斜拉橋施工橋梁工程課件

1、斜拉橋施工石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 路橋教研室 主要內(nèi)容一、主梁施工二、索塔施工三、斜拉索的制作、掛索和張拉四、斜拉橋施工控制與調(diào)索一、主梁施工（一）支架法施工（二）懸臂法施工（三）頂推法施工（四） 平轉(zhuǎn)法施工（五）主梁施工注意事項 一、主梁施工（一）支架法施工 支架法施工主梁就是在橋孔位置搭設(shè)滿布式支架，在臨時支墩之間設(shè)置托架或勁性骨架，然后立?，F(xiàn)澆混凝土主梁，或者在臨時支墩上拼裝預(yù)制梁段的施工方法。支架法施工的優(yōu)點(diǎn)是，施工簡單方便，且能確保主梁結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計形狀要求。但只能用于橋下凈空低、搭設(shè)支架方便且不影響橋下交通的情況下，或跨徑和規(guī)模較小的斜拉橋主梁的施工，如城市立交橋和凈高較低的岸跨主梁

2、施工。 （一）支架法施工天津永和橋主梁施工就是采用支架法拼裝施工的。 一、主梁施工（二）懸臂法施工 懸臂施工法可分為懸臂拼裝法和懸臂澆筑法兩種。懸臂拼裝法一般先在塔柱區(qū)段現(xiàn)澆一段起始梁段以放置起吊設(shè)備，然后用起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對稱安裝預(yù)制梁段，使懸臂不斷伸長直至合龍。 懸臂澆筑法是從塔柱兩側(cè)用掛籃對稱逐段就地澆筑混凝土直至合龍。一、主梁施工鋼箱梁懸臂吊裝（安慶長江大橋） 一、主梁施工 懸臂澆筑法（漳州戰(zhàn)備大橋） 一、主梁施工大部分混凝土斜拉橋主梁都采用懸臂澆筑法施工。施工中應(yīng)盡量減小施工荷載，并充分發(fā)揮拉索的作用，使結(jié)構(gòu)在施工階段和運(yùn)營階段的受力狀態(tài)基本一致。 瀘州泰安長江大橋的掛籃懸臂現(xiàn)

3、澆施工 一、主梁施工 （二）懸臂法施工 對于單索面布置的箱形截面主梁，為減輕澆筑質(zhì)量，通常將橫截面分解成三部分，即中箱、邊箱和懸臂板。先完成包含主梁錨固系統(tǒng)的中箱，張拉斜向拉索，使之形成獨(dú)立的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，然后以中箱和已澆梁段的邊箱為依托，澆筑兩側(cè)邊箱，最后用懸挑小掛籃澆筑懸臂板，使整體單箱按品字形向前不斷懸臂澆筑。 對于雙索面布置的雙箱截面主梁，主梁節(jié)段的橫向可劃分為兩個邊箱和中間行車道板三部分。兩個邊箱對稱懸臂澆筑并張拉拉索，最后以兩個邊箱為基礎(chǔ)施工中間行車道板。 一、主梁施工混凝土雙箱梁截面施工 一、主梁施工 牽索掛籃施工（澳大利亞） 掛籃懸臂澆筑施工（宜賓中壩金沙江大橋） （三）頂推法施工

4、頂推法進(jìn)行混凝土斜拉橋主梁的施工，需在跨內(nèi)設(shè)置若干臨時支墩，且在頂推過程中，梁要反復(fù)承受正、負(fù)彎矩。 頂推法（法國 Millau Viaduct） 一、主梁施工（四） 平轉(zhuǎn)法施工平轉(zhuǎn)法是將斜拉橋上部結(jié)構(gòu)分別在兩岸或一岸順河流方向的支架上現(xiàn)澆，并在岸上完成落架、張拉、調(diào)索等所有安裝工作，然后以墩、塔為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。 平轉(zhuǎn)法施工適用于橋址地形平坦、墩身較矮及結(jié)構(gòu)體系適合整體轉(zhuǎn)動的中小跨徑斜拉橋。 我國綏芬河市新華街立交橋是采用平轉(zhuǎn)法施工的100m+100m雙孔獨(dú)塔單索面斜拉橋，跨越綏芬河鐵路站場。 一、主梁施工平轉(zhuǎn)施工（綏芬河市新華街立交橋） 轉(zhuǎn)體施工 一、主梁施工（五）主梁施工注意事

5、項施工時對模板材料、構(gòu)造、內(nèi)模作業(yè)的可能與方便等問題應(yīng)予以充分考慮。在主梁節(jié)段施工周期之間要穿插進(jìn)行拉索的安裝(有時還要進(jìn)行索塔的節(jié)段施工)，在制定施工進(jìn)度計劃時，不應(yīng)有妨礙拉索架設(shè)和索塔施工的地方。主梁施工中應(yīng)保證拉索的索力符合設(shè)計要求。 一、主梁施工（一）索塔施工順序（二）塔柱的施工（三）橫梁的施工要點(diǎn)（四）混凝土索塔施工注意事項 二、索塔施工（一）索塔施工順序 混凝土斜拉橋可先施工墩、塔，然后施工主梁和安裝拉索，也可索塔、拉索、主梁三者同時并進(jìn)。典型的塔墩固結(jié)混凝土索塔的施工可按下圖的施工順序進(jìn)行。 混凝土索塔施工順序 二、索塔施工鋼橋塔的施工方法有浮式吊機(jī)施工法、塔式吊機(jī)施工法、爬升式

6、吊機(jī)施工法等。 鋼橋塔 爬升式吊機(jī)施工法的施工順序 二、索塔施工（二）塔柱的施工 塔柱的施工方法 混凝土塔柱施工一般采用就地澆筑，模板和腳手平臺的做法常用支架法、滑模法、爬模法或大型模板構(gòu)件法等。支架法適用于索塔高度較小和形狀比較復(fù)雜的索塔施工?；７ㄊ┕つ苓B續(xù)不斷地澆筑塔柱混凝土 。爬模法機(jī)械化程度較高，可縮短工期，適用于大型索塔的施工。 二、索塔施工 爬模系統(tǒng)（南京二橋） 塔柱的施工（安慶長江大橋） 二、索塔施工（二）塔柱的施工 2. 施工塔柱的注意事項必須控制模板的變形；應(yīng)保證拉索錨固點(diǎn)預(yù)埋件位置的精度；應(yīng)保證各部位的幾何尺寸正確；應(yīng)進(jìn)行索塔局部測量系統(tǒng)的控制。二、索塔施工（三）橫梁的施

7、工要點(diǎn)一般橫梁采用支架法就地澆筑混凝土；橫梁施工時應(yīng)考慮模板支撐系統(tǒng)，防止支撐系統(tǒng)的連接間隙變形、彈性變形、支承不均勻沉降變形；混凝土橫梁和塔柱與鋼支撐不同的線膨脹系數(shù)的影響；日照溫差對鋼和混凝土的不同時間差效應(yīng)等產(chǎn)生的不均勻變形的影響，以及相應(yīng)的變形調(diào)節(jié)措施。每次澆筑混凝土的供應(yīng)量應(yīng)保證最先澆筑的混凝土初凝前完成全部澆筑，并應(yīng)采取有效措施防止在早期養(yǎng)護(hù)期間及每次澆筑過程中由于支架的變形引起混凝土橫梁開裂。 二、索塔施工（四）混凝土索塔施工注意事項 (1)塔柱截面常沿高度變化，為了保證軸線、截面尺寸達(dá)到一定的精度要求，應(yīng)考慮每隔一定高度設(shè)置臨時的橫向支撐桿以保證傾斜塔柱的受力、變形和穩(wěn)定性。

8、(2)在索塔上除了有拉索錨固張拉部位的凹槽缺口外，通常還有用作檢查的走道，及出于美觀考慮等的截面變化區(qū)。 (3)索塔上除了設(shè)置本身施工需要的工作平臺外，還需設(shè)置為架設(shè)和張拉拉索用的腳手平 臺。 二、索塔施工（四）混凝土索塔施工注意事項 (4) 對于施工用的機(jī)具、材料、起吊設(shè)備的搬運(yùn)、拉索架設(shè)等宜采用爬升式塔吊作為起重設(shè)備，并設(shè)置升降設(shè)備。用塔吊和混凝土斗或混凝土泵車輸送混凝土澆筑，如采用管道輸送混凝土，應(yīng)特別注意泵送混凝土的配合比設(shè)計、泵送設(shè)施的布置、泵送混凝土施工工藝特點(diǎn)等，并采用高性能泵車，以確保索塔泵送混凝土的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。 (5)索塔施工是高空作業(yè)，要有充分可靠的安全措施，防止上、

9、下層作業(yè)的落物事故。二、索塔施工三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （一）拉索的制作（二）掛索（三）拉索的張拉三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （一）拉索的制作 1、制索工藝流程 制索工藝流程一般為：鋼絲除銹調(diào)直下料防護(hù)漆穿錨鐓頭澆錨烘錨拉索防護(hù)超張拉標(biāo)定。（一）拉索的制作2. 索長計算 計算索長是為得出制作拉索的鋼絲下料長度。首先求出每一根拉索的長度基數(shù)L0，然后對這一基數(shù)進(jìn)行若干修正，即可得到鋼絲的下料長度L?？筛鶕?jù)橋規(guī)(JTJ 027-2000)中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （二）掛索 掛索就是將拉索架設(shè)到索塔錨固點(diǎn)和主梁錨固點(diǎn)之間的位置上。由于斜拉橋的結(jié)構(gòu)特性，掛索總是從短

10、索進(jìn)行到長索。 斜拉橋所用拉索，根據(jù)設(shè)計要求，可能是成品索或現(xiàn)制索，掛索的方式也各不相同。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （二）掛索1. 成品索掛索 成品索可以直接利用吊機(jī)將拉索起吊，借助卷揚(yáng)機(jī)將拉索兩端分別穿入主梁上和索塔上的預(yù)留索孔，并初步固定在索孔端面的錨板上完成掛索，或者設(shè)置臨時鋼索作為導(dǎo)向纜繩，并用滑輪牽引完成掛索。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 主梁掛索（南京二橋） 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 蘇通大橋北主塔掛索 （二）掛索常根據(jù)短索、中索、長索制定不同的掛索方案。 對于短索，可直接用塔頂?shù)鯔C(jī)放盤，并將拉索張拉端與安置在索塔內(nèi)的張拉千斤頂?shù)臓恳摻g線連接(索塔處為張拉端時)，并在

11、橋面吊機(jī)的配合下，將拉索錨固端安裝到主梁上。對于中長索，可用在索塔內(nèi)的卷揚(yáng)機(jī)和滑輪組進(jìn)行牽引，并與安置在索塔內(nèi)的拉索張拉千斤頂?shù)臓恳摻g線連接，完成掛索。長索掛索仍可采用與索塔內(nèi)拉索張拉千斤頂?shù)臓恳摻g線連接的方法來完成掛索。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （二）掛索對于更長、質(zhì)量更大的拉索，由于卷揚(yáng)機(jī)的牽引力有限，連接桿的長度就要相應(yīng)增長。較長的連接桿可以由幾節(jié)組成，千斤頂拉出一節(jié)就卸去一節(jié)，以方便施工。對于特長和質(zhì)量特別大的拉索，可采用下述的方式掛索：先在索塔上的索孔中穿入一束由若干根鋼絞線組成的柔性牽引索，并在索塔張拉千斤頂上附設(shè)一套鋼絞索的牽引裝置。卷揚(yáng)機(jī)提升拉索至連接桿，到達(dá)塔外索孔

12、進(jìn)口附近時，就可與鋼絞線束連接，并利用千斤頂?shù)牧α?，將連接桿拉入索孔，完成掛索。三、斜拉索的制作、掛索和張拉 多多羅大橋掛索施工 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 南京二橋（南汊）掛索過程中橋面護(hù)索系統(tǒng) 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （二）掛索2、 現(xiàn)制索掛索 現(xiàn)制索即拉索是在掛索過程中完成制索的。先在拉索上方設(shè)置一根粗大的鋼纜作為導(dǎo)向索，將拉索的聚乙烯防護(hù)套管(或其他拉索防護(hù)套管)懸掛在導(dǎo)向索上，然后逐根穿入鋼絞線(或高強(qiáng)鋼筋)，用單根張拉的小型千斤頂調(diào)整好每根鋼絞線(或高強(qiáng)鋼筋)的初應(yīng)力，最后用群錨千斤頂整體張拉，完成制索、掛索和張拉全過程。三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （三）拉索的張拉 拉索

13、的張拉是拉索完成掛索施工后導(dǎo)入一定的拉力，使拉索開始受拉而參與工作。 1、拉索張拉方法（1）用千斤頂直接張拉；（2）用臨時鋼索將主梁前端拉起； （3）在支架上將主梁前端向上頂起。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 張拉斜拉索的方法 長索梁端張拉（蘇通長江公路大橋） 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （三）拉索的張拉2、索力測量 為了施工中準(zhǔn)確控制、調(diào)整索力，必須掌握測定索力的方法。由于測量數(shù)據(jù)會有一定的誤差，要求反復(fù)多次進(jìn)行測定。測定索力的方法很多，這里主要介紹三種常用的測定索力的方法。 （1）千斤頂油壓表 拉索用液壓千斤頂張拉時，由于千斤頂張拉油缸中的液壓和張拉力有直接的關(guān)系，只要測得油缸的液壓就可

14、求出索力。 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （三）拉索的張拉2、索力測量（2）測力傳感器 用測力傳感器測定索力的原理是：拉索張拉時，千斤頂?shù)膹埨κ怯蛇B接桿傳到拉索錨具的，如果將一個穿心式測力傳感器套在連接桿上，則張拉拉索時，處于千斤頂張拉活塞和連接桿螺母之間的傳感器，在受壓后輸出電訊號，就可在配套的二次儀表上讀出千斤頂?shù)膹埨Α?三、斜拉索的制作、掛索和張拉 測力傳感器 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 （三）拉索的張拉2、索力測量（3）頻率振動法 頻率振動法是根據(jù)拉索索力和振動頻率之間的關(guān)系求得索力。 索力測量（頻率振動法） 三、斜拉索的制作、掛索和張拉 四、斜拉橋施工控制與調(diào)索 （一）施工控制 施工過程控制的目的，在于保證結(jié)構(gòu)線形與索力在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，一般采用能滿足工程精度要求的標(biāo)高和索力監(jiān)測儀器對梁的標(biāo)高、索力進(jìn)行雙控制。 通過斜拉橋的施工實踐，人們已經(jīng)總結(jié)出施工中實測值與理論計算值之間產(chǎn)生差異的原因和消除差值的辦法，此過程可歸納為：施工測量識別修正預(yù)告施工的循環(huán)過程。 采用伸臂架設(shè)法施工時，對各施工階段發(fā)生的誤差必須隨時予以調(diào)