文稿-自锚式悬索桥.doc

文稿自锚式悬索桥目 录自锚式悬索桥施工1一、前言11.概况：12.自锚式悬索桥结构受力及施工特点概述13.发展历程：3二、施工工艺方法及其重点61.主塔施工：62.鞍部施工：63.加劲梁施工：74.锚跨/锚块施工105.主缆施工：106.主缆吊杆施工11三、监理质量控制重点及措施131.悬索桥锚跨/锚碇施工142.悬索桥塔柱施工监理要点153.悬索桥钢箱梁的制作174.悬索桥钢箱梁的安装215.悬索桥主缆系统制作安装266.大跨度自锚式悬索桥施工监测监控和吊杆的加载控制337. 自锚式悬索桥施工质量标准3638自锚式悬索桥施工一、前言悬索桥的桥面支承在悬吊的主缆上，而主缆则一般锚固于巨大的地下锚碇。相对地锚式悬索桥而言，如果将主缆直接锚固在加劲梁端部，从而取消了庞大的锚碇，就成为自锚式悬索桥。对于地基基础很差的地区可采用自锚式体系代替地锚式体系建造悬索桥。1.概况：自锚式悬索桥的加劲梁大多采用钢结构，如1990年通车的日本此花大桥，韩国永宗悬索桥、美国旧金山奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥等。我国近十年发展很快，2000年来我国已相继建成二十余座风格各异的自锚式悬索桥，加劲梁分别采用钢桁梁、钢箱梁和混凝土梁。例如广东佛山平胜大桥，2006年10月建成，独塔单跨四索面自锚式悬索桥，主跨350米跨径为同类型桥梁世界第一，钢箱加劲梁采用顶推施工；河南桃花峪黄河大桥主跨达406m，2010年3月开工，预计2013年6月建成，钢箱加劲梁、边锚固跨采用混凝土，后改为钢锚梁；在建的哈尔滨松花江大桥和即将开工的武汉市江汉六桥则为钢-混凝土组合梁。中国大连金石滩金湾桥是世界上第一座钢筋混凝土加劲梁的自锚式悬索桥，于2002年7月建成，此后吉林、辽宁、浙江又有多座钢筋混凝土自锚式悬索桥相继设计和建造。2.自锚式悬索桥结构受力及施工特点概述自锚式悬索桥结构是主缆通过自身结构体系的锚梁和加劲梁锚固并承受和分布主缆反力的悬索桥结构。由于主缆锚固于加劲梁端的锚梁而无需建造强大的、占地面积很大的重力式锚碇，故适于城市较狭窄地面，跨越不大于500m的的河流与道路。并且易于做得造型优美，成为城市的标志景点。自锚式悬索桥加劲梁须承受主缆水平反力，由于锚梁承受或分布主缆纵向力和竖向力，加劲梁及锚梁截面须设计的相对强大，锚梁构造复杂并同时具有主缆锚固区段的前、后锚面的构造和功能。自锚式悬索桥形成恒载状态的施工过程，必须在锚梁及加劲梁施工完成并实现锚梁与加劲梁锚固连接施工之后。加劲梁须采用支架上安装施工或采用设置临时墩顶推就位；在锚梁及加劲梁施工之后，再进行鞍座安装、主缆安装及调股、张拉及索夹安装、吊索系统安装及张拉等；通过分批、分级张拉吊索、加劲梁脱架、精确调整加劲梁线形及吊索力，实现自锚式悬索桥恒载状态。自锚式悬索桥吊索的安装和张拉是主缆与加劲梁从单独受力转成共同受力的体系转换过程，是自锚式悬索桥区别于一般悬索桥的主要特点之一，也是自锚式悬索桥的控制重点。1）优点：不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。因受地形限制小，可结合地形灵活布置，既可做成双塔三跨的悬索桥，也可做成单塔双跨的悬索桥；保留了传统悬索桥的外形，在中小跨径桥梁中是很有竞争力的方案。加劲梁的刚度大。采用钢筋混凝土加劲梁，承受主缆传递的压力，刚度会提高，大大节省预应力构造体系，同时也避免了钢加劲梁在较大轴向力下容易压屈的缺点。采用混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高的缺点，能取得很好的经济效益和社会效益。由于采用钢筋混凝土材料造价较低，结构合理，桥梁外形美观，所以不只局限于在地基很差、锚碇修建困难的地区采用。2）自锚式悬索桥也不可避免地有其自身的缺点：由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受了很大的轴向力，为此需加大梁的截面，对于钢结构的加劲梁则造价明显增加，对于混凝土材料的加劲梁则增加了主梁自重，从而使主缆钢材用量增加，所以跨径受到限制。自锚式悬索桥的施工顺序和地锚式悬索桥有着很大的区别: 必须在加劲梁、桥塔做好之后才能架设主缆，将主缆锚固于梁端后再安装吊索、张拉吊杆最终形成自锚式悬索桥。施工步骤受限制，需要搭建大量临时支架、设置导梁等以安装加劲梁。所以自锚式悬索桥若跨径增大，其额外的施工费用就会增多。无论采用钢导管散开锚固或是直接锚固、环绕式锚固等，锚固区局部受力复杂，锚跨结构复杂，高空施工（相对于地锚）难度较大。与地锚式悬索桥不同，由于先梁后缆，建造桥面系必须进行体系转换，并通过吊杆张拉对主梁进行强制性线性调整。在此过程中，主缆非线性的影响很大，使得吊杆张拉时的施工控制比较复杂。3）受力分析自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传至主缆，主缆承受拉力，而主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。自锚式悬索桥中的主梁具有一定抗弯刚度、与主缆共同承受活载。主缆拉力的水平分力在桥梁的上部结构中产生压力，其垂直分力将使桥梁的两端产生上拔力。为抵抗这种上拔力，可增加主缆锚固区重量，或在锚块处设置拉压支座，还可在主桥端部设置牛腿，将引桥的重量压在主梁上。当主梁采用混凝土材料时，必须计入混凝土的收缩/徐变等非线性因素的影响，这就使得混凝土自锚式悬索桥的受力较钢桥更为复杂。在钢箱梁采用顶推施工时，钢箱梁截面会受到较大的反复附加应力，其中一部分附加应力并可能残留到运营阶段。3.发展历程：19世纪后半叶，自锚式悬索桥最早构思于奥地利和美国（1867）、出现于波兰（1870约瑟夫.朗金）；到20世纪，自锚式悬索桥已经在德国兴起，1915年起建成了主跨185m科隆莱茵河桥，美国宾夕尼亚州的匹兹堡跨越阿勒格尼河的3座桥和日本东京清洲桥，在20世纪30年代，美国德国修建了许多座自锚式悬索桥，其中1929年建成主跨315m科隆-米尔海姆桥。20世纪90年代起，又掀起修建自锚式悬索桥的热潮。1）国外现代自锚式悬索桥有：日本此花大桥： 1990年通车，跨径布置为（120+300+120）m，是现有最大跨径的自锚式悬索桥。该桥采用单主缆，用PWS法施工，吊索做成倾斜形，构成三角形吊杆，体现了英国式悬索桥的特点。人字形上塔柱要在加劲梁节段架设后才能安装。韩国永宗大悬索桥：位于高速公路上，是世界上第一座双层行车的公铁两用自锚式县索桥。跨径布置为125+300+125m，1999年建成。加劲梁三跨连续，其腹板及行驶铁路部分的下层为桁架。梁8个节段用浮吊架设，全部放在临时排架或塔上，然后安设吊索。美国旧金山奥克兰海湾新桥：原计划20世纪30年代中期修建，主航道桥为自锚式悬索桥，跨径为385+180m，。其它自锚式悬索桥：Sorok岛桥是韩国与Geogcum岛连接本土的桥梁，主跨250m、边跨2*110 m，钢箱加劲梁，H形桥塔。1996年J.F.Klcin介绍一种自锚式悬索桥方案，跨径布置为303m+950m+303m，采用单主缆，主跨跨中约200m长的主缆与梁固结，主缆截面沿桥梁可变、大大节省主缆造价。2）国内自锚式悬索桥发展落后于国外，近十年发展很快，2001年来我国已相继建成二十余座风格各异的自锚式悬索桥。跨度不断刷新，结构形式更加多样化。大连金石滩金湾悬索桥：2002年7月在大连建成，主桥为自锚式混凝土悬索桥，主缆直接锚固于加劲梁的两端，加劲梁采用钢筋混凝土边主梁形式，施工主要工序为：钻孔桩基础；浇筑桥墩桥塔；搭设临时支架，支架上浇筑加劲梁；加劲梁达到强度后挂主缆，上索夹，张拉吊杆。浙江省平湖市海盐塘桥：主跨跨径组合为（30+70+30）m，主缆锚于梁端，不需锚碇；主梁采用钢筋混凝土箱梁，利用主缆的水平分力，为主梁施加免费预应力，主梁内不再配置预应力钢束；塔顶不设置鞍座，主缆直接锚固在塔顶上。这种桥型结构新颖，造型美观，结构轻巧，构件受力合理，用材经济，造价比同等跨径的预应力混凝土连续梁桥、部分斜拉桥都要低，桥型在中小跨径内非常具有竞争力。佛山平胜大桥， 2006年10月28日建成，独塔单跨四索面自锚式悬索桥，主跨350米跨径为同类型桥梁世界第一，钢箱加劲梁采用顶推施工。常州龙城大桥全长665.06m，主桥采用拱门独塔三跨72+114+30m自锚式悬索斜拉协作体系，空间悬索斜拉协作体系为国内首创，2008年1月建成。杭州钱塘九桥（江东大桥）由两座跨径83+260+83m自锚式空间缆系悬索桥组成，2005年12月28日开工，2008年12月26日建成通车。其空间缆自锚式悬索桥结构、树脂沥青组合体系钢桥面铺装、五段连续曲线顶推安装钢箱梁、五轴联动数控等多项大桥设计、施工技术均实现了国内首创。南昌洪都大桥通航孔桥为85+195+85m独柱双塔、三跨单索面、钢加劲梁自锚式悬索桥，钢主梁采用顶推法施工，主缆锚固区钢箱内填充混凝土，国内首次采用。2006年10月开工，2009年2月竣工。钢主梁采用搭建临时支架顶推安装，顶推过程中梁体截面要承受正负交替出现的弯矩，施工工艺复杂，要充分计算并控制钢箱梁的安全性、局部稳定性和抗倾覆性。其他自锚式悬索桥：近几年相继建成的有序号桥名建成年份跨径（m）主桥加劲梁类型备注绍兴滨海大桥77.8+188+77.8钢箱梁绍兴市解放路3号桥200678+180+78混凝土天津富民海河大桥200786.4+157.08钢箱双主梁长沙三叉矶湘江大桥200770+132+328+132+70三室钢箱梁安庆庆丰大桥2008110+280+110四室钢箱梁辽宁朝阳黄河路大桥200873+180+73混凝土北京昌平南环大桥200870+175+70钢梁杭州江东大桥2009两座83+260+83分离双钢箱梁钱塘江九桥广州猎德大桥201047+167+219+47钢箱梁青岛海湾大桥大沽河航道桥201180+260+190+80分离双钢箱梁恩施红旗桥2011总长340.6米，主跨152米预应力混凝土凯旋门式索塔正在施工的有：福州市螺洲大桥北汊主桥，采用三塔自锚式钢箱梁悬索桥，桥跨布置为80+2168+80m；福州市鼓山大桥，主桥为50+150+235+35m 的自锚式钢箱梁悬索桥；哈尔滨三环路跨松花江大桥跨度组成为46m+108m+248m+108m+46m，是国内跨度最大的自锚式钢-混凝土组合梁悬索桥，主跨及边跨主梁为钢-混凝土组合梁。组合梁由2根钢主系梁、横梁和小纵梁组成的钢桥面系与混凝土桥面板形成整体组合截面。河南桃花峪黄河大桥，跨度组成为20+160+406+160+20m的自锚式悬索桥，为我国目前超长跨度的自锚式悬索桥，按监理招标文件，主跨及边跨主梁为钢-混凝土混合梁，主跨为钢箱梁、两端为双悬臂混凝土梁。强大的主缆两端锚固于主梁两端的混凝土锚跨上，锚跨两侧锚固纵梁及散索鞍座、主缆锚固区的结构构造是本桥设计的重大创新之处，也是施工主要难点。封闭箱型钢加劲梁全长766m，顶推施工。武汉市江汉六桥，跨度组成为（50+55+110+252+110+55+50）m的自锚式悬索桥，吊索采用钢绞线形式，加劲梁在主缆锚固部分采用混凝土梁，其余部分均采用钢-砼结合梁。二、施工工艺方法及其重点自锚式悬索桥的主缆是直接锚固在加劲梁端部的锚锭上，这使得自锚式悬索桥的施工顺序是主塔施工后先组装加劲梁，等到加劲梁组装完成后再挂设主缆，最后才能张拉吊杆。以河南桃花峪黄河大桥主桥为例，其主要施工流程为：施工准备栈桥施工基础施工桥塔施工搭建顶推平台和临时墩钢箱梁顶推（同时架设两侧钢锚梁）钢箱梁合龙主缆施工桥面系施工（安装索夹、吊索，张拉吊索、完成体系转换）大型临时设施拆除。1.主塔施工：与一般悬索桥基本相同。1）悬索桥一般主塔较高，塔身大多采用翻模法分段浇筑，在主塔横桥向连结板的部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑，以方便索鞍及缆索的施工。2）主塔的施工控制主要是垂直度监控，每段混凝土施工完毕后，在第二天早晨8：00至9：00间温度相对稳定时，利用全站仪对塔身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工，应避免在温度变化剧烈时段进行测试。3）随时观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。4）主塔施工应根据计算设置一定预抛高。一般在塔顶节段设置。5）主塔应力测点埋设应在薄弱截面的抗弯惯性矩远端埋设，由于测点损坏后无法补设，应尽量多埋设几个作为预留，施工中各测点极易损坏。2.鞍部施工：1）塔顶鞍座应根据确定的张拉工艺设置一定预偏量。自锚式悬索桥的塔顶鞍座预偏量较大，预偏量的设置和调整问题也更加重要。2）检查钢板顶面标高，符合设计要求后清理表面和四周的销孔，吊装就位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理，安装索鞍主体。3）索鞍由索座、底板、索盖部分组成，索鞍整体吊装和就位困难；可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm标高误差最大值3mm.吊装入座后，穿入销钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。3.加劲梁施工：3.1钢箱加劲主梁一般采用预制节段大型浮吊安装和支架上分段拼装顶推施工两种方法；现以桃花峪黄河大桥主梁顶推施工为例：钢主梁采用支架上分段拼装顶推施工方法，需搭建临时支架，顶推过程中梁体截面要承受正负交替出现的弯矩，施工工艺复杂，要充分计算并控制钢梁的安全性、局部稳定性和抗倾覆性。1）顶推过程中主要关注主梁线形和应力；对于钢梁，一般均要考虑预设拱度以及加设顶推加劲板和底面垫板，主要满足空间线形要求，以及钢梁的应力和稳定均不出现问题。2）设计和选择顶推方案，进行顶推受力分析验算，采用国内技术比较先进、使用稳妥可靠的成套设备和经验丰富的专业队伍，顶推施工建议专业分包、确保顶推施工的安全和顺利。（1）保证临时墩的强度、刚度和稳定性，包括：检算和校核竖向承载力和顺桥向水平变位以及横桥向稳定性，尤其是对实际顶推水平力可能分布不均的情况应有足够的储备。（2）检算钢梁下翼缘和腹板等受压板件的局部稳定性和加劲肋设置、临时连接的设置。（3）本桥的结构特点是两侧双主梁间距较大，主梁先与横梁等散拼形成钢框架再多点顶推，钢框架的平面内横向刚度可能偏低，顶推时容易发生两侧双主梁反力不均和前进方向剪刀差等，因此控制顶推水平千斤顶的同步和及时调整很重要，对于顶推支点反力差可能造成临时墩摇晃、扭转和摆动都要有预防和处置措施。3）顶推施工过程中，主要进行钢主梁轴线的观测并及时纠正偏差，控制各段钢梁中线为设计轴线，确保顶推到位后，钢梁轴线符合规范要求。各临时墩和主墩均应设横向限位装置，便于控制轴线偏位。在最后一次顶推中，必须加强横桥向偏位测量并进行全桥联测。应加强观测，避免墩顶过大纵向位移并及时调整顶推滑块的局部位置和水平度。全过程测量需考虑设计温度与施工温度的偏差修正，并在温度稳定时段进行测量。4）钢梁之间的散拼段应根据计算结果设置一定的预拱度和预变形。散拼段施工由于在现场进行，焊接和高栓施拧条件比工厂制作要差，应注意加强对散拼段标高的控制，钢横梁等空间坐标的定位测量定位尤为重要。5）钢梁吊装、运输、横移、顶推过程中，均应关注钢梁稳定和倾覆，尤其对于单个节段钢梁在运输和横移过程中，宜设置多道防线确保钢梁的稳定和抗倾覆。6）密切关注顶推全过程的人员、设备及桥梁的安全性。顶推过程中，导梁是关键构件，导梁每经历过一次正负弯矩交替作用后，均应逐个检查导梁螺栓，确保不出现松动滑丝。3.2混凝土主梁一般采用现场浇筑方法，混凝土的浇筑同普通桥一样，首先梁体标高的控制必须准确，要通过精确的计算预留支架的沉降变形；其次，梁体预埋件的预埋要求有较高的精度，特别是拉杆的预留孔道要有准确的位置及良好的垂直度，以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工，防止偏载产生的支架偏移，施工时以水准仪观测支架沉降值，并详细记录。待成型后立即复测梁体线型，将实际线型与设计线型进行比较，及时反馈信息，以调整下一步施工。3.3主梁钢-砼混合段以江汉六桥为例，主梁混合段长5m，包括混凝土段和钢梁段各2.5m。与混凝土梁部分连接的有主箱梁和纵梁。主箱梁通过锚固于厚承压板的12束预应力钢束和承压板上和箱梁深入混凝土段中的上下盖板上的剪力钉相连接，纵梁则通过深入混凝土段中翼缘板和腹板上的剪力钉相连接。主梁混合段是钢-砼混合结构传力最关键、受力最复杂、施工相当困难的部位，国内多座桥梁都对钢-砼混合段进行了许多专题研究，主梁钢混结合段施工除保证通常混凝土梁以及钢梁施工的质量措施，结合模板支架及其预拱度、测量予控和混凝土浇筑振捣、养护、预应力张拉等工序，保证主梁混合段所在位置达到桥梁线形、标高、轴线偏移、几何形状等精度要求外，必须严格控制钢束的张拉和锚固的准确和可靠性，剪力钉和加劲构造的焊接质量，和满足混凝土浇筑的强度和密实度，混凝土振捣到位，不能有缺陷和空洞，并使混凝土得到良好的养护。3.4悬吊跨钢-混叠合加劲梁施工（以江汉六桥为例）1）自锚式悬索桥一期恒载状态形成及桥面板制造与安装；（1）主要程序及要点以江汉六桥为例，悬吊跨采用钢-砼叠合结构，预应力混凝土预制板结合板安装，是施工的重要程序。结合板存放6个月再运到现场安装在钢梁顶面，然后浇筑湿接缝，形成一期恒载状态。其施工步骤较多、过程比较复杂，是监理的重点。须仔细制定、优选施工方案和认真执行施工控制措施，并要求在施工监测监控下完成。 步骤1.钢主梁顶推到位，借助墩顶设备及临时斜拉索索初步调整主梁线形。加载预应力桥面板，连接湿接头钢筋，浇筑湿接头混凝土。步骤2.完成锚跨梁的混凝土浇筑，并检查轴线、标高等，保证梁体几何精度，采取措施使混凝土质量满足设计要求。步骤3.随后完成混合段梁体混凝土施工，并检查轴线、标高等梁体几何精度、混凝土质量满足设计要求。步骤4.简易猫道或支架架设、安装塔顶主鞍座及主缆索股架设、调整、张拉到位、紧缆、缠丝后，形成空缆恒载线形；定位、安装吊索索夹和吊索。此时通过吊索分批、分级张拉，主梁脱架后，在施工控制下精确调整主梁线形和吊索力，形成主梁一期恒载线形。（2）由于脱架前反力不明确，主梁线形及内力精确调整的过程，必须在主梁脱架后，在监控计算和施工控制下完成。整个测量过程，在温度稳定时段进行。（3）若在施加桥面等二期恒载前，进行主缆缠丝，则主缆缠丝拉力须考虑二期恒载影响才能保证后期主缆的紧密度。（4）吊索附近的结合板湿接头处于恒活载的受拉区，为控制运营状态下结合板湿接头混凝土的裂缝宽度尽可能最小，建议采用湿接头混凝土高配筋，并采用顶落支架、分段浇筑等施工措施建立湿接头部位混凝土预压应力。2）桥面板的制造与安装桥面预制板预制施工采用在台座上进行，台座地面应硬化，混凝土面板应在预制厂存放180天以上方可安装。悬吊跨的钢-混叠合加劲梁，必须计入混凝土的收缩/徐变等因素的影响，设计要求预应力混凝土预制板制作完成后存放6个月，以消除和减少混凝土收缩/徐变等因素的影响。由于混凝土材料的自身特性，考虑长期效应时混凝土会发生收缩徐变，变形受到钢梁的约束，导致叠合梁中混凝土板和钢梁的应力重分布。因此，收缩徐变效应对钢-混凝土叠合梁内力和变形的影响是不容忽视的。研究表明：随着混凝土计算龄期的增大，混凝土梁的纵向拉应力和钢、混凝土之间的纵向剪应力均呈非线性增加。混凝土预制板要存放6个月，就必须在总体施工组织设计中制定预制板运输、堆放、长期养护办法和安排预制板制作顺序和梁板存放场地，并在工期和费用安排中充分考虑。4.锚跨/锚块施工自锚式悬索桥强大的主缆两端锚固于主梁两端，无论采用钢导管散开锚固或是直接锚固、环绕式锚固等，主缆锚固区的结构构造与实际受力、截面应力都十分复杂。 河南桃花峪黄河大桥主缆两端锚固于主梁两端的混凝土锚跨上，锚跨两侧锚固纵梁及散索鞍座、是施工主要难点。详见后面13.3节第1条。（注：据最新资料，实际施工图改为钢锚梁）5.主缆施工： 与一般悬索桥基本相同。主缆施工是整个桥梁施工的重点部分。一般悬索桥主缆架设和主缆调整工作如下：（自锚式悬索桥也适用）（1）主缆架设根据结构特点，主缆架设可以采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开，用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。缆索的支撑：为避免形成绞，将成圈索放在可以旋转的支架上。在桥面每4-5m，设置索托辊（或敷设草包等柔性材料。），以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大，在牵引过程中采用小车承载索锚端。缆索的牵引：牵引采用卷扬机，为避免牵钢丝绳过长，索的纵向移动可分段进行，索的移动分三段，分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。缆索的起吊：在塔的两侧设置导向滑车，卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔附近，卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。主要用吊车起吊，提升时避免索与桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时，在桥侧配置3台吊机，即锚固区提升吊机、主索塔顶就位吊机和提升倒链。当拉索锚固端牵引到位时，用锚固区提升吊机安装主索锚具，并一次锚固到设计位置，吊机起重力在5t以上；主索塔顶就位吊机是在两座塔的二侧安置提升高度大于25m时起重力大于45t的汽车吊，用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位，在吊装过程中为避免索的损伤，索上吊点采用专用索夹保护；主索在提升到塔顶时，由于主跨的索段比较长，为确保吊机稳定，可在适当的时候用塔上提升倒链协助吊装。（2）主缆调整：在制作过程中要在缆上进行准确标记。标记点包括锚固点、索夹、索鞍及跨中位置等。安装前按设计要求核对各项控制值，经设计单位同意后进行调整，按照调整后的控制值进行安装，调整一般在夜间温度比较稳定的时间进行。调整工作包括测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度，然后计算出各控制点标高。主缆的调整采用75t千斤顶在锚固区张拉。先调整主跨跨中缆的垂直标高，完成索鞍处固定。调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。主跨调整完毕后，边跨根据设计提供的索力将主缆张拉到位。（3）索股从打盘到牵引到位过程中，应避免索股扭曲，确保各索股成型质量，否则直接影响主缆空隙率。（4）基准索股调整到位后应进行连续3天的线形观测。同时应建立起全桥温度测量系统同步观测。（5）一般索股采用与相邻索股若即若离的原则架设。应避免放索过多，挤压基准索股。索股数量较大时，应对一般索股和基准索股的绝对高程进行阶段性测量。（6）主缆索夹定位应根据放样数据，根据场地条件采用合适的测量方法，并对各索夹进行复核测量。（7）索夹安装为避免索夹的扭转，索夹在主索安装完成后进行。首先复核工厂所标示的索夹安装位置，确认后将该处的PE护套剥除。索夹安装采用工作篮作为工作平台，将工作篮安装在主缆上（或同普通悬索桥一样搭设猫道），承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采用汽吊，索夹安装的关键是螺栓的坚固，（要分二次进行）。索夹安装就位时用扳手预紧，然后用扭力扳手第一次紧固，吊杆索力加载完毕后用扭力扳手第二次紧固。索夹安装顺序是中跨从跨中向塔顶进行，边跨从锚固点附近向塔顶进行。6.主缆吊杆施工（1）吊索张拉前应确定张拉施工方案，明确张拉的顺序、步骤和方法；制定鞍座顶推步骤，确定分次顶推的时机和顶推量；同时应配备接长杆、千斤顶、作业台架等施工机具。（2）吊杆安装及加载吊杆在索夹安装完成后立即安装。小型吊杆采用人工安装，大型吊杆采用吊车配合安装。（3）吊索宜分23次进行张拉，逐步到位。张拉顺序宜从索塔向跨中进行，张拉时应同步、分级、均匀施力，且应以拉力和拉伸长度进行双控，并以拉力控制为主；主缆吊杆张拉顺序还应综合考虑施工机具、张拉空间、张拉力、便捷、经济等因素。吊索张拉使用8台千斤顶对称张拉。吊索底端冷铸锚具，其锚杯铸有内外螺纹，内螺纹用于连接张拉时的连接杆以便千斤顶作用，外螺纹用螺母连接后将吊杆固定于锚垫板上。因主缆的空缆状态与成桥状态不同，而主梁与成桥状态基本在同一位置，主缆在自重状态标高较高，导致吊杆在加载之前下锚头处于主梁梁体之内，因此部分吊杆在张拉过程中必须配备临时工作支架和连接杆。吊杆上端与索夹结构配套，下端除结构必须满足便于安装、张拉、养护维修和便于更换等要求外，其工作螺母的调整范围要大到能满足主梁设计线形调整工艺的要求。（4）吊杆的张拉及加载必须根据主梁和主缆的刚度、自重通过计算机模拟计算的方法得出最佳加载程序。第一次张拉施加1/4的设计力将每一根吊杆临时锁定；第二次顺序与第一次相同，按设计力张拉完，然后检测每一根吊杆的实际荷载，最后根据设计力具体对每一根吊杆进行微调。在吊索的张拉过程中，塔顶与鞍座一起发生位移，张拉一定程度后，根据实际观测及计算分析进行索鞍顶推，使塔顶回位；如此反复后，将每根吊索的张拉力调整至设计值。（5）施工过程的每一道工序的施工均非常重要，每一根吊索的索力都要及时准确测量。吊索张拉时千斤顶的油表读数和智能信号采集处理分析仪通过振动测出吊索的拉力，两种方法互相检验，确保张拉时每一根吊索的索力与设计相吻合。（6）吊杆张拉期间，塔顶鞍座应进行临时限位。若图纸没有考虑限位的，应在施工中采取可靠措施确保张拉期间鞍座不产生滑动。（7）张拉吊杆时应加强塔顶偏位和关键部位应力测量。三、监理质量控制重点及措施自锚式悬索桥各部位的施工应根据其结构特点和受力特性，制定针对性的施工方案、施工工艺和控制方法；大节段钢箱梁现场吊装应制定专项施工安装工艺方案及措施；钢箱梁逐节段组拼顶推安装应符合有关专项规定，并制定在拼装平台上进行接口拼装、焊接的工艺细则；预应力混凝土加劲梁宜采取分段现浇方式施工；各种临时支架均应进行专项设计，支架的设计荷载除一般荷载以外，尚应考虑主缆架设、索夹和吊索安装施工时的临时荷载。（结合河南桃花峪黄河大桥406m主桥为例）自锚式悬索桥上部结构主要施工流程如图：索塔、临时墩、支架施工梁段运输、拼装、焊接、架设主梁（浮吊或顶推安装）、钢混结合段施工猫道架设主缆、吊索系统架设体系转换，桥面铺装线性调整、荷载试验边跨加劲梁、锚跨施工主缆、索鞍、吊索、索夹制造施工监测监控钢箱梁段制造河南桃花峪黄河大桥，跨度组成为20+160+406+160+20m的自锚式悬索桥，为我国目前超长跨度的自锚式悬索桥，按监理招标文件，主跨及边跨主梁为钢-混凝土混合梁，主跨为钢箱梁、两端为双悬臂混凝土梁。强大的主缆两端锚固于主梁两端的混凝土锚跨上，锚跨两侧锚固纵梁及散索鞍座、主缆锚固区的结构构造是本桥设计的重大创新之处，也是施工主要难点。封闭箱型钢加劲梁全长766m，顶推施工。其中混凝土自锚锚跨施工、全长钢箱梁的顶推及合拢、大跨度自锚式悬索桥吊杆的安装张拉、施工监测监控是质量控制难点。分述如下：（与第12章、悬索桥主缆、主鞍座、散索鞍、索夹等制作安装可能重复）1.悬索桥锚跨/锚碇施工自锚式悬索桥强大的主缆两端锚固于主梁两端的锚跨上，锚跨常包括钢-混结合段，无论采用钢导管散开锚固或是直接锚固、环绕式锚固等，其结构构造与实际受力、截面应力都十分复杂，是施工重难点。例如河南桃花峪黄河大桥，主缆两端锚固于混凝土锚跨上，锚跨两侧的锚固纵梁及散索鞍座、主缆锚固区是施工主要难点。1）混凝土锚跨支点间距较小，而两侧锚固纵梁较长，尾端要支承副桥或引桥的边跨，前端为钢混结合段以便与主桥钢箱梁连接；锚固纵梁要与全宽的桥面梁板整体浇筑，桥面梁板又设置比较密集的纵横向加劲隔墙梁格，前方支座附近顶底面分别设有外形不规则的凹槽、形成主缆锚固区，散索鞍座则位于梁顶凹槽上方，梁底凹槽用来安装和张拉主缆锚具；锚跨梁板的顶底面横桥向还设有满布的钢绞线预应力筋束，几道横隔墙内布置了横向预应力钢束。在钢混结合段还有钢板纵横向加劲肋和剪力钉、预埋件等。2）由上可见，混凝土锚跨及其锚固纵梁其空间外形和结构构造非常复杂。无论施工支架和底模、凹槽等模板的搭设和支撑，还是钢筋、预应力管道、主缆索道管的安装，都有极大的困难。必须认真编制专项施工技术工艺方案。3）由于空间外形复杂，各种管道纵横交错、密密麻麻；在散索鞍后面，主缆锚固区被众多主缆索股穿过、形成密布的蜂窝状构造，主结构被分割成许多小块；加上最低限度的普通钢筋以及各种预埋件，如何安排混凝土施工顺序、采用何种工艺设备，保证混凝土的浇筑和振捣密实、确保锚固纵梁结构整体性，使主缆锚固可靠，是混凝土自锚锚跨施工的难题，必须细致周密考虑，施工和监理都必须清醒的认识和对待。由于结构和形状比较复杂，截面突变处易于发生混凝土裂纹。在此建议制作试验段针对主缆锚固区的构造以及后面述及的钢-砼结合段进行必要的模拟工艺试验；发现问题，可尽早进行设计和工艺变更。4）桃花峪黄河大桥，支承混凝土锚跨的两个边墩，顺桥向形状像一个顶部中间掏空的大花瓶，墩身为顺桥向分叉的Y形，墩顶为箱形断面的盖梁及横桥向的拉结系梁。由于结构和形状比较复杂，施工有困难。应特别注意避免箱形断面的盖梁和其他截面突变处发生混凝土裂纹。如果盖梁分次浇筑，应避免分次浇筑的混凝土龄期相差过大、盖梁混凝土早期收缩产生结构约束性裂缝。2.悬索桥塔柱施工监理要点（包括塔身及横梁、塔顶钢格栅等）索塔常采用门型/花瓶型钢筋混凝土塔，一般为变截面箱型截面；横梁为预应力混凝土结构，有的塔底设计成铰接。为确保索塔施工质量与安全，其施工准备阶段的监理工作尤为重要。（注：若采用钢塔柱，其制作安装见本条末。）1）索塔施工宜采用爬模或翻模，塔身混凝土要求内实外美，因此模板的设计和加工制造应引起重视，按国内较为流行的做法是由施工单位委托专业单位来完成，工地自行加工制造则难以满足施工要求。应检查复测放样情况，保证索塔标高、平面位置的准确性。塔身模板安装的安全问题监理应进行控制，监督、协助施工单位对模板安装进行经常性的安全检查。在两次浇筑的混凝土顶面应采用“干凿”的方式进行人工凿毛。常有施工单位为减少凿毛劳动强度，而在混凝土表面喷撒缓凝剂，这种办法对混凝土质量不利，在索塔塔身施工中不能采用。2）应制定可靠的主塔施工测量方案，选用满足精度要求的测量仪器，严格测量、控制塔柱的倾斜度误差、塔柱轴线偏差、塔顶高程偏差、等指标，必须符合规范或设计要求，以保证塔顶的平面和水平高度的正确性；应对温度场进行监测，考虑偏日照对高塔施工测量控制坐标的影响以及可能产生的高塔偏位及扭转的影响；在塔柱施工至一定阶段应对标高进行调整，进行适当的抬高，实际抬高的数值应根据塔柱实际压缩变形和基础沉降情况综合考虑，并应报监控单位、设计单位审核。3）施工用的塔吊、施工电梯等必须有出厂许可证，由专业施工队安装，由当地有关部门或有资质的检验单位予以核验并办理相关手续后，才能投入使用。4）塔柱中的劲性骨架，应由施工单位根据施工方案和刚度要求设置，选用材质必须满足设计要求，监理在审查时应会同设计单位共同审核并确认。不允许现场散件组装，必须在工场精确预制后整体安装。塔脚劲性骨架铰接处的封填混凝土在塔柱最后完成前才灌注，塔脚的主筋、箍筋密集，塔形尺寸和模板较复杂，工序交叉多、留置时间长，应特别注意。5）横梁为箱形预应力混凝土结构。浇筑横梁，对上、下塔柱是一次结构体系转换，除对预应力筋定位、混凝土的浇注、压浆等关键工序予以特别注意外，立模时应考虑其自重可能产生的下挠，对底模支架（包括支承垫块一起）进行预压重，并设置预拱。横梁的预应力张拉采用两端对称张拉，张拉时对控制张拉力和伸长量采用双控。实际伸长值与理论伸长值应控制在6%以内。孔道压浆采用真空压浆施工。张拉、压浆现场监理必须全过程旁站。6）索塔混凝土施工宜选用泵送上塔，高塔施工应全面考虑高空作业、雷暴等自然条件影响。仔细考虑人员设备、材料上下塔的方案和设备选型，混凝土泵送设备的选型，注意混凝土输送管网布置。应考虑混凝土不同输送高度选用不同泵压和对混凝土输送量的影响或设置接力泵。制定塔柱混凝土配比及养护方案，应考虑控制混凝土水化热、混凝土的泵送性等。特别是冬季施工的保温养护方案。当泵送高度较大时，不允许现场加水或盲目增加水泥用量来改善混凝土的泵送性能。7）塔柱逐段连续施工时，监理应严格检查。施工模板应保证足够的刚度，尽量少采用对拉螺杆固定模板，确保混凝土外观质量和耐久性；每段混凝土塔柱浇筑高度控制在46m，接触面应认真凿毛、清洗，以保证新老混凝土的接缝质量。8）塔柱施工时，应按照设计要求设置水平拉杆（横撑）并对索塔施加一定的水平力。水平撑必须有足够的强度和刚度，并与塔柱固结，待索塔施工完成后拆除。考虑水平横撑拆除将引起的索塔的变形，塔柱立模时必须设置一定的预偏量加以调整。水平横撑设计时应特别注意施工期横桥向风荷载影响，确保支撑和塔柱的安全。设计文件中提出的水平横撑布置方案仅作为参考，施工单位应作好施工设计并报监理、监控、设计审核。9）塔身施工时，监理应注意检查下列预埋件的埋设，即：爬梯及电梯、检修平台、电缆、航道灯预埋件、照明设施、主梁施工临时锚固、主梁抗风支座、阻尼器预埋件、避雷设施、排水设施、栏杆、滑模支架、施工用升降机支架、交通工程、桥梁健康监测系统、景观工程等。对于塔顶预埋件、抗风支座、主支座等永久结构预埋件，严格要求施工单位按照施工图放样、制作及安装。对于施工期间的辅助设施的预埋件，严格审查施工单位的施工方案，如塔顶猫道索锚固预埋件。高耸主塔的防雷在基础施工时就要同步施工，应提早设计。10）塔身施工除应注意前面提到的质量控制关键点外，还应注意以下事项：（1）塔身修建到一定高度后，应采取稳定措施或设置风缆。（2）在修建塔身过程中，应密切注意天气变化，发生大风或雷雨时，应停止安装作业；（3）索塔施工应严格遵守高空作业的安全操作规程，在块件或杆件安装过程中，应经常检查起重设备，保证安全。11）承压式塔底、塔顶钢-砼连接混合段施工及塔柱施工（以江汉六桥为例）江汉六桥自锚式悬索桥3、4号主塔从下至上分别由下塔柱、中塔柱、上塔柱及塔顶横梁四部分组成，中塔柱及塔顶装饰化横梁为钢结构，其余均为钢筋混凝土结构。塔底采用钢-混凝土混合段，混合段顶面与中塔柱钢构件连接，底面通过32mm预应力粗钢筋与混凝土下塔柱连接，高1.2m的混合段埋入高2m混凝土中。塔顶的钢-混结合段包括埋入塔顶混凝土中的加劲构造、厚顶板上焊接的十字板和BPL剪力键，它们构成塔顶混合段并与塔顶装饰段连接。其主塔施工监理控制要点如下： （1）控制上下混合段钢构件及中塔柱的制造几何精度、焊接质量、安装定位精度，保证混合段混凝土的浇筑质量，是保证主塔安装质量的关键。（2）主塔下塔柱及上塔柱底部混凝土柱施工宜采用爬模或翻模法现浇施工，下塔柱牛腿采用托架法现浇施工。（3）主塔上塔柱钢混结合段，在绑扎塔柱钢筋时进行带剪力钉的预埋件安装，应保证混凝土与剪力钉的结合性。（4）在混凝土塔柱以上均采用钢塔结构，可在厂内制造并组拼成整体段，横向连接桁架也可在厂内制造并组拼成整体，现场整体吊装。整体段的厂内制造精度、焊接质量和现场安装精度同样是主塔安装质量的关键。钢塔柱节段施工可采用吊机整体安装。（5）关于钢-混凝土混合段的施工其他要点可参见相关章节。3.悬索桥钢箱梁的制作（包括钢箱梁制作，钢箱梁成品的验收、运输等）钢结构制作分为单元件制作、梁段厂内组装预拼、梁段工地安装三个阶段，必须组建钢结构专业监理组驻厂对钢箱梁制作的全过程进行全面、连续的严格监理。1）钢箱梁单元制造单元件制作必须满足几何精度要求及焊缝成型、外观及内在质量要求。（1）钢箱梁焊接工艺和制造规则是保障钢箱梁制造质量的两个重要技术文件。监理工程师应审批施工单位提交的焊接工艺评定试验方案，施工单位应严格按照方案和有关规范进行焊接工艺评定试验，试验完成后，应组织专家对焊接工艺和制造规则进行评审，评审通过后经监理批准方可用于生产。焊接工艺评定试验应根据钢材型号选定焊材，通过各种板厚组合及焊缝类型的焊接工艺试验，选定焊接电流、电压。对工艺试验焊缝进行无损检测及力学性能试验，以验证焊接工艺的合理性。（2） 检查加工制造厂对钢材进行表面预处理以及零部件进行二次除锈的工艺及其实施（喷丸的质量等）情况，注意除锈的方式及其粗糙度、清洁度等参数应符合技术要求。（3） 钢箱梁属薄壁结构，焊接变形大。为确保钢箱梁的几何尺寸，监理应要求施工单位对各单元板件的组焊顺序进行优化，以使钢箱梁组焊完成后，不仅几何尺寸满足设计要求，而且钢板的内应力最小化。（4）钢桥属疲劳破坏控制，因此，焊缝的质量十分重要。监理应严格要求施工单位按照批准的焊接工艺及制造规则组织施工，要加强现场巡视，检查各种焊接参数是否符合工艺文件。对焊缝探伤要加强管理，对焊缝反修要做好记录，努力提高一次探伤合格率。（5） 严格监控随梁试板不合格焊缝的返修。当随梁试板达的试验数据不到规定值时，原则上该试板代表的焊缝应返修重焊，但对切开焊缝导致钢梁严重变形的部位则应慎重对待，选择恰当的方法进行返修。不论采用何种处理方法，现场监理均应旁站监理。（6）按照报验程序，严格监控质量。质量控制要点必须向监理报验，经监理检验合格并签认后方准进行一道工序的工作，亦称停止点报验，这是保证钢梁制造质量的重要措施。2）钢箱梁的预拼、涂装（1）梁段厂内组装预拼胎架基础必须有足够的承载力，确保在使用过程中不发生沉降。胎架要有足够的刚度和精度，总拼装胎架上要布设测量控制点。在胎架外设立不受其它因素影响的水准控制点。（2）预拼装除满足几何精度要求及焊缝成型、外观及内在质量、试板检验力学性能要求外，尚须满足轴线偏差、扭曲、总长度累计精度要求和高强度螺栓连接过孔率及要求。（3）核查各种规格涂装材料的出厂质量证明文件和材料复验资料，确保其可靠性、附着力、防腐蚀性、耐候性、稳定性、使用期等各项指标符合招标文件要求。（4）监督制造加工厂对涂膜厚度检查、涂层附着力试验测定的过程并审查其记录和报告；对涂膜厚度、涂层附着力进行检测抽查。（5）对工地现场单元件组拼成节段、以及节段环缝焊接后的焊缝区域的除锈补漆，以及最后一道面漆的监理，也应按前面的程序进行监理。3）钢箱梁成品的验收、运输钢箱梁可以单元件出厂，运到边跨支架平台上组拼成节段，并在平台上完成环焊缝焊接。（也可在工厂组拼成钢箱梁节段，运到边跨支架平台进行工地连接）（1）审查构件节段成品的全部检查验收的文件，确认验收合格后，才能签证。（2） 核查出厂文件是否完整，只有在完成全部出厂文件后，构件节段才能作为合格产品出厂，文件至少应包括：a 成品合格证书（含质量检验报告）。b 钢材材质证明书（含工厂复查证明书）。c施工加工图、拼装简图、零部件编码、主要工艺试验结果等。d. 焊缝检验报告，重大修补记录（含质量事故说明处理报告等）、焊接接头破坏性检验报告。e. 工厂预拼装记录。（3） 构件节段成品吊装，应注意核查。a. 起吊点：构造和位置应符合设计要求，吊索夹角应符合安全技术要求。b. 短途转运，防止擦伤扭折、坠落等损伤。（4） 构件节段成品运输，应注意：a. 运输方式：陆运、船运。 b标识：节段编号、分类，避免混淆；重大构件出厂前应称重，并表明重量、重心位置和定位标记。c运输过程：多支点摆放，防止倾倒、碰撞，避免叠放。d发运明细表和附件：随构件节段配套发送。4.悬索桥钢箱梁的安装钢箱梁工地安装在施工监控指导下进行，须满足轴线偏差、扭曲、总长度累计精度要求和高强度螺栓连接安装工艺、高强度螺栓预拉力要求和桥梁线形要求和支座安装预设参数要求。（包括钢箱梁节段工地连接，高强螺栓施工，钢箱梁顶推安装监控等）1）钢箱梁节段工地连接本桥的钢箱梁工地连接分为焊接与高强螺栓连接两种。监理工程师应审批施工单位提交的工地焊接施工工艺和高强螺栓施工工艺。（1） 工地焊接应在适宜的气温、湿度环境下进行。施工单位在编制施工总体进度计划及监理工程师在审核施工总体进度计划时，应尽量将钢箱梁工地焊接的施工时间避开高温季节，以确保焊接质量和施工进度。如在雨季、湿度大的环境下施工，则要求施工单位搭设雨棚，采取火焰烘烤，降低湿度，保证焊接质量。施工单位必须克服困难，采取措施为工地焊接提供条件。要准备一些能随焊接小车移动的风雨棚。冬天焊接时，还应采取必要的保温措施。（2） 钢箱梁制造和安装过程中所使用的临时焊缝的工艺规则应与永久焊缝相同，临时焊缝原则上都应清除，表面打磨平整。（3） 焊缝质量的检查应严格按照施工工艺进行。2）钢箱梁节段高强度螺栓安装质量控制要点（1）监理必须严格按GB1228-1231-84技术要求对高强螺栓进行验收监理；（2）检查施工单位提交的磨擦面抗滑移系数。根据有关规范要求，在高栓施工中，抗滑移系数试件应在安装时进行复验；（3）监理应见证扭矩系数试验，并校核根据扭矩系数计算出的终拧扭矩值。要求施工单位对施拧工具、高栓初拧、高栓终拧等分别作自检，监理作抽检。（4） 高强度螺栓施拧时检查拧紧顺序、施拧次数是否符合规范要求。（5） 高强度螺栓终拧结束后24小时之内必须进行终拧扭矩的抽检。（6） 高强度螺栓穿入方向应一致，外露长度应符合施工规范要求。（7） 高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，除设计要求外摩擦面不应有涂层。（8）钢结构安装完毕后，要施工单位提供完整的安装记录、钢结构检查记录、高强度螺栓的施拧记录。3）钢箱梁顶推安装施工经常采用的施工方案是：在一端边跨搭设顶推平台、在中跨和另一端边跨搭设临时墩；在钢箱梁前端设置导梁，预拼几个节段并安装导梁后，从此端逐段拼装、连接，向另一端连续顶推；先后经过2个桥塔和若干个临时墩，达到另一端边墩，全程检测控制钢箱梁高程及轴线，然后分别与前后方混凝土锚跨合拢；钢箱梁顶推时、前部处于柔性支承状态，其变形和应力都不稳定、变化幅度可能很大。（在安装猫道、架设主缆以后，再由桥塔向两侧依次对称安装和分阶段张拉永久吊索。锚跨混凝土施工的一般性技术措施从略。）（1）监理工程师应严格审批施工单位的顶推施工技术工艺方案，重点审查梁的顶推工艺设计，顶推吊点位置转换、顶推索力监测控制，边跨顶推平台和主跨临时墩的搭设、水平和竖向受力变形监控，以及顶推设备的施工、安全和防护措施