斜拉桥施工工艺.ppt

斜拉桥施工工艺 李顺明 大纲 斜拉桥索塔施工斜拉桥主梁施工斜拉索施工 一 斜拉桥索塔施工 索塔分为混凝土索塔和钢索塔 钢索塔因成本较高 运营维护要求高而使用较少 混凝土索塔 钢索塔 一 斜拉桥索塔施工 混凝土索塔施工要点 1 混凝土索塔施工流程 索塔基础施工 承台施工 下塔柱施工 下横梁施工 中塔柱施工 上横梁施工 上塔柱 拉索锚固塔顶 施工 2 混凝土索塔的施工方案 应根据索塔的结构 外形尺寸和设计要求 选用劲性骨架挂模 爬模等施工方法 现多用液压自爬模法施工 一 斜拉桥索塔施工 3 索塔混凝土施工应采用泵送混凝土 当泵送高度超过一台泵送工作高度时 应提前做好接力施工设施 接力站台 混凝土储斗等 保证顺利接力泵送 一 斜拉桥索塔施工 液压自爬模施工索塔1 爬模特点是系统自备有提升设施或提升动力的模板系统 使用较多的是液压式爬模 2 模板一般采用钢模板 沿竖向一般布置3 4节 每节高度根据模板支架的构造 提升能力等采用2 5m 3 液压自爬模板工艺原理为自爬模的顶升运动通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现 导轨和爬模架互不关联 二者之间可进行相互运动 当爬模架工作时 导轨和爬模架都支撑在埋件支座上 两者之间无相对运动 一 斜拉桥索塔施工 4 液压自爬模爬升循环 后移模板 提升导轨 提升模板及支架 合模板浇筑混凝土 一 斜拉桥索塔施工 拉索锚固区的施工1 常见拉索的锚固形式有 交叉锚固 钢横梁对称锚固 钢锚箱对称锚固 大跨度拉索的锚固一般采用后两种方式 2 钢梁锚固法施工程序 安装劲性骨架 绑扎钢筋 安装钢筋连接套筒 套筒定位 安装外侧模板 混凝土浇筑 安装钢横梁 3 钢锚箱锚固法施工程序 安装劲性骨架 绑扎钢筋 安装钢筋连接套筒 套筒定位 安装预应力管道及钢束 安装模板 混凝土浇筑 施加预应力 压浆 对于大跨度斜拉桥 为了使锚箱吊装施工斜拉索定位更准确 多采取在锚固段设置钢锚箱构架 二 主梁施工 主梁常用的施工方法有支架法 悬臂法 平转法 顶推法等 对大跨度斜拉桥 比较适用的是悬臂法 有时也辅以支架法 平转法和顶推法适用于跨径不大 高度不高的斜拉桥 悬臂法分为悬臂浇筑和悬臂拼装法 对于跨度过大的斜拉桥 有时在跨间设立临时支墩以减小悬臂施工长度 支架法主要作为主梁0号块的施工 或边跨主梁端部区域的施工辅助方法 二 主梁施工 悬臂法 支架法 二 主梁施工 混凝土主梁的悬臂浇筑施工1 施工主要步骤 0号段施工 安装挂篮 各段悬臂浇筑 各段安装拉索并张拉 合龙 必要时调索力 1 挂篮种类 挂篮主要有 长平台牵索挂篮和短平台复合型牵索挂篮 牵索挂篮按杆件种类可分为常备杆件组拼式牵索挂篮和型钢组焊式牵索挂篮 长平台牵索挂篮一般仅在混凝土主梁下设置挂篮平台 且已成梁段下的挂篮平台长度一般要略长于待浇梁段下的挂篮的平台长度 因而使挂篮的总长度很长 其目的一是为了挂篮的走行 二是为了保证挂篮在顺桥向的刚度 二 主梁施工 短平台复合型牵索挂篮是在已成梁段上设三角桁架作为挂篮行走的吊挂受力结构 从而大大减小了挂篮的后挂钩作用于主梁上的反力 同时 挂篮平台的长度相应减小 可减轻挂篮自重 二 主梁施工 2 各类牵索挂篮的力学特点 改变了普通挂盘单纯吊挂传力给主梁的方式 采用吊挂和牵拉相结合的传力方式将荷载分别传给主梁和塔 从而大大减小了主梁的受力 3 各类牵索挂篮的使用特点 就挂篮的走行而言 长平台牵索挂篮为一步到位 而短平台复合型牵索挂篮分两步 就施工控制而言 前者因纵向长度较大 要求更严些 而对灌注混凝土而言 由于后者前部由前吊杆和牵索共同受力 故应严格控制吊杆的受力 以防超载 4 各类牵索挂篮的适用性分析 由于常备杆件组拼式长平台牵索挂篮取材较易 大部分杆件可有多种用途 故一次摊消成本可能较低 对于跨度不是很大 且挂篮利用率不是很高的情况较适用 而型钢组焊式短平台复合型牵索挂篮由于是用型材特殊加工而成 故成本较高 但其结构简洁紧凑 使用较为方便 适用于跨度较大且利用率较高的情况 二 主梁施工 2 施工工艺 1 0号段 无索区 施工施工流程 支架架设 模板加工 钢筋制作等 底模安装 塔梁临时固结施工 安装钢筋 预应力系统 安装内模 外模及横隔板模板 混凝土浇筑及养护 拆模板 预应力张拉 2 安装挂篮安装挂篮一般用吊机进行 水上一般用浮吊进行 3 主梁标准节段悬浇牵索挂篮行走就位 提升内模拱架 调整挂篮初始状态 钢绞线挂索 绑扎钢筋及预应力管道安装 第一次整体张拉斜拉索 浇筑本节段一半质量的混凝土 第二次整体张拉斜拉索 本节段混凝土浇筑完成 纵横向预应力张拉 张拉斜拉索 挂篮脱离斜拉索锚固到主梁上 实现体系转换 第三次整体张拉斜拉索 牵索挂篮前移就位 二 主梁施工 4 边跨密索区现浇段施工边跨密索区现浇段施工 不能进行对称的挂篮施工 只能在支架上进行现浇 且必须在边跨合龙前全部完成 否则将影响中跨标准节段的悬浇 5 主梁合龙段施工合龙段混凝土采用预压换重法施工 即预先在合龙段一端加水箱按合龙段混凝土质量注水压重 随即对合龙段刚性连接施焊 浇筑混凝土时边浇边放水直至合龙段浇筑完成 二 主梁施工 6 斜拉索体系施工斜拉索安装步骤 前支点挂篮前移到位 安装斜拉索转换装置 安装PE圆管 单根钢绞线挂索 张拉 进行本梁段模板及钢筋施工 对斜拉索进行第一次调索 浇筑本梁段混凝土 浇筑过程中进行调索以控制高程 混凝土达到85 后再进行一次调索 体系转换 将斜拉索锚固在混凝土梁体上 7 预应力及混凝土工程主梁预应力体系分为横隔板钢绞线预应力束 纵向预应力束 顶板横向预应力 主梁混凝土等级为C60 由全自动拌合站生产 泵送到施工部位 混凝土入模遵循先 前端 后 后端 先主肋后隔板的原则 同时进行水平分层浇筑 浇筑一半质量时整体张拉斜拉索 然后浇筑剩下的一半混凝土 二 主梁施工 箱型钢主梁悬臂拼装施工1 0号块的安装 0号块的吊装分为水上吊装梁段和陆地吊装梁段 水上吊装梁段一般采用大型浮吊吊装 陆地吊装梁段采用其他大型吊机吊装 2 标准节段的安装 标准节段的安装一般采用步履式悬臂吊机对称进行 在首节标准节段安装时 由于在0号块上不能同时安装2台吊机 多采取先安装一侧吊机 吊装一侧的一节标准梁段 同时为了保持梁体平衡稳定 在0号块的另一侧配置平衡重抵抗倾覆力矩 从第二节标准梁段开始 即可撤去平衡配重 实现平衡悬臂吊装施工 二 主梁施工 3 合龙段施工 合龙段施工关系到结构内力是否合理分配以及桥面是否平顺 不合理的合龙甚至会影响结构的安全 钢梁的合龙常用有自然合龙和强制合龙 三 斜拉索施工 1 索的制作与运输斜拉索由两端的锚具 中间的拉索传力件及防护材料三部分组成 锚具的作用是将拉索的张拉力传给主梁和索塔 索制好后堆放在制索场 在安装前运到桥上 索在吊装前只做临时防锈措施 可卷盘运输 或用吊机吊装 运输过程中注意不要让索顺地面拖动 也不让索与尖锐物体碰撞 以防临时防锈层被破坏 三 斜拉索施工 2 拉索的放索及索的移动拉索一般采用工厂预制 运输到现场进行安装 工厂预制好的拉索只做临时防锈措施 可卷盘运输 或用吊机吊装 运输过程中注意不要让索顺地面拖动 也不让索与尖锐物体碰撞 以防临时防锈层被破坏 为了防止索在运输过程遭受损伤 大跨度斜拉桥的拉索通常采用钢结构焊成的索盘将索卷盘 然后运至工地安装 三 斜拉索施工 3 挂索施工挂索是将索的两端分别穿入梁上和塔上预留的索孔内 并初步固定在索孔端面的锚板上 不同的拉索 不同的锚具 采用不同的挂索方式 配装拉锚式锚具的拉索 可借助卷扬机 直接将锚具拉出索孔后用螺母固定 当索长较大 大于100m 重力较大 此时可将张拉用的连接杆先连接在拉索锚具上 用卷扬机拉至连接杆露出索孔 即可完成挂索 三 斜拉索施工 5 斜拉索的张拉拉索的张拉分为安装阶段的初始张拉与其后的二次张拉 初始张拉是指拉索安装就位时的张拉 根据需要可分几批 按次序先后实施 进行初始张拉的目的是使梁内建立起必要的应力储备 也为了尽可能减少索的非弹性变形 施工中的同步张拉很重要 为避免张拉过程中索塔向一侧偏斜而使索塔底部出现裂纹 索塔顺桥向两侧对称的拉索应对称同步张拉 为了避免桥梁上下游两侧受力不均匀而发生扭转导致梁体出现裂纹 索塔上下游两侧对称的拉索应同步张拉 后安装拉索的斜拉桥的连续梁 为避免桥梁跨中两边受力不均匀导致跨中梁部出现裂纹 跨中两端对称位置的拉索应同步张拉 拉索张拉完毕后 应尽早制作索套 三 斜拉索施工 6 拉索的防护拉索的防护是整个桥梁的安全保证 其防护可分为临时防护和永久防护 临时防护是指从拉索出厂到开始作永久防护的一段时间内所需做的防护 主要是防止因锈蚀使拉索劣化 永久防护主要是指保护防锈和保护层不致流失 老化等 三 斜拉索施工 7 拉索的索力调整施工中的索力调整 因为设计张拉力与施工的张拉力之间有矛盾 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 成桥后的索力调整 可以用来调整结构的受力情况 改变主梁的内力分布 或用来调整梁 塔的标高和位移 通过调索使结构在全部恒载作用下处于理想的受力状态 比如使其与刚性支承连续梁的受力状态相同 使塔与梁的弯矩最小 零位移等 甚至可以控制截面的内力 但调索一般只能近似达到此理想状态 三 斜拉索施工 8 斜拉索减振针对拉索的起振条件 只要将拉索自身的结构阻尼增加到某一程度 可使拉索不具备起