斜拉橋的施工要點(diǎn)

1、第二節(jié)斜拉橋的施工要點(diǎn)一、塔的施工索塔的材料可用鋼、鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土。索塔的構(gòu)造遠(yuǎn)比一般橋墩 復(fù)雜，塔柱可以是傾斜的，塔柱之間可能有橫梁，塔內(nèi)須設(shè)置前后交叉的管道以 備斜拉索穿過錨固，塔頂有塔冠并須設(shè)置航空標(biāo)志燈及避雷器，沿塔壁須設(shè)置檢 修攀登步梯，塔內(nèi)還可能建設(shè)觀光電梯。因此塔的施工必須根據(jù)設(shè)計、構(gòu)造要求 統(tǒng)籌兼顧。索塔承受相當(dāng)大的軸向力，還可能有彎矩，因此對索塔的尺寸和軸線位置的 準(zhǔn)確性應(yīng)有一定的要求。允許偏差值應(yīng)考慮以下兩個原則：偏差值對結(jié)構(gòu)物受 力的影響甚微；施工中經(jīng)過努力可以達(dá)到的精度。上海柳港橋允許傾斜度為1/200,徐浦大橋允許偏差值如表 84所示?，F(xiàn)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)

2、范 (JTJ041-2000)規(guī)定：主塔的傾斜度為塔高的1/3000,且不大于30mmE設(shè)計要 求。鋼索塔施工一般為預(yù)制吊裝，碎索塔施工大體上可分為搭架現(xiàn)澆、 預(yù)制吊裝、 滑開模板澆筑等幾種方法，分述于下：1、搭架現(xiàn)澆這種方法工藝成熟，無須專用的施工設(shè)備，能適應(yīng)較復(fù)雜的斷面形式，對錨 固區(qū)的預(yù)留孔道和預(yù)埋件的處理也較方便，但是比較費(fèi)工、費(fèi)料、速度慢?？缍?200m左右的斜拉橋，一般塔高(指橋面以上部分)在40m上下，搭架現(xiàn)澆比較適合。 廣西紅水河橋、上海柳港橋、濟(jì)南黃河橋的橋塔都是采用此法?？缍雀蟮男崩?橋，塔柱可以分為幾段，各段的尺寸、傾角都不相同，往往各段采用的方法也不 同。下段比較適合

3、于搭架現(xiàn)澆，例如上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋、武漢 長江二橋，跨度都在400m以上，塔高在150m以上，下塔柱都采用傳統(tǒng)的腳手架 翻模工藝、缺點(diǎn)是施工周期較長。2 .預(yù)制安裝這種方法要求有較強(qiáng)的比重能力和專用的起重設(shè)備，當(dāng)橋塔不是太高時，可以加快施工進(jìn)度，減輕高空作業(yè)的難度和勞動強(qiáng)度。東營黃河橋塔高69.7m,橋面以上56.4m,采用鋼箱與硅結(jié)合結(jié)構(gòu)，預(yù)制安裝。國外的鋼斜拉橋橋塔基本上 都是采用預(yù)制安裝方法施工。我國混凝土斜拉橋用預(yù)制吊裝方法的不多，只有1981年建成的四川省金川縣曾達(dá)橋，塔高24.5m.是臥地預(yù)制而成，從地面上用絞 車和滑輪組板起，由錨于對岸山壁上的鋼絲繩和滑輪提供吊裝力

4、。3 .滑模、爬模施工這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快，適用于高塔的施工。塔柱無論是豎直的 或是傾斜的都可以用這個方法，但對斜拉索錨固區(qū)預(yù)留孔道和預(yù)埋件的處理要困 難些，實(shí)際工程中采用滑模、提升攪和爬模等進(jìn)行塔柱施工。遼寧長興島斜拉橋塔高43ml為適應(yīng)高塔施工，專門制作了一種提升支架，不但可用于液壓千斤頂提升的滑模，亦可用于分段澆筑的提模。索塔下節(jié)117m的斜腿段采用一般的搭架模板澆筑，豎直的上節(jié)塔柱則采用滑?；蛱崮?。先施工 的2號索塔采用滑模法，由于冬季寒冷不宜滑模使用，中止了施工。后施工的1號索塔采用提模法，碎蒸汽養(yǎng)生，解決了 -20C的冬季施工問題。兩塔柱間的橫梁利用支架的下層操作平臺就地

5、澆筑，下層操作平臺的下邊則 用工字鋼頂撐在已澆筑的橫梁上。上海南浦大橋塔高150ml下塔柱斜率1： 5271842,凈高29ml采用傳統(tǒng)的腳 手架翻模工藝，施工周期較長，平均每天 0.56m。中塔柱斜率1: 85,高55.0m, 試制成功國內(nèi)首創(chuàng)的斜爬模，這種斜爬模的原理與提模相同，施工速度提高到每 天1.14m。上塔柱同樣采用爬模施工。二、主梁施工一般地說來，混凝土梁式橋施工中的任一種合適的方法，如支架上拼裝或現(xiàn) 澆，懸臂拼裝或澆筑，頂推法和干轉(zhuǎn)法等，都有可能在碎斜拉橋上部結(jié)構(gòu)的施工 中采用。由于斜拉橋梁體尺寸較小，各節(jié)間有拉所，還可以利用索塔來架設(shè)輔助 鋼索，因此更為有利于采用各種無支架施

6、工法。其中懸臂施工法是碎斜拉橋施工 中普遍采用的方法。不論主梁為T構(gòu)、連續(xù)梁或懸臂梁皆可采用。究竟采用哪種 方法，這是設(shè)計者首先要研究決定的問題。 決定時所要考慮的問題主要有所跨越的障礙的情況，斜拉橋本身的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造等。1、在支架上施工當(dāng)所跨越的河流通航要求不高或岸跨無通航要求，且容許設(shè)置臨時支墩時， 可以直接在腳手架上拼裝或澆筑， 也可以在臨時支墩上設(shè)置便梁，在便梁上拼裝 或澆筑。如果有條件的話，此法總是最便宜、最簡單的。例如貝爾格萊德薩瓦河雙線鐵路橋，是一座鋼斜拉橋，1977年建成，中跨254m）橋?qū)?6.5m,由于薩瓦河無通航要求，故整個橋跨都是在施工腳手架上安 裝，因此主梁、塔柱和斜拉

7、索的安裝都能分開進(jìn)行。主梁和塔柱安裝完畢后，用 設(shè)在支架上的千斤頂將梁頂開，然后安裝斜拉索，安裝就位的斜拉索借助于放松 千斤頂使主梁下降而拉緊，這樣斜拉索的安裝就不需要大噸位千斤頂。我國天津永和橋也是在臨時支架上安裝的一個典型。永和橋是預(yù)應(yīng)力碎斜拉 橋，中跨260ml 1987年建成。由于主梁較弱，為避免超應(yīng)力，不在已架設(shè)掛索的 主梁上運(yùn)送預(yù)制梁段.預(yù)制梁段經(jīng)由河中滿鋪的便橋運(yùn)送至安裝部位。運(yùn)送到位 的預(yù)制梁塊下設(shè)四個臨時支點(diǎn)，并立即穿進(jìn)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋、膠拼、掛斜拉索。 安裝順序是以塔柱為中心，對稱地兩側(cè)同時進(jìn)行.每一節(jié)段包括四塊長5.8m的預(yù) 制梁段，八根斜拉索，時間約需715天。2 .頂推

8、法當(dāng)橋下不允許設(shè)置過多臨時支架，如跨越道路、鐵路的高架銹，可以考慮采 用頂推法。鋼斜拉橋首次采用頂推法架設(shè)的是前聯(lián)邦德國杜塞爾多夫市區(qū)內(nèi)的一 座公路高架橋，稱為尤利西大街橋。此橋 1963年建成，中跨98.7m,安裝過程如 圖812中所示。在西橋臺后先拼裝東半跨，臨時支點(diǎn) I至VI。頂推過程中，斜 拉橋的自重通過鋼箱中的橫隔梁傳遞至縱向箱梁，因此拉索只是部分受拉。在塔頂鞍座上設(shè)有頂升機(jī)械來消除頂推節(jié)段最外繞的懸臂撓度。當(dāng)橋梁最外緣頂推至 永久墩即時，用千斤頂將支座頂起約10cm,使永久墩皿上的支承壓力消除。 橋梁 更向前推進(jìn)時，墩叫上的支承壓力將增加；當(dāng)最外緣超過臨時墩IV約7.3m時，這個支

9、承壓力達(dá)到允許值。這時，將墩叩的支座回復(fù)到原來位置， 繼續(xù)頂推至達(dá) 到其最終位置，拆除臨時墩IV、X。法國米洛橋（Millau ）為多跨連續(xù)斜拉橋，其最大塔墩高336ml主梁為鋼箱 梁，采用梁式橋雙向頂推法施工，施工中設(shè)置了臨時墩，并利用永久的索塔結(jié)構(gòu) （圖8-13）以保證頂推時內(nèi)力和擾度的要求。當(dāng)主梁頂推就位合龍后，再安裝其 余的各主塔和斜拉橋。3 .轉(zhuǎn)體施工轉(zhuǎn)體施工在斜拉橋施工中采用不多， 比利時1988年建成的跨越默茲河的邦納 安橋，獨(dú)塔，其左岸3X 42mf口右岸168mE共294m的梁體均在平行于河流的岸 邊制造，在安裝和調(diào)整后，將整個橋塔-纜索-梁體以塔軸為中心轉(zhuǎn)體 700就位,

10、并與右岸就地澆筑的一孔42m橋跨相接。四川金川縣留達(dá)橋是我國第一座轉(zhuǎn)體施工斜拉橋，1981年建成。該橋?yàn)楠?dú)塔， 孔跨布置為41m 70ml橋面寬5.5m,墩、塔、梁固結(jié)。主梁為鋼筋碎三室箱梁。 橋址附近河灘干整且墩身較矮，適合于平轉(zhuǎn)法施工。先在河灘上搭設(shè)低支架澆筑 梁身，索塔則臥地預(yù)制。將索塔掛起，與梁固結(jié)并安裝斜拉索后，平衡轉(zhuǎn)體施工 就位。轉(zhuǎn)體裝置為碎球錢和鋼滾輪，短跨內(nèi)配有平衡重。1997年建成的湯河大里管鐵路斜拉橋位于秦皇島站疏解線上，下跨京秦線， 斜交，是一座槽形主梁、剛性索的斜拉橋，油塔，主跨 50ml邊跨42m（圖814）。 施工時，先沿所跨越的線路方向在支架上建造斜拉橋，包括塔、

11、梁和剛性索，待 碎達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，張拉梁內(nèi)和索內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，然后整個斜拉橋繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動時邊孔的后端沿圓形軌道移動， 主孔的前端懸空，為防止最前線懸空引起外 主索懸吊點(diǎn)主梁上緣有過大拉應(yīng)力， 在轉(zhuǎn)體時增加臨時震吊住前墻。待轉(zhuǎn)體就位 后，卸除臨時索，轉(zhuǎn)盤用碎封實(shí)，再鋪設(shè)道磴線路和人行道。4、懸臂拼裝國外早期建造的鋼斜拉橋，大多數(shù)是用懸臂拼裝而成。我國東營黃河橋是我 國目前唯一的一座鋼斜拉橋，中跨288m 1987年建成，岸側(cè)跨度136.5m,在支架 上拼裝，河側(cè)懸臂拼裝，栓焊結(jié)構(gòu)。上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋主跨都 是鋼與鋼筋混凝上板結(jié)合梁橋，它們也全都是懸臂拼裝?；炷列崩瓨虻膽冶燮囱b施

12、工是將主梁在預(yù)制場分段預(yù)制，由于主梁預(yù)制碎齡期較長，收縮、徐變變形小，且梁段的斷面尺寸和碎質(zhì)量容易得到保證，我國 上海柳港橋（1982）、安康漢水橋（1979）、哪陽漢江橋（1994）等都是采用懸臂拼裝 法。美國帕斯克和肯尼維克兩地之間,1978年建成的跨越哥倫比亞河的碎斜拉橋 （簡稱P K橋），其正橋部分的分跨為123.9m+ 299M 123.9m,橋面寬24.30m, 梁采用半封閉式箱形截面。其主梁施工方法采用預(yù)制節(jié)段的雙懸臂法。主梁高 2.13m,分段長度為8.10m,由于是全截面整體制作，因此最重節(jié)段達(dá)到 254t。主 梁節(jié)段在預(yù)制后，存放六個月后再張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋，浮運(yùn)至橋孔處安裝

13、，以保證碎的強(qiáng)度相減小收縮、徐變變形。圖8-15為該橋的部分主要安裝程序，其步驟是：先在斜撐式支架上現(xiàn)澆 20m 長的梁段，然后用特制的移動式吊架起吊梁段， 逐節(jié)進(jìn)行懸臂拼裝。梁段間用環(huán) 氧樹脂粘結(jié)，并由拉索的水平分力施以預(yù)加力。 梁內(nèi)另布置有預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。為 了保證在安裝過程中不致出現(xiàn)過大的塔頂水平位移， 在塔頂與另一橋墩之間設(shè)有 輔助拉索，它與邊跨的背索一起來約束塔頂位移。該橋每安裝一個節(jié)段的周期僅 需四天，全橋拼裝工作在不到一年時間完成。因此，如運(yùn)輸、起吊設(shè)備條件可以 解決，以整體截面預(yù)制為好。斜拉橋特別適合于懸臂澆筑。我國在七八十年代懸臂澆筑的大部分斜拉橋還 是沿用一般連續(xù)梁常用的掛籃

14、。無論是桁梁式掛籃還是斜拉式掛籃均系后支點(diǎn)形 式，這種形式的掛籃為單懸臂受力，承受負(fù)彎矩較大，澆筑節(jié)段長度受到了很大 的限制，掛籃自重與所澆筑梁段重力之比一般在 0.7以上，甚至可能達(dá)到12。 例如1981年建成的廣西紅水河鐵路斜拉橋， 跨徑48m+ 96m+ 48ml中跨懸臂澆筑， 采用橋梁式掛籃，掛籃自重與梁段重力之比為0.77。80年代后期，我國橋梁工作 者根據(jù)斜拉橋的特點(diǎn)，開始研制前支點(diǎn)的牽索式掛籃。利用施工節(jié)段前端最外側(cè) 兩根斜拉索，將掛籃前端大部分施工荷載傳至橋塔， 變懸臂負(fù)彎矩受力為簡支正 彎矩受力。這樣，隨著受力條件的變化，節(jié)段懸臂長度及承受能力均大大提高。以武漢長江二橋?yàn)槔?/p>

15、施工中采用了自行研制的長度僅 12m的“短平臺復(fù)合 型牽索掛籃”，其構(gòu)造及設(shè)計要點(diǎn)如下。1 .掛籃構(gòu)造短平臺復(fù)合型牽索掛籃由掛籃平臺、三角架和伺服系統(tǒng)（牽索系統(tǒng)、懸吊系 統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、水平支承系統(tǒng)、微調(diào)定位系統(tǒng)）三部分構(gòu)成（圖8-16）。 所謂復(fù)合型，是指現(xiàn)澆段的重力由牽索系統(tǒng)與三角架共同承擔(dān)。掛籃平臺是牽索式掛籃的主體，它由前橫梁、后橫梁、牽索縱梁、吊桿縱梁、 普通縱梁、安全尾梁、水平衡架和縱梁平面連接組成。前、后橫梁為箱形截面的 剛性主梁用平弦式加勁桁架加勁后的組合結(jié)構(gòu)。三角架的結(jié)構(gòu)體系是剛性的下弦梁用三角式桁梁加勁后的組合結(jié)構(gòu)。牽索系統(tǒng)是將施工中作為牽索使用的永久性斜拉索與掛籃

16、連接起來，構(gòu)成牽索傳力系統(tǒng)。2 .設(shè)計構(gòu)思短平臺復(fù)合型牽索式掛籃的設(shè)計構(gòu)思， 突破了目前國內(nèi)外常用的長平臺牽索 式掛籃的結(jié)構(gòu)形式和施工工藝。長平臺型牽索式掛籃，一般僅在碎主梁下設(shè)置掛籃平臺，且已成梁段下的掛 籃平臺長度一般略長于待澆梁段下的掛籃平臺長度，因此掛籃平臺總長度是很長 的，如一次懸澆8m的掛籃平臺長可達(dá)23ml這樣做的目的，其一是為了掛籃的走 行，其二是增加掛籃在順橋向的剛度，以保證主梁的線形。由于掛籃長，自重加 大（橋面寬者更甚），使得掛籃的前移必然采用類似“杠桿”傳力的走行方式去完 成，而這種走行方式造成掛籃前端走行掛鉤直接作用于主梁上的反力過大，對某些梁斷面而言，將導(dǎo)致僅為掛籃

17、走行而需改變主梁截面設(shè)計， 從而增加工程數(shù)量 和工程費(fèi)用，這是長平臺牽索式掛籃的缺點(diǎn)。為了克服這個缺點(diǎn)，在已成主梁上 設(shè)置三角桁架，采用與普通掛籃走行方式相同的掛籃移動方式，使掛籃平臺的后掛鉤直接作用于已成主梁上的反力減小到不足長平臺反力的一半。依靠三角架， 解決了掛籃的走行問題，因此，掛籃平臺的長度可縮減到能滿足8m節(jié)段主梁懸澆施工即可，從而大大減輕了掛籃自重（具總重小于長平臺的總重）。然而，置于 已成主梁下的短掛籃平臺的長度甚短，故該平臺與已成主梁間的“連接”沿順橋 向的剛度幾乎是零，在掛籃和模板等自重下的牽索剛度也不大（此時索的變形模 且較?。虼?，隨著節(jié)段碎量的增加，懸澆節(jié)段相對于已

18、成梁的轉(zhuǎn)角亦隨之加 大，使主梁線形失去了有效的控制。為此，于掛籃平臺前端，除設(shè)有牽索外，同 時還設(shè)有上端掛于三角架的吊桿，并限定前吊桿在施工中始終保持一定拉力， 利 用三角架較大的剛度，確保碎主梁的線形勻順并符合設(shè)計要求。 總之，采用短平 臺，以減輕其自重；安裝三角架，以解決掛籃平臺的走行；設(shè)置前吊桿和牽索， 兩者共同受力，以控制主梁的線形和應(yīng)力。這是本牽索式掛籃獨(dú)特新穎的設(shè)計構(gòu) 思。另外，本牽索式掛籃分兩次走行，牽索與掛籃平臺間采用弧面承壓鉆座的連 接，模板整體脫模和前移；采用雙層掛籃平臺結(jié)構(gòu)及一籃多用等的設(shè)計構(gòu)思， 都 有鮮明的待色。本牽索式掛籃的施工荷載傳遞途徑設(shè)計為：通過掛籃平臺前、后用桿，將部 分荷載傳給三角架，再由設(shè)于三角架立柱下的前支承座和三角架后端的錨板，