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摘要：本文以某大桥1号塔和3号塔施工为背景，介绍了一种塔柱外部附着式劲性支架施工技术。塔柱施工时，先在塔柱外侧安装一套可拆装式型钢支架，利用支架作为施工作业和安全防护平台，并利用支架限位、固定钢筋骨架平面位置。在钢筋绑扎成型后，采用吊机吊装拆除支架，再周转至到下一节段塔柱施工。采用该支架施工塔柱，无需投入劲性骨架结构，能明显提高钢筋施工功效，节省施工工期，降低施工成本。该技术可供类似工程参考借鉴。
关键词：塔柱附着式型钢支架
1.引言
在施工高大钢筋混凝土塔柱时，常规采用在塔柱内埋设型钢劲性骨架，作为塔柱施工的作业平台和定位骨架。在塔柱施工时，首先接高、安装劲性骨架，然后通过劲性骨架结构定位、固定钢筋和模板结构，并作为钢筋、模板及混凝土施工的作业平台。劲性骨架为一次性使用结构，最终埋入塔柱混凝土内。采用劲性骨架施工，要提前接高、安装劲性骨架结构，因此，施工工期长，施工成本高；且在安装劲性骨架时，高空作业安全隐患多。劲性骨架构件与塔柱钢筋相互空间位置复杂，钢筋绑扎效率较低。
2.工程概况
大桥1号塔设计为门框式结构，塔高126.2m。两塔间横向中心距：塔顶为36.0m，塔底为39.0m，中间部分按横向呈1:84.13的坡度线性变化。塔柱为箱形截面，横桥向尺寸为固定尺寸5.0m。纵桥向尺寸从顶面7.0m变化到塔底9.0米。下塔柱与上塔柱截面不一致，由六变形截面变位四变形截面；塔柱截面四周切60×60cm的直角。
3.技术原理
3.1根据塔柱分节多次接高高空施工，设计可拆装倒用式外支架结构。
3.2选择受力性能好、自身重量轻的角钢作支架桁架，支架通过悬挑牛腿支撑安装固定在塔柱外侧，作为塔柱接高施工、安全防护、物料堆载和钢筋绑扎定位框架平台，无需设置劲性骨架结构，且支架为整体吊装和拆除的可拆装式结构。
3.3支架结构主要由架体、滑块、悬挑支撑牛腿和预埋件四个部分组成。安装受力体系为：架体→滑块→悬挑牛腿→预埋件和塔柱主体钢筋→塔柱钢筋混凝土。
3.4架体采取分块制作，分块间螺栓连接组装的原理制造。各个分块采用角钢焊接制作。只需改变架体各分块之间的螺栓连接位置，即可实现改装架体。
3.5架体结构分层制作，每层高2m，每层都可以作为施工作业平台，层与层之间通过爬梯连通。每层底面铺装钢板网作踏板，侧面采用钢丝网进行安全防护。
4.施工流程
4.1可拆装式外部支架的制造
1、支架结构采用75×5、50×5角钢和100×10三种角钢制作，其中75×5角钢为立杆，100×10角钢为支架底部支撑横杆，50×5角钢为桁架斜撑构件。采用工12型钢作支撑牛腿。
2、支架架体分单元制造，各单元件采用角钢焊接制造成型，单元件之间采用φ20mm普通螺栓，通过长条孔连接组装。
3、架体的各单元件采用固定胎膜架进行批量制作，确保每个单元件的结构尺寸和各个连接螺栓孔眼位置的准确。
4、在支架架体顶部安装防护栏杆，架体外侧面1.2m高范围焊装钢丝防护网，走行通道和作业通道踏面焊装钢板网，内侧面为作业操作面。钢板网、防护网及栏杆都应与架体各单元件同步制作、安装，且各单元件间彼此独立，便于后续架体的改装。
5、在架体吊装点位置焊装吊耳，并在吊点部位进行局部加强以防吊装变形。
6、支架在竖向分层，层高2m，各层之间设置连通爬梯。
7、为尽量减小支架架体占用混凝土模板作业平台的空间，支架架体底部1m高范围采用三角形桁架结构。
8、根据每节塔柱的顶口截面尺寸，采用与塔柱箍筋同型号钢筋加工制作钢筋骨架定位框。根据设计位置，在定位框上用油漆标画出每根钢筋的绑扎位置，定位绑扎安装。
9、支架架体与滑块连接的节点必须设置在架体立杆底部位置，连接板与架体之间要求焊接牢固，并且要焊装加劲板，确保节点构件牢固。
4.2支架的安装与拆除
1、支架的安装
在浇注前节段塔柱混凝土之前，埋设预埋件。待混凝土终凝后，将悬挑支撑牛腿结构通过螺栓连接锚固于预埋件上，同时，利用塔柱钢筋将悬挑支撑牛腿进行锚固和限位，确保牛腿结构牢固。在牛腿内安装滑块，并确保滑道槽通畅、端头限位，防止滑块从牛腿中掉落。悬挑牛腿结构安装示意见“图1悬挑牛腿安装示意图”。
图1悬挑牛腿安装示意图（单位：mm）
在所有悬挑支撑牛腿安装就位后，调整牛腿顶面标高，确保各个牛腿悬挑部分顶面标高高差在3mm以内。整体吊装支架架体落位于牛腿的滑块上，安装架体与滑块之间的连接螺栓，根据需要人工撬动滑块在牛腿槽道内滑动进行位置调整，调整到位后将滑块与牛腿之间的空隙用楔木抄实并进行限位固定。支架安装就位见“图2支架安装立面图”和“图3支架安装平面图”。
支架架体安装就位后，通过测量定位，在架体顶口安装塔柱钢筋定位框，定位框与架体结构连接固定，采用定位框精确限制每根主体钢筋的绑扎位置，每根塔柱钢筋都精确根据定位框标画位置进行绑扎定位。在拆除支架结构时，切断定位框与架体之间的连接，将定位框作为塔柱钢筋骨架的1根箍筋使用，不予拆除。
为保证定位框的定位准确，安装时，定位框安装的标高必须与设计标高一致，并且必须与支架架体之间进行连接固定，防止定位框的变形、扭曲。
图2支架安装结构图
图3支架安装平面图
图5利用支架接高塔柱施工
2、支架的拆除
支架采用整体吊装法进行拆除，在整体吊装部具备条件时，也可以采用解体拆除法。拆除顺序为：拆除架体→拆除滑块→拆除悬挑支撑牛腿。
在塔柱钢筋绑扎完毕并且设置斜撑定位钢筋后，首先将支架架体与塔柱钢筋骨架进行临时连接，然后解除架体与滑块之间的所有连接，将吊钩与架体吊挂连接后，拆除架体与钢筋骨架间的临时连接，整体吊装拆除架体。
解体拆除法与整体拆除方法基本一致，要求依次将架体按单元件进行解体，逐块拆除。
4.3支架的改装
支架的改装主要是架体的改装。由于架体的各单元件之间都是采用螺栓连接，在塔柱截面形状或尺寸发生改变时，将架体上相对应部位的连接螺栓解开，根据塔柱截面，增加或者拆除部分架体单元件，并调整连接螺栓孔眼位置重新进行连接。架体改装主要是改换架体各单元件之间的连接螺栓位置，操作简便。
5.主要施工设备
支架结构自重较轻，总重不到5t重，支架架体需要分块制作、组拼、安装、拆除和改装，施工中需要使用的机具设备见“表1主要机具设备表”。
表1主要机具设备表
6.效益分析
从已完成的大桥1号塔采用可拆装式外部支架施工的状况来看，施工效果显著，在施工中，节省一次性投入的劲性骨架钢材350t，而可拆装式外部支架结构共计仅用材料12t，其中7t为可回收材料，节省材料达345t，经济效益显著；该技术相对于传统的内置式劲性骨架，每节塔柱节省工期2天，共节省工期达84天；采用可拆装式外部支架施工有效保证了塔柱的施工质量，该塔柱竣工资料显示，塔柱中心线平面最大偏位1.5cm，平面结构尺寸最大偏差1cm，满足规范要求。
7.结语
通过工程实例应用对比分析，该技术的主要特点总结如下：①采用可拆装式外部支架施工塔柱，支架既为施工作业平台、材料堆放平台，又是安全防护平台，更能作为钢筋绑扎精确定位的固定平台。支架结构集堆放、作业、安全、和定位多功能于一体，施工效率高。②支架为型钢桁架结构，自重轻，刚度大，支架结构空间大，且上下分有多层，能同时允许塔柱全断面、多层次同时开展施工作业，结构稳定，受力性能好，安全系数高，特别是能有效承受风荷载，有效克服了高空大风对施工的影响，有效加快施工进度。③支架采用分块制作，栓接方式组装，能够随塔柱截面的变化而作出有效的改装调整，受塔柱截面尺寸变化影响小，通用性强，适用于钢筋混凝土直塔柱、斜塔柱接高施工。施工时采用吊机整体起吊安装、拆除，安装拆除施工操作简便，效率高。④该技术适用于施工周期长的高大钢筋混凝土桥塔结构，尤其是固定截面的桥塔。对于常规的桥梁而言，经济性不高，优势不明显。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》
[2]《钢结构设计规范》
[3]《公路工程质量检验评定标准》