平塘特大桥为.5m+2×m+.5m的叠合梁斜拉桥。其主塔采用钻石形索塔，整体呈花瓶形状，15#主塔塔高为m。桥位地势陡峭、地势高差大、场地狭窄，垂直气候特征明显。

在塔柱与承台间设置花瓶形塔墩过渡。15号主塔桥面以上塔高为.2m，桥面以下高度为.8m；由塔墩、下塔柱、中塔柱、上塔柱及塔冠构成。各部分尺寸及外形特点如下：

1.塔墩采用单箱三室截面，四角采用圆倒角，横桥向为花瓶形，外侧按圆弧渐变，宽27.m～25m～30m，相对于桥轴线，先内倾后外倾；顺桥向为单肢空心薄壁型，宽17m～12.8m，单斜率内倾；高度m。

2.塔柱采用矩形空心截面，四角采用圆倒角。在横桥向下横梁以上为“A”形，下横梁以下为花瓶形；在顺桥向上横梁以上为单肢空心薄壁型，上横梁以下至塔柱为双肢空心薄壁型。

（1）下塔柱横桥向宽39.8～27.m，顺桥向为双肢空心薄壁，每肢宽4.8m，双肢外侧的顺桥向距离15～12.8m，顺桥向外倾，高50.25m；

（2）中塔柱横桥向分双肢，单肢宽5m，顺桥向分为双肢空心薄壁，每肢宽4.8m，双肢外侧的顺桥向距离12.8～15m，横桥向和顺桥向均内倾，高75.55m；

（3）上塔柱横桥向分双肢，单肢宽5m，顺桥向宽8～11.8m，高78.2m。

3.塔冠

塔顶高程为.m，桥塔设置上、下两道横梁，采用矩形截面。

主塔外形结构见图1。

图号主塔构造示意图

4.关键技术要点

（1）大型起重设备及混凝土泵送设备的选型和布置方式尤为关键，山区超高墩、雨季浓雾天气、大风天气，特种设备管理难度大；

（2）机制砂超高泵送混凝土成熟工艺在m左右，m以上高度，需要对不同高度不同的工作性能要求，开展专题研究，确保顺利泵送及混凝土施工质量；

（3）索塔线形的控制难度大；

（4）墩塔分界段、下横梁侧塔柱实心部位、上横梁塔柱实心部位，均为大体积混凝土，且处于高空条件，索塔混凝土标号为C50；温控措施较常规大体积混凝土复杂。

施工机具配置

起重设备选型控制因素

（1）最大的为N3号钢锚梁，吊装重量为25t；0#段钢主梁最大节段重量31t。

（2）钢筋模块化安装分块及方案，塔吊预留充分吊装富余量。

（3）索塔施工模板、爬架的空间尺寸及安装荷载的要求，塔吊自身的拆除荷载及空间位置要求。

（4）内模翻模提升及外模体系转化提升，模板系统工作重量6t，按塔吊单独全覆盖吊距为46m考虑。

（5）施工过程中散吊钢筋吊装重量按6t（主要考虑模板系统平台荷载条件，主筋长度6m，根）考虑。

（6）充分考虑起重设备顶升高度、卷线能力，着重验算抗风性能等。

（7）考虑桥址区瞬间山谷阵风的影响，塔吊臂杆均能自由旋转，相互之间不得干扰。

塔吊最终选型和布置

综合考虑以上因素，配置50t和16t塔吊各一台。索塔横桥向两侧各布置一台塔吊，使塔吊附着臂安装最为合理（结构对称、长度适中）；吊装能力满足钢锚梁、0#块钢梁节段吊装需要，钢筋模块化施工期间安全储备大。同时，为满足提升高度及阵风最大风速要求，对标准节段进行了加强。

图2塔吊布置示意图

混凝土输送泵

根据主塔混凝土输送高度要求，为保证混凝土的泵送质量及工效，主塔20m以下采用天泵施工，20m以上选择两台三一重工HBT80C-ⅢA输送泵进行泵送，理论输送量85m3/h(高压55m3/h)；从塔柱底部逐步接长输送管，混凝土泵管选用ΦA壁厚9mm，45Mn2合金钢特制耐磨超高压管道；浇筑点混凝土采用两台半径18m的布料杆布料，墩顶范围全覆盖。

图3混凝土输送泵布置示意图

液压爬模施工

模板体系的构思

（1）根据技术成熟的各类模板系统的优缺点，选用液压桁架式自爬模系统，为便于塔身各段架体的拆分和组合，各架体采用独立式；标准节段浇筑高度6m，在塔身各段分界处进行局部调整；架体最不利工况，按仰爬最大墩身倾角30°考虑。

（2）为达到预期的外观效果，模板采用维萨板，结合架体拆装时机，周转次数按30次考虑；模板分为标准模板和收分模板，模板的收分通过割除收分模板来完成，以适应塔身结构尺寸的变化。

（3）塔身起步段外模第1、2节段采用搭设脚手架操作平台，模板采用标准节段模板进行施工。第2节段施工后安装液压爬模，后续节段采用液压爬模施工。

（4）塔墩及下塔柱内模采用悬臂支架翻模，中、上塔柱内模采用井筒平台翻模，分支段外模下部较窄处采用滑动平台，上段采用悬臂支架翻模，上塔柱横桥向两支间先用挂架，后用井筒平台施工。

节段划分及架体控制工况计算分析

（1）节段划分

①塔墩：分为21个节段，其中第1节段包括塔墩底部实心段2.5m（起步段0.5m已与承台第三次混凝土一起浇筑），1～6节段、8～19节段浇筑高度按6m考虑，第7节段为1m，第20节段为塔墩顶首节实心段按2m考虑，第21节段为塔墩第二节实心段按4.5m考虑。

②下塔柱：分为8个节段，其中第22～28节段基本浇筑高度按6m考虑，第29节段为5m。

③下横梁：分为2个节段，浇筑高度按3.25m和6m考虑。

④中塔柱：分为12个节段，第32～42节段浇筑高度按6m考虑，第43节段为3.55m。

⑤上横梁：分为2个节段，分别按4.5m、6m考虑。

⑥上塔柱：分为12个节段，其中46～55节段浇筑高度按6m考虑,第56、57节段为塔冠位置,分别为2.2m、5.5m。

(2)架体控制工况计算分析

架体用于斜爬时，按最大倾斜角度30°进行校核计算。

架体的计算简图及其所受外荷载如图4所示：

图4受力简图

通过计算软件绘制轴力、剪力、弯矩和约束反力，如图5所示：

图5(a)轴力图(b)剪力图(c)弯矩图(d)反力图

约束反力：V=17.8KN，N=.9KN，R=.7KN。

因受拉杆件远远满足要求，只需对受压杆件进行失稳验算，10#、14#、24#、25#、26#为受压杆件，对前4个进行稳定性演算，26#与25#相同，不做计算。

对受压杆件进行失稳验算，分析结果如下：

各杆件应力值均小于强度设计值f=N/mm2，故其稳定性满足要求。

根据钢结构设计规范，弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件，其强度应按下式计算：

N/A±Mx/γxWx±My/γyWy≤f=(N/mm2)

N——杆件内力

M——杆件最大弯矩

γ——截面塑性发展系数，双槽取1.05。

19#杆件N/A±Mx/γxWx

=.6ｘ0/.2+×0/(1.05x160)

=78.83(N/mm2)＜f满足要求。

3#杆件N/A±Mx/γxWx

=.1ｘ0/.8+3.2×00000/(1.05x280)

=.36(N/mm2)＜f满足要求。

12#杆件与模板紧贴在一起，其弯矩实际上可认为由模板承担，因模板刚度很大，其变形可忽略不计，故12#杆件符合要求。

架体布置及模板处理

（1）塔墩起始外模板布置

塔墩底为最大断面尺寸,横桥向和纵桥向均为向内收坡,故在阳角四周布置8块收分模板,4个阳角有圆弧钢模板,其余模板为固定模板,且模板钢背楞设计满足以后中塔柱模板重新拼装要求,起始段各规格模板拼装示意图如图6。

图6塔墩起始各规格模板拼装示意图

（2）塔墩及下塔柱外模板的收分及放大处理

塔墩顺桥向向内收坡,模板从起始节段至21节段结束,按线性收分，随截面变化直接在模板自身裁剪相应尺寸，无须落地。横桥向外侧为圆弧形渐变，先向内收坡，至14节段后外倾，收分模板从第1节至14节，按常规方法随截面变化裁剪相应尺寸至最小位置，如图7。

图7横桥向模板从第1节至14节配置图

横桥向模板从16节至28节,每层放大模板图配置如下：

图8横桥向模板从16节至28节每层模板配置图

（3）塔墩机位布置

外侧布置32榀机位，内筒采用悬臂架；横桥向20榀机位间距不变化，顺桥向到下塔柱截面后，由于变为双肢，拆除4个机位，其余8个机位两两组合分叉布置。

图9塔墩机位布置图

（4）下塔柱分叉处模板及架体处理

下塔柱分叉处外模内侧模板全部为新增模板，顺桥向4块模板为改制模板。

（5）下塔柱模板放大处理

下塔柱横桥向向两侧放宽，外侧模板从22节开始，通过23、24、25、26、27五次增长放大，采用先做单块模板，然后钢背楞接长方式（芯带或其他），把5块模板连成整体。

（6）下塔柱凹槽模板及架体的处理

①凹槽处模板总体思路为：模板分为通用模板块和异型模板块，通用模板块可以重复使用，异型模板块一次性使用，当然材料解散后也可以重复使用。

模板分配图为：

图10模板布置图

分叉处节段较少，为经济起见，不考虑爬模架体，将原塔墩内模悬臂架转用此处，内筒部分采用搭设钢管脚手架施工。

图11模板

此处模板全采用定制木梁，H，加上钢背楞及面板厚度，控制模板高度为mm，模板可以扣在爬模模板上，也可单独支模，模板下口坐落在承重木方上，但外边线处需与大面模板扣好，以免漏浆或错台。退模时，爬模模板稍微退开，塔吊起吊凹槽模板，安全可靠。

②凹槽处机位处理

凹槽处机位前加垫块，垫块拧在爬锥上，机位挂在垫块上。这样平台、防护及模板都不受凹槽的影响。

（7）下横梁处机位布置

下塔柱到下横梁处顺桥向双肢合龙，需要在顺桥向中间补充机位和模板。

（8）中塔柱模板和架体

进入中塔柱后，塔肢结构形式变为四个独立单肢，顺桥向两单肢于中塔柱顶端交汇。模板形状改变，变成平行四边形，需要重新拼装。

（9）中塔柱顺桥向中空塔肢机位布置

中空部位为连体机位，即两机位共用一组承重梁，承重梁一端固定在主立杆上，另一端架在滚轮上。当爬模爬升时，通过滚轮滚动，两机位间距缩小。承重梁通过切割方式，预先留有每次爬升的缩小长度空间。下方吊平台采用同样原理切割缩小，保证爬模顺利，操作便利。

（10）上塔柱双肢交汇处

顺桥向模板需要小幅度调整，两肢交汇处需要补模，材料由下塔柱模板改制。

图12模板布置图

图13平面图

精度控制及效果

索塔断面的几何尺寸控制

索塔塔柱空间位置的控制关键，是对影响混凝土成型模板的准确定位，只要每次浇筑混凝土前调整到位，塔柱断面尺寸、轴线、垂直度等指标就能满足要求，竣工后整个索塔的空间位置也能得到保证。

图14塔柱模板检查示意图

由于塔柱断面多为具有倒角的中空多边形结构，需控制好轴线点及断面各特征角点。塔柱模板平面位置检查校正测量方法，如图14所示。采用全站仪三维坐标法对塔柱模板角点进行放样，如果某个角点不能直接测定在塔柱模板上，可根据已测定的点按照相对几何关系，使用钢尺按边长交会测定。根据放样的角点定出塔柱的理论轴线，与模板的实际轴线进行比较，检查模板顶实测高程与设计高程，如果模板轴线、高程与设计值差超出规范允许范围，模板需要调整，重复上述工作，直至将模板调整到设计位置。

控制点传递和校核

在下横梁施工测量时以控制点为依据，用全站仪和水准仪（包括悬挂钢尺）进行立模、钢筋及预埋件定位放样。高程及平面轴线位置偏位均不大于10mm。

为了中塔柱、上塔柱和主梁施工放样，将控制点投测到下横梁的顶面，为此在下横梁施工中，在其适宜位置预留竖向投测孔，以便用精密天顶基准法将坐标投测到下横梁的顶面。

下横梁面上的控制点是塔柱向上施工的基准，特别是轴线点主点，是主梁施工测量和监控的关键控制点，因此要进行严格的校核测量（包括高程控制点的校核）；对于主点，还应与相邻索塔上的对应主点进行联测校核，采用高精度全站仪进行距离校核，视准线进行主轴线校核。

索塔的挠度观测

在索塔的建设过程中，由于索塔受风力、日照等外界环境因素的影响而产生挠度变形，随着索塔高度的增加，挠度变形的幅度也急剧增大。通过准确掌握索塔摆动和扭转的规律，有效地指导施工和相应的施工测量工作。

测量方法是架设全站仪于强制观测墩观测索塔上设置的观测点的坐标，观测点坐标的变化情况即索塔的变形情况。注意要选择精密仪器，增加测回数提高观测精度。观测点的选择要不受施工干扰，便于观测，更重要的是要能反映索塔的变形情况。

实施效果

（1）检验方法

索塔几何位置测量方法：每模浇筑完成后先对其顶部实体截面4个边，用钢卷尺定出中点，然后用全站仪测试4个分中点坐标，根据4个分中点实测与理论偏差值，确定截面轴线偏差和节段垂直度。

（2）检验结果

各节段轴线偏差最大3mm，规范轴线偏差允许10mm，满足要求。

钢筋模块化安装

以主筋、水平筋两种形式循序渐进进行工艺创新，钢筋网片统一提前加工，在加工前根据网片尺寸对应制作胎架，在胎架上进行拼装。胎架利用工字钢及槽钢焊接而成，根据设计图纸按钢筋尺寸及间距制作凹槽，高效地保障了钢筋安装的精度。

钢筋网片尺寸定为高6m，宽9m，钢筋接头均按规范要求交错设置。钢筋网吊运至塔顶后，依靠人工配合塔吊以不改变机械连接的方式，使主筋能安装到位。15#主塔施工以6m一模的节段划分为主，安装一模钢筋耗时约48小时左右，与散拼安装工艺相比，节省时间1/3以上，既保障了工效，又降低了高空起吊的安全风险。对塔吊的吊装能力要求较低，整体吊装质量在3t以内。

图15网片吊装图片

混凝土质量控制技术

原材料控制

（1）机制砂

机制砂石粉含量为12%－14%，控制的重点为MB值，MB值宜≤0.8，且细度模数应满足中砂要求。

（2）机制碎石

机制碎石通过鄂破、反击破、立轴破三级加工，针片状颗粒含量为3.5%～3.8%，粒形更加圆润，能有效地减小混凝土泵送过程中的摩阻力，使混凝土更具可泵性；机制碎石级配采用5～10mm、10～16mm、16～25mm三个级配优化掺量组合，骨料间相互填充，孔隙率更低，有利于混凝土抗压强度的提高。

图16机制砂筛分曲线

（3）减水剂

15号主塔塔高m，普通型混凝土减水剂在泵送过程中高度每增加50m，坍落度将降低10～20mm，泵送高度将只能维持在m左右。为解决泵送过程中的坍损导致混凝土的可泵性降低，选择优质减水剂供应商，专为平塘特大桥泵送混凝土研制高性能缓凝缓释型减水剂，温度以20℃为基准，每升高5℃，对减水剂的缓凝、缓释进行调整。通过精确控制减水剂减水率的释放时间，来补偿因混凝土泵送过程中的坍落度损失，做到泵送过程中无坍损，持续提高混凝土泵送高度。

不同高度混凝土配合比

根据不同高度及混凝土工作性能要求，设计每间隔m的混凝土配合比。

混凝土坍落度均控制在～mm。混凝土泵送高度每升高m，将增加1%～2%的砂率，相应的，对减水剂的减水率进行微调整。

泵送压力宜控制在25MPa以内,在.6m泵送压力稳定在22MPa左右，当泵送压力到达28MPa,将更换施工配合比。

图17粗骨料筛分曲线

混凝土施工工艺研究

塔墩顶部实心段C50混凝土位于m高空，现行大体积混凝土规范只适用于C40以下混凝土，需要采取严格的温度控制措施。

温控措施

（1）优化配合比，降低核心温度

经过优化和反复试配，最终C50混凝土单方水泥用量为KG。

（2）研发保温模板，通过对比试验，保温模板温降明显小于一般模板。

现场在爬模模板外侧进行保温模板的模块化安装，形成隔热层，减小混凝土表面对流系数，减缓混凝土表面热量散失。

（3）降低混凝土的入模温度

在混凝土拌和时采用加冰拌和，并用土工布包裹罐车及输送管。

温控效果

图18温控效果示意图

内部温度峰值分别是，第一层为65.1℃、第二层为71.8℃；在表面和环境温度有着较大差异的情况下，混凝土内外温差控制在27.7℃以内（同层内外温差在11℃以内），可满足控制指标要求，避免了温度裂缝产生。

本文刊载/《桥梁》杂志年第4期总第90期

作者/张胜林

作者单位/贵州桥梁建设集团有限责任公司