斜拉桥施工(一)

中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部12008-11-17汇报人：许颖强预应力混凝土斜拉桥施工中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部22008-11-17目录一、斜拉桥简介二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工三、斜拉桥主梁预制悬拼施工四、平行钢丝斜拉索施工五、平行钢绞线斜拉索施工中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部32008-11-17一、斜拉桥简介90年代以来，我国在斜拉桥设计理论、施工技术、施工控制上飞速发展，修建了大量的斜拉桥，积累了丰富的经验。据统计，我国正在修建跨度大于400米的斜拉桥有34座，已建成通车20座，在建14座。武汉长江二桥南京长江三桥重庆大佛寺桥武汉白沙州大桥芜湖长江大桥一、斜拉桥简介中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1741、主梁形式斜拉桥主梁从材料上分主要有三大类：预应力混凝土主梁、钢—砼梁和钢结构主梁，其中钢结构主梁又划分为钢桁梁和钢箱梁两种。钢桁梁斜拉桥钢箱梁斜拉桥预应力混凝土梁斜拉桥一、斜拉桥简介中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1752、钢结构主梁施工方法钢结构主梁主要采用整体吊装和散拼施工钢桁梁整节段吊装钢箱梁吊装一、斜拉桥简介中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-176有两种施工方法：牵索挂篮悬浇施工和预制悬拼施工牵索挂篮悬浇施工主梁3、预应力混凝土主梁施工方法预制悬拼施工主梁一、斜拉桥简介中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-177中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部82008-11-17二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工1、总体施工顺序以牵索挂篮进行预应力混凝土斜拉桥主梁施工总体顺序为：塔下现浇段施工→牵索挂篮安装→主梁分段对称悬浇→边跨现浇段施工→边跨合拢段施工→中跨合拢段施工。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-179二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工挂篮悬臂现浇施工与普通挂篮相比，牵索挂篮是将传统的后支点悬臂挂篮改变为前后两个支点简支挂篮。牵索挂篮包括：承重平台、牵索及锚固系统、吊挂升降及走行系统、抗剪系统及锁定微调系统、安全护栏等。其总重通常控制在灌注节段重量的0.3～0.5倍。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1710二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工2、主梁牵索挂篮的特点及结构形式挂篮立体模型挂篮施工安装方法：施工支架上安装地面或船上拼装整体起升中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1711二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工3、主梁牵索挂篮的安装支架上拼装整体起升4.1挂篮称重挂篮拼装完成后，对挂篮称一次重。4.2挂篮提升试验通过液压千斤顶与螺旋支顶交替作业顶升挂篮吊带进行挂篮提升试验。一套挂篮4根吊带同步进行提升，如提升高度较大时，要采取提升吊带和降低后横梁反顶装置交替进行。挂篮提升到位后将挂篮定位锁定。4.3挂篮静载试验步骤及要求试验荷载:G0/3，2G0/3，1.1G0,1.0Gmax（对称加载，对称卸载)测试内容：主梁线形，塔变位，索力，挂篮纵、横梁及吊带变形，局部焊缝和螺栓的安全状态等。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1712二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工4、主梁牵索挂篮静载试验挂篮组拼或走行到位→精确定位→调整前端底模标高→模板安装→钢筋和预埋件安装→预应力体系安装→索道管安装→斜拉索挂设和张拉→节段混凝土灌注和养护→预应力张拉→孔道压浆及封端→体系转换及永久索张拉→挂篮下降中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1713二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工5、悬浇施工工艺流程6.1精确定位在挂篮平台上设纵、横向微调装置处，安装小型手动千斤顶，调整挂篮平台底模的中线、里程、使模板精确定位。为确保挂篮底模与已浇节段混凝土底面密贴，两者之间加垫宽200mm，厚4～6mm的泡沫橡胶带，避免该处露浆。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1714二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工6、施工重点挂篮调整6.2线形控制主梁施工过程中存在控制变量的动态连续变化与理论计算按照工况而引起相对静止、片面、间断之间的矛盾。当已成梁段前端有一标高误差存在时，将在待浇梁段前点产生两倍的标高误差，这些误差构成因素包括：临时荷载变化、日照温差、挂篮刚度差别和已成梁段的误差等。对于大跨度预应力混凝土斜拉桥，施工过程中应同时考虑混凝土徐变的影响。由于混凝土徐变，主梁的挠度增大，且越是到跨中，徐变变形越大，主梁变形后又引起斜拉索的索力变化，故对于大跨度预应力混凝土斜拉桥，必须进行徐变分析，只有对斜拉桥的索力和混凝中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1715二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工土主梁的变形进行精确的计算分析后，才能避免悬臂施工到跨中合龙时，造成两端悬臂端难以对中情况，从而保证斜拉桥的成桥内力和线形满足设计要求。施工过程中通过对主梁主梁标高和斜拉索索力的实测值进行结构主要基本设计参数的识别，辨别设计值与实际值产生偏差的主要原因，从而修改最初设计的“轨道”，达到标高和索力双控的目标。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1716二、斜拉桥主梁挂篮悬臂现浇施工中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部172008-11-17三、斜拉桥主梁预制悬拼施工预制台座→主梁预制→梁块运输→梁块起吊、试拼胶拼（湿接)缝施工→预应力张拉、压浆、索力调整→斜拉索安装、张拉吊机走行→下一节段施工→合龙段施工→全桥索力调整中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1718三、斜拉桥主梁预制悬拼施工1、主梁预制悬拼工艺流程2.1概述用于预制悬拼的主梁应提前预制，在预制梁场的存放时间应满足设计要求。预制梁块在预制场可采用短线法、半长线法、长线法制造。预制悬拼的桥梁湿接缝应按照设计要求设置，以便更好地调整线型。2.2预制台座制梁台座的设置数量由预制梁场大小、制梁周期、存梁周期、吊装进度等结合经济因素综合考虑确定。预制台座线形应在理论线形的基础上设置预拱度，以消除混凝土收缩徐变的影响。底模在反复使用过程中，每进入一个新的预制单元，需对底模线形进行检验，及时调整偏差。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1719三、斜拉桥主梁预制悬拼施工2、主梁的预制2.3匹配面梁块匹配预制时，将前一块梁的端面（贴隔离层或涂隔离剂)作为后一梁块的端模，使梁的接缝面完全吻合，此接缝的两个梁端面称为匹配面。在匹配面间设置隔离层前，应先模拟施工条件，在现场作工艺性实验，观察隔离和清洗效果。2.4梁体的保护在把预制好的主梁与其它梁脱离开时，对于锚槽及其周围易损地方，剪力键、剪力槽棱角混凝土易破坏的地方，应注意加强保护。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1720三、斜拉桥主梁预制悬拼施工3.1简述主梁吊装悬拼工作是在主梁0#块（一般为支架法现浇施工)施工完成后进行的。为保证斜拉桥在主梁吊装悬拼施工状态下的稳定性，在主梁吊装悬拼前应将塔、梁间临时固结锁定。施工准备（梁体检查)→梁块运输→梁块起吊、试拼→湿接缝施工→预应力张拉、压浆、索力调整→斜拉索安装（根据监控调整)→监控→吊机走行……→合龙段施工→合龙后主梁预应力张拉、压浆→全桥索力调整。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1721三、斜拉桥主梁预制悬拼施工3、主梁的吊装悬拼3.2架梁吊机架梁吊机应根据最大施工荷载进行设计。架梁吊机的设计参数如下：1)、架梁吊机总重控制在设计限重之内；2)、走行和悬拼施工时的抗倾覆稳定系数：不小于2.0；3)、自锚固系统的安全系数：不小于2.0。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1722三、斜拉桥主梁预制悬拼施工3.3主梁悬拼起吊梁块试拼，试拼合格且涂胶完成后，梁块退回至拼装位置，精确对位后张拉主梁纵向预应力，使胶拼材料在压力状态下固化。可以通过以下手段实现梁块的全方位位置调整：通过吊架两侧提升设备的同步升降调整梁块的高程位置，通过两侧提升设备的不同步升降调整梁块的横桥向高差，通过吊挂在吊架和梁块之间的倒链调整梁块顺桥向的扭角，通过在起吊梁和已拼梁块之间设置千斤顶调整起吊梁块的顺桥向位置。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1723三、斜拉桥主梁预制悬拼施工3.4湿接缝施工在干拼梁块一定距离后需用现场浇筑的湿接缝对梁块进行拼接。采用湿接缝的主要目的为调整梁体线型。因此，湿接缝后的第一个梁块定位显得十分重要。其高度、纵轴线、仰角、水平扭角应符合监控部门的要求。3.5主梁合龙的原则合龙前两悬臂端高差需严格控制，高差过大时可根据设计监控要求的调整办法使高差调整到允许范围。用临时钢支撑（必要时加临时预应力)进行临时锁定，随即解除塔、梁间临时约束，进行体系转换。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1724三、斜拉桥主梁预制悬拼施工中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部252008-11-17四、平行钢丝斜拉索施工1.1斜拉索的组成平行钢丝索由专业缆索生产厂家制成成品斜拉索，经卷盘后运至施工现场挂设、张拉。成品斜拉索一般由索体及其两端的冷铸锚组成，索体由紧密排列并经左旋扭绞的钢丝束、束外缠绕细钢丝或纤维增强聚脂带、外挤聚乙烯护套形成。1.2斜拉索的验收验收标准：成品斜拉索应组织验收，验收依据设计图纸、《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》(GB／T18365-2001)、《公路斜拉桥设计规范》（JTJ207-96)等相应规范或标准。验收项目：相应技术资料和外观检查。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1726四、平行钢丝斜拉索施工1、简介2.1挂索方案常用的挂索施工方案一般有三种：1)、先装梁端，再牵引安装塔端这种挂索方法常用于主梁为预制安装或梁端没有操作条件、而塔端有操作净空的斜拉桥。挂设原则是：先利用塔上起吊设备将缆索锚头提升到距塔上索道管一定高度，再将梁端缆索锚头安装到位，最后塔端锚头利用软、硬牵引装置牵引到位。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1727四、平行钢丝斜拉索施工2、斜拉索的挂设2)、先装塔端，再牵引安装梁端这种挂索方法适用于主梁采用支架法或挂篮悬浇法施工且塔端没有足够的操作净空的情况。挂设原则是：先挂塔端，利用塔上起吊设备使缆索锚头在塔端锚固板上戴上螺母，再挂缆索梁端，梁端缆索锚头上按要求安装好张拉杆及牵引杆，通过牵引杆分步牵引缆索安装到位。3)、先接长安装一端，待牵引安装另一端到位后再将先接长的一端牵引到位这种方法适用于塔梁两端都具有施工操作条件的情况。挂索设计条件相应宽松，经济效益明显。挂索方法应服从于全桥上部结构施工的总体方案和步骤安排。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1728四、平行钢丝斜拉索施工2.2索力控制缆索初始安装状态的索力以及后期索力的调整是根据主梁施工监控的要求确定。常规的索力控制点为:1)、卷扬机牵引拉力；2)、软牵引至拉索两端带帽索力；3)、牵索挂篮施工预抛索力；4)、牵索挂篮体系转换索力；5)、斜拉索永久索力。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1729四、平行钢丝斜拉索施工2.3索长的确定成品索索长是指在设计温度时无应力状态下缆索锚头端部至锚头端部之间的长度。设计单位已给出的成索索长是在设计温度下，已扣除了设计索力时弹性变形及计入设计状态垂度等因素的影响的索长，而在施工过程中，挂索牵引力和临时锚固锚索力都小于设计索力，此时斜拉索的弹性伸长相对较小而垂度影响相对较大。挂索计算中应计入温度变化对索长的影响，索头自重对索垂度的影响，以及索在塔、梁锚垫板处实为非固定点等情况对索长的影响。中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部2008-11-1730四、平行钢丝斜拉索施工2.4缆索挂索施工顺序：挂索准备工作→缆索起吊和放盘→安装张拉杆与起吊夹具→塔端索头提升→梁端（塔端)锚头安装到位→塔端（梁端)牵引作业牵引力必须小于牵引杆允许拉力的1/2。在梁端锚头安装钢护套夹具应型号正确、夹紧。中铁大桥局股份有限公司