57鋼筋混凝土拱橋節(jié)段吊裝施工工藝

1、鋼筋混凝土拱橋節(jié)段吊裝施工工藝1 前言在裝配式混凝土或鋼筋混凝土拱橋上部結構施工中, 通常采用節(jié)段預制吊裝工藝。 節(jié)段 安裝方法上,根據(jù)現(xiàn)場施工條件,可采取少支架或無支架法。采用少支架法施工, 可省去扣掛系統(tǒng)部分工作,但對支架及其基礎條件要求較高。當拱橋位于深水、深谷、 通航河道或限于工期必須在汛期進行拱肋施工的,采用支架法存在較大問題時,宜采用無支架法施工。肋拱、箱形拱選用無支架法施工時,應結合橋梁規(guī)模、河流、地形及設備等條件,在龍 門吊、塔式吊機、浮吊或纜索吊裝等方案中進行比選,其中纜索吊裝是使用最廣泛的方案。2 適用范圍纜索吊裝施工是將混凝土或鋼筋混凝土拱預制節(jié)段利用纜索吊機進行吊運,通

2、過扣掛、組拼,使主拱圈合攏成型,施工由吊裝、扣掛、側向穩(wěn)定等系統(tǒng)組成。適用于裝配式鋼筋混凝土肋拱、 組合箱型拱施工。 也可部分用于桁架拱、鋼管拱、 剛構 拱和采用預制吊裝的其他類型的橋梁。3 吊裝前準備3.1 預制構件質(zhì)量檢查（1）吊裝前，必須對所有預制構件的預制質(zhì)量、構件的幾何尺寸、堆放順序是否符合 要求進行認真檢查。（ 2）檢查的主要內(nèi)容有：節(jié)段弦長長度，節(jié)段接頭端面傾角是否正確，節(jié)段接頭端面 是否在同一平面，節(jié)段接頭連接螺栓孔位是否正確以及拱箱接頭垂直度等。以上檢查后，要對數(shù)據(jù)詳細記錄，再根據(jù)數(shù)據(jù)確定處理措施。3.2 墩臺拱座尺寸檢查（ 1）對已建成的橋臺、墩進行復測，復測的主要內(nèi)容：拱

3、座尺寸，拱座斜面傾角是否 與施工設計一致，各預埋件位置是否正確，拱座起拱線的實際標高，凈跨距離等。23 emo（ 2）由于節(jié)段在吊裝時，前端會有一定量的預提高，端面可能會與拱座斜面抵觸，因 此，在拱座施工時將拱座斜面上口減少3.3 跨凈與拱肋的誤差調(diào)整（ 1 ）在吊裝前，需對主拱凈跨作復核，對于凈跨大于設計，可采用在拱座上加墊鋼板 的方法來調(diào)整；對于凈跨小于設計，可采用在主拱安裝時減少調(diào)整鋼板的方法調(diào)整。（2）節(jié)段從臺座上起吊、存放后，弦長一般會比制作長度增長0.52 cm,因此在節(jié)段制作時，節(jié)段長度一般減少 12 cm,其長度變化值對主拱的影響將在主拱合攏時，采用加 墊鋼板的方法來解決合攏時

4、間隙。3.4 吊裝設備的檢查與試吊（1）吊裝前，對吊裝系統(tǒng)各設施進行全面檢查，然后組織試吊驗收。分工況按逐級加 載的方式進行。(2) 在各階段試吊中，重點檢驗塔架位移、主索垂度和主索受力均勻程度，動力系統(tǒng) 工作狀態(tài)，牽引、起重系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀況及索力，主索地錨穩(wěn)固情況及通訊、指揮系統(tǒng)的通暢性能和各作業(yè)組之間的協(xié)調(diào)性。(3) 試吊后，綜合各種觀測數(shù)據(jù)和檢查情況，對吊裝系統(tǒng)的技術狀況進行分析、評價 和鑒定，確定能否吊裝。3.5扣索及調(diào)整系統(tǒng)檢查拱肋吊裝時，除合攏段以外，各段在懸拼期間均需設一組扣索進行縱向穩(wěn)定?？奂芤话阍O在墩、臺頂上，底部固定，塔頂設置風纜；各扣索位置必須與所吊掛的拱肋在同一豎直面內(nèi)?？?/p>

5、索一般采用鋼絲繩，懸拼節(jié)段數(shù)量較多時，也可采用鋼絞線。扣繩宜采圖1、用單扣，即扣點設置在拱箱中心線上。單扣受力明確、易于計算控制，設備需用量少。圖2為節(jié)段重量72t、5節(jié)段吊裝中的扣索布置示意圖。扣索布置示意圖圖1廣.二(|皿耳tirr扣索布置示意圖圖2葉*ffl-碌葉寶a簾SBI "小4© I圖3扣索施工圖片在起吊前，須將各段扣索作好布置，并分塊存放，不得混亂，要做到條理清楚，放索時 能順利。扣索的轉(zhuǎn)角處需進行圓角處理，以避免扣繩受傷。如圖4所示:圖4扣索在拱箱上布置圖以保證混凝土不吊繩制作需在臺座上進行，并保證兩肢等長，且模擬拉緊后再安裝定位卡子?？劾K和吊 繩在拱箱底部

6、連接位置，在銷子與混凝土之間，安裝一塊鋼板，分散壓力，被局部壓力破壞?？鬯髟诘装暹B接見圖5所示：圖5扣索在拱箱底板連接施工前對以下項目進行重點檢查：用于扣索安裝的牽引卷揚機工作狀態(tài)和性能是否正 常，扣索滑車組的完好和安裝情，扣索地籠變形觀測標志、繩卡準備是否齊備，大小型號是 否齊全。4吊裝工藝及程序4.1起吊方法拱箱（肋）節(jié)段采用平吊就位的吊裝方式。拱箱節(jié)段水平起吊后，運輸至安裝位置，緩慢下降高度，調(diào)整后端頭位置，將連接端與上一節(jié)段接頭或拱腳相連接，提升拱箱前端，逐6、圖7所示:J-丄I圖6拱腳段吊裝工況圖*7 產(chǎn)噸A.V-劉:jiC -'"Jr；上二<|汗“4.2吊裝

7、程序主拱根據(jù)跨度不同，分為三節(jié)段、五節(jié)段、七節(jié)段等吊裝。當采用梯形搭接接頭時，宜先準確扣掛兩拱腳段，調(diào)整扣索使其上端頭較設計值抬高4.2.1三節(jié)段吊裝程序及工藝三節(jié)段一般吊裝程序見圖8所示:35 cm,再安裝拱頂段，實現(xiàn)合攏。當采用對接接頭時，宜先懸扣拱腳段初步定位，使其上端頭較設計值抬高 510 cm,然后將拱頂段吊扣至比設計抬高12 cm,再逐漸放松拱腳段扣索使其均勻下降與拱段段合攏。4.2.2五節(jié)段吊裝程序及工藝五節(jié)段一般吊裝程序見圖 9所示:1、2、3、4節(jié)段吊扣就位，并使次邊段的上端接頭比設5 cm。次邊段上端接頭與拱腳段上端接頭抬高量從拱腳段開始，按上圖順序?qū)⒂嬏Ц?0 cm，拱腳

8、段上端接頭比設計抬高 按2倍關系控制。4.2.3拱肋松索成拱程序及工藝(1) 在松索成拱前，須先對拱肋軸線、各接頭標高作校正，使之符合設計要求。(2) 每次松索量宜小，拱腳段上端接頭高程變化不宜超過1 cm,次邊段上端接頭高程變化不宜超過2 cm。每次松索壓緊接頭縫后，應將接頭螺栓全部擰緊一次。當接頭標高接近設計值時，宜用鋼板嵌塞接頭縫隙。 通過側向纜風對拱箱軸線進行調(diào)整，然后將扣索、起重索放松到基本不受力，擰緊各接頭螺栓，最后用纜風檢查和校正拱箱軸線，固定纜風，觀測各接頭、1/8跨及拱頂高程。(3) 當主拱合攏并按設計固定纜風后，可按拱腳段扣索、次邊段扣索、拱頂段起重索 三者先后順序完全放松

9、繩索。4.3合龍方式4.3.1合攏原則主拱合攏方式有：單肋合攏和雙基肋合攏，多采用單肋合攏。4.3.2單肋合攏單肋合攏是指合攏肋兩側沒有加強穩(wěn)定作用的基箱的合攏方式。 其拱肋高度大于0.0090.012跨徑，拱肋底面寬度為拱肋高度的 不小于4時，可采用單肋合攏方式。中小跨徑箱型拱橋，當0.61.0,且橫向穩(wěn)定系數(shù)其一般形式如圖10所示：大、中跨徑箱形拱，其單肋橫向穩(wěn)定系數(shù)小于4時，可先懸扣多段拱腳段或次拱腳段拱肋，并將相鄰兩肋聯(lián)接后，安裝拱頂段單根肋合攏。4.3.3雙基肋合攏雙基肋合攏是指合攏肋兩側有加強穩(wěn)定作用的基箱的合攏方式。再同當拱肋跨徑不小于 80m或橫向穩(wěn)定系數(shù)小于 4時，應采用雙肋

10、合攏松索成拱的方式, 即當?shù)谝桓袄吆蠑n并校正拱軸線，楔緊拱肋接頭縫后，稍松扣索和起重索，壓緊接頭縫， 但不卸掉扣索和起重索， 待第二根拱肋合攏，兩根拱肋橫向聯(lián)結穩(wěn)定并張拉好風纜后， 時松卸兩根拱肋的扣索和起重索。雙基合攏一般較少采用。4.3.4合攏方式的選擇（1）一般合攏宜采用單肋合攏，只有在情況特別不利、主拱設計要求的情況下采用雙 基肋合攏。1.52倍。雙基肋合攏比單肋合攏的扣索系統(tǒng)增加（2）合攏方式的確定主要取決于主拱的橫向穩(wěn)定。當主拱的裸拱橫向穩(wěn)定系數(shù)小于 時，才考慮雙基肋合攏。（3） 當主拱的裸拱橫向穩(wěn)定系數(shù)小于 4，但通過對纜風系統(tǒng)進行專門設計，并采取其 他加強橫向穩(wěn)定措施，使合攏

11、拱肋橫向穩(wěn)定系數(shù)提高， 且拱箱接頭強度滿足該施工段要求時, 采用單肋合攏。橫向穩(wěn)定系數(shù)計算公式如下：疋M壟4N尸十*0fah1 P - J1 4（1hq 宓12的d24見M站心P 2冷孔Nj-拱的平均軸向力，由公式N產(chǎn)0%Hj 裸拱的水平推力，可由設計者提供；f主拱矢高；L 主拱凈跨；ly兩拱肋對y-y軸的平均慣性矩；s拱軸線長度；1，對無鉸拱取0.5;a與支承條件相關的系數(shù)，對雙鉸拱取G橫系梁的剪切彈性模量；lb根橫系梁對自身重心軸（與y-y軸平行）的慣性矩;Ic 一根拱肋對自身重心軸 （與 y-y 軸平行 ）的慣性矩;Ab橫系梁的截面積；n與橫系梁截面形狀有關的系數(shù)，對矩形截面取1.2,對

12、圓形截面取1.11 ;a橫系梁節(jié)間長度；b兩拱肋間距；B考慮節(jié)間穩(wěn)定系數(shù)與臨界力的有關。當橫系梁足以保證節(jié)間穩(wěn)定進，拱肋的縱、 橫向穩(wěn)定是施工中最為關鍵的問題。 施工中 使拱肋盡快形成無鉸拱， 則縱向穩(wěn)定能得到滿 在兩片拱肋合攏后仍需要靠纜風 拱箱接頭為螺栓連接，相對拱4.4 拱肋橫向穩(wěn)定 單片拱肋的吊裝及合攏過程中， 只要控制好接頭高程， 處理好各接頭的連接， 足。單片拱肋橫向穩(wěn)定只能依靠設置的橫向纜風索來控制， 索和兩片拱之間的橫向聯(lián)結系來控制。主拱在安裝、合攏時， 肋自身強度很低，是拱肋穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)。4.4.1 橫向纜風索的設置橫向風纜的主要作用在于： 在拱肋吊裝中用以調(diào)整和控制拱肋中

13、心線； 在拱肋合攏時用 以約束各個接頭的橫向位移； 在拱肋成拱后， 用以減少拱肋的自由長度， 增大拱肋的橫向穩(wěn) 定；同時抵抗橫向外力。纜風設置應滿足以下要求：（1）上下游對稱布置。（2）纜風索預拱肋軸線夾角大于45°與地面夾角在 3040°距離宜大于100;纜風索的收緊和放松，應在測量觀測下統(tǒng)一指揮進行；對于5 節(jié)段以上拱肋的吊裝，4。對鳳纜進行專門設計， 將風纜作為結構的一部分， 在最不利橫向荷載時， 要計入風纜的彈性 變形和非線性影響，要求橫向穩(wěn)定系數(shù)不小于不宜將兩段主要由側向當采用雙基肋合攏方案時， 主拱節(jié)段的側纜風設置應對每段基箱分別設置， 或多段基箱連接后， 只在

14、兩側設置。 因為獨立主拱節(jié)段安裝的橫向穩(wěn)定性很差， 纜風提供穩(wěn)定，只有將各基箱的側纜風獨立設置，基箱段的穩(wěn)定才會明顯提高。橫向纜風安裝位置一般在拱箱上端接頭處， 一般左右側對稱設置。 當受地形影響不能對 稱設置時，需使兩側纜風對主拱的橫向穩(wěn)定力相同。纜風繩宜安裝在拱箱上端接頭的下部，以免引起對后續(xù)拱肋的施工影響。4.4.2 臨時橫向連接系的設置 吊裝過程中， 減少拱肋自由長度， 就能有效地增加橫向的整體穩(wěn)定， 拱肋橫向聯(lián)結系是 必不可少的的措施，常用螺栓、木夾板、鋼筋拉桿、鋼橫梁、花籃螺栓、鏈子滑車等作為實 現(xiàn)臨時橫向聯(lián)結的輔助措施。每吊裝合攏一片拱肋后，盡快與已成拱肋設置好橫向聯(lián)結系。一般在

15、拱箱接頭處采用型鋼設置剪力架。剪力架焊接在拱箱接頭連接型鋼上或預埋件 上。剪力架設置在拱的背面。剪力架一般設置見圖 11 所示：4.5縱向穩(wěn)定措施大橋設計階段已充分考慮到了拱節(jié)段自身在壓桿狀態(tài)的穩(wěn)定性，在施工時一般不考慮其梁、壓桿狀態(tài)的穩(wěn)定。當拱軸系數(shù)過大，拱肋截面尺寸較小，剛度不足，拱接頭可能發(fā)生上 冒變形時，需加強拱肋縱向穩(wěn)定的施工措施，常用方法是在接頭下方設下拉索，如截面較小、縱向剛度不足，需在拱肋的下方多點張拉。4.6施工線形控制4.6.1拱肋中線觀測與調(diào)整（1）在主拱吊裝的過程中，拱肋中線需全程監(jiān)控，及時調(diào)整。（2）拱肋在起吊前，須在拱背和拱底標示出便于觀測的拱肋中線，一般拱肋中線用

16、全 站儀或經(jīng)緯儀觀測架設在設計拱肋中線上進行觀測。（3）儀器宜架設在對岸觀測，以減少對吊裝的干擾。（4）當拱肋中線出現(xiàn)偏移后，通過收緊一側，放松另一側纜風的方法調(diào)整拱肋中線，使其達到設計要求。一般拱肋中線偏差控制在2 cm以內(nèi)。（5）般拱箱兩接頭的端面不在同一平面、節(jié)段拱箱四個角點不在同一平面等原因會 引起拱肋中線偏移，且不易調(diào)整，需對接頭進行處理。4.6.2拱肋高程觀測與調(diào)整（1）拱肋起吊前，可在拱肋上端頭處安裝棱鏡，采用全站儀觀測其標高，或在拱肋上 端頭處安裝標尺，采用經(jīng)緯儀觀測，并將斜視高差轉(zhuǎn)換成垂直高差。（2）拱肋高程的調(diào)整采用放、收扣索的方法調(diào)整。（3）采用全站儀觀測可將中線與標高在

17、一人測站完成，可減少設備和人員。5施工機具設備配置吊裝時的主要設備如表 1:表1主要設備配置表序號設備名稱單位數(shù)量備注1扣索卷揚機臺2不少于2臺2起重卷揚機臺23牽引卷揚機臺24扣繩牽引卷揚機臺41t卷揚機，用于扣繩安裝5全站儀臺2合攏時使用2臺6對講機臺10合攏時使用3臺6勞動力組織吊裝現(xiàn)場主要勞動力配置如表 2:表2主要勞動力配置表序號工種名稱單位數(shù)量備注1總指揮人12吊裝現(xiàn)場指揮人2每岸1人3起重卷揚機司機人24牽引卷揚機司機人25扣索卷揚機司機人26起重工人24接頭組拼每端4人，纜風每點4人7起重工人20扣索理、放繩，每端各 10人8焊工人49電工人210其它人207施工質(zhì)量控制標準吊

18、裝拱肋的主要質(zhì)量控制內(nèi)容是安裝接頭的標高和拱肋軸線偏位，一般控制要求如表3:表3主要質(zhì)量控制標準序號項目單位允許誤差備注1接頭標高mm+202拱肋軸線mm+208施工安全措施主拱箱節(jié)段吊裝施工，具有專業(yè)性強、安全威脅因素多等特點，安全管理重點包括:（1）吊裝系統(tǒng)安全性檢查、維修與保養(yǎng)。吊裝前必須按程序組織試吊驗收，驗收合格 后，開始吊裝施工。吊裝過程中，定期對塔架、地壟、卷機底座、索具等部位進行檢查，發(fā) 現(xiàn)問題，及時整改完善。（2）吊裝系統(tǒng)結構設計安全系數(shù)必須滿足相關規(guī)范要求，吊裝按程序規(guī)范操作，嚴禁 違規(guī)違章作業(yè)。（3）高空作業(yè)，必須是專業(yè)技術工人，并進行必要崗前培訓、技術交底和身體檢查。（6） 預案。（4）嚴格按照施工工序、工藝及方案要求進行施工。 加強電氣及動力系統(tǒng)設備的檢查，保證設