《斜拉桥的施工》PPT课件.ppt

斜拉桥的施工 n索塔施工，主梁施工 ，拉索施工 n索塔施工 n预制吊装 n混凝土塔：滑升模板浇筑，搭架现浇 n主梁施工 n大跨径：悬臂浇筑法、悬臂拼装法、 n小跨径：顶推法，搭架现浇法，平转法 n混凝土斜拉桥：施工挂篮 n主梁标高控制 Date1武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n拉索施工 n缆索。PPWS索、封闭式钢索；现场 编制的预应 力钢丝索及钢绞线索、高强度钢筋、型钢、预应 力混凝土杆件 n锚头。将拉索的张拉力传递给主梁和主塔 n早期：钢丝绳缆索使用热铸锚；高强钢丝和高强钢筋使 用墩头锚。 n后来：冷铸锚HiAm锚（High Amplitude） 抗疲劳性能提高 n制索工艺。 n钢丝除锈、调直、应力下料、涂漆、穿锚、浇锚、烘锚 、防腐、超张拉、标定。 Date2武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n拉索的安装。 n将制好的拉索，借助起重工具吊起，与梁、塔上的锚碇 结构连接；或穿过塔、梁上的预留孔道后进行张拉并锚 固 n缆索张拉。穿索后，在索端锚头上安装张拉连杆 及张拉千斤顶，实施张拉。 n单根缆索张拉工序较简单，可以一次张拉到设计吨位锚 固。 n多根缆索较为复杂，因各索之间互有影响。若按设计吨 位张拉各索，张拉完毕索力必 然小于设计吨位。为此， 可在设计时先计算出后张拉索使先张拉好的索损失多少 张拉力，然 后在设计吨位上加上这部分损失值，进行超 张拉。这样，当各索张拉完毕时，正确的设计初拉力也 就建立起来了。 Date3武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n索力调整。广义的索力调整是指拉索在完 成初张拉以后的再次张拉，它 可以在施工 中的某个阶段，也可以在成桥后甚至通车 后若干时间再进行。 n根据需要可安排一次乃至几次的索力调整。 n施工中的索力调整，主要是因为设计的张拉力 与施工的张拉力之间的矛盾所致。因而有必要 在整个施工过程中对拉索进行分期分批的张拉 。从而 使施工中各阶段的索力均为理想的值， 并且完工后的索力也是符合要求的。 n成桥后的索力调整可以用来调整结构的受力状 况，或用来调节梁、塔的标高和位移。 Date4武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n换索 n尽管防锈材料和防护技术有了很大进步，但是柔性索的 防护技术还不能说有绝对把握了。 一旦拉索因锈蚀而无 法继续使用时，就不得不进行更换。 n还有外部的、机械的损伤，如车辆撞坏的可能性等，也 会导致拉索需要更换。 n因此在设计时必须使拉索具有可更换性（可维护性设计 ）。 n密索体系：逐根更换 n疏索体系：设置预埋件，使用施工临时索 Date5武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n钢索塔施工：预制拼装 n价格昂贵，养护要求高，吊装能力及施工精度要 求高 n国外部分采用，国内没有出现 n工厂分段预制，现场安装两大施工阶段 n油漆涂装防锈：保用10年 n二层底漆，二层面漆 n其中三层由工厂涂装，最后一道面漆由现场安装 单位涂装完成 Date6武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n混凝土索塔施工 n八大部分组成：基础，承台，下塔柱，下横梁， 中塔柱，上横梁，上塔柱拉索锚固区段，塔顶建 筑 n塔柱施工：下塔柱，中塔柱，上塔柱 n支架法，滑模法，爬模法，翻模法节段施工 n节段长度：16m n施工进度：1.01.5m/天 Date7武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n塔柱内设有劲性骨架 n工厂分段加工，现场超前拼装，精确定位 n供测量放样、立模、钢筋绑扎、斜拉索钢套 管定位，承受部分施工荷载 n塔柱钢筋 n预制成型，现场安装 n大直径钢筋连接：冷挤压连接，直螺纹连接 n塔柱混凝土 n现场拌制、吊斗提送 n混凝土卧式泵泵送 Date8武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n索塔施工起重设备 n索塔施工属于高空作业，工作面狭小，工期影响 全桥总工期 n制定索塔施工方案时，起重设备的选择与布置是 关键 n满足：垂直运输，起吊荷载，吊装高度，起吊范 围 n安装简单，安全可靠，经济指标 n大多采用：塔吊，辅以人货两用电梯 Date9武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n塔吊 n附着式自升塔吊 n起重力矩：6002500KNm ， n起重力：100KN以上 n吊装高度：150m以上 n塔吊选择应考虑的因素： n性能参数满足施工要求 n起重能力和生产效率满足进 度要求，匹配合理，功能大 小合适 n适应现场环境，便于进场、 安装架设、拆除退场 Date10武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n人货两用电梯 n直爬式 n斜爬式 n组成部分：轨道架，轿箱， 驱动机构，安全装置，电控 系统，提升接高系统 n附着在塔柱上 Date11武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n主梁施工 n材料：钢主梁，混凝土主梁，钢混凝土叠 合梁，钢混凝土混合梁 n截面：板式，箱形， 形肋板式 n塔梁结合方式：漂浮体系，支承体系，塔梁 固结体系，刚构体系。 n施工方法 n与梁式桥大致相同，可分为： n顶推法，平转法，支架法，悬臂法等四种 n前三种很少用，主要用悬臂法 Date12武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date13武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n主梁施工临时固结-漂浮体系，支承体系 n塔梁墩固结体系不需要 n混凝土临时支座，粗螺纹钢筋锚固，20cm厚 硫磺砂浆拆除 n也可设临时支承，与临时支座共同承担施工 反力。临时支承用钢管或钢护筒，下端锚固 于下塔柱的预埋件上。 n不对称主梁，拆除临时支承时，漂浮体系会 向岸侧移动，索力重新分配，容易引起事故 ，应特别注意。 n当0号块尚在支架上即已安装1号块和1号索时 ，经计算可不设临时支承，只设简单约束。 Date14武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date15武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n混凝土主梁悬臂浇筑法 n混凝土斜拉桥主要施工方法 n考虑混凝土收缩、徐变、以及混凝土的超重，严 格控制挂蓝立模标高 n相对悬臂拼装法，工期较长 n主梁悬臂浇筑分段 n一个索距，半个索距，两个索距。一般控制在4 8m。 n无索区主梁施工 n支架或托架上施工，预压，消除变形 n浇筑，施加预应力，拼装挂篮，进行悬臂浇筑 Date16武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n悬臂浇筑施工程序 Date17武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n悬浇挂蓝 n与一般梁式桥相比，斜拉桥主梁高跨比较小，梁 体纤细，抗弯能力差，如果使用传统挂篮，就会 因挂篮自重大而导致梁塔和拉索截面设计由施工 内力控制，显得很不经济。 n施工中可以利用斜拉桥结构本身特点，充分发挥 斜拉索的效用，尽量减轻施工荷载。 n挂篮形式很多，其中牵索式挂篮使用最为普遍。 n桁架式，钢箱式 n合龙段 n一天中最低温度时段进行，预顶，刚性骨架 Date18武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date19武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date20武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n混凝土主梁悬臂拼装法 n先在塔柱区现浇一段放置起吊设备的起始梁段， 然后用适宜的起吊设备从塔柱两侧依次对称安装 预制节段，使悬臂不断伸长直到合龙。 n没有悬浇法使用广泛 n上下部平行施工，缩短工期，减少高空作业，收 缩徐变影响小，几何尺寸、混凝土质量容易保证 。 n预制场地，运输、起吊设备，安装精度，混凝土 强度指标因接缝削弱需要折减。 Date21武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n钢主梁悬臂拼装法 n钢桁架，钢箱 n工厂加工制作，现场吊装就位 n拼装节段长度以布置12根斜拉索为宜 n起重设备：悬臂吊机，缆索吊机，大型浮吊等。 n结合挂篮进行拼装 n合龙段施工：自然合龙，强迫合龙 n强迫合龙：合龙时间灵活，技术要求高，专门设 计、分析计算。 n自然合龙：设定合龙温度，计算合龙段长度，阴 天或夜晚温度变化缓慢。温度急剧变化前完成主 梁间节点连接和梁塔连接装置。 Date22武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n拉索施工 n高强钢丝：5mm7mm，标准强度不低于 1570Mpa n钢铰线： 12mm和15mm n锚具：热铸锚，镦头锚，冷铸镦头锚，夹片群锚 n平行钢丝索：冷铸镦头锚 n钢绞线：夹片群锚 n斜拉索防护：高密度聚乙烯材料（PE）物理性能 好，耐气候性能强 Date23武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n斜拉索制作，以平行钢丝索为例 n工艺流程 n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铰角）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 Date24武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n精下料后的钢丝索，装锚前将端头塑料护套层剥 除，顺序套上连接筒和锚环后，再逐根穿过定位 板上的对应孔眼，镦头就位。杯头中的空隙，注 入液态混合填料振实。混合料固化后，钢丝和锚 杯牢固连成一体。 n混合填料可以使用环氧树脂等有机结合剂，再加 入铸钢丸，铸钢丸在混合料中构成承受骨架，同 时也要求混合料有良好的流动性，以利浇注。 n硬化后的混合料应具有足够的强度和温度稳定性 ，以确保锚具功能。 n在冷铸锚中，锚板只承受钢索的部分拉力，大部 分的锚固力来自混合料对钢丝的粘结的握裹，以 及锚杯为锥形内腔的楔形效应。 Date25武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n斜拉索的防护 n高应力状态，对锈蚀比较敏感-应力腐蚀 n斜拉索的防护质量决定桥梁的安全和使用寿命 n临时防护，永久防护 n临时防护 n临时防护：钢丝或钢铰线从出厂到开始永久防护 的一段时间内，所需要的防护。 n钢丝镀锌 n不镀锌处理的钢丝，采取涂漆、涂油等措施 Date26武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n永久防护 n从拉索钢材下料到桥梁长期使用期间，应做永久 防护 n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 n包括：内防护，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 。 n内防护：沥青砂，防锈脂，黄油，聚乙烯塑料泡 沫，水泥浆等 n外防护：目前多用高密度聚乙烯套管法（PE防护 ） Date27武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n斜拉索的安装 n放索：立式转盘放索，水平转盘放索。转盘刹车 装置，避免散盘。 n索在桥面上移动：滚筒法，移动平车法，导索法 ，垫层法 n塔部张拉；梁部张拉；两端张拉。常用：塔部一 端张拉 n端部安装方法-大跨、高塔、密索斜拉桥 n锚固端：吊点法，吊机安装法 n张拉端：分步牵引法 Date28武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n吊点法： n利用卷扬机组安装。分为：单吊点法，多吊点法 n拉索上桥后，从索塔孔道中放下牵引绳，连接拉 索的前端，在离锚具下方一定距离设一个（多个 ）吊点。索塔吊架用型钢组成支架，配置转向滑 轮。当锚头提升到索孔位置时，牵引绳与吊绳配 合调节，将锚头准确牵引至索塔孔道内，穿入锚 头就位固定。 n单吊点法：施工简便，迅速，所需起重索拉力大 ，斜拉索在吊点处折角较大。适应于柔性短拉索 。 n多吊点法：吊点分散，弯折小，无需大吨位起重 索。 Date29武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date30武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n吊机安装法 n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 。 n分步牵引法 n首先用大吨位的卷扬机将索的张拉端从桥面提升 到预留孔外，然后用穿心式千斤顶将其牵引至张 拉锚固面。 n牵引过程第一步，采用柔性张拉杆-钢铰线束， 利用两套钢铰线夹具系统交替牵引；第二步，随 着索力逐渐增大，采用刚性张拉杆牵引到位。 Date31武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 Date32武汉理工大学 汪国相 斜拉桥的施工 n端部安装方法 n吊点法（锚固端）：在梁上放置转向滑轮 ，牵引绳从套筒中伸出，用吊机将索吊起 后，随锚头逐渐地牵入套筒，缓缓放下吊 钓，向套筒中平移，直至将锚头