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1、1超高超高 A A 型清水混凝土塔柱施工工法型清水混凝土塔柱施工工法1.1.前言前言随着建筑行业技术的不断进步，国内基础设施的大力兴建，大跨度桥梁、及铁路站房 大跨度钢结构屋面将应用越来越广，超高 A 型清水混凝土塔柱施工也将日益广泛，本工程 超高 A 型（钢骨）清水混凝土塔柱共 16 根，主站房屋盖采用“大跨度空间钢桁架+双向正 交钢管桁架”结构，整个屋面系统全部依托 16 根超高 A 型塔柱支撑，塔柱截面尺寸大，高 度高，且塔身倾斜，最高 60.5m，塔柱内设劲性钢骨，塔柱主筋为 HRB400 直径 50mm 的钢 筋，钢骨外筑 C50 混凝土，塔柱分肢部分采用双柱，且互成角度，倾斜角度分
2、别为 87和 83，模板倾斜度控制难。 项目部先制定施工部署，采取分段浇筑的施工方法，利用 LEICA 徕卡 TC2003 全站 仪三维坐标定位技术,精确控制塔柱倾斜度和平整度，再由面到点、逐步深化、完善施工方 案，确定施工工艺，最终圆满完成了塔柱施工任务，取得了良好的效果，得到了铁道部南 昌铁路局质监站、东南沿海铁路福建有限责任公司、铁四院监理的高度评价，因此特形成 本工法。2.2.工法特点工法特点2.1、模板材料采用 25mm 厚镜面木胶板，模板变形小，表面平整、光滑，异形模板裁割 方便，混凝土浇筑完成后，表面平整、颜色均匀、外观质量好。 2.2、利用 LEICA 徕卡 TC2003 全站
3、仪三维坐标定位技术，精确控制超高 A 型塔柱的倾 斜度。 2.3、塔柱竖向合理分段，模板加工、安装快捷，提高了模板的周转使用率，并将超高 A 型塔柱施工简单化，提高了生产效率。 2.4、巧妙利用力学平衡原理，通过直径 16 的对拉螺杆与钢骨腹板焊接，将混凝土自重 分解的水平力通过对拉螺杆传到钢骨上，保持了混凝土的整体稳定，大大减少了斜撑脚手 架的使用量，提高了模板安装效率，缩短了工期，节约了成本。 2.5、模板排版规矩，板缝横平竖直，螺杆眼间距均匀、柱中对称，螺杆眼与竖向板缝 平行，相得益彰，美观大方。3.3.适用范围适用范围本工法适用于各种大跨度桥梁、大跨度空间管桁架工程的超高 A 型混凝土
4、塔柱施工。4.4.工艺原理工艺原理根据塔柱与预应力弧形箱梁、站房框架梁、塔柱间连梁及钢结构预埋件的关系，对塔 柱施工进行分段，KZt1、KZt2 共分为 11 段浇筑，KZt3 共分为 12 段浇筑，KZt4 共分为 13 段浇筑，再依据塔柱的分段高度和截面尺寸，对每个施工段、每个面的模板进行排板，并 对每根拉杆的位置定位，保证板缝交圈，横平竖直，施工缝接缝平整，螺杆眼排列规矩有 序，力求达到塔柱整体的美观效果。 四个塔柱中，塔柱脚手架全高采用双立杆，KZt1、KZt2 脚手架搭设总高度为 52.65 米、 KZt3、KZt4 脚手架搭设总高度为 61.65 米，步距均为 1.5m，每两步一抱
5、柱，纵、横距见后 图 2-5；塔柱浇筑段高度最大 7.298m，最低 2.500m，浇筑过程中，严格控制混凝土浇筑速 度，控制在 2m/h 范围内，减少混凝土对模板的侧压力，保证模板的刚度，确保混凝土表面2平整、密实，塔柱浇筑分段详见图 14。图 1 图 23图 3 图 45.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.15.1、工艺流程、工艺流程5.2.5.2. 施工准备施工准备5.2.1、根据清水混凝土试验不同配合比，完成样板浇筑，并确定清水混凝土配合比；预检模板拆除混凝土养护满堂红脚手架搭设绑扎塔柱竖向钢筋水电预留预埋、焊限位条隐 检脚手架验收（每 10 米高为一验收 批）不合格
6、合 格不合格合 格安装塔柱模板模板调整、找垂直度、校正模板角度、固定混凝土浇筑不合格合 格利用 TC2003 全站仪精确 控制 A 型塔柱倾斜度， 校正、固定模板45.2.2、在模板面及承台面距轴线一定距离弹基准线及标高控制点,以便控制塔柱的轴线 水平位置及标高、垂直度、倾斜度。 5.2.3、根据模板配模图,定尺、定角度加工,确保模板接缝顺直。 5.2.4、复核水平控制基准线及标高控制点,合模前对模板面板是否有损伤,是否已刷脱模 剂（ZM-90 长效脱模剂）, 面板清洁度如何,钢筋及预埋件是否就位,面板与龙骨的连接是 否牢固,节点硅胶是否已填实进行检查,一切准备就绪,才能开始安装模板。 5.3
7、.5.3.施工工艺施工工艺 5.3.1.5.3.1. 满堂红脚手架搭设满堂红脚手架搭设 本工程塔柱高度高，结构复杂，施工难度大，则对施工用脚手架的要求也高， KZt1、KZt2 脚手架搭设总高度为 52.65m、KZt3、KZt4 脚手架搭设总高度为 61.65m，立杆 沿架体全高范围内均采用落地双立杆（局部支撑脚手架采用单立杆） ，脚手架步距 1.5m， 横距和纵距见塔柱脚手架平面布置图，塔柱脚手架每两步（3m）设置一道连墙（柱）件与 已施工段塔柱抱紧，增强脚手架抗倾覆稳定性， KZt1、KZt2 脚手架搭设 35 步、 KZt3、KZt4 脚手架搭设 41 步，塔柱最低处连梁支撑脚手架从基
8、础承台上生根，高处的连 梁在相邻低处的连梁上表面起脚手架做支撑。5.3.1.1、塔柱 KZt1 施工用脚手架平面布置图，详见图 5，KZt2、KZt3、KZt4 类此：5.3.25.3.2、 模板安装模板安装5.3.2.1、塔肢模板：模板采用 1220mm 2440mm 25mm 镜面木胶板，内楞采用 100100mm 的方木，竖向排列,间距 300mm, 抱箍采用 14a#槽钢，横向排列,竖向间距 500mm,抱箍两端东西向对拉螺杆采用 3.2m（南北向 2.2m）长 25 全丝的拉杆（见图 6）, 塔柱分肢及合肢以上部分混凝土内采用 16 的多功能对拉螺杆,侧面各两道, 竖向间距 500m
9、m,分别与钢骨腹板和箍筋拉钩焊接，双面焊，焊接长度不少于 5d（见图 7） ，塔柱倾斜 面通过两道 16 的对拉螺杆与钢骨腹板焊接将混凝土自重通过对拉螺杆传到钢骨上，稳定自H5身重力分解的水平力，混凝土浇筑完毕后，可通过扳手掏出多功能锥母，形成规矩圆形的 螺杆眼，锥母、垫片周转使用；在塔柱接茬的位置，通过对拉螺杆固定槽钢（或方木）以 支撑上一浇筑段的模板（见图 8、图 9）:模板底端支撑（图 9）6下图 10、图 11 为塔柱 1 模板排版图，其它塔柱类此：7注：塔柱上的对拉螺杆眼最后全部采用高强聚合物砂浆抹平。5.3.3.2、塔肢连梁模板： 塔柱中的连梁分四个高度，2000mm、2500mm
10、、3000mm、3500mm，梁侧模内楞均采用 100100mm 的方木，竖向排列,间距 300mm, 外楞采用 14a#槽钢，横向排列,竖向间距 500mm，均采用 25 全丝的对拉螺杆，拉杆具体位置见塔柱模板排版图；其中 2000、2500、3000 底模统一配置，梁底面板为受弯结构,模板采用 25mm 的木胶板，次龙骨 采用 100100 的方木，间距布置 200mm，主龙骨采用 100150 的方木，间距 500mm，梁底 支撑采用 483.5 钢管，立杆横距 600mm，纵距为 500mm，如图 13 所示。3500mm 高的连梁底模采用 25mm 的木胶板，次龙骨采用 100100
11、 的方木，间距 200mm 布置，主龙骨采用 10#工字钢，间距 500mm 布置，梁底支撑采用 483.5 钢管，立杆横8距 600mm，纵距为 500mm，如图 14 所示。5.3.3.3、 柱模板的安装：首先根据塔柱浇筑段高度及塔柱倾斜度，计算出相应高度 倾斜的水平距离，测量人员吊线定点，焊接 25 的钢筋限位，上、中、下三排，每排两 道，用做模板内顶、就位，然后柱模板采用塔吊吊装,通过塔柱脚手架与塔身 500mm 的 间隙垂直缓慢落下,落在固定在塔身上的 14a 槽钢（或方木）支撑面上,安装就位,然后 安装外楞 14#槽钢、对拉螺栓固定，用硅模板胶或砂浆填补模板根部,防止漏浆，模板 与
12、钢筋用同强度混凝土垫块限位,保证塔柱混凝土钢筋保护层 50mm 的设计要求，梁、 柱接头最低点留 10cm10cm 清扫孔。 5.3.45.3.4、模板调整、找垂直度、校正模板角度、固定、模板调整、找垂直度、校正模板角度、固定5.3.4.1、利用 LEICA 徕卡 TC2003 全站仪三维坐标定位技术，精确控制超高 A 型塔柱 的倾斜度和平整度，高精度校正模板： 9测量人员在塔柱模板垂直线上间距不大于3m设置A、B测量控制点（同一高度的水平向取两 个测量控制点） ， 校正模板，倾斜角度调整，角度控制如上图15所示，三维坐标控制点 A（X1,Y1,Z1） 、B(X2,Y2,Z2)，高程差h=Z1
13、-Z2,X向距离差L=X2-X1，则: =arctg(z1-z2)/(x2-x1)，模板角度微调无误后，将模内灰尘清理干净后,封闭清扫口,最 后洞口用方木加固，通过外楞槽钢夹紧，拧紧对拉螺杆，固定模板。 5.3.4.2、拼缝：为保证模板接缝均匀一致,水平交圈,竖向垂直成线以及接缝不漏浆, 在胶合板接缝处打中性的硅胶,硅胶靠板的自重挤压,形成 12.2mm 厚的胶缝,再用 100mm100mm 的方木贴缝螺钉固定,不仅解决漏浆问题,又能解决温差变化引起模板的变形,提 高接缝的视觉效果。施工缝位置,模板接茬处进行防漏浆处理,用彩条布或塑料膜一端伸入 模板内侧 5-10cm,木胶板压紧,塑料布另一端
14、则折起来,通过龙骨固定在面板外侧,确保施工 缝浇筑后表面干净.木胶板通过下端对拉螺杆眼固定槽钢（或方木）来支撑，见图 15，底 模和侧模采用企口连接，确保阴阳角方正，梁柱节点见图 16。连梁底模连梁侧模10mm厚海绵条塔柱塔柱与塔身接茬处10mm厚海绵条100mm*100mm方木(图17）梁柱节点图5.3.5.5.3.5. 混凝土浇筑混凝土浇筑 5.3.5.15.3.5.1、混凝土配合比选择。、混凝土配合比选择。为保证清水混凝土的效果，在塔柱施工前，在清水混凝 土正式施工前，对比了两家设计和生产能力最强的混凝土供应商提供的共 7 份清水混 凝土配比单，并逐一进行了样板试验，最后在试验的样品中，
15、与甲方、设计单位、监理 单位共同选定了一组感观效果最好及稳定性最好的配比，清水混凝土配比如下所示： 10表 1 为确保混凝土表面色差，保证混凝土拌合物的性能，砂率宜控制在 40%50%的范围内， 水泥用量也不应低于 300kg/m3；宜采用较低胶结材料用量；用水量不宜超过 180kg/m3，粗 骨料用量不宜低于 1000kg/m3；最大粒径25mm；细骨料用量不宜低于 620kg/m3。拌制混 凝土所采用的原材料除应符合混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 的要求 外，还应满足以下要求：、水泥的要求：同一构件的水泥应采用同一生产厂家、同一品种、同一强度等级、同 一批号，且采用
16、同一熟料磨制，颜色均匀的水泥。、对粗骨料的要求:同一工程应使用同一厂家生产的连续级配良好，颜色均匀、洁净 的粗骨料，含泥量小于 1%，泥块含量小于 0.5%，针、片状颗粒总含量小于 15%。、对细骨料的要求：细骨料应使用同一厂家生产的质地坚硬，级配良好的中粗河砂， 其细度模数控制在 2.33.0，含泥量小于 1.5%，泥块含量小于 1%。、对外加剂要求：外加剂要求与水泥具有良好的相容性，并要求减水率高、塌落度损 失小，适量引气、能够明显改善混凝土各项工作性能。严禁随意更改外加剂的厂家及型号， 必须确保同一工程使用同一类型、同一厂家生产的外加剂。、对掺合料的要求：严格控制粉煤灰的使用量，保证清水混凝土的外观效果。、对拌合用水的要求：对混凝土使用的拌合用水，使用生活饮用水。 5.3.5.25.3.5.2、浇筑、浇筑。在混凝土浇注前,应清理模板内的杂物,完
