37--斜拉桥主梁(悬臂拼装法)施工工艺

37斜拉桥主梁（悬臂拼装法）施工工艺37.1适用范围本工艺适用于桥梁工程、斜拉桥钢主梁（钢—混凝土结合梁）采用悬臂拼装、高强螺栓连接或焊接施工工艺。37.2施工准备37.2.1材料要求1钢箱梁所用钢板、型钢，其质量应符合《桥梁用结构钢》GB/T714等现行国家产品标准的规定。钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。钢箱梁用进口钢材其质量应符合设计要求和合同规定标准的要求。钢箱梁用焊接材料（焊条、焊丝、焊剂及气体保护焊所用氢气、二氧化碳气体等）的质量应符合现行国家产品标准的要求。钢箱梁用涂装材料、连接紧固件和剪力钉等材料应符合设计要求和国家现行标准规定。2钢主梁施工所用的吊装体系材料等应符合施工组织设计规定。3拉索及其锚具应委托专业单位制作，严格按照国家或部颁的行业标准、规定及设计的特殊要求进行生产，并应进行检查和验收。在工艺更新或确有必要时，可考虑进行拉索的疲劳性能、静载性能试验。对高强钢丝拉索，在工厂制作时应按1.2～1.4倍设计索力对拉索进行预张拉检验，合格后方可出厂。锚具的动、静载性能应与锚具所对应的拉索相匹配。锚环、锚板、螺母和垫块等主要受力件的半成品在热处理后应进行超声波探伤，探伤合格的方可进入下一道工序。拉索成品、锚具交货时应提供下列资料：产品质量保证书、产品批号、设计索号及型号、生产日期、数量、长度、重量、产品出厂检验报告及有关数据。37.2.2机具设备1运梁车辆：轴线车、拖车、炮车等。运梁车辆应根据钢箱梁长度、重量及几何尺寸以及运输线路现况条件选用，其载重能力及技术性能必须满足运输梁板的要求。2钢箱梁吊装设备：龙门吊、汽车吊、履带吊、塔吊、桥面吊机、卷扬机等。3拉索安装设备：索盘支架、滚筒（滚轮)、导向轮、卷扬机、塔吊等拉索安装设备。4检测仪器设备：全站仪、经纬仪、水准仪、传感器、振动频率测力计等。5工具：撬杠、扳手、扭矩扳手、钢尺、直尺等。37.2.3作业条件1工厂内加工制造的钢箱梁在吊装前必须试拼装验收合格；其产品质量应符合设计要求及本标准24.4节规定。钢箱梁应按吊装方案规定的吊装顺序编号。2运梁道路畅通，施工场地已清理平整，现场用水、用电接通，备有夜间照明设施。3索塔结构已完成。4测量控制网已建立，测量放线已完成。37.2.4技术准备1斜拉桥钢主梁施工前认真熟悉图纸，根据现场条件编制总体施工组织设计和分项工程实施性方案，报有关部门批准。施工组织设计应包括：（1）钢主梁的加工制造工艺及试拼装；钢主梁的运输；钢主梁的吊装、组装工艺；（2）斜拉索挂索的施工方法与施工工艺；（3）对邻近构筑物（包括地下结构）的保护措施；（4）对航道、铁路、主干道等交通通道的限制要求、防护措施与应急预案。2对操作人员进行专业技术培训和安全培训，向班组进行交底。3组织施工测量。37.3操作工艺37.3.1工艺流程1采用悬拼法组拼斜拉桥钢主梁其施工工艺应符合设计。2常规悬臂拼装工艺流程钢主梁制作、运输→无索区支架组拼装验收→支架上安装0号和1号块→临时固结系统→挂索、初张拉→吊装组拼桥面吊机、滑行导轨、操作平台→桥面吊机试吊→桥面吊机前移→前一梁段第二次斜拉索张拉→桥面吊机起吊钢箱梁→钢箱梁就位→钢箱梁连接（焊连接或高强螺栓连接）→本梁段挂索、张拉→依次依序、对称悬吊、循环推进→重复上述步骤直至主梁合龙→中跨合龙、体系转换（临时固结系统拆除)。37.3.2斜拉桥钢箱梁悬拼安装一般规定1斜拉桥钢箱梁悬拼安装应根据梁体类型、地理环境条件、交通运输条件、结构设计特点等综合因素选择适宜的施工方案与施工设备。2当设计采用非塔梁固结形式时，必须釆取相应措施使塔梁临时固结，并按照经设计确认的解除程序逐步解除临时固结，在解除过程中还必须对拉索索力、主梁标高、塔梁内力与索塔位移进行必要的测量与控制。3主梁施工时应缩短双悬臂持续时间，尽快使一侧固定，以减少风振的不利影响，必要时应釆取临时抗风措施。应根据桥址情况考虑设置辅助墩，以减少塔弯矩和中跨跨中挠度，同时增强抗风稳定性。4釆用悬拼法施工之前，悬拼设备的所有构件全部制作完成后均必须进行检验和试拼，合格后方可于现场进行整体组装，组装完成经过检验后还必须根据设计荷载及技术要求进行预压，同时测定设备的整体刚度，检验其抗倾覆、移动与高程调整及其他技术性能，并消除非弹性变形。5在进行钢梁拼装时，应对称张拉两侧拉索。6高强螺栓完成拼接缝的拼接后，方可进行梁段拼装斜拉索的初张拉。7下一段梁吊装前，必须进行施工监测，符合要求后方可开始吊装。37.3.3斜拉桥钢主梁制作1斜拉桥钢主梁制作应符合设计要求和本规程第24章《钢梁制作施工工艺》规定。钢梁制作的材料应符合设计要求。焊接材料的选用、焊接要求、加工成品、涂装等项的标准和检验内容应遵守本规程有关内容。2钢梁出厂前，必须按设计精度要求进行预拼装，预拼装节段数视实际情况确定。3钢主梁堆放应无损伤、无变形和无腐蚀。4钢主梁梁段的制作长度应从方便架设考虑，宜布置1～2根拉索和2～4根横梁，梁段制作长度应经过设计确认。5钢主梁节段连接方式应符合设计要求；钢箱梁顶板应采用焊接连接。钢箱梁纵向隔板宜布置在桥面车道的分界线位置。6钢箱梁的底板和顶板纵向及横向焊缝施焊时应釆用自动焊接，即：陶瓷衬垫＋药芯焊丝，二氧化碳气体保护焊打底+埋弧自动焊盖面的单面焊双面成型的焊接工艺。对于纵肋等其他部位的焊缝，根据情况可采用手工焊接或二氧化碳气体保护焊，但在同一条焊缝上不允许两种工艺混用。37.3.4斜拉桥无索区主梁施工（0号和1号块）10号、1号块件钢主梁施工釆用支架法施工应符合设计要求及本规程“斜拉桥主梁(支架法）施工工艺”相关规定。2必须釆取相应措施使塔梁临时固结，并按照经设计确认的解除程序逐步解除临时固结，在解除过程中还必须对拉索索力、主梁标高、塔梁内力与索塔位移进行必要的测量与控制。塔梁临时固结，常用的方法是：在钢箱梁与塔柱下横梁（或墩顶）间设临时支座以承受压应力；在下横梁腹板与隔板（或墩顶）上安装钢支座与钢箱梁横隔板直接施焊或以钢拉杆相连接，以承受拉应力。主梁合龙后即予解除。30号块水上吊装梁段一般釆用大吨位浮吊吊装，陆地吊装梁段采用大吨位吊机吊装。初就位后再用扁顶、机械顶配以钢楔块、钢板等，在托架上精调至达到设计平面位置和标高，然#施焊将几个梁段连成一体。因为是对称悬臂梁段拼装的初始段即基准段，因此0号梁段和无索区梁段的安装精度。37.3.5挂索、安装桥面吊机焊接完成后即可挂设并张拉第一对斜拉索。利用下横梁上的预留孔道，安装临时支座和张拉钢绞线拉杆，将0号块与索塔下横梁临时固结，然后通过浮吊吊装桥面吊机及其滑行轨道、操作平台、油泵总控制室等。37.3.6钢箱梁标准梁段的悬拼在完成桥面吊机的安装、试吊和第一对刹拉索的第二次张拉并拆除0号块与支承托架间的支承钢楔块后，即可开始对称悬拼标准梁段。1标准梁段的施工程序前一梁段斜拉索安装→斜拉索第一次张拉→桥面吊机前移→斜拉索第二次张拉并检验、起吊拼装钢箱梁→钢箱梁定位→钢箱梁焊接（或高强度螺栓栓接）→本梁段斜拉索安装→循环施工。2吊梁（1）斜拉索第二次张拉洁，即可进行吊梁，标准段钢箱梁运输至吊梁工艺位，定位误差控制在50cm以内。（2）通过钢绞线或其他吊索使吊机扁担梁下降，并与待吊钢箱梁段临时吊耳用销子连接，通过吊机横梁上的千斤顶调整吊点重心位置，保证钢箱梁段水平起吊。（3）缓慢收紧起吊钢绞线，通过主吊油泵油压表读数，使初始受力控制每个吊点在250kN以内后，暂停，以检查吊机、吊耳情况。（4）起吊钢箱梁，两端主梁对称起吊，以保证悬臂施工的平衡力矩。同一段梁上、下游不水平，可通过单独控制上游或下游主吊千斤顶行程来调整水平。（5）箱梁起吊到位对接后，用定位销钉把起吊梁段与已安装梁段临时固定。3调梁、接口匹配（1）桥面纵坡，需通过缓慢操作扁担梁上千斤顶微移吊点重心位置来调整钢箱梁顺桥向的倾斜度，使梁段接口的缝隙宽度大致相等（将差值控制在5mm以内）。在两片梁之间挂上纵向和斜向手拉葫芦即可将梁拉拢，就位后打人钢梁顶、底面中间位置的匹配件，连以螺栓并锁定主吊千斤顶。在夜晚日出之前再次进行微调，通过测量钢箱梁四角点设定位置的标高和轴线来精确定位。其中钢箱梁两侧主腹板处需焊上反力架并以机械顶来调平，精调合格后打人全部匹配件并连好螺栓，即可实施现场打磨焊接。（2）钢箱梁施工接口匹配原则是确保接口匹配质量，从接口刚性强到刚性弱的顺序依次完成匹配。钢箱梁接口匹配控制程序如下：起吊钢箱梁与前一梁段平齐→对齐主腹板→安装顶板对拉螺杆→临时连接件升测量主梁高程及轴线→调整主梁前端高程及轴线、安装底板对拉螺杆、临时连接件弓测量主梁前端高程及轴线→调整主梁前端高程及轴线至合格。4挂索、初张拉、吊机前移、第二次张拉（1）为确保钢箱梁的焊接质量，斜拉索的安装应在主梁接口的周边隔缝全部焊完后进行。（2）在对应的锚垫板上安装反力架、千斤顶、传感器，接好油泵，即可进行斜拉索的初张拉。通过油泵油表、传感器和桥面上索力测量装置对张拉力进行控制，直至达到设计的初始张拉值为止。（3）初张拉、钢箱梁接口焊接完成后，桥面吊机即可卸载，收起扁担梁。先将吊机行走轨道前移就位固定好，利用千斤顶将吊机前滑移支点落于轨道上，解除后锚点反力销。上、下游各用一台液压牵引装置（或机械卷扬机)，同时牵引桥面吊机沿轨道缓缓向前滑移，到位后用千斤顶压下后锚点，打人保险销。最后顶起前滑块，并在四个前支点下塞入适当厚度的钢板，保持上、下游等髙。（4）吊机前移就位后，到夜晚即可进行斜拉索的第二次张拉。张拉控制的原则是以梁面标高控制为主，斜拉索索力控制为辅。严格控制此时在主梁上的施工荷载在索力允许范围内，尽量满足线形要求。37.3.7钢箱梁合龙段施工1强制合龙法，即在温差与日照影响最小的时候将两端箱梁用钢扁担或钢桁架临时固结，嵌人合龙段块件钢条填塞处理接合部缝隙，焊接完成后解除临时固结及其他约束，完成体系转换。2温差合龙法（无应力合龙法)，即利用温差对钢箱梁的影响，在一天中温度相对较低的时候将合龙段梁体安放进合龙口（此时因收缩作用合龙口距离最宽），在温升与日照影响之前，施焊完毕，解除塔墩临时固结，完成体系转换。对于大跨度的钢箱梁，现普遍釆用第二种方法，因为它能因势利导，使合龙平顺稳妥，且不产生主梁的次应力，比较优越。基本程序为待最后一根索第一次张拉完成后，将主梁吊机就位，对梁端位移进行48h测量。根据测量结果，确定合龙段精确长度，对预先已加工好并预留有足够长度的合龙段箱梁的未匹配端进行配切。根据测量结果，确定运梁船就位，合龙段吊装连接时间，用匹配件（含顶底板加强件）使合龙段与两端悬臂段连接紧密并环缝施焊。待所有主焊缝（受力焊缝）全部施焊完毕后，对两侧最后一对索进行第二次张拉，完成跨中合龙。3为了避免温差对合龙以及整个体系的影响，整个合龙过程包括合龙段安装、匹配、定位、施焊连接以及解除塔梁临时固结以完成整个体系转换，必须在一个夜晚至凌晨完成。4对于钢梁悬臂拼装，合龙段施工是关键，施工时必须加强合龙控制。5应正确确定合龙段钢梁的长度。施工中，若采用自然合龙，合龙段长度须待梁架设到接近合龙的个别节段时，经实际现场丈量后方能决定，并应对待安装的拉索索力对梁的弹性压缩量和温度变化对长度的影响及合龙时间加以考虑。6合龙应按设计规定的温度和方法进行。应不间断地观测合龙前数日的昼夜环境温度场变化、梁体温度场变化与合龙高程及合龙口长度变化的关系，确定合龙段的精确长度与适宜的合龙温度及实施程序，并应满足钢梁安装就位时高强螺栓定位所需的时间。7对全桥温度变形进行控制。整个施工过程中应对温度变形进行监测，特别是对将接近合龙段时的中孔梁段和温度变形更应重点量测，找出温度变形与环境温度的关系。8合龙前应做好一切准备工作，并在有限的时间里顺利完成。钢梁应预先吊装到位，一旦螺孔位置齐平，即打人冲钉，施拧高强螺栓，确保合龙一次成功。9中跨合龙后，应立即拆除临时固结，实现体系转换，形成漂浮体系，避免因温度变形过大对塔、梁造成不利影响。37.3.8钢箱梁安装过程中的抗风措施1边跨设置临时墩，以减小双悬臂自由长度，尽快实现一端