主梁与张拉索防腐作业指导

1 斜拉桥钢砼叠合主梁和拉索张拉与防腐 施工作业指导书 中铁十二局集团柳林青龙大桥工程项目部 二 OO 三年十月二十八日 2 人行斜拉桥钢砼叠合主梁和拉索张拉与防腐施工作业指导书 内容提要 该斜拉桥作业指导书详细介绍了斜拉桥拉索张拉及防腐的施工工艺 步骤及施工工艺技术要求 对斜拉桥钢砼叠合主梁的施工技术也作了详细说明 一 工程概况 青龙人行斜拉桥横跨柳林县境内的三川河河面 桥梁总长为 112 m 宽度为 3 3m 设计人群荷载为 4 5KN m2 桥梁孔跨为 28m 56m 28m 的三跨双塔双索面斜 拉桥 斜拉索采用直径为 32mm 的精轧螺纹钢筋 其标准强度不小于 750Mpa 弹性模 量为 2 0 105 Mpa 采用 PE 套管进行永久防腐 斜拉桥采用扇形布置 自塔中心向 两侧按 5m 间距对称设 5 对 40 根斜拉索 倾角分别为 25 28 33 41 56 拉索锚固体系采用 OVM 系列 JLM 型锚具 斜拉桥主梁采用钢砼叠合梁 由两 片 40 型钢上浇注砼桥面板组成 使用焊接剪力键传力 在梁端支座及拉索锚固处设 置横梁 横梁采用 40 型钢焊接而成 桥梁主塔为 H 型塔 H 型承台 钻孔桩基础 主塔总高度为 29 58m 青龙人行斜拉桥主桥总体布置图详见图 1 二 斜拉桥拉索张拉及防腐施工工序 斜拉桥索塔及斜拉索上锚固区施工工序 索塔桩基施工 索塔承台施工 索塔提升塔架安装 绑扎焊接索塔钢 筋 索塔定型钢模板立模 安装索塔上锚固区承压结构 浇注索塔塔身砼 斜拉桥主梁及斜拉索下锚固区施工工序 钢管支架基础施工 钢管支架焊接连接 主梁底模安装 钢管支架预压 图 1 青龙人行斜拉桥主桥总体布置图青龙人行斜拉桥主桥总体布置图 3 40 槽钢主梁焊接架设安装 焊接安装下锚固区承压结构 焊接剪力键 并绑扎梁面钢筋 浇筑梁面砼板 斜拉桥挂索张拉施工工序 拉索长度精确计算测量 精扎螺纹钢筋下料加工 PE 管对中器安装 精轧螺纹钢筋用连接器连接 安装 PE 套管及不锈钢护筒 利用吊车多点挂索安 装 锚具安装定位 精轧螺纹钢筋对称张拉 斜拉桥桥面线型测量控制 索 夹及减振器安装 索夹防松装置安装 斜拉索 PE 套管防腐施工工序 PE 套管长度量测计算 PE 套管按实测长度下料 PE 套管管卡安装 锚 头不锈钢防护罩安装 压油设备安装 PE 套管内注入防腐油脂 不锈钢护筒 固定连接 压浆设备安装 不锈钢护筒内灌入水泥浆 PE 套管及不锈钢护筒 表面清理 锚箱及钢结构外露面涂刷防护油 三 斜拉桥拉索张拉及防腐施工工艺及技术要求 斜拉桥主塔及拉索上锚固区施工 当主塔钻孔桩基础和承台施工完成后 准确进行主塔中心线和塔墩轮廓线的测 量放线 安装索塔提升塔架并焊接绑扎索塔钢筋 然后采用整体定型钢模板按照索 塔上下横梁的位置分节组拼立模 分段浇注塔身砼 砼由集中拌合站拌和 砼运输 车运输 人工配合提升塔架运送砼入模 斜拉桥索塔施工时在塔身砼内预埋 外径 80mm 8mm 的无缝钢管和 20mm 厚的锚垫板作为斜拉索上锚固区的受力结构 同时 在锚垫板外设置不锈钢封头盖密封装置 斜拉索上锚固区受力结构及防腐装置见图 2 斜拉桥主梁及斜拉索下锚固区施工 人行斜拉桥主梁采用 40 号槽钢按设计图纸结构尺寸焊接成整体后在其顶面现浇 18cm 厚的砼桥面板并通过精轧螺纹钢拉索张拉后进行整体受力 天桥主梁槽钢施工 不锈钢封头盖 JLM 型锚 具 预埋 80mm 钢 管 索塔塔身 20mm 厚锚垫 板 PE 套管管 卡 PE 套管 精轧螺纹钢拉索 4 时 首先将斜拉桥 112m 长的槽钢主梁骨架 平均分成四片 每片 28m 长 并按单 片槽钢骨架在地面焊接好后 利用 16T 吊车吊装至已支撑好的钢管架顶面位置 当 单片槽钢的骨架中线 标高和线形等符合设计要求时 再进行四片槽钢的接口焊接 施工 当斜拉桥主梁纵 横向槽钢焊接完成后 利用测量仪器准确检查主梁槽钢骨 架的中线 标高和线形等偏差情况 符合设计及规范要求时将其与钢管架和塔身 利用钢筋焊接 连接固定在一起 以防止主梁槽钢在浇注砼桥面板时移位 1 40 号槽钢按型号分类并进行配料或下料加工 天桥所采用的主梁槽钢分为 40a 型和 40b 型两种型号 天桥主梁纵向连接采用 40a 型普通槽钢 焊接后的成型长度为 112m 2 根 天桥主梁横向连接采用 40b 型普通槽钢 全桥共有 29 根 每根下料长度为 3 1m 与 40a 型纵向槽钢焊接后的钢 梁骨架成型宽度为 3 3m 2 40 号槽钢焊接施工前其弯曲变形处进行调直矫正处理 40 号槽钢焊接施工前其弯曲变形处利用导链 千斤顶和乙炔氧焊等作业工具进 行调直矫正处理 调直矫正处理后的槽钢平面平整度和中轴线允许偏差均必须在技 术标准范围之内 3 槽钢焊接接头处坡口处理 纵向槽钢焊接接头坡口处为双边 Y 形坡口 坡口处角度为 55 度 横向槽钢焊 接接头坡口处为单边 形坡口 坡口处角度为 55 度 槽钢焊接接头处坡口表面必须 除锈干净并打磨平整 4 槽钢焊接场地整平 槽钢焊接时将槽钢焊接场地进行整平压实 并用钢板铺设垫平后形成焊接施工 作业平台 槽钢焊接在作业平台上进行 5 纵向槽钢焊接施工 从事焊接特种工种作业的焊工必须经过考试取得上岗资格证书且熟悉焊接施工 工艺要求的人员来从事焊接工作 槽钢焊接时利用人工配合吊车进行槽钢的移运和 倒运施工 当两根槽钢的中轴线和水平线达到设计及规范允许的误差范围之内时 按照电焊焊接施工工艺技术标准进行 Y 形坡口双边焊焊接施工 6 单片槽钢骨架焊接施工 当两根 28m 长的纵向槽钢焊接成型后 在作业平台上与已下好料的横向槽钢进 5 行组拼连接 先将纵横向槽钢按设计图纸尺寸水平安放到位后进行点焊连接 然后 检查纵横向槽钢的垂直度和平面结构尺寸 达到要求后再进行 形坡口单边焊焊接 施工 7 槽钢骨架吊装安装施工 当单片 28m 长的槽钢骨架焊接好后 利用超声波探伤检测槽钢接头焊缝焊接质 量 当超声波探伤检测缺陷等级评定为合格等级时 利用 16T 吊车将焊接好的单片 槽钢骨架吊装至已支撑好的钢管架顶面位置 钢管架顶面与槽钢骨架之间利用楔形 滑块调节相对标高位置 楔形滑块为两块楔形硬杂木做成的落梁装置 8 主梁槽钢焊接成型施工 当四片 28m 长的槽钢骨架焊接好并吊装至钢管架顶面后 利用测量仪器准确检 查主梁槽钢骨架的中线 标高和线形等偏差情况 符合设计标高尺寸要求时 将其 进行空中焊接连接施工 9 槽钢骨架上焊接安装斜拉桥下锚区锚固构造 按照斜拉桥设计图纸进行下锚固区锚箱钢板的下料加工制作 然后按照 1 号 5 号斜拉索设计锚固构造结构图在槽钢设计指定位置上进行焊接安装下锚区锚固构造 锚箱钢板与槽钢骨架焊接时均采用单边 形坡口焊焊接施工 斜拉索下锚固区受力结构及防腐装置见图 3 管 10 主梁槽钢骨架除锈防腐蚀施工 将主梁槽钢骨架的外露面全部进行除锈施工作业 当主梁槽钢骨架的外露面彻 底除锈后 及时涂刷防锈红丹漆和防锈灰漆 防锈红丹漆涂刷两道 防锈灰漆涂刷 一道 共计涂刷防锈漆三道 11 斜拉桥 40 槽钢焊接接头施工技术要求及注意事项 槽钢矫正处理后平面平整度和中轴线允许偏差技术标准 槽钢腹板平整度允许偏差 连接部位 0 5mm 精轧螺纹钢筋 不锈钢封头盖 索塔 PE 套管 不锈钢护筒 下锚固区锚箱 JLM 型锚具 PE 套管管 卡 预埋 80mm 钢 管 20mm 厚锚垫 板 钢砼叠合主梁 6 其余部位 1mm 槽钢翼缘垂直度允许偏差 连接部位 0 5mm 其余部位 1mm 焊缝 纵向槽钢焊接接头焊缝采用双边 Y 形坡口相接 坡口处角度为 55 度 横向槽钢焊接接头焊缝采用单边 形坡口相接 坡口处角度为 55 度 焊缝技术要求 必须满足施工设计图纸中规定的焊缝深度和宽度等技术要求 焊前处理 待焊的焊件在最终焊接装配前 应将焊件表面或坡口两侧 20 50mm 范围内表面 的水锈 氧化膜 防护层 油漆和有碍焊接的杂物清除掉 清理后至焊接结束的允 许时间为 24 小时 槽钢焊接 槽钢焊接时焊缝必须经过 4 5 层施焊焊接时才能焊接饱满 第一层焊接时焊缝 根部及其两侧必须完全熔透后才能施焊 每一层焊缝焊完后及时清除药皮 熔渣 溢流 焊瘤等残留杂质 焊后处理 焊接完毕或终止焊接时间较长的焊件 及时清除焊件上 特别是焊缝区 的熔 渣 残留焊剂和金属飞溅物 以便对焊缝的目视检查和无损探伤 防止焊渣和残留 焊剂腐蚀焊件 避免焊件在使用中焊件和金属飞溅物脱落造成不良后果 焊后至清 理时间不宜超过 1 小时 焊接完毕 所有焊缝必须进行外观检查 不得有裂纹 未 熔合 夹渣 未填满弧坑等现象 焊缝外观检查质量技术标准 气孔 横向对接焊缝 不允许有气孔 纵向对接焊缝 直径小于 1mm 的气孔每米不多于 3 个 间距不小于 20 mm 咬边 槽钢横向对接焊缝 不允许有咬边现象 竖向对接及主要角焊缝 允许有 0 5 mm 咬边现象 焊波 拐角焊缝 任意 25 mm 范围内高低差 2 0 mm 槽钢焊接施工注意事项 40 号槽钢配料或下料前先检查槽钢的牌号 规格 质量 如槽钢不平直 有 7 锈蚀 油漆等污物 要矫正清理后再下料加工 下料外形允许偏差为 1mm 电焊焊接所采用的电焊条要与母材材质相匹配 施焊前清除焊接区的一切有 害物质 施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧 多层焊接采取连续施焊 但应注意控制层间温度 每一层焊缝焊完后及时清 理检查 随时清除药皮 熔渣 溢流和其他缺陷后 再焊下一层 焊前必须按施工图要求检查坡口尺寸 根部间隙等 如不合要求应处理改正 槽钢定位焊接时 不得有裂缝 气孔 夹渣 焊瘤等缺陷 否则要处理改正 如有焊缝开裂应查明原因 清除后重焊 焊缝咬边超过 1mm 或外观检查超出允许偏差的缺陷应用手弧焊进行返修焊 返修后的焊接应随即铲磨匀顺 并按原质量要求进行复检 返修焊次数不宜超过两 次 焊缝外观检查合格后 应在 24h 后进行超声波无损检验 斜拉索张拉施工 1 斜拉索制作 拉索制作前 先要对拉索进行严格的检查 因为拉索为桥面板的主要承力构件 而如果拉索出现的微小损伤或锈蚀都将会引起拉索在张拉时脆断 造成施工事故 因此要特别引起注意 拉索按照图纸要求长度下好料后 在桥面加工台座上制作 制作工序为 对精轧螺纹钢进行清洗除污 安装 PE 管对中器 连接 精轧螺纹钢 安装 PE 套管 PE 套管对中器按 2 3m 的间距布置 精轧螺纹钢连 接器采用 JLL 32 型连接器 安装完对中器和连接器后 再将 PE 套管套于精轧螺纹 钢外 PE 套管的下料长度为主塔和锚箱之间的距离 2 斜拉索安装 拉索安装所用主要机具为两台 16T 吊车 起吊时按照拉索倾角设置吊装绳索抱 箍吊点 拉索安装采用从上至下的顺序 拉索起吊速度要缓慢均匀 当提升至索塔 锚固区附近时 利用人工牵引 吊车缓慢上提 将精轧螺纹钢从索塔套筒中引出 安装锚垫板和螺母锚固 锚固好精轧螺纹钢上端后 再将精轧螺纹钢缓慢上提 安 装下端锚箱处螺母并锚固 最后安装好千斤顶准备张拉 8 斜拉索安装示意见图 4 3 斜拉索张拉 张拉机具及锚具要求 斜拉索张拉采用 YC60A 型千斤顶 ZB4 500 型高压油 泵 锚具采用 JLM 型锚具 张拉前的准备工作 校验千斤顶和仪表 检查桥面及主塔砼强度试验报 告 用高标号砂浆灌注锚箱与套管之间的空隙 检查锚具安装位置是否准确 锚垫板与精轧螺纹钢轴线是否垂直 拉索张拉时为防止主塔承受过大的弯曲应力 按照从主塔两侧由远至近的顺 序四台千斤顶同步 分级对称张拉 各索的张拉力由设计提供 具体数据见下表 张拉时要随时观察桥面板标高的变化 既要保证张拉力达到设计要求 还要保证桥 面板的线型圆顺 防止桥面板产生裂纹及裂缝现象 张拉完毕后 立即旋紧锚固螺 母 为防止锚固螺母在后期发生松动 可同时使用两个螺母进行锚固 在张拉前 精轧螺纹钢因自重而下垂 在张拉过程中 要在套筒附近用吊车随时调整拉索高度 使精轧螺纹钢始终处于套筒中心 以防止精轧纹钢在此处损伤 各索拉力一览表各索拉力一览表 恒 载 下 拉 力 KN 最 大 拉 力 KN 斜拉索 编 号边 跨中 跨边 跨中 跨 172 373 8228215 297 392 9316309 397 0114291345 4200126445400 5100154445482 斜拉索防护 1 防护方案的选择 预埋钢管 精轧螺纹钢 抱箍吊点 精轧螺纹钢 起吊绳索 锚 箱 预埋钢管 PE 套管 索塔 9 根据现场施工的实际情况 对斜拉索的防护 主要有两套方案可供选择 涂防锈漆防护 此方案的优点是造价低 施工难度小 其缺点是拉索外置容 易发生损伤 要经常进行维修且维修困难 PE 套管防护 此方案的优点是防护寿命长 还可增加桥梁整体美观的效果 其缺点是前期投资较大 通过对这两种方案优缺点的对比 采用 PE 套管进行永久防护效果好 2 防护前期的材料准备 防护材料主要有 PE 套管 PE 套管对中器 PE 套管卡 建筑防腐油脂 锚头不 锈钢防护罩 减振填充料 其中 PE 套管 PE 套管对中器在拉索制作时已安装于拉 索上 3 PE 套管现场修补的质量控制 PE 套管在运输 加工 挂索过程中有可能被划伤 对其伤口的修补根据划伤程 度 主要有两种修补方法 划伤深度在 3mm 以下时 用专用焊枪将相同的 PE 原料覆盖并焊接在损坏处 再用电磨机进行表面处理 使恢复处保持原有的护层厚度 并合索面基本恢复原有 的平整状态 对于划伤较深 范围较大的划伤 修处长面积大于 10cm2 深度在 3mm 以上的 采用加热套管进行恢复 施工时 先将相同的 PE 原料填充在受损部位 然后用加热 套管使 PE 原料热熔补充在损坏的拉索缺口上 热熔完成后仍用电磨机进行表面处理 恢复表面平整 PE 套管在修补过程中 要特别注意采用与原索相同色彩的 PE 原料进 行修补 操作时要注意加热温度 既不能因温度不足而产生夹生现象 更不允许因 温度过高而发生材料炭化 修复表面不允许出现