第九章斜拉桥及部分斜拉桥施工

9.1桥塔的施工第9章斜拉桥施工9.2主梁的施工9.3斜拉索的施工9.4斜拉桥施工实例斜拉桥施工9.1桥塔的施工9.1桥塔的施工爬升式吊机施工法的施工顺序钢桥塔的施工施工方法—浮式吊机施工、塔式吊机施工、爬升式吊机施工斜拉桥施工9.1桥塔的施工塔吊的布置形式：混凝土桥塔的施工施工方法—搭架现浇、预制吊装、滑模施工斜拉桥施工9.1桥塔的施工鄂黄长江大桥斜拉桥施工9.1主梁的施工9.2主梁的施工1、主梁施工的常用方法•顶推法•平转法斜拉桥施工9.1主梁的施工斜拉桥施工9.1主梁的施工•支架法斜拉桥施工9.1主梁的施工•悬臂法自由悬臂法架设斜拉桥斜拉桥施工9.1主梁的施工长江二桥南汉主桥斜拉桥施工9.1主梁的施工2、斜拉桥混凝土主梁悬臂浇筑法施工•悬臂浇筑法施工特点及适用范围悬臂浇筑法是大部分混凝上斜拉桥主梁施工的主要方法。该法不需大量施工支架，不影响桥下交通，施工不受水位等因素的影响。相对支架法而言施工用材少，模板可多次周转，主梁整体性好，施工较简便。适用于任何跨径的斜拉桥主梁施工。施工过程中应严格控制挂篮变形和混凝土收缩、徐变的影响以及混凝土的超重，相对悬臂拼装法而言施工周期较长。斜拉桥施工9.1主梁的施工•悬臂浇筑法施工程序支架现浇0号及l号块并挂索拼装牵索挂篮，对称悬浇梁段挂篮前移，依次悬浇梁段注：1-索塔；2-现浇梁段；3-现浇支架；4-前支点挂篮；5-斜拉索；6-前支点斜拉索；7-悬浇梁段斜拉桥施工9.1主梁的施工•前支点挂篮工作原理桁架式前支点挂篮示意图注：1-已浇梁段斜拉索；2-待浇梁段前支点斜拉索；3-索管；4-拉索锚具；5-接长拉杆；6-千斤顶；7-水平力平衡杆；8-挂篮上横梁；9-挂篮桁架；10-悬挂升降系统；11—下底模；11-顶板底模斜拉桥施工9.1主梁的施工•江西湖口大桥主梁悬臂施工用钢箱式前支点挂篮主体构造钢箱式前支点挂篮注：1-纵梁；2-C型挂梁；3-水平止推座；4-水平止推扦；5-转动锚座；6-后锚座系统；7-斜拉索；8-前支点斜拉索；9-待浇梁段斜拉桥施工9.1主梁的施工3、斜拉桥混凝土主梁悬臂拼装法施工•悬臂拼装法施工特点及适用范围悬臂拼装法由于主梁是预制的，墩塔与梁可平行施工，因此可以缩短施工周期，加快施工进度，减少高空作业。主梁预制混凝土龄期较长，收缩和徐变影响小，梁段的断面尺寸和浇筑质量容易得到保证。但该法需配备一定的吊装设备和运输设备，要有适当的预制场地和运输方式，安装精度要求较高。斜拉桥施工9.1主梁的施工•梁段的预制、移运及整修主梁在预制场的预制应考虑安装顺序，以便于运输。预制台座按设计要求设置预拱度，各梁段依次串联预制，以保证各梁段相对位置及斜拉索与预应力管道的相对尺寸。预制块件的长度划分以梁上水平索距为标准，并根据起吊能力决定，采用一个索距或将一个索距梁段分为有索块和无索块两个节段预制安装。块件的预制工序、移运和整修均与一般预制构件相同。•块件拼装基本程序①主梁预制块件按先后顺序，从预制场通过轨道或驳船运至桥下吊装位置。②通过起吊工具将块件提升至安装标高。③进行块件连接与接缝处理，接头有干接头和湿接头两种④张拉纵向预应力筋。⑤进行斜拉索的挂索与张拉，并调整标高。斜拉桥施工9.1主梁的施工•块件拼装施工方法三角形吊机构造示意图注：1-已拼梁段；2-待拼梁段；3-前杆；4-上弦杆；5-后杆；6-加强腹杆；7-后撑三角架；8-横联架；9-横联底座；10-钢走板；11-定位销；12-起重滑轮组；13-后锚变幅滑轮组；14-支撑结构斜拉桥施工9.1主梁的施工4、斜拉桥钢主梁悬臂拼装法施工•斜拉桥钢主梁节段连接技术全断面焊接连接工艺目前斜拉桥钢主梁节段连接常用的一种工艺，具有施工操作方便，施工完成后主梁整体性好等特点。高强螺栓连接工艺高强螺栓连接工艺具有施工快捷、方便等特点，亦是目前斜拉桥钢主梁最为常用的一种成熟工艺，采用此工艺施工的钢主梁受力性能稳定，耐疲劳，能承受动力荷载。适用于承受应力交变和应力急剧变化的连接点，受力均匀，无应力集中现象。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工9.2斜拉索的施工基本工序：设置锚固部件、引架斜拉索、张拉斜拉索、防护•架设斜拉索斜拉索的基本类型平行钢丝索平行钢筋索平行钢绞线索封闭式钢缆斜拉桥施工9.1斜拉索的施工1、斜拉索的制作一般来讲制作成品拉索的工艺流程如下：钢丝经放线托盘放出粗下料（设计索长+施工工作长度）并编束→钢束扭绞成型→下料齐头→分段抽检（成型后的直径误差及扭绞角）→焊接牵引钩→绕缠包带→热挤PE护套→水槽冷却→测量护套厚度及偏差→精下料（计算长度+镦头长度）→端部锚部分去除PE套→锚板穿丝→分丝镦头+装冷铸锚→锚头养生固化→出厂检验(预张拉等)→打盘包装待运。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工2、斜拉索的防护•临时防护国内目前采用的临时防护法一般是钢丝镀锌，即将钢丝纳入聚乙烯套管内，安装锚头密封后喷防护油，并充氨气。以及涂漆、涂油、涂沥青膏处理等。通常在钢丝或钢绞线穿人套管前，每根钢丝或钢绞线应在水溶性防腐油中浸泡或喷一层防腐油剂。在临时防护中，镀锌钢丝的锌层应均匀连续，附着牢固，不允许有裂纹、斑痕和漏块。另外，不镀锌处理的钢丝，在贮存和加工期间应进行其他涂漆、涂油等临时防护措施。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工•永久防护从拉索钢材下料到桥梁建成的长期使用期间，应做永久防护。永久防护应满足防锈蚀、耐日光曝晒、耐老化、耐高温、涂层坚韧、材料易得、价格低廉、生产工艺成熟、制作运输安装简便、更换容易等要求。永久防护包括内防护与外防护，内防护是直接防止拉索锈蚀，外防护是保护内防护材料不致流出、老化等。内防护内防护所用的材料一般有沥青砂、防锈脂、黄油、聚乙烯塑料泡沫和水泥浆等，这些材料各有优缺点。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工外防护外防护所用的材料亦各有优缺点，聚氯乙烯管质脆，抗冻和抗老化性能差，易破裂失效；铝管则需注水泥浆，而水泥浆的碱性作用易使铝管腐蚀；钢管作外套时本身尚需防腐蚀且笨重；多层玻璃丝布缠包套，目前效果尚可，但价格高，施工繁琐。我国目前一般采用碳黑聚乙烯在塑料挤出机中旋转挤包子拉索上而成的热挤索套防护拉索方法，即PE套管法。高密度聚乙烯（PE）与其它方法所用材料相比具备的优点：在设计寿命期限内能抵抗循环应力引起的疲劳；在聚乙烯树脂中加碳黑能有效抵抗紫外线的侵蚀；与灌浆材料和钢材无化学反应；在运输、装卸、制造、安装和灌注时能抗损坏；能防止水、空气和其它腐蚀物质的人侵；徐变特性低；对周围环境有一定的适应性。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工•防护施工注意事项虽然在生产制作过程中采取了很多防护手段防止斜拉索腐蚀，但在斜拉桥的施工过程中还有很多问题会对正常防护产生影响。首先，在斜拉索的运输、存放过程中卷盘和展开时，PE管的柔度受温度影响比较大，在低温下卷盘或展开拉索索盘可能会导致PE管破裂。另外运输及吊运索盘时也会由于不慎而对PE套管及钢管造成损伤，出现损伤时要及时采取措施修补和加强防腐处理。在实施挂索及其它施工中，还要注意对斜拉索的保护，拖索、牵引、锚固、张拉及调整的各道工序中，均要注意避免碰伤、刮伤斜拉索。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工3、斜拉索的安装•放索及索的移动放索为便于运输及运输过程中索的保护，斜拉索起运前通常采用类似电缆盘的钢结构盘将拉索卷盘，然后运输。对于短索，也有采取自身成盘，捆扎后运输的情况。根据拉索的不同卷盘方式，现场放索时，常用的有立式转盘放索、水平转盘放索两种方式。在放索过程中，由于索盘自身的弹性和牵引产生的偏心力，会使转盘转动时产生加速度，导致散盘，危及施工人员的安全，所以，一般情况下要对转盘设刹车装置，或者以钢丝绳作尾索，用卷扬机控制放索。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工索在桥面上的移动在放索和挂索过程中，要对斜拉索进行拖移，由于索自身弯曲，或者与桥面直接接触，在移动中就可能损坏拉索的防护层或损伤索股。为避免这些情况的发生，一般采取下述方法对索在移动时进行保护：①如果索盘是水上由驳船运来，对于短索一般直接将索盘吊到桥面上，利用放素支架放索，对于长索一般直接在船上设置放索支架放索。②滚筒法。③移动平车法。④导索法。⑤垫层法。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工•斜拉索的塔部安装索的垂度公式：式中，为计算垂度值；为两锚固点之间的距离；为索长。张拉水平力公式为：8)(3LLLfmmfqLH8cos2式中，为两锚固点之间的距离；为索长；为索的单位重；mfLLLLqL为索与水平面夹角；为计算垂度值。mf斜拉桥施工9.1斜拉索的施工吊点法主要利用卷扬机组安装，可分为单吊点与多吊点法。单吊点法安装拉索1-索塔；2-待安装拉索；3-吊运索夹；4-锚头；5-卷扬机牵引；6-滑轮；7-索孔吊架；8-滚轮斜拉桥施工9.1斜拉索的施工吊机安装法采用索塔施工时的提升吊机，用特制的扁担梁捆扎拉索起吊。拉索前端由索塔孔道内伸出的牵引索引入索塔拉索锚孔内，下端用移动式吊机提升。吊机法操作简单快速，不易损坏拉索，但要求吊机有较大的起重能力，故一般适用于重量不大的短索安装。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工分步牵引法1-拉索；2-已安装拉索；3-钢绞线；4-刚住拉索；5-拉索锚头；6-待安装拉索；7-千斤顶；8-卷扬机；9-滑轮斜拉桥施工9.1斜拉索的施工吊点法l-主梁梁体；2-待安装拉索；3-拉索锚头；4-牵索滑轮；5-卷扬机牵引；6-滚轮；7-吊机；8-索夹•斜拉索的梁部安装斜拉桥施工9.1斜拉索的施工拉杆接长法1-主梁梁体；2-拉索；3-拉索锚头；4-长拉杆；5-组合螺帽；6-撑脚；7-千斤顶；8-短拉杆；9-滑轮斜拉桥施工9.1斜拉索的施工3、斜拉索调索张拉与索力量测•张拉调索主要步骤①对张拉千斤顶和配套油泵进行标定。②对索力检测仪器进行标定。③计算各级调整值并列出相应的延伸量。④作好索力检测和其他各种观测的难备工作。⑤将张拉工具、设备一一就位。⑥按预定级别的相应张拉力，通过电动油泵进油或回油逐级调整索力。斜拉桥施工9.1斜拉索的施工•张拉斜拉索斜拉桥施工9.1斜拉索的施工•斜拉索索力量测压力表测定法、压力传感器测定法、频率振动法斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例9.2斜拉桥施工实例1、工程概述兰州市小西湖黄河斜拉桥工程，由黄河大桥主桥和滨河中路立交两部分组成。黄河大桥主桥为跨越黄河而设，设计为双向六车道，荷载等级为城—A级；结构为一联（81.2+136+81.2）m预应力混凝土双塔单索面部分斜拉桥，桥长300m，采用塔梁固结、梁墩分设的结构形式。斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例2、索塔施工主塔高17.0m，为主跨的1/8，采用实心钢筋混凝土矩形结构，顺桥向长3.0m，横桥向宽2.0m，布置在中央分隔带上，塔身斜拉索通过处设有鞍座，鞍座横桥向设两排，原设计每个鞍座采用双重管结构形式，后变更为31根分丝管形式。1号梁段施工完成、挂篮前移后，在0号梁段箱梁顶面，立索塔施工支架、绑扎索塔钢筋;安装索塔模板。索塔施工分两次进行，第一次施工7m，第二次施工另外的10m。采用大块钢模，分两节制作。根据钢垫板上定位螺栓孔位置在钢模上钻好4个定位孔，制作时要控制好精度；另外，为确保索鞍的定位准确，上段模板和预埋鞍座分丝钢管整体安装。斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例（1）分丝管定位。（2）分丝管安装、绑扎钢筋、灌注混凝土①第一节桥塔施工完成后，在分丝管位置安装定位型钢，吊装分丝管和型钢固定。②安装横桥向钢模，下口和第一层钢模连接上层按上口尺寸固定。调整好分丝管标高及位置用螺栓将锚垫板和钢模连接牢固。③绑扎桥塔钢筋，安装两侧模板，灌注混凝土。斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例2、斜拉索施工斜拉索采用钢绞线索，每束拉索采用31根φj15.24mm镀锌钢绞线。塔根附近无索区梁段长约46m，有索区梁长约36m，跨中的无索区梁长约18m。塔上竖向索距0.7m，梁上索距4.0m，与悬臂施工节段长一致。拉索采用双重防腐措施，每股镀锌钢绞线外包PE防护套，索外加套高密度热挤聚乙烯PE管。斜拉索布置示意图斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例斜拉索施工工艺流程图单根挂索工艺流程图斜拉桥施工9.1斜拉桥施工实例