荆邑大桥斜拉索施工方案.doc

宜兴荆邑大桥工程 斜拉索施工技术方案荆邑大桥斜拉索施工方案1 编制依据1.1宜兴荆宜大桥重建合同1.2宜兴荆宜大桥重建工程施工图纸1.3宜兴荆宜大桥总施工组织设计中的相关要求1.4宜兴荆邑大桥钢拱塔安装方案1.5我单位在过去施工中积累的经验2 工程概况荆邑大桥主要由城南河桥、大溪河桥、岛上高架及岸上高架共四部分组成。其跨径布置为：22.5m+40m+22.5mV型墩预应力混凝土连续刚构+（23m+27m）两跨连续梁+（23m+31m+31m+21.5m）四跨连续梁+（23m+30m+23m）三跨连续梁+（28m+39m+106m）钢箱梁双套拱斜拉桥+（27m+27m）两跨连续梁=544.5m大溪河为双套拱斜拉桥，跨径组合为28m+39m+106m=173m。主梁为等高度变宽度钢箱梁，道路中心处梁高2.5m；主副塔相衬成双套拱，主塔塔高73.6 米，倾角8度，塔基宽49米；副塔塔高61.7米，倾角17度，塔基宽26.5米；主塔与副塔之间用钢拉杆连接。主副塔塔基为四个分离式的群桩基础，承台尺寸为1114.4m，厚度3m，承台的基础下设9根直径为1.5m的钻孔灌注桩基础。与大溪河北侧相连 (27m+27m)两跨等高度预应力混凝土连续梁，桥宽51m。结构形式采用四幅单箱双室混凝土箱梁，混凝土强度等级为C50。下部结构为实体式墩身，采用1.2m的钻孔灌注桩基础。本桥斜拉索设计选用工厂生产的双层PE护层的扭绞型成品拉索。根据受力大小，本桥斜拉索共分二类，PES7钢丝根数分别为91、109。最大索长107.558m。全桥共设16对斜拉索，主跨钢箱梁上的索距9m，边跨混凝土箱梁上的索距6米，拱塔上的索距2.22.6m。斜拉索在塔端采用叉耳式冷铸锚具，钢箱梁上的锚固采用钢锚箱形式，斜拉索张拉端设在混凝土箱梁和钢箱梁上。斜拉索采用成品索，安装时由汽车运至钢塔旁，由汽车吊吊至桥面上。塔上安装采用在在钢拱塔坚转前将斜拉索安装在钢套拱上，跟随钢拱塔一起坚转到位，变高空作业为地面作业。桥面采用卷扬机牵引至箱梁预埋索管。3 斜拉索施工方法3.1 斜拉索材料要求斜拉索采用平行钢丝拉索，应符合GB/T183652001的要求。钢丝束外缠绕细钢丝或纤维增强聚脂带，然后外挤高密度聚乙烯护套。拉索所用钢丝为7mm镀锌高强度、低松驰钢丝，抗拉强度为1670 MPa，其技术指标应符合下列要求。钢丝供应商应提交完整的钢丝加工证书供审批，其中包括应力应变曲线和弹性模量。表3-1 拉索钢丝技术要求序号项 目技 术 指 标1公称直径7.00(0.06)mm2不圆度0.073横截面积38.5(0.77)mm24理论重量301(6)g/m5抗拉强度1670Mpa6屈服强度1450Mpa7延伸率4.0%(L0=250mm)8弹性模量(1.952.10)105MPa9反复弯曲5次(R=20mm)10卷绕3d811松弛2.5%(0.7G.U.T.S,1000h,20)12疲劳应力360MPa(上限应力0.45b，N=2106次)13锌层附着300g/m214锌层附着性5d8圈，不起层，不剥落15硫酸铜试验5次(每次60秒种)斜拉索采用彩色高密度聚乙烯护套材料，其主要性能应符合下表技术要求。聚乙烯材料化学性质需稳定，在斜拉索可预计的暴露温度和使用寿命下不会有脆化和软化现象；材料与钢丝的黏着力应使保护层与钢丝不产生相对运动。表3-2 聚乙烯材料技术要求序号项 目技 术 指 标1密度0.9420.978g/cm22熔融指数0.45g/10min3拉伸强度20MPa4拉伸弹性模量150MPa5弯曲模量5504.300 MPa6断裂伸长度650%7邵氏硬度608维卡软化点4.309脆化温度96h12耐环境应力裂性IU Igcpalco 6301500h13碳黑含量2.30.3%14碳黑粒度J8,主塔靠近桥中线向两侧分别摆放索体，具体顺序为J8J1。副塔索体摆放同主塔。STEP3：斜拉索塔端头安装1）将25T汽车吊吊置桥面，将叉耳端栓接，将叉耳吊于主塔耳板处。如下图所示。2）将手拉葫芦捆绑于主塔上，需布置两台葫芦，分别位于耳板两侧，一侧葫芦主要起吊起索体作用，另一侧葫芦主要拉动叉耳，人工配合将索体叉耳安装至主塔耳板处并销结。捆绑位置需要加垫层保护塔体油漆。具体如下图所示。3）考虑到主塔提升过程中，索体跟随塔身而起，主塔转体时以铰接点为圆心进行转体，故索体也基本以铰接点位置为圆心进行转体，考虑到索体在自然垂度状态下存在自然弯曲，故索体安装后在转入索体存放区域时，适当留出部分富于索体。采用该方法进行挂索施工可以避免高空挂索所带来不安全因素。3.4.3梁部部斜拉索安装塔部斜拉索安装完成后，在安装梁部斜拉索前应计算出克服索自重所需的拖曳力即安装索力，斜拉索挂设所需牵引力与矢跨比（f/L）紧密相关，矢跨比越小所需的牵引力越大，即：斜拉索越接近平直，牵引力越大。相关资料显示：当矢跨比0.15时，可以用抛物线代替斜拉索的曲线线形。按照以下公式简化计算牵引力：式中：L： 两锚固点之间的直线距离；L： 两锚固点之间的实际索长；q： 斜拉索单位长度自重；：斜拉索与水平面夹角；说明：此计算公式近为简化计算式。 需要适当增大安全系数。一般取2倍，经计算安装所需最大牵引索力为26t。STEP1：斜拉索在箱部安装时采用吊点法安装，在梁上放置转向滑轮，牵引绳沿滚筒方向伸出，同斜拉索夹具连接，夹具将斜拉索夹紧，夹具位置为锚杯处向索体方向，具体长度为预埋管长度+50cm。利用卷扬机牵引斜拉索如下图所示。STEP2：斜拉索牵引至预埋管管口时，利用汽车吊配合将锚杯放入预埋管，继续收紧卷扬机钢丝绳。如下图所示。STEP3：斜拉索进入预埋管后，安装螺母及张拉杆螺母、撑脚、穿心千斤顶和工作锚，整套张拉系统如右图所示。索体进入预埋管后为了避免张拉杆长度不够，在张拉杆端头焊接耳板，必要时利用卷扬机施加一个牵引力，确保张拉杆能进入穿心千斤顶定，满足工作锚安装要求。下图所示为张拉布置示意图。STEP4: 斜拉索张拉准备工作a、确认临时锚固安全可靠，拆除牵引拉索时的牵引连接接头，确保拉索无额外的牵挂、阻碍；b、检查并清除锚垫板上的焊渣、混凝土、油污等不属于结构部分的物质，检查并量测冷铸锚头是否位于锚垫板中心，检查冷铸锚头的内、外螺纹是否完好，若螺纹有划伤、变形、堵塞，应及时修复、清理，直至满足施工要求为止；c、检查、调试张拉设备的完好，如电源电路、油表的校验、液压油泵、千斤顶的标定和检验；d、张拉计算资料的准备，张拉前联系监控单位张拉应力等数据，并制定相应表格，如张拉次数、每次张拉力值、换算油表读书、拉索的理论伸长量、梁面标高变化值、塔柱偏位值等。3.4.4斜拉索张拉3.4.41张拉工序本桥斜拉索张拉分为两次，首次张拉为钢桥面滑移完毕，拱塔竖转完成后。第二次张拉为桥面铺装结束后进行张拉。首次张拉程序如下：张拉前的准备工作安装张拉变接头、张拉杆安装张拉撑脚和千斤顶安装张拉锚板安装张拉杆螺母调整各部件相对位置施加5的设计索力检查并调整安装位置，记录初始值解除安装千斤顶时的吊点及支垫点的约束分级施力直至达到首次张拉索要求的拉力值与张拉同步，拧紧锚圈，量测应力应变值检验，与设计应力应变值核对外观检查（锚垫板、锚固齿块、塔柱结构等的变形情况，拉索有无断丝、滑丝现象）检验合格，拆除千斤顶、张拉杆进入下一索的张拉周期。末次张拉程序同上，张拉索力发生变化。首次张拉及末次张拉参数表见附件。3.4.4.2索力调整索力调整一般与索力张拉在同一部位进行，张拉与调整共用一套设备。索力调整施工：a、计算好要调整索的索力、伸长量、主梁标高的变化值等数据；b、检查并调试张拉设备的完好状态；c、将张拉设备、工具依次安装到位，张拉杆拧入冷铸锚头内，不装张拉杆螺母，千斤顶与油泵油管接好；d、开动油泵，使千斤顶活塞无负荷空升少许，如调索要求提高索力，则空升35cm即可，如调索要求降低索力，则空升值为拉索回缩值加35cm；e、拧入张拉杆螺母，安装应力传感器；f、按预先计算并确定的相应张拉力，通过油泵进油或回油逐级调整索力。若需降低索力，先进油张拉至上次张拉的吨位，看锚圈是否有所松动，若无松动，则增加少许拉力，反方向拧松锚圈至大于拉索回缩量位置，油泵缓慢回油，使拉索索力降低，直至满足设计索力，拧紧锚圈，量测索力调整后各项数据是否满足设计要求；若需增加索力，则缓慢进油张拉至设计索力值，然后拧紧锚圈。若在调整索力过程中，如调索伸长量超过千斤顶行程，则第一次张拉到千斤顶行程时，拧紧锚圈，千斤顶归位，进行下一次的张拉，直至索力满足设计要求。调索过程中，应以检测、校核数据配合油表读数，共同控制张拉力，并随时观测，做好记录，防止不正常情况发生。斜拉索采用在梁端张拉，根据最大规格斜拉索的设计吨位，选择相应级别的张拉千斤顶，按斜拉索同号，上、下游同位，同时对称张拉。张拉前要将千斤顶，油泵及油压表配套好并编上号进行标定。张拉中先安装过渡套，再装张拉杆，后安装千斤顶。张拉时尽量必须主边跨同步，上下游间通过对讲机联系。控制400kN/级，即上下游相差不超过200kN。先张拉索要超拉设计索力的10左右，后张拉索基本以设计索力作为张拉力。在后期的调索中，以拔出量来控制索力的大小。张拉后使用索力仪进行准确测试，如索力与设计差别较大时应及时进行调整。4 施工注意事项4.1挂索注意事项以安全为前提，以不损伤拉索为目的4.1.1由于索盘打包时，需要施加很大的外力将拉索收紧，因此在展开拉索时，要注意安全，防止索盘的外张力伤人，放索时使用专用放索架放索；4.1.2索盘上斜拉索拖拉松开，不要碰障碍物，以防擦伤和磨损PE套。放开斜拉索时，索盘允许转动，要防止斜拉索扭动，致使斜拉索损伤，斜拉索扭动会引起斜拉索伸长或缩短。4.1.3转用、起吊拉索时，所有吊点均采用软起吊；4.1.4斜拉索在桥面上移动，必须下垫橡胶垫层。4.1.5安装索夹时，索夹内口包裹0.20.5cm的橡胶层；4.1.6拉索锚头进索导管前，根据相应索导管长度，在拉索外包裹一层0.20.5cm的橡胶层；4.1.7拆索时，只拆除端锚头即可，不可拆除索体中间的保护层，斜拉索在拱塔坚转过程中边放索边边拆除外保护层；4.1.8索导管内必须清理彻底，包括：水泥砂浆、焊渣、孔边毛刺等，避免拉伤索体；4.1.9挂索前，需要对锚头的内、外螺纹做防护，如用棉纱或彩条布进行包裹；4.1.10在挂索过程中，如发现外包装带松开，及时用胶带包裹，避免拉索PE局部外露，与周边造成明显色差；4.1.11 挂索滑车组及钢丝绳的选用通过计算决定。4.1.12 施工中对称挂索，控制塔柱变位。4.1.13塔柱位置，拉索弹模取值，索力张拉吨位，温度变化，日照风力影响，施工荷载，工艺等均会使实际施工的索力和标高与设计不相符，将影响施工质量和结构安全，控制方法：a.桥面标高与索力双控制，通过索力调整，使桥面标高满足设计要求，使梁塔内力处于最优状态。b.全桥温度变化监测，以便主动控制标高，（设计标高温度变形修正值）与索力达到双控。c.索力测试，验证施工索力实际变化值，确定调索最佳方案。4.1.14根据挂索施工顺序，应制定相应安全方案（平台设计荷载，防护杆安全网等设施），确保高空作业人员安全。4.1.15成立索塔监控组，将实测的索力和标高，实测的温度和梁塔变位反馈给工地施工技术负责人，甲方、监理及设计单位分析处理。4.1.16 挂索的专用设备应定期检查和保养，配置专职司机。4.1.17斜拉索临时减振措施斜拉索的临时减振措施由夹板、钢丝绳、花篮螺栓等组成，施工时通过花篮螺栓调整来降低索的振幅。方案见下图。4.1.18存放、运输、安装过程中保证索体远离火源，存放及安装现场应配备必要的灭火器、干沙等消防器具。4.2张拉注意事项4.2.1张拉时，千斤顶要有悬吊、支垫保险，防止