斜拉桥施工技术

斜拉桥施工技术河北交通职业技术学院颜海1中国苏通长江大桥2苏通长江大桥目前是世界上最大跨径的斜拉桥。主跨1088m。日本多多罗桥跨径890m3AyunoseBridge（Japan1990）峡谷深140m，宽300m，总长390m，主跨200m4AlamilloBridge(Spain1992)5MarianBridge(theCzechRepublic)67§11.1斜拉桥11.1.1概述斜拉桥：由斜拉索、塔柱和主梁组成结构体系：悬浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。8斜拉桥简图边跨L1边跨L1主跨L2端锚索桥塔桥塔端锚索边墩（或桥台）边墩（或桥台）(a)双塔（三跨式）桥塔端锚索边墩（或桥台）边墩（或桥台）(b)独塔（双跨式）边跨L1主跨L2911.1.2斜拉桥的结构与构造一、孔跨位置双塔三跨式独塔双跨式10双塔三跨斜拉桥1231.33111独塔单跨式（日本秩父桥）锚碇地下梁15322.512三塔斜拉桥（湖南洞庭湖大桥）1311.2斜拉索（1）斜拉索的布置单索面双索面双平行索面双斜索面14索面布置形式(a)(b)(c)索面形状(a)平行形（b）辐射形（c）扇形（半扇形）16稀索和密索（b）密索(a)稀索索与塔的联结形式固定塔索滚动支座（c）摆动支座索锚固于塔的构造塔锚窝索（a）平面图（b）侧面图锚窝索塔19斜拉索的截面（a）（b）（c）（d）20DINA冷铸镦头锚盖板墩头垫块钢套筒PE外套固定锚头活动锚头垫圈张拉用丝扣钢丝DNA混合物过渡材料21PE套管保护高密度PE外套防腐卷带镀锌钢丝11.3主梁（1）主梁的支承体系主梁与索塔的关系——铰梁塔(a)铰接(b)固定固定(c)刚结刚结（2）混凝土主梁常用截面形式15～20m50～60cm25～30m29001260380430应变仪980881215261526176242151300301030282522507141212472433(b)(d)(f)(h)(g)(e)(c)(a)126020271.2～1.5m三角形构架21315～201523181303403658365888122.08%24钢主梁常用截面形式3.00m2.70m(a)　诺曼底大桥（中跨钢梁部分）（b)　多多罗大桥（中跨钢梁部分）25斜拉桥的主梁横断面抑流板细部图护栏带有抑流板的护栏(a)梯形单箱风嘴导流板(b)异形箱(c)扁平多室箱风嘴导流板扰流板(d)超扁平多室箱26安纳西斯的主梁截面50mm沥青铺装层2.028.0/23.79.0斜索215mm厚PC板工字形刚主梁钢横梁中至中4.5m桥中线梁高2.1m27南浦大桥主桥横断面30350/2367523000/2290024500/22.0%0.0%预制混凝土板人行道板梁拉索中心线主梁中心线小纵梁横梁桥轴线2811.4索塔的布置（1）单索面：单柱形、倒V形或A形、倒Y形。（2）双索面：双柱式、门式、H形、倒V形、倒Y形29桥塔的纵向形式(a)单柱形(b)倒V形(c)倒Y形30索塔的横向形式-1(a)主梁索塔吊索主梁(b)(c)(a)索塔吊索主梁(b)(c)(d)(e)索塔吊索索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁31索塔的横向形式-2(a)主梁索塔吊索主梁(b)(c)(a)索塔吊索主梁(b)(c)(d)(e)索塔吊索索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁索塔吊索主梁3211.5斜拉桥计算要点主梁内力简化图式（例图）：由1个中间支座和4个索提供弹簧支承的连续梁，以这5个反力为多余力，建立力法方程。解力法方程求得多余力，将多余力和荷载作用在基本结构上，可求得结构的内力。将单位荷载作用在结构上，通过移动单位荷载，可求得结构的内力影响线。弹性支承连续梁(a)计算模型-0.12520.12520.40.072k=∞kk=0111(b)弯矩图34斜拉桥简化计算模型EITTEATTP=1(a)原斜拉桥P=10123456(b)计算模型斜拉桥截面内力影响线(a)M(弯矩)(b)M(C)M(d)M(e)T(索力)(f)T(g)N(索塔轴力)(h)W(挠度)(i)W一、索塔的施工索塔的材料常用金属、钢筋混凝土、或预应力混凝土制成。结构比较复杂。塔柱可以是垂直的，也可以是倾斜的。塔内需设置斜拉索锚固管道。索塔可以是实心的也可以是空心的。3611.6斜拉桥施工方法索塔施工可以分为以下几种：现浇施工预制吊装滑模施工37混凝土主塔施工要点1．下塔柱、中塔柱、上塔柱的施工混凝土下塔柱、中塔柱、上塔柱一般可采用支架法、滑模法、爬模法施工。2．下横梁、上横梁的施工在高空中进行大跨度、大断面现浇高强度等级预应力混凝土横梁，难度很大。施上时要考虑到模板支撑系统和防止支撑系统的连接间隙变彤、弹性变形、支承小均匀沉降变形，混凝土梁、柱与钢支撑不同的线膨胀系数影响。383．主塔混凝土施工主塔混凝土常用的施工工艺采取现场搅拌、吊斗提送的方法、当主塔高度较高时．用吊斗提送的混凝土，供应速度难以满足设计及施工的要求，有条件时，应采用商品泵送大流动度混凝土。4．泵送混凝土施工工艺特点及要求在满足设计提出的混凝土基本性能要求的前提下，泵送混凝土工艺应根据主塔施工的不同季节、不同的缓凝时间、不同的高度泵送混凝土的要求来确定。39南浦大桥施工40SunnibergBridges(Swiss)41二、斜拉桥主梁施工斜拉桥主梁施工特点斜拉桥与其他梁桥相比，主梁高跨比很小，粱体十分纤细，抗弯能力差。当采用悬臂施工时，如果仍采用梁式桥传统的挂篮施工方法，由于挂篮重量大，梁、塔和拉索将由施工内力控制设计，很不经济，有时还很难过关。所以考虑施工方法，必须充分利用斜拉桥结构本身特点，在施工阶段就充分发挥斜拉索的效用，尽量减轻施工荷载，使结构在施工阶段和运营阶段的受力状态基本一致。42斜拉桥主梁施工方法可以分为：1）顶推法2）平转法3）支架法4）悬臂法43顶推法顶推法的特点是施工时需在跨间设置若干临时支墩，顶推过程中主梁反复承受正、负弯矩。该法较适用于桥下净空较低、修建临时支墩造价不大、支墩不影响桥下交通、抗压和抗拉能力相同能承受反复弯矩的钢斜拉桥主梁的施工。44平转法是将上部构造分别在两岸或一岸顺河流方向的矮支架上现浇，并在岸上完成所有的安装工序(落架、张拉、调索)等，然后以墩、塔为圆心，整体旋转到桥位合龙。平转法适用于桥址地形平坦、墩身矮和结构系适合整体转动的中小跨径斜拉桥。45支架法是在支架上现浇、住临时支墩问设托架或劲性骨架现浇、在临时支墩上架设预制梁段等几种施工方法。其优点是施工最简单方便，能确保结构满足设计线形，但又适用于桥下净空低、搭设支架不影响桥下交通的情况。4647斜拉桥支架施工法(a)b悬臂法可以是在支架上修建边跨，然后中跨采用悬臂拼装法和悬臂施工的单悬臂法；也可以是对称平衡方式的双悬臂法：悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两种。48斜拉桥悬臂施工示意堤防中心1、第1孔合龙1、第5孔合龙3、第2孔合龙3、第4孔合龙4、中孔伸臂架设4、中孔伸臂架设5、第3孔合龙12345452115152、从桥墩进行伸臂架设2、从桥墩进行伸臂架设（a）（b）（c）（d）（e）南京长江二桥悬臂拼装施工南京长江二桥悬臂拼装施工武汉长江二桥武汉长江二桥施工武汉长江二桥施工桥塔处主梁零号块施工主梁合拢段的施工杨浦大桥施工57杨浦大桥施工58SunnibergBridges(Swiss)59Chesapeake&DelawareCanalBridge(USA1995)60Chesapeake&DelawareCanalBridge(USA1995)61塔梁临时固结为了保证大桥在整个梁部结构架设安装过程中的稳定、可靠、安全，要求施]二安装时采取塔梁临时固结措施，以抵抗安装钢梁桥面板及张拉斜拉索过程中可能出现的不平衡弯矩和水平剪力。中孔合龙为保证大格中孔能顺利合龙，根据以往斜拉桥的成功经验，一般选择自然合龙的方法。62三、斜拉索施工斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分，斜拉桥桥跨结构的重量和桥上活载，绝大部分或全部通过斜拉索，传递到塔柱上。在历史上，初始的斜拉桥曾采用铁链、铁连杆来制作拉索。现代斜拉索全部使用高强度钢筋、钢丝或钢绞线制作拉索。当代斜拉桥对托索的防护手段，随着材料和工艺的进步，也日趋简单有效。和过去相比，当代使用的斜拉索的特点是更轻、更强、更可靠。63钢索的种类、构造和性能钢索作为斜拉索的主体，必须用高强度的钢筋、钢丝或钢绞线制作。钢索主要有如下几种形式：(1)平行钢筋索；(2)平行(半平行)钢丝索；(3))平行(半平行)钢绞线；(4)单股钢绞缆；(5)封闭式钢缆。64斜拉索的类型65（a）（b）（c）（d）a）钢绞缆b）钢丝索c）钢绞线索d）封闭式钢缆斜拉索锚具种类斜拉索上的锚具，目前常用的有四种：热铸锚、镦头锚、冷铸镦头锚、夹片群锚。，前三种锚具都可以事先装固在拉索，称拉锚式锚具：配装夹片群锚的拉索，张拉时千斤顶直接拉钢索，张拉结束后锚具才发挥作用，听以夹片群锚又称拉丝式锚具。66(1)热铸锚将一个内壁为锥形的钢质套筒套在钢索上，然后将钢索端部钢丝敞开，在套筒内灌入熔融的低熔点合金，合金凝固后，即和散开的钢丝的套筒内形成一个头小尾大的塞子。(2)镦头锚取一根钢丝，穿过孔板后，将末端镦粗，由于镦出来的疙瘩头已通不过板上的孔眼，钢丝的拉力就可传递到孔板上。67(3)冷铸镦头锚冷铸锚具的构造和热铸锚具相似，只是在锚杯锥形腔的后部增设了一块钢丝定位板，钢索中的钢丝线通过锚杯啊，再各个穿过定位板上的对应孔眼镦头就位。锚杯中的空隙，用特制的环氧混合料填充，和锚杯中的钢丝结合成一个整体。(4)夹片群锚68挂索挂索是将斜拉索的两端，分别穿入梁上和塔上预留的索孔，并初步固定在索孔端面的锚板上。对于拉锚式锚具的斜拉索，可以借助卷扬机直接将锚具拉出索孔后固定。对于拉丝式锚具的斜拉索，要用辅助索辅助固定，然后逐根张拉到初应力，最后在整体张拉。69斜拉索张拉张拉可以在主塔一侧，也可在主梁一侧。应尽量采用两侧平衡张拉。一般采用千斤顶进行。也可采用将主梁前端拉起或顶起，安装锚具后放松临时索的方法。索力测量可以采用液压千斤顶油压表法、测力传感器法、频率测定法等等。70本节内容到此结束，谢谢观赏！71