悬索桥施工技术

悬索桥施工技术第一节结构组成悬索桥施工技术第二节锚碇施工悬索桥主缆的锚固体（锚碇）是将主缆中的拉力传递给地基的构件。锚碇分为地锚式和自锚式锚碇两类，通常的地锚式锚固体分为重力式锚固体和岩洞式锚固体。悬索桥锚碇施工重点难点为是大体积混凝土施工，可通过构造设计上采取防裂措施、合理选材、优化锚碇大体积砼的配合比及大体积砼施工温度控制等方式确保施工质量。重力式地锚锚体关键是锚固系统的安装，应按相关标准安装。重力式地锚锚体施工锚碇后锚面整体钢模悬索桥施工技术第二节锚碇施工主缆锚固体系前锚式锚固系统分为型钢锚固系统和预应力锚固系统两种类型锚固系统形式型钢锚固系统预应力锚固系统悬索桥施工技术第二节锚碇施工预应力锚固体系施工预应力钢管定位架系统安装索张拉示意图锚固连接器与锚块连接示意图悬索桥施工技术第三节基础施工一、围堰分节制造、拼装1、制造围堰分节依据围堰设计高度、机械吊装能力和工期综合考虑。每节围堰均采用分块制造，依次组拼的原则，先分段制作成单元块，然后组拼成整体。2、拼装围堰拼装分两个步骤进行，底节部分下水场地进行大拼，底节大拼完成后，采用气囊法整体下水，由拖轮浮运到墩位。上节部分在墩位位置进行水上接高拼装、下沉。围堰分块、拼装示意图悬索桥施工技术第三节基础施工二、围堰下水钢围堰采用气囊断缆法下水。围堰与地垄通过后缆绳相连接固定，后缆绳间设置断缆器，按照计算好的气囊大小及数量布置气囊，采用的压风机对气囊进行充气将围堰顶起，抽取支撑，缓慢匀速松放后缆绳，围堰起滑，依靠钢围堰自重分力在滚动的气囊上顺着坡道进行匀速滑移，待围堰到达标记处断缆，让围堰加速冲入水中，迅速达到深水区域。气囊充气示意图气囊布置示意图悬索桥施工技术第三节基础施工二、围堰下水气囊法下水过程悬索桥施工技术第三节基础施工二、围堰下水围堰断缆下滑入水悬索桥施工技术第三节基础施工二、围堰下水拖轮靠绑控制钢围堰钢围堰整体入水后，为控制钢围堰不至继续顺水漂浮，待命的拖轮及时靠近并拴绑，控制钢围堰使其稳定。拖轮等待时离围堰入水处的距离应控制在合理的距离范围，不得太近也不能太远，为围堰下水后距围堰100米左右适宜。悬索桥施工技术第三节基础施工三、浮运、定位1、围堰浮运采用拖轮拖拉浮运，拖轮配置及数量按照围堰重量、吃水深度、江水流速等确定。浮运过程水流方向前进方向悬索桥施工技术第三节基础施工三、浮运、定位2、围堰定位围堰定位采用锚碇系统进行初定位和精确定位。悬索桥施工技术第三节基础施工三、浮运、定位围堰定位过程前定位船后定位船说明：1.围堰前后拉缆以及边锚锚绳均由浮吊配合完成挂设或过缆。悬索桥施工技术第三节基础施工四、护筒插打、形成平台1、护筒插打底节围堰浮运、精确定位后先打定位桩，平台定位桩是利用主体结构桩位钢护筒。第一次挂桩在定位钢护筒上，作为钻孔平台，钻孔桩施工完毕，接高围堰，并将围堰整体下放至设计标高，封底、抽水，施工承台。钻孔桩施工期间需要经历汛期，围堰需设置若干根定位钢护筒，依靠定位钢护筒保证围堰顺利渡洪。墩位处水位、河床高程、底节围堰高度及重量、围堰自重吃水深度、自浮围堰顶高程、钻孔桩施工期间围堰顶标高确定单根钢护筒最大受力，进而确定钢护筒长度和入土深度。悬索桥施工技术第三节基础施工四、护筒插打、形成平台1、护筒插打双层导向钢护筒插打钢护筒插打到位悬索桥施工技术第三节基础施工四、护筒插打、形成平台2、挂桩(1)提升系统及挂桩牛腿安装定位钢护筒插打完毕，安装提升系统；挂桩牛腿位置、开洞、焊接加强板、支撑牛腿并安装。(2)围堰下放挂桩围堰灌水下放至牛腿承受围堰30%重量，用钢楔将护筒与固定上下导环之间楔紧，至此围堰挂桩定位完毕。围堰挂桩定位后，插打余下钢护筒，安装钻机钻孔成桩。悬索桥施工技术第三节基础施工四、护筒插打、形成平台2、挂桩（提升系统）悬索桥施工技术第三节基础施工四、护筒插打、形成平台2、挂桩（挂桩牛腿）挂桩牛腿挂桩牛腿悬索桥施工技术第三节基础施工五、封底悬索桥施工技术第四节索塔施工一、塔柱施工布置悬索桥施工技术第四节索塔施工二、主塔爬模施工悬索桥施工技术第四节索塔施工二、主塔爬模施工悬索桥施工技术二、索鞍安装主鞍座安装散索鞍安装第四节索塔施工悬索桥施工技术主鞍座安装主索鞍（包括鞍体、底座、主索鞍附件、格栅及反力架、鞍罩、塔顶上斜梯及平台、检修道支架等）吊装塔顶格栅及反力架，精确定位后，浇筑格栅混凝土。按照鞍座底板、前后鞍体顺序依次吊装。底板面按设计涂减摩剂，确保能顶推。鞍体分段起吊，在塔顶用高强度螺栓连成整体；主索鞍安装就位时，将主索鞍安装在预偏位置上临时固定，其后随主缆加载过程按设计和监控要求逐步顶推调整和固定。主索鞍安装就位并在上部结构安装完成后，割除反力架及格栅悬出部分，补浇索塔缺口混凝土，安装鞍罩。第四节索塔施工二、索鞍安装悬索桥施工技术散索鞍安装散索鞍（括鞍体、底座、散索鞍附件、检修道斜梯等）拼焊底板格栅支架，安装底板隔栅，精确定位后浇筑底板格栅混凝土。安装散索鞍底座，与底板上预埋螺杆栓接就位。在支墩顶安装临时支架；吊装散索鞍体，将散索鞍调整至空缆位置临时固定，其后随主缆加载过程按图纸要求逐步调整、固定。第四节索塔施工二、索鞍安装悬索桥施工技术导索安装方法：浮筒支承拖船拖拉直升飞机吊拉火箭射击拖拉飞艇吊拉主缆安装是由小到大编织而成，一般在两锚之间架设导索和牵引索，上、下游主缆各架设1根导索和牵引系统。导索是悬索桥第一根索，它的粗细由拽拉安装第二根牵引索的支承重量确定，按高低支承的悬索计算。第五节主缆施工一、导索安装悬索桥施工技术二、猫道架设1、猫道构造与布置猫道系统由承重索（包括索端锚头及长度调节装置）、面层、栏杆和扶手、横向天桥、抗风系统等组成。承重索是猫道的主要受力构件，采用捻制不旋转的钢丝绳来制作。根据施工要求和国外的设计施工经验，一般按猫道成形后承重索的中心线低于主缆架设中心线1.5m左右设置。该距离的选用，除应充分考虑主缆架设时施工人员的操作方便外，更重要的是必须考虑索股的牵引、主缆的箍紧及涂装时使用特殊机械（挤紧机、缠丝机）的操作空间要求。第五节主缆施工悬索桥施工技术二、猫道架设1、猫道构造与布置猫道每隔4m设置栏杆立柱，在全长范围每侧栏杆上用钢丝绳设一根扶手索和一至二根防护索，扶手索主要作为工人行走的扶手，防护索主要用于固定侧面防护网，以策安全。侧面防护网采用高1～1.2m的粗眼钢丝网。猫道横向天桥可以满足上下游之间的猫道联系，方便施工人员和设备及材料的转移，并提高猫道自身的整体稳定性，增强其抗风能力。横向天桥采用钢管或方钢的桁架结构，并应进行结构强度验算。横向天桥的面层及栏杆防护可与猫道面层布置相同。横向天桥以150m一道为宜。栏杆横向天桥第五节主缆施工悬索桥施工技术二、猫道架设2、承重索锚固支承形式单跨简支锚固：两端锚固于塔顶下方和锚碇前方。第五节主缆施工悬索桥施工技术二、猫道架设2、承重索锚固支承形式多跨连续：支承主塔，锚碇前下方锚固。第五节主缆施工悬索桥施工技术二、猫道架设3、安装承重索准备工作→架设导索→架设支承索及拽拉牵引索→架设猫道承重索及线形调整→安装猫道面层及横向通道→安装门架支承索、扶手索→安装栏杆网、猫道门架及抗风缆→安装照明系统，形成猫道。钢丝绳做承重索时，须进行预张拉以消除非弹性变形。预张拉荷载不小于各索破断荷载的50%，持荷时间不小于60min，预张拉2次。架设时原则上应对称施工，边跨与中跨、上下游平衡作业，减少对塔的变位影响，控制裸塔塔顶变位及扭转在设计容许范围内。猫道索由牵引索拽拉过江，为防止垂度太大，影响通航，其后用滑钩吊挂于牵引索上，其后端也要打梢反拉，防止掉入江里。第五节主缆施工悬索桥施工技术4、安装猫道网猫道面层在塔顶两侧铺设后，分别向跨中和锚碇方向下滑铺设，上下游两幅猫道要对称平衡施工，铺设过程应防止面层下滑失控现象。面网卷盘吊到塔顶沿承重索拖拉铺放。面网一般采用钢板网，有利于吊索安装，不用开洞；但整体性欠佳，安装拆除有安全风险。第五节主缆施工二、猫道架设悬索桥施工技术1、AS法AS法纺丝轮AS法锚固鞍第五节主缆施工三、主缆架设悬索桥施工技术2、PWS法127－Ф5.3522.4kg/m91－Ф5.114.6kg/m第五节主缆施工三、主缆架设悬索桥施工技术3、牵引系统牵引系统主要由驱动装置、牵引索（拽拉索）、拽拉器、锚碇门架滑轮组、塔顶门架滑轮组、猫道门架滑轮组、猫道滚筒及塔顶滚筒等组成。第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术4、索股放索、牵引架设第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术5、鞍座段整形由门架起重机将正六边形索股吊起，在无应力状态下整理、整形，并按图纸规定顺序放入主索鞍及散索鞍内对应的鞍槽。第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术6、吊装对位入鞍扣紧锁定索股横移，索股牵引至对岸锚固区后，利用门架起重装置将索股移到主索鞍和散索鞍的预定位置上，控制点对位后按设计要求抄紧锁定。第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术7、锚头张拉锚固把索股两端锚头用卷扬机、牵引器或导链引至锚碇的锚固连接器处，用精轧螺杆将两者相连，索股不能扭转，用穿心式液压千斤顶调整锚跨各索股张力至事先计算的数值。第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术8、调束控制束股入鞍后，鞍内、跨中各控制点对准对中；束束平行，似挨非挨，若即若离，上束不压下束，用手轻推可动。在悬挂状态下，束断面为六角形，丝丝平行，不扭转不鼓丝。按顺序调整中跨、边跨垂度后，最后千斤顶顶推锚头增减垫片调整锚跨。调整时，中、边跨以垂度为准，锚跨以张拉力为准。第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术悬索可动六角断面可见第五节主缆施工三、主缆架设（PWS法架设）悬索桥施工技术（八）主缆架设（PWS法架设）9、主缆挤紧人工整圆主缆挤紧悬索桥施工技术1、索夹测量放线在塔顶安装全站仪或经纬仪+测距仪，后视另一塔顶。测站至某一索夹实际放样距离Li’1'00nLLKKLiiK0—测站里程桩号；Ki—某一索夹设计里程桩号；L0—设计跨径；L—实测跨径；n—总索夹数第五节主缆施工四、吊索架设悬索桥施工技术2、索夹安装索夹采用高强度螺栓紧固安装。高强度螺栓只能张拉，不能扭拧。螺栓须多次张拉。由于主缆承载后有伸长，直径也有变化，因此螺栓的观测、螺栓轴力张拉次数不应少于4次。第一次索夹高强螺栓轴力张拉为索夹安装时，第二次为钢箱梁吊装一半时，第三次为钢箱梁吊装完毕，第四次为桥面铺装及永久设施施工完毕。第五节主缆施工四、吊索架设悬索桥施工技术3、吊索安装吊索安装：索夹紧固、抗滑试验、吊装、定位、紧固、防护及减振架等钢丝绳吊索应每根进行预拉，预拉力为设计索力100%，以消除非弹性变形。在索夹上安装吊索，吊索中心与索夹顺桥向立面之间的偏差应与图纸要求相吻合。索夹和吊索安装后，为避免吊索发生扭转和吊索锚头相互撞击，应设置吊索间隔的限位装置，同时安装防水帽。钢丝绳吊索钢丝索吊索第五节主缆施工四、吊索架设悬索桥施工技术1、架设方案（钢箱梁）自主塔向跨中和锚碇方向架设特点：吊挂过程主缆变位大，梁面台阶大自跨中向主塔方向架设特点：梁面台阶小。第六节加劲梁架设施工悬索桥施工技术2、缆载吊机安装在塔顶侧主缆上用塔吊分件吊装，并支撑于塔顶平台上，走行牵引卷扬机可布置于塔顶，大容量起重卷扬机则布置于承台上，起重绳在塔顶门架上设转向。缆索吊机在驳船上拼装，垂直自爬到猫道下方，翻转两端并支承于主缆上。第六节加劲梁架设施工悬索桥施工技术3、缆载吊机牵引、走行、对位及锁定因主缆坡度大，在主缆上由卷扬机牵引走行，在索夹上对位锁定。卡夹索夹止滑滑车组牵引第六节加劲梁架设施工悬索桥施工技术4、垂直提升架梁（钢箱梁）箱梁段安装前，首先应将缆载吊机、塔顶绞车、卷扬机等设备及一切准备工作就绪，按规定进行试吊，方可开始安装箱梁。梁段垂直提升的速度采用卷扬机系统比液压提升要快。起吊过程必须保持梁段处于水平状态。若采用钢绞线四点液压提升，