斜拉桥的施工.ppt

2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 1 斜拉桥的施工 索塔施工 主梁施工 拉索施工索塔施工预制吊装混凝土塔 滑升模板浇筑 搭架现浇主梁施工大跨径 悬臂浇筑法 悬臂拼装法 小跨径 顶推法 搭架现浇法 平转法混凝土斜拉桥 施工挂篮主梁标高控制 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 2 斜拉桥的施工 拉索施工缆索 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 预应力混凝土杆件锚头 将拉索的张拉力传递给主梁和主塔早期 钢丝绳缆索使用热铸锚 高强钢丝和高强钢筋使用墩头锚 后来 冷铸锚HiAm锚 HighAmplitude 抗疲劳性能提高制索工艺 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 3 斜拉桥的施工 拉索的安装 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 单根缆索张拉工序较简单 可以一次张拉到设计吨位锚固 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 4 斜拉桥的施工 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 根据需要可安排一次乃至几次的索力调整 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 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 5 斜拉桥的施工 换索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 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 因此在设计时必须使拉索具有可更换性 可维护性设计 密索体系 逐根更换疏索体系 设置预埋件 使用施工临时索 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 6 斜拉桥的施工 钢索塔施工 预制拼装价格昂贵 养护要求高 吊装能力及施工精度要求高国外部分采用 国内没有出现工厂分段预制 现场安装两大施工阶段油漆涂装防锈 保用10年二层底漆 二层面漆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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 7 斜拉桥的施工 混凝土索塔施工八大部分组成 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 塔顶建筑塔柱施工 下塔柱 中塔柱 上塔柱支架法 滑模法 爬模法 翻模法节段施工节段长度 1 6m施工进度 1 0 1 5m 天 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 8 斜拉桥的施工 塔柱内设有劲性骨架工厂分段加工 现场超前拼装 精确定位供测量放样 立模 钢筋绑扎 斜拉索钢套管定位 承受部分施工荷载塔柱钢筋预制成型 现场安装大直径钢筋连接 冷挤压连接 直螺纹连接塔柱混凝土现场拌制 吊斗提送混凝土卧式泵泵送 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 9 斜拉桥的施工 索塔施工起重设备索塔施工属于高空作业 工作面狭小 工期影响全桥总工期制定索塔施工方案时 起重设备的选择与布置是关键满足 垂直运输 起吊荷载 吊装高度 起吊范围安装简单 安全可靠 经济指标大多采用 塔吊 辅以人货两用电梯 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 10 斜拉桥的施工 塔吊附着式自升塔吊起重力矩 600 2500KN m 起重力 100KN以上吊装高度 150m以上塔吊选择应考虑的因素 性能参数满足施工要求起重能力和生产效率满足进度要求 匹配合理 功能大小合适适应现场环境 便于进场 安装架设 拆除退场 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 11 斜拉桥的施工 人货两用电梯直爬式斜爬式组成部分 轨道架 轿箱 驱动机构 安全装置 电控系统 提升接高系统附着在塔柱上 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 12 斜拉桥的施工 主梁施工材料 钢主梁 混凝土主梁 钢 混凝土叠合梁 钢 混凝土混合梁截面 板式 箱形 形肋板式塔梁结合方式 漂浮体系 支承体系 塔梁固结体系 刚构体系 施工方法与梁式桥大致相同 可分为 顶推法 平转法 支架法 悬臂法等四种前三种很少用 主要用悬臂法 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 13 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 14 斜拉桥的施工 主梁施工临时固结 漂浮体系 支承体系塔梁墩固结体系不需要混凝土临时支座 粗螺纹钢筋锚固 20cm厚硫磺砂浆拆除也可设临时支承 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 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 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 15 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 16 斜拉桥的施工 混凝土主梁悬臂浇筑法混凝土斜拉桥主要施工方法考虑混凝土收缩 徐变 以及混凝土的超重 严格控制挂蓝立模标高相对悬臂拼装法 工期较长主梁悬臂浇筑分段一个索距 半个索距 两个索距 一般控制在4 8m 无索区主梁施工支架或托架上施工 预压 消除变形浇筑 施加预应力 拼装挂篮 进行悬臂浇筑 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 17 斜拉桥的施工 悬臂浇筑施工程序 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 18 斜拉桥的施工 悬浇挂蓝与一般梁式桥相比 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 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 挂篮形式很多 其中牵索式挂篮使用最为普遍 桁架式 钢箱式合龙段一天中最低温度时段进行 预顶 刚性骨架 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 19 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 20 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 21 斜拉桥的施工 混凝土主梁悬臂拼装法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 没有悬浇法使用广泛上下部平行施工 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 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 22 斜拉桥的施工 钢主梁悬臂拼装法钢桁架 钢箱工厂加工制作 现场吊装就位拼装节段长度以布置1 2根斜拉索为宜起重设备 悬臂吊机 缆索吊机 大型浮吊等 结合挂篮进行拼装合龙段施工 自然合龙 强迫合龙强迫合龙 合龙时间灵活 技术要求高 专门设计 分析计算 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 23 斜拉桥的施工 拉索施工高强钢丝 5mm 7mm 标准强度不低于1570Mpa钢铰线 12mm和 15mm锚具 热铸锚 镦头锚 冷铸镦头锚 夹片群锚平行钢丝索 冷铸镦头锚钢绞线 夹片群锚斜拉索防护 高密度聚乙烯材料 PE 物理性能好 耐气候性能强 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 24 斜拉桥的施工 斜拉索制作 以平行钢丝索为例工艺流程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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 25 斜拉桥的施工 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 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 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 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 26 斜拉桥的施工 斜拉索的防护高应力状态 对锈蚀比较敏感 应力腐蚀斜拉索的防护质量决定桥梁的安全和使用寿命临时防护 永久防护临时防护临时防护 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 钢丝镀锌不镀锌处理的钢丝 采取涂漆 涂油等措施 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 27 斜拉桥的施工 永久防护从拉索钢材下料到桥梁长期使用期间 应做永久防护满足 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 内防护 沥青砂 防锈脂 黄油 聚乙烯塑料泡沫 水泥浆等外防护 目前多用高密度聚乙烯套管法 PE防护 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 28 斜拉桥的施工 斜拉索的安装放索 立式转盘放索 水平转盘放索 转盘刹车装置 避免散盘 索在桥面上移动 滚筒法 移动平车法 导索法 垫层法塔部张拉 梁部张拉 两端张拉 常用 塔部一端张拉端部安装方法 大跨 高塔 密索斜拉桥锚固端 吊点法 吊机安装法张拉端 分步牵引法 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 29 斜拉桥的施工 吊点法 利用卷扬机组安装 分为 单吊点法 多吊点法拉索上桥后 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 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 多吊点法 吊点分散 弯折小 无需大吨位起重索 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 30 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 31 斜拉桥的施工 吊机安装法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 分步牵引法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 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 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 32 斜拉桥的施工 2020 1 6 武汉理工大学交通学院胡志坚 33 斜拉桥的施工 端部安装方法吊点法 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