懸索橋懸索橋施工技術(shù)介紹和施工工藝

1、懸索橋 懸索橋施工技術(shù)介紹和施工工藝目錄懸索橋的簡介施工總體部署懸索橋主要施工方法及工藝 一、懸索橋的簡介二、施工總體部署1、施工場地布置 加勁梁的生產(chǎn)、運(yùn)輸、架設(shè)； 主纜運(yùn)輸、存放、架設(shè)； 貓道、鞍座的架設(shè)安裝； 錨碇及主塔的施工。二、施工總體部署2、懸索橋施工專用機(jī)具設(shè)備、施工設(shè)施：索鞍施工：塔頂臨時(shí)吊機(jī)、索鞍頂移設(shè)施等。主纜施工：貓道、牽引系統(tǒng)、擠緊機(jī)、小型索股整形機(jī)具設(shè)備、纏絲機(jī)、張拉設(shè)備、倒鏈、小型纜索吊機(jī)等。 加勁梁施工：頂推系統(tǒng)、現(xiàn)澆或拼裝支架、預(yù)制場、碼頭、檢測設(shè)備、運(yùn)梁設(shè)備、纜載吊機(jī)或其它專用架梁機(jī)具設(shè)備等。三、懸索橋主要施工方法及工藝1、主塔 它是支承主纜的重要構(gòu)件，有砼塔

2、和鋼塔等形式。 主塔施工過程中，應(yīng)控制好傾斜度、塔頂標(biāo)高（按設(shè)計(jì)規(guī)定留壓縮量）等指標(biāo)，待主塔完工后，需精確測定不同溫度條件下裸塔塔頂中心線里程和標(biāo)高（應(yīng)考慮地球曲率及日照的影響、主塔的壓縮量。 主塔傾斜度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)按塔高的1/3000，且不大于30mm。索鞍底板面高程:10mm，0.主塔爬模外支架 索塔的施工主塔的形式懸索橋的索塔形式一般均為門式框架結(jié)構(gòu)，中設(shè)若干道橫梁。索塔施工的主要機(jī)械設(shè)備選用及布置懸索橋的索塔高度在100m以上，橋面寬度30m左右，宜設(shè)置2臺(tái)塔吊，2臺(tái)電梯。橋面寬度20m左右可設(shè)置一臺(tái)塔吊，一臺(tái)施工電梯。塔柱施工懸索橋的塔柱施工多采用爬模施工。施工時(shí)，每2

3、0m-20m設(shè)一道水平支撐，并根據(jù)計(jì)算用千斤頂施加60100t左右的頂推力。懸索橋應(yīng)考慮橫梁預(yù)應(yīng)力張拉后的壓縮對塔柱預(yù)偏量的影響。索塔橫梁施工懸索橋橫梁施工一般采取柱梁異步施工，以有利工程進(jìn)度和塔柱外觀。大跨度的懸索橋橫梁的體量較大，如江陰橋的三道橫梁高均為11m，下橫梁底寬11m，長32m。橫梁施工方法可采用一次澆筑，一次張拉；也可二次澆筑，一次張拉；還可多次澆筑，多次張拉。2、錨碇 懸索橋主纜的錨固體（錨碇）是將主纜中的拉力傳遞給地基的構(gòu)件。錨碇分為地錨式和自錨式錨碇兩類，通常的地錨式錨固體分為重力式錨固體和巖洞式錨固體。重力式地錨錨體施工 錨碇后錨面整體鋼模重力式地錨錨體關(guān)鍵是錨固系統(tǒng)的

4、安裝，應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝。 錨碇的施工懸索橋錨碇的施工特點(diǎn)懸索橋錨碇施工特點(diǎn)為：砼數(shù)量特別大，持續(xù)時(shí)間長，施工期近一年，經(jīng)歷一年中的最高溫季節(jié)和最低溫季節(jié)。錨碇大體積砼的施工有難度。懸索橋錨碇的施工措施（1）構(gòu)造設(shè)計(jì)上采取防裂措施設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)，減少工程數(shù)量，降低水化熱總量。具體：采用深埋式結(jié)構(gòu)，挖空非關(guān)鍵直接受力部分砼，利用回填土方壓重；在主纜錨固體部分采用C40砼，其他基礎(chǔ)及配重聯(lián)結(jié)部分用C20等砼，減少水泥用量。延長錨碇砼的評定驗(yàn)收齡期。具體：利用主纜架設(shè)施工期的受力不及最終受力的30%，允許采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的60d齡期的抗壓強(qiáng)度作為驗(yàn)收評定的依據(jù)。增設(shè)金屬擴(kuò)張網(wǎng)，改善錨碇大體積砼表面受力

5、狀況。（2）合理選材，優(yōu)化錨碇大體積砼的配合比C20低標(biāo)號(hào)的砼采用低熱礦渣硅酸鹽水泥。摻粉煤灰，級灰。摻緩凝型高效減水劑，初凝時(shí)間控制在2228h。（3）大體積砼施工溫度控制砼分塊、分層1m3m控制砼的澆筑溫度砼經(jīng)運(yùn)輸、平倉、振搗等過程之后的溫度為澆筑溫度?？刂聘鲗訚仓g歇期每層一般不超8d通冷卻水冷卻水管水平間距為。降溫速率不超過/d。2、錨碇巖洞式地錨 巖洞式則由錨固體將主纜中的拉力通過錨體與巖洞間摩阻力和錨塞作用傳遞給巖洞周壁。錨體混凝土必須與巖體結(jié)合良好，宜采用微膨脹混凝土，防止混凝土收縮與拱頂基巖分離。2、錨碇自錨式錨碇 而自錨式錨固體則將主纜錨固于加勁梁體上。 錨碇為大體積混凝土，

6、應(yīng)有溫控設(shè)置，可采取沿橫向分塊、豎向分層的辦法，防止混凝土開裂.3、索 鞍 索鞍是用以支承主纜并使其圓順地改變方向或擺動(dòng)的重要部件，布置在主纜幾何線形轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，通過它可使主纜中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式傳給塔頂。包括橋塔（墩）頂?shù)闹魉靼?、錨碇（錨固體）前端的散索鞍（套）及副索鞍。主鞍準(zhǔn)備起吊 主索鞍采用特別設(shè)計(jì)的塔頂?shù)鯔C(jī)吊裝，該吊機(jī)應(yīng)能保證鞍座分次吊裝上主塔頂并移動(dòng)安裝就位。塔頂?shù)鯔C(jī)的結(jié)構(gòu)部分，在主纜架設(shè)時(shí)可改裝為主纜牽引系統(tǒng)及索股調(diào)整的設(shè)施。主、散索鞍安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的預(yù)偏量就位并臨時(shí)鎖定。專用吊架吊裝散鞍 主鞍在塔頂縱移就位 安裝中的主鞍上、下承板 主索鞍座板安裝誤差控制： 中

7、線偏差：2mm； 高程偏差：2mm； 4、主纜 鋼絞線（或鋼絲繩）索股斷面示意 主纜是通過塔頂鞍座懸掛在主塔上的柔性承重構(gòu)件。主纜本身通過索夾和吊索承受活載和加勁梁（包括橋面）的恒載、溫度荷載，還分擔(dān)一部分橫向風(fēng)荷載并將它直接傳遞到塔頂。 主纜常見的有鋼絲繩主纜、鋼鉸索主纜及平行鋼絲束主纜，它們的架設(shè)方法基本一致，對于目前通用的平行鋼絲束主纜，則主要有空中編纜AS法和預(yù)制平行索股PWS法兩種架設(shè)方法。4、主纜 （1）架設(shè)方法 空中編纜AS法架設(shè) 即空中紡絲法，是將一四對的鋼絲在空中貓道上以滑車牽引紡成平行鋼絲索索股，然后再將若干根平行鋼絲索彼此平行的捆扎成一根主纜。香港特區(qū)青馬大橋主纜系采用A

8、S法（97股，每股378絲）。 預(yù)制平行索股PWS法架設(shè) 即預(yù)制鋼絲索股法。它是將工廠預(yù)制好的平行鋼絲索股牽引到貓道上，架設(shè)后再捆扎成主纜。每股平行鋼絲索中的鋼絲根數(shù)一般為91或127絲。目前，國內(nèi)較大跨度懸索橋基本都采用這種主纜形式，如汕頭海灣大橋、西陵長江大橋、陽邏長江大橋、佛山平勝大橋、江陰長江大橋及潤揚(yáng)長江大橋等。（2）工藝流程工藝流程架設(shè)步驟懸索橋主纜架設(shè)施工步驟：貓道斷面布置示例圖 貓道是重要的空中走道和作業(yè)平臺(tái)，供主纜鋼絲索股拖拉架設(shè)、測量、調(diào)索、主纜緊纜、安裝索夾及吊索、主纜纏絲及防護(hù)涂裝等工作之用。（3）貓道導(dǎo)索架設(shè)主纜開始架設(shè)時(shí)，首先需架設(shè)導(dǎo)索將兩岸連接起來，利用它可作為完

9、成貓道和主纜索股的架設(shè)所需要的牽引索。導(dǎo)索的架設(shè)通常在海潮完全停止時(shí)，封鎖航道，將導(dǎo)索掛上浮體，用拖船牽引，即為浮子法架設(shè)。當(dāng)潮水流速很大，通航頻繁時(shí)，可用不封鎖航道的方法，用長臂浮吊架設(shè)法或直升機(jī)吊運(yùn)導(dǎo)索法。貓道架設(shè)主纜架設(shè)用的貓道由貓道承重索、貓道面層、欄桿和貓道風(fēng)纜系統(tǒng)等構(gòu)成。主纜與貓道面層間的高度視主纜直徑及緊纜和纏絲所用的機(jī)械尺寸而定。貓道寬度4m。為增強(qiáng)貓道整體剛度，并滿足通行需要，在適當(dāng)位置設(shè)有貓道橫向天橋，將兩側(cè)貓道連通。貓道的風(fēng)纜設(shè)置為提高貓道的抗風(fēng)穩(wěn)定性和調(diào)整貓道面層的形狀。其形式有兩種： 一種將抗風(fēng)拉索傾斜布置，另一種將抗風(fēng)拉索垂直布置。貓道面層放在貓道承重索上，從塔頂開

10、始滑移架設(shè)，也可卷成盤，將其吊放在塔頂?shù)谋P架上，邊展開邊將橫梁、扶手立柱及扶手纜索和橫向天橋安裝好。江陰橋的貓道架設(shè)西堠門大橋貓道圖貓道架設(shè)總的原則是做到對稱施工，邊跨和中跨作業(yè)平衡，減少對塔的變位影響，控制塔頂變位及扭轉(zhuǎn)在設(shè)計(jì)容許的范圍內(nèi)。 下滑貓道面層宜由塔頂向跨中、錨碇方向鋪設(shè)，并且上、下游貓道要對稱、平衡進(jìn)行。拖船拖運(yùn)貓道索架設(shè)牽引索和臨時(shí)軌道索 空中編纜法(AS法)懸索橋 施工貓道 循環(huán)式牽引系統(tǒng)示例圖（單位：m）（4）主纜牽索系統(tǒng)施工 牽索系統(tǒng)是架于兩個(gè)錨碇之間, 跨越索塔的用于空中拽拉的牽引設(shè)備, 主要承擔(dān)貓道安裝、主纜架設(shè)以及其它牽引吊運(yùn)工作，是懸索橋施工必備的施工臨時(shí)設(shè)施。它

11、把牽引索的兩端插接起來，形成環(huán)狀無極索，通過一臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置、張緊設(shè)備、調(diào)整裝置和必要的支承滾筒循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 往復(fù)式牽引系統(tǒng)示例圖 該牽索系統(tǒng)的牽引索兩端分別卷入主副卷揚(yáng)機(jī)，一端用于卷繩進(jìn)行牽引，另一端用于放繩，兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)動(dòng)，使?fàn)恳髯魍鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。 牽引時(shí)索股出盤 索股盤裝上放索器 索股盤及放索器安裝在錨錠后部 索股即將置入滾輪牽引過江 門架拽拉器牽引方式示例圖 牽索系統(tǒng)按其夾持索股的方式不同，又分為門架拽拉器牽引方式和軌道小車牽引方式兩種。 預(yù)制主纜索股與安裝于牽引索上的拽拉器相連，通過驅(qū)動(dòng)裝置收放使?fàn)恳鲙?dòng)拽拉器穿過貓道門架導(dǎo)輪組、塔頂門架導(dǎo)輪組、錨碇門架導(dǎo)輪組作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將索股逐根沿貓道滾

12、筒拉鋪到貓道上。預(yù)制絲股法(PWS法) 絲股牽引門架式牽引系統(tǒng)軌道小車牽引方式示例圖通過驅(qū)動(dòng)裝置將索股逐根沿貓道滾筒拉鋪到貓道上。牽引系統(tǒng)架設(shè)步驟 首先是導(dǎo)索過渡，利用導(dǎo)索架設(shè)牽引索，并架設(shè)施工貓道。 其次在架設(shè)施工貓道后，安裝貓道門架及滑輪組，貓道滾輪等，使?fàn)恳鬟M(jìn)入貓道門架滑輪組內(nèi)，牽引索與驅(qū)動(dòng)裝置連接完成，從而形成完整的牽索系統(tǒng)。軌道小車牽引系統(tǒng) 架空索道牽引系統(tǒng) （5）PWS主纜架設(shè)主纜索股的拽拉架設(shè) 索股利用牽引系統(tǒng)沿貓道牽引架設(shè)，架設(shè)從放索場一側(cè)向索股另一錨固端的方向進(jìn)行。平行鋼絲索股拽拉架設(shè)過程中采用垂度法控制，基準(zhǔn)索股采用絕對垂度法控制，其它索股采用相對垂度法調(diào)整。 索股牽引架

13、設(shè)過程中，應(yīng)盡量勻速牽引，放索支架的索盤應(yīng)設(shè)置可靠的制動(dòng)裝置。 當(dāng)索股拽拉至錨碇（錨固體）時(shí)，應(yīng)將兩端錨頭臨時(shí)錨固。 正在牽引中的索股主鞍邊有槽軌引導(dǎo)錨頭構(gòu)架通過 牽引過程中工人跟隨錨頭前進(jìn)，控制索股行進(jìn)速度 （5）PWS主纜架設(shè) 地錨式懸索橋索股架設(shè)時(shí)的整形、橫移工作，需在主索鞍及散索鞍處設(shè)置門架，其上設(shè)倒鏈（或其它小型拽拉設(shè)備）以局部收緊索股，使整形段索股處于放松狀態(tài)而利于整型及橫移就位。 自錨式懸索橋PWS索股架設(shè)時(shí)的整形、橫移工作同地錨式；而散索鞍（套）處索股一般不需要整形、橫移。 主纜索股的線形調(diào)整 當(dāng)主塔、邊墩、錨碇全部竣工后，須進(jìn)行一次精密測量。 在貓道鋪架完畢后，應(yīng)對主塔進(jìn)行復(fù)

14、測，以便依據(jù)跨距變化修正基準(zhǔn)索股垂度值。 主纜成形夾及壓緊梁 絲股整形 暫時(shí)就位的索股有待整形 調(diào)整股絲 索股重新整型調(diào)整索股 （5）PWS主纜架設(shè)基準(zhǔn)索股測量和一般索股測量: 基準(zhǔn)索股一般為最初架設(shè)的索股（第一根），由于其它索股（或稱一般索股）的垂度測定是以基準(zhǔn)索股為參照基準(zhǔn)，因此基準(zhǔn)索股的測定及垂度調(diào)整的精度，將控制影響主纜的架設(shè)精度?；鶞?zhǔn)索股的測量控制采用絕對垂度法，即指主纜索股測點(diǎn)的絕對高程。 一般索股的垂度測定，用大型卡具測定其與基準(zhǔn)索股的相對垂度差。主纜索股安裝定位: 每根鋼絲索股安裝順序原則是先主跨后邊跨。主跨調(diào)整完成后，將索股在索鞍槽口中固定，不允許再發(fā)生滑動(dòng)。主跨索股線形固定

15、后，再進(jìn)行邊跨的調(diào)束直至符合要求。第一根索股已安裝就位 安裝在散鞍槽內(nèi)的索股 索股整方安裝在主鞍槽內(nèi)主鞍上背索的錨固 張拉完成后的索股及錨體 錨頭安裝在螺桿后，用千斤頂調(diào)整定位索股垂度調(diào)整方法示意圖索股垂度調(diào)整： 主纜索股垂度調(diào)整順序?yàn)橄戎骺绾筮吙?，最后調(diào)錨跨。(6)主纜擠緊初緊纜（整圓） 擠緊成型,擠緊方向宜向塔柱方向進(jìn)行 緊纜機(jī)調(diào)試實(shí)驗(yàn) 緊纜時(shí)有六個(gè)頂點(diǎn)同時(shí)擠壓 在跨中緊纜 (7)纏絲纏絲機(jī)在工作已完成纏絲后的主纜 (8)主纜架設(shè)精度要求 主纜架設(shè)精度要求表序號(hào)項(xiàng) 目規(guī)定值或允許偏差1索 股高程（mm）基 準(zhǔn)中跨跨中L/20000（L為中跨跨徑）邊跨跨中L/10000（L為中跨跨徑） 上、

16、下游高差10 一 般相對于基準(zhǔn)索股0，+52錨跨索股力偏差符合設(shè)計(jì)要求3主纜空隙率（%）24主纜直徑不圓度（%）2注：第4項(xiàng)主纜直徑不圓度檢查方法緊纜后橫豎直徑之差，與設(shè)計(jì)直徑相比，測量兩索夾間。吊索與索夾的連接示意圖5.索夾與吊索 吊索與主纜通過索夾連接。吊索與索夾的連接方式常采用倒U騎掛式或銷接式（銷板式）兩種，吊索與加勁梁常用錨固于加勁梁吊點(diǎn)處的吊索錨頭或銷板予以連接。 吊索與主纜索夾、加勁梁間連接關(guān)系示例圖 地錨式懸索橋吊索下端在吊裝加勁梁時(shí)與梁段連接；自錨式懸索橋吊索與加勁梁間連接，是通過加勁梁支承體系轉(zhuǎn)換過程中張拉吊索（通過連接桿延長吊索、在梁面張拉）的方式進(jìn)行連接錨固。張拉順序及張拉力按設(shè)計(jì)規(guī)定。安裝索夾 安裝吊索 準(zhǔn)備安裝吊索銷軸 吊索已預(yù)先安裝到索架上 6.加勁梁 懸索橋加勁梁典型橫斷面圖 地錨式懸索橋加勁梁采用分段預(yù)制架設(shè)的施工方法，需在主纜架設(shè)完成后進(jìn)行加勁梁安裝。自錨式懸索橋加勁梁架設(shè)可采取頂推法、支架法現(xiàn)澆及拼裝的施工方法，需在主纜架設(shè)前預(yù)先就位完成加勁梁，待主纜架設(shè)后安裝索夾及吊索，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換后，加勁梁轉(zhuǎn)由主纜懸吊。送跨纜吊機(jī)和吊架的專用船 采用自升法吊裝跨纜吊機(jī) 吊裝第一段鋼箱梁 箱梁已安置在運(yùn)輸船上兩臺(tái)吊機(jī)間用電腦控制水平 每段箱梁的對位和安裝吊約一小時(shí) 吊裝中的梁段拼合 已安裝好的吊索和梁段 梁段接口的橫向?qū)雍缚p必須熔透，其根部重疊部