工，如图4所示，本发明一些实施例中，采用冲孔钢板网全封闭所述爬模架体3外侧，封闭环境使得爬模内部作业环境得到显著改善，确保塔柱钢筋绑扎、混凝土浇筑等作业在大风天气能正常进行。

所述下横梁施工支架211采用工厂预制，整体吊装，可以缩短所述下横梁21施工支架211在恶劣海况下的现场安装时间，有效地保证了施工质量，降低海上施工安全风险，提高施工工效。

具体的，所述步骤S1中，在所述塔柱上安装爬模架体3后，对所述下塔柱11和所述中塔柱12施工包括以下步骤：

步骤S11、分别制作并安装钢筋、劲性骨架和预埋件；

步骤S12、沿所述塔柱依次进行爬模爬升、内模安装、塔柱混凝土浇筑和混凝土养护、施工缝处理以及内膜拆除；

步骤S13、重复所述步骤S11和S12，直至所述下塔柱11和所述中塔柱12施工完成。

具体的，在所述中塔柱12施工过程中，还包括在所述中塔柱12安装临时横撑4的步骤，从而增加塔柱施工过程中的整体刚度，有助于控制塔柱线形。

具体的，所述步骤S3中，所述上横梁施工支架221为梁式支架，所述上横梁22分两层浇筑，所述上横梁异步施工步骤包括：利用所述梁式支架浇筑所述上横梁22第一层混凝土，待所述上横梁22第一层混凝土强度达到设计要求后，预应力张拉所述上横梁22形成预应力混凝土梁体系，之后浇筑所述上横梁22第二层混凝土，所述预应力混凝土梁体系与所述梁式支架共同承载所述上横梁22浇筑的二层混凝土荷载，使所述上横梁22主体结构的受力特性能够充分利用，从而简化所述梁式支架结构，节约所述梁式支架材料用量。

具体的，所述步骤S4中，进行所述上塔柱13施工包括以下步骤：

S41、分别制作并安装钢筋、劲性骨架和预埋件；

S42、分别制作并安装钢锚梁、钢牛腿和索导管及所述索导管的定位支架；

S43、沿所述塔柱依次进行爬模爬升、内模安装、塔柱混凝土浇筑和混凝土养护、施工缝处理以及内膜拆除；

S44、重复所述步骤S41至S43，直至所述上塔柱13施工完成。

具体的，所述步骤S4中，所述主塔锚固区利用低回缩锚具实施二次张拉工艺。

具体的，如图5所示，所述低回缩锚具包括夹片、夹片防松装置51、锚板52和承压螺母53，将所述夹片防松装置51固定在所述锚板52上，所述夹片防松装置51端面贴紧所述承压螺母53。一些实施例中，所述夹片防松装置51为旋转套限位压板。

所述主塔锚固区预应力施工使用低回缩锚具，采用二次张拉工艺，能够消除夹片回缩引起的预应力损失，减小短束钢绞线预应力损失；预应力二次张拉时增加夹片防松装置51，避免张拉过程中所述夹片与锚板52发生相对移动，造成二次张拉预应力损失。

所述下横梁21和所述上横梁22沿各自长度方向分两端和中间三段浇筑，所述下横梁21和所述上横梁22均先浇筑中间段，在所述下横梁21两端和所述上横梁22两端分别预留后浇段，不影响塔柱爬模提升。

上面对本发明的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本发明的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本发明旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。

虽然通过实施方式描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。