第五篇斜拉橋的施工

第五篇斜拉橋的施工2023/3/30武漢理工大學(xué)汪國(guó)相1第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工拉索施工纜索。PPWS索、封閉式鋼索；現(xiàn)場(chǎng)編制的預(yù)應(yīng)力鋼絲索及鋼絞線索、高強(qiáng)度鋼筋、型鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土桿件錨頭。將拉索的張拉力傳遞給主梁和主塔早期：鋼絲繩纜索使用熱鑄錨；高強(qiáng)鋼絲和高強(qiáng)鋼筋使用墩頭錨。后來(lái)：冷鑄錨HiAm錨（HighAmplitude）

抗疲勞性能提高制索工藝。鋼絲除銹、調(diào)直、應(yīng)力下料、涂漆、穿錨、澆錨、烘錨、防腐、超張拉、標(biāo)定。第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工拉索的安裝。將制好的拉索，借助起重工具吊起，與梁、塔上的錨碇結(jié)構(gòu)連接；或穿過塔、梁上的預(yù)留孔道后進(jìn)行張拉并錨固纜索張拉。穿索后，在索端錨頭上安裝張拉連桿及張拉千斤頂，實(shí)施張拉。單根纜索張拉工序較簡(jiǎn)單，可以一次張拉到設(shè)計(jì)噸位錨固。多根纜索較為復(fù)雜，因各索之間互有影響。若按設(shè)計(jì)噸位張拉各索，張拉完畢索力必然小于設(shè)計(jì)噸位。為此，可在設(shè)計(jì)時(shí)先計(jì)算出后張拉索使先張拉好的索損失多少?gòu)埨?，然后在設(shè)計(jì)噸位上加上這部分損失值，進(jìn)行超張拉。這樣，當(dāng)各索張拉完畢時(shí)，正確的設(shè)計(jì)初拉力也就建立起來(lái)了。第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工索力調(diào)整。廣義的索力調(diào)整是指拉索在完成初張拉以后的再次張拉，它可以在施工中的某個(gè)階段，也可以在成橋后甚至通車后若干時(shí)間再進(jìn)行。根據(jù)需要可安排一次乃至幾次的索力調(diào)整。施工中的索力調(diào)整，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)的張拉力與施工的張拉力之間的矛盾所致。因而有必要在整個(gè)施工過程中對(duì)拉索進(jìn)行分期分批的張拉。從而使施工中各階段的索力均為理想的值，并且完工后的索力也是符合要求的。成橋后的索力調(diào)整可以用來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)的受力狀況，或用來(lái)調(diào)節(jié)梁、塔的標(biāo)高和位移。第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工換索盡管防銹材料和防護(hù)技術(shù)有了很大進(jìn)步，但是柔性索的防護(hù)技術(shù)還不能說有絕對(duì)把握了。一旦拉索因銹蝕而無(wú)法繼續(xù)使用時(shí)，就不得不進(jìn)行更換。還有外部的、機(jī)械的損傷，如車輛撞壞的可能性等，也會(huì)導(dǎo)致拉索需要更換。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須使拉索具有可更換性（可維護(hù)性設(shè)計(jì)）。密索體系：逐根更換疏索體系：設(shè)置預(yù)埋件，使用施工臨時(shí)索第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工鋼索塔施工：預(yù)制拼裝價(jià)格昂貴，養(yǎng)護(hù)要求高，吊裝能力及施工精度要求高國(guó)外部分采用，國(guó)內(nèi)沒有出現(xiàn)工廠分段預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝兩大施工階段油漆涂裝防銹：保用10年二層底漆，二層面漆其中三層由工廠涂裝，最后一道面漆由現(xiàn)場(chǎng)安裝單位涂裝完成第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工混凝土索塔施工八大部分組成：基礎(chǔ)，承臺(tái)，下塔柱，下橫梁，中塔柱，上橫梁，上塔柱拉索錨固區(qū)段，塔頂建筑塔柱施工：下塔柱，中塔柱，上塔柱支架法，滑模法，爬模法，翻模法節(jié)段施工節(jié)段長(zhǎng)度：1～6m施工進(jìn)度：1.0～1.5m/天第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工塔柱內(nèi)設(shè)有勁性骨架工廠分段加工，現(xiàn)場(chǎng)超前拼裝，精確定位供測(cè)量放樣、立模、鋼筋綁扎、斜拉索鋼套管定位，承受部分施工荷載塔柱鋼筋預(yù)制成型，現(xiàn)場(chǎng)安裝大直徑鋼筋連接：冷擠壓連接，直螺紋連接塔柱混凝土現(xiàn)場(chǎng)拌制、吊斗提送混凝土臥式泵泵送第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工索塔施工起重設(shè)備索塔施工屬于高空作業(yè)，工作面狹小，工期影響全橋總工期制定索塔施工方案時(shí)，起重設(shè)備的選擇與布置是關(guān)鍵滿足：垂直運(yùn)輸，起吊荷載，吊裝高度，起吊范圍安裝簡(jiǎn)單，安全可靠，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大多采用：塔吊，輔以人貨兩用電梯第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工塔吊附著式自升塔吊起重力矩：600~2500KN–m，起重力：100KN以上吊裝高度：150m以上塔吊選擇應(yīng)考慮的因素：性能參數(shù)滿足施工要求起重能力和生產(chǎn)效率滿足進(jìn)度要求，匹配合理，功能大小合適適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，便于進(jìn)場(chǎng)、安裝架設(shè)、拆除退場(chǎng)第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工人貨兩用電梯直爬式斜爬式組成部分：軌道架，轎箱，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安全裝置，電控系統(tǒng)，提升接高系統(tǒng)附著在塔柱上第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工主梁施工材料：鋼主梁，混凝土主梁，鋼－混凝土疊合梁，鋼－混凝土混合梁截面：板式，箱形，∏形肋板式塔梁結(jié)合方式：漂浮體系，支承體系，塔梁固結(jié)體系，剛構(gòu)體系。施工方法與梁式橋大致相同，可分為：頂推法，平轉(zhuǎn)法，支架法，懸臂法等四種前三種很少用，主要用懸臂法第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工主梁施工臨時(shí)固結(jié)---漂浮體系，支承體系塔梁墩固結(jié)體系不需要混凝土臨時(shí)支座，粗螺紋鋼筋錨固，20cm厚硫磺砂漿拆除也可設(shè)臨時(shí)支承，與臨時(shí)支座共同承擔(dān)施工反力。臨時(shí)支承用鋼管或鋼護(hù)筒，下端錨固于下塔柱的預(yù)埋件上。不對(duì)稱主梁，拆除臨時(shí)支承時(shí)，漂浮體系會(huì)向岸側(cè)移動(dòng)，索力重新分配，容易引起事故，應(yīng)特別注意。當(dāng)0號(hào)塊尚在支架上即已安裝1號(hào)塊和1號(hào)索時(shí)，經(jīng)計(jì)算可不設(shè)臨時(shí)支承，只設(shè)簡(jiǎn)單約束。第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工混凝土主梁懸臂澆筑法混凝土斜拉橋主要施工方法考慮混凝土收縮、徐變、以及混凝土的超重，嚴(yán)格控制掛藍(lán)立模標(biāo)高相對(duì)懸臂拼裝法，工期較長(zhǎng)主梁懸臂澆筑分段一個(gè)索距，半個(gè)索距，兩個(gè)索距。一般控制在4～8m。無(wú)索區(qū)主梁施工支架或托架上施工，預(yù)壓，消除變形澆筑，施加預(yù)應(yīng)力，拼裝掛籃，進(jìn)行懸臂澆筑第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工懸臂澆筑施工程序第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工懸澆掛藍(lán)與一般梁式橋相比，斜拉橋主梁高跨比較小，梁體纖細(xì)，抗彎能力差，如果使用傳統(tǒng)掛籃，就會(huì)因掛籃自重大而導(dǎo)致梁塔和拉索截面設(shè)計(jì)由施工內(nèi)力控制，顯得很不經(jīng)濟(jì)。施工中可以利用斜拉橋結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)，充分發(fā)揮斜拉索的效用，盡量減輕施工荷載。掛籃形式很多，其中牽索式掛籃使用最為普遍。桁架式，鋼箱式合龍段一天中最低溫度時(shí)段進(jìn)行，預(yù)頂，剛性骨架第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工混凝土主梁懸臂拼裝法先在塔柱區(qū)現(xiàn)澆一段放置起吊設(shè)備的起始梁段，然后用適宜的起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)依次對(duì)稱安裝預(yù)制節(jié)段，使懸臂不斷伸長(zhǎng)直到合龍。沒有懸澆法使用廣泛上下部平行施工，縮短工期，減少高空作業(yè)，收縮徐變影響小，幾何尺寸、混凝土質(zhì)量容易保證。預(yù)制場(chǎng)地，運(yùn)輸、起吊設(shè)備，安裝精度，混凝土強(qiáng)度指標(biāo)因接縫削弱需要折減。第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工鋼主梁懸臂拼裝法鋼桁架，鋼箱工廠加工制作，現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位拼裝節(jié)段長(zhǎng)度以布置1～2根斜拉索為宜起重設(shè)備：懸臂吊機(jī)，纜索吊機(jī)，大型浮吊等。結(jié)合掛籃進(jìn)行拼裝合龍段施工：自然合龍，強(qiáng)迫合龍強(qiáng)迫合龍：合龍時(shí)間靈活，技術(shù)要求高，專門設(shè)計(jì)、分析計(jì)算。自然合龍：設(shè)定合龍溫度，計(jì)算合龍段長(zhǎng)度，陰天或夜晚溫度變化緩慢。溫度急劇變化前完成主梁間節(jié)點(diǎn)連接和梁塔連接裝置。第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工拉索施工高強(qiáng)鋼絲：Φ5mm～Φ7mm，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不低于1570Mpa鋼鉸線：Φ12mm和Φ15mm錨具：熱鑄錨，鐓頭錨，冷鑄鐓頭錨，夾片群錨平行鋼絲索：冷鑄鐓頭錨鋼絞線：夾片群錨斜拉索防護(hù)：高密度聚乙烯材料（PE）物理性能好，耐氣候性能強(qiáng)第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工斜拉索制作，以平行鋼絲索為例工藝流程鋼絲經(jīng)放線托盤放出粗下料（設(shè)計(jì)索長(zhǎng)+施工工作長(zhǎng)度）并編束→鋼束扭絞成型→下料齊頭→分段抽檢（成型后的直徑誤差及扭鉸角）→焊接牽引鉤→繞纏包帶→熱擠PE護(hù)套→水槽冷卻→測(cè)量護(hù)套厚度及偏差→精下料（計(jì)算長(zhǎng)度+鐓頭長(zhǎng)度）→端部錨部分去除PE套→錨板穿絲→分絲鐓頭+裝冷鑄錨→錨頭養(yǎng)生固化→出廠檢驗(yàn)（預(yù)張拉等）→打盤包裝待運(yùn)第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工精下料后的鋼絲索，裝錨前將端頭塑料護(hù)套層剝除，順序套上連接筒和錨環(huán)后，再逐根穿過定位板上的對(duì)應(yīng)孔眼，鐓頭就位。杯頭中的空隙，注入液態(tài)混合填料振實(shí)?；旌狭瞎袒?，鋼絲和錨杯牢固連成一體?；旌咸盍峡梢允褂铆h(huán)氧樹脂等有機(jī)結(jié)合劑，再加入鑄鋼丸，鑄鋼丸在混合料中構(gòu)成承受骨架，同時(shí)也要求混合料有良好的流動(dòng)性，以利澆注。硬化后的混合料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和溫度穩(wěn)定性，以確保錨具功能。在冷鑄錨中，錨板只承受鋼索的部分拉力，大部分的錨固力來(lái)自混合料對(duì)鋼絲的粘結(jié)的握裹，以及錨杯為錐形內(nèi)腔的楔形效應(yīng)。第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工斜拉索的防護(hù)高應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)銹蝕比較敏感----應(yīng)力腐蝕斜拉索的防護(hù)質(zhì)量決定橋梁的安全和使用壽命臨時(shí)防護(hù)，永久防護(hù)臨時(shí)防護(hù)臨時(shí)防護(hù)：鋼絲或鋼鉸線從出廠到開始永久防護(hù)的一段時(shí)間內(nèi)，所需要的防護(hù)。鋼絲鍍鋅不鍍鋅處理的鋼絲，采取涂漆、涂油等措施第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工永久防護(hù)從拉索鋼材下料到橋梁長(zhǎng)期使用期間，應(yīng)做永久防護(hù)滿足：防銹蝕，耐日光曝曬，耐老化，耐高溫，涂層堅(jiān)韌，材料易得，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝成熟，制作運(yùn)輸安裝簡(jiǎn)便，更換容易等包括：內(nèi)防護(hù)，外防護(hù)。內(nèi)防護(hù)是直接防止拉索銹蝕；外防護(hù)是保護(hù)內(nèi)防護(hù)材料不致流出、老化。內(nèi)防護(hù)：瀝青砂，防銹脂，黃油，聚乙烯塑料泡沫，水泥漿等外防護(hù)：目前多用高密度聚乙烯套管法（PE防護(hù)）第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工斜拉索的安裝放索：立式轉(zhuǎn)盤放索，水平轉(zhuǎn)盤放索。轉(zhuǎn)盤剎車裝置，避免散盤。索在橋面上移動(dòng)：滾筒法，移動(dòng)平車法，導(dǎo)索法，墊層法塔部張拉；梁部張拉；兩端張拉。常用：塔部一端張拉端部安裝方法---大跨、高塔、密索斜拉橋錨固端：吊點(diǎn)法，吊機(jī)安裝法張拉端：分步牽引法第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工吊點(diǎn)法：利用卷?yè)P(yáng)機(jī)組安裝。分為：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)法，多吊點(diǎn)法拉索上橋后，從索塔孔道中放下牽引繩，連接拉索的前端，在離錨具下方一定距離設(shè)一個(gè)（多個(gè)）吊點(diǎn)。索塔吊架用型鋼組成支架，配置轉(zhuǎn)向滑輪。當(dāng)錨頭提升到索孔位置時(shí)，牽引繩與吊繩配合調(diào)節(jié)，將錨頭準(zhǔn)確牽引至索塔孔道內(nèi)，穿入錨頭就位固定。單吊點(diǎn)法：施工簡(jiǎn)便，迅速，所需起重索拉力大，斜拉索在吊點(diǎn)處折角較大。適應(yīng)于柔性短拉索。多吊點(diǎn)法：吊點(diǎn)分散，彎折小，無(wú)需大噸位起重索。第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工吊機(jī)安裝法采用索塔施工時(shí)的提升吊機(jī)，用特制的扁擔(dān)梁捆扎拉索起吊。拉索前端由索塔孔道內(nèi)伸出的牽引索引入索塔拉索錨孔內(nèi)，下端用移動(dòng)式吊機(jī)提升。分步牽引法首先用大噸位的卷?yè)P(yáng)機(jī)將索的張拉端從橋面提升到預(yù)留孔外，然后用穿心式千斤頂將其牽引至張拉錨固面。牽引過程第一步，采用柔性張拉桿---鋼鉸線束，利用兩套鋼鉸線夾具系統(tǒng)交替牽引；第二步，隨著索力逐漸增大，采用剛性張拉桿牽引到位。第三十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工第三十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日斜拉橋的施工端部安裝方法吊點(diǎn)法（錨固端）：在梁上放置轉(zhuǎn)向滑輪，牽引繩從套筒中伸出，用吊機(jī)將索吊起后，隨錨頭逐漸地牽入套筒，緩緩放下吊釣，向套筒中平移，直至將錨頭穿入套筒內(nèi)。第三十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022