悬索桥施工技术(图文详解）（经典实用）

1、悬索桥 悬索桥施工技术悬索桥施工技术 悬索桥施工技术(图文详解） 目录目录 l悬索桥的简介 l施工总体部署 l悬索桥主要施工方法及工艺 悬索桥施工技术(图文详解） 一、悬索桥的简介一、悬索桥的简介 鞍座 吊索 加劲梁 岩洞式锚固体 主缆 索夹 桥塔 重力式锚固体 悬索桥施工技术(图文详解） 二、施工总体部署二、施工总体部署 l1、施工场地布置 l 加劲梁的生产、运输、架设； l 主缆运输、存放、架设； l 猫道、鞍座的架设安装； l 锚碇及主塔的施工。 悬索桥施工技术(图文详解） 二、施工总体部署二、施工总体部署 l2、悬索桥施工专用机具设备、施工设施：悬索桥施工专用机具设备、施工设施： l索

2、鞍施工：索鞍施工：塔顶临时吊机塔顶临时吊机、索鞍顶移设施索鞍顶移设施等。等。 l主缆施工：主缆施工：猫道猫道、牵引系统牵引系统、挤紧机挤紧机、小型索股整小型索股整 形机具设备形机具设备、缠丝机缠丝机、张拉设备张拉设备、倒链倒链、小型缆索吊小型缆索吊 机机等。等。 l 加劲梁施工：加劲梁施工：顶推系统、现浇或拼装支架、预制场、顶推系统、现浇或拼装支架、预制场、 码头、检测设备、运梁设备、缆载吊机或其它专用架码头、检测设备、运梁设备、缆载吊机或其它专用架 梁机具设备梁机具设备等。等。 悬索桥施工技术(图文详解） 三、悬索桥主要施工方法及工艺三、悬索桥主要施工方法及工艺 l1、主塔、主塔 l 它是它

3、是支承主缆支承主缆的重要构件，有的重要构件，有砼砼塔塔 和和钢钢塔等形式。塔等形式。 l 主塔施工过程中，应控制好主塔施工过程中，应控制好倾斜度、倾斜度、 塔顶标高塔顶标高（按设计规定留压缩量）等（按设计规定留压缩量）等 指标，待主塔完工后，需精确测定不指标，待主塔完工后，需精确测定不 同温度条件下裸塔塔顶中心线里程和同温度条件下裸塔塔顶中心线里程和 标高（应考虑地球曲率及日照的影响、标高（应考虑地球曲率及日照的影响、 主塔的压缩量。主塔的压缩量。 l 主塔倾斜度符合设计规定，设计未主塔倾斜度符合设计规定，设计未 规定时按塔高的规定时按塔高的1/3000，且不大于，且不大于 30mm。索鞍底板

4、面高程:10mm， 0. 主塔爬模外支架 悬索桥施工技术(图文详解） 索塔的施工 主塔的形式 悬索桥的索塔形 式一般均为门式框 架结构，中设若干 道横梁。 悬索桥施工技术(图文详解） 索塔施工的主要机 械设备选用及布置 悬索桥的索塔高度 在100m以上，桥面 宽度30m左右，宜设 置2台塔吊，2台电梯。 桥面宽度20m左右可 设置一台塔吊，一台 施工电梯。 悬索桥施工技术(图文详解） 塔柱施工 悬索桥的塔柱施工多采用爬模施工。 施工时，每20m-20m设一道水平支撑，并根据计算用千 斤顶施加60100t左右的顶推力。悬索桥应考虑横梁预应 力张拉后的压缩对塔柱预偏量的影响。 索塔横梁施工 悬索桥

5、横梁施工一般采取柱梁异步施工，以有利工程进 度和塔柱外观。 大跨度的悬索桥横梁的体量较大，如江阴桥的三道横梁 高均为11m，下横梁底宽11m，长32m。横梁施工方法 可采用一次浇筑，一次张拉；也可二次浇筑，一次张拉； 还可多次浇筑，多次张拉。 悬索桥施工技术(图文详解） 2、锚碇、锚碇 悬索桥主缆的锚固体（锚碇）主缆的锚固体（锚碇）是将主缆中的拉力传递 给地基的构件。锚碇分为地锚式和自锚式锚碇两类，通常 的地锚式锚固体分为重力式锚固体和岩洞式锚固体。 重力式地锚锚体施工 锚碇后锚面整体钢模 重力式地锚锚体关键是锚固系统的安装，应按相关标准安装。 悬索桥施工技术(图文详解） 锚碇的施工 悬索桥锚

6、碇的施工特点 悬索桥锚碇施工 特点为：砼数量特 别大，持续时间 长，施工期近一 年，经历一年中的 最高温季节和最低 温季节。 锚碇大体积砼的 施工有难度。 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥锚碇的施工措施 （1）构造设计上采取防裂措施 设计合理结构，减少工程数量，降低水化热总 量。具体：采用深埋式结构，挖空非关键直接受力部 分砼，利用回填土方压重；在主缆锚固体部分采用 C40砼，其他基础及配重联结部分用C20等砼，减少 水泥用量。 延长锚碇砼的评定验收龄期。具体：利用主缆 架设施工期的受力不及最终受力的30%，允许采用 标准养护条件下的60d龄期的抗压强度作为验收评定 的依据。 增设金属扩张网

7、，改善锚碇大体积砼表面受力 状况。悬索桥施工技术(图文详解） （2）合理选材，优化锚碇大体积砼的配合比 C20低标号的砼采用低热矿渣硅酸盐水泥。 掺粉煤灰，级灰。 掺缓凝型高效减水剂，初凝时间控制在2228h。 （3）大体积砼施工温度控制 砼分块、分层1m3m 控制砼的浇筑温度 砼经运输、平仓、振捣等过程之后的温度为浇筑温度。 控制各层浇筑间歇期每层一般不超8d 通冷却水冷却水管水平间距为0.9m。 降温速率不超过1.5/d。 悬索桥施工技术(图文详解） 2、锚碇、锚碇 岩洞式地锚 岩洞式则由锚固体将主缆中的 拉力通过锚体与岩洞间摩阻力和 锚塞作用传递给岩洞周壁。 锚体混凝土必须与岩 体结合良

8、好，宜采用 微膨胀混凝土，防止 混凝土收缩与拱顶基 岩分离。 悬索桥施工技术(图文详解） 2、锚碇、锚碇 自锚式锚碇自锚式锚碇 主缆中心线 28.9216 28.9216 散索套 主缆索股 锚固体 桥 墩 主跨 而自锚式锚固体则将主缆锚固于加劲梁体上。 锚碇为大体积混凝土， 应有温控设置，可采取沿 横向分块、竖向分层的办 法，防止混凝土开裂. 悬索桥施工技术(图文详解） 3、索、索 鞍鞍 索鞍是用以支承主缆并使其圆顺地改变方向或摆 动的重要部件，布置在主缆几何线形转折点处，通过 它可使主缆中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式 传给塔顶。包括桥塔（墩）顶的主索鞍、锚碇（锚固 体）前端的散索鞍（套

9、）及副索鞍。 主鞍准备起吊 悬索桥施工技术(图文详解） 主索鞍采用特别设计的塔顶吊机吊装，该吊机应能保证鞍座分次吊装 上主塔顶并移动安装就位。塔顶吊机的结构部分，在主缆架设时可改装为 主缆牵引系统及索股调整的设施。主、散索鞍安装时应根据设计提供的预 偏量就位并临时锁定。 专用吊架吊装散鞍 主鞍在塔顶纵移就位 安装中的主鞍上、下承板 主索鞍座板安装误差控制： 中线偏差：2mm； 高程偏差：2mm； 悬索桥施工技术(图文详解） 4、主缆、主缆 钢绞线（或钢丝绳）索股断面示意钢绞线（或钢丝绳）索股断面示意 缠丝 油浸雪松填木 有吊杆标记的索股 基准索股 钢绞线（或钢丝绳）索股的断面 每层绞向相反 主

10、缆主缆是通过塔顶鞍座悬挂在主塔上的柔性承重构 件。主缆本身通过索夹和吊索承受活载和加劲梁（包 括桥面）的恒载、温度荷载，还分担一部分横向风荷 载并将它直接传递到塔顶。 主缆常见的有钢丝绳主缆、 钢铰索主缆及平行钢丝束主缆， 它们的架设方法基本一致，对于 目前通用的平行钢丝束主缆，则 主要有空中编缆AS法和预制平 行索股PWS法两种架设方法。 悬索桥施工技术(图文详解） 4、主缆、主缆 l（1）架设方法 l 空中编缆AS法架设 l 即空中纺丝法，是将一四对的钢丝在空中猫道上以滑车牵引 纺成平行钢丝索索股，然后再将若干根平行钢丝索彼此平行的捆扎 成一根主缆。香港特区青马大桥主缆系采用AS法（97股

11、，每股378 丝）。 l 预制平行索股PWS法架设 l 即预制钢丝索股法。它是将工厂预制好的平行钢丝索股牵引到 猫道上，架设后再捆扎成主缆。每股平行钢丝索中的钢丝根数一般 为91或127丝。目前，国内较大跨度悬索桥基本都采用这种主缆形 式，如汕头海湾大桥、西陵长江大桥、阳逻长江大桥、佛山平胜大 桥、江阴长江大桥及润扬长江大桥等。 l（2）工艺流程 悬索桥施工技术(图文详解） PWS法主缆架设施工工艺流程框图 PWS索股加工制造 检查验收 准备工作 架设导索 架设猫道 施工脚手 设置主缆 牵引系统 猫道上安装纵向滚动 设备及索股定型支架 安装索股横移设备 PWS索股成卷盘 运输至放索场 索股盘吊

12、放到放索支架上 索股锚头与牵引索相连 驱动牵引系统牵引 索股沿猫道架设 理顺直索股，两端锚头 放入对应锚杆锁口内 索股在各鞍座处整型 起吊横移放于鞍座方形 槽口及定型支架内 第一根索股垂度精确 调整，鞍座处锁定 逐 根 循 环 架 设 以第一根索股为 基准，按垂度法 逐根架设、锁定 其它索股 初紧缆及主缆挤紧 索夹及吊索、加劲梁 及桥面铺装施工完 主缆缠丝防腐 工 艺 流 程 悬索桥施工技术(图文详解） 架设步骤 悬索桥主缆架设施工步骤： 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 栏杆网 镀锌钢丝步行网 镀锌承重钢丝网 扶手

13、 索 承重 索 横梁 主缆 1.4m 1.2m 4.0m 1.5m U形架 边网 底网 木轨 主索 猫道断面示例图(一) 3.5m 1.2m 猫道断面示例图(二) 猫道断面布置示例图猫道断面布置示例图 猫道是重要的空中走道和作业平台，供主缆钢丝索 股拖拉架设、测量、调索、主缆紧缆、安装索夹及 吊索、主缆缠丝及防护涂装等工作之用。 （3）猫道 悬索桥施工技术(图文详解） 导索架设 主缆开始架设时，首先需架设导索将两岸连接起来，利 用它可作为完成猫道和主缆索股的架设所需要的牵引索。 导索的架设通常在海潮完全停止时，封锁航道，将导索 挂上浮体，用拖船牵引，即为浮子法架设。 当潮水流速很大，通航频繁时

14、，可用不封锁航道的方 法，用长臂浮吊架设法或直升机吊运导索法。 猫道架设 主缆架设用的猫道由猫道承重索、猫道面层、栏杆和猫道 风缆系统等构成。 悬索桥施工技术(图文详解） 主缆与猫道面层间的高度视主缆直径及紧缆和缠丝所用 的机械尺寸而定。猫道宽度4m。 为增强猫道整体刚度，并满足通行需要，在适当位置设 有猫道横向天桥，将两侧猫道连通。 猫道的风缆设置为提高猫道的抗风稳定性和调整猫道面 层的形状。其形式有两种： 一种将抗风拉索倾斜布置，另一 种将抗风拉索垂直布置。 猫道面层放在猫道承重索上，从塔顶开始滑移架设，也 可卷成盘，将其吊放在塔顶的盘架上，边展开边将横梁、扶 手立柱及扶手缆索和横向天桥安

15、装好。 悬索桥施工技术(图文详解） 江阴桥的猫道架设 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 西堠门大桥猫道图西堠门大桥猫道图 悬索桥施工技术(图文详解） 猫道架设总的原则是做到 对称施工，边跨和中跨作 业平衡，减少对塔的变位 影响，控制塔顶变位及扭 转在设计容许的范围内。 下滑猫道面层宜由塔顶 向跨中、锚碇方向铺设， 并且上、下游猫道要对 称、平衡进行。 拖船拖运猫道索架设牵引索和临时轨道索 悬索桥施工技术(图文详解） 空中编缆法(AS法) 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥施工技术(图文详解） 悬索桥 施工猫道 悬索桥施工技术(图文详解） S锚固

16、塔 15t卷扬机 S散索鞍塔架 3.53 S锚碇 拖拉支承索 2-33mm 循环拖拉索 33mm 54X8.0 9.5 10.917 9.5塔顶塔架 猫道支架 3X8.0 N锚固塔 5.0 3.53 猫道索 6-45mmS1塔N1塔 门架 猫道猫道 钢丝束盘 散索鞍侧滑道 广澳汕头 9.5 10.917 9.5 3X8.0 循环拖拉布置示意图 N锚碇 15t卷扬机锚固转向 放索场 N锚碇S锚碇 S1塔 N1塔 桥梁轴线 循环拖拉及支承走向示意图 N1塔S1塔 支承索 33mm 塔顶滑道 33mm 循环式牵引系统示例图循环式牵引系统示例图（单位：m） （4）主缆牵索系统施工 牵索系统是架于两个锚

17、碇 之间, 跨越索塔的用于空中拽拉 的牵引设备, 主要承担猫道安装、 主缆架设以及其它牵引吊运工作， 是悬索桥施工必备的施工临时设 施。 它把牵引索的两端插接起来，形成环 状无极索，通过一台驱动装置、张紧 设备、调整装置和必要的支承滚筒循 环运动。 悬索桥施工技术(图文详解） 牵引索 主牵引卷扬机 拽拉器 猫道门架及滑轮架 牵引索 猫道滚筒 预制索股 塔顶门架及滑轮组 预制索股卷筒 散索鞍门架及滑轮组 锚 副牵引卷扬机 引桥桥面 塔 塔 锚 流 向 往复式牵引系统工作示意图 往复式牵引系统示例图往复式牵引系统示例图 该牵索系统的牵引索两端分别卷入主副卷扬机，一端用于卷绳进行牵引，另一端 用于放

18、绳，两台驱动装置联动，使牵引索作往复运动。 悬索桥施工技术(图文详解） 牵引时索股出盘 索股盘装上放索器 悬索桥施工技术(图文详解） 索股盘及放索器安装在锚锭后部 索股即将置入滚轮牵引过江 悬索桥施工技术(图文详解） 猫道 猫道门架 大缆 索股 滚筒 28牵引索 猫道门架导轮组 拽拉器36牵引索 门架式拽拉器牵引方式 门架拽拉器牵引方式示例图门架拽拉器牵引方式示例图 牵索系统按其夹持索股的方式不同，又分为门架拽拉 器牵引方式和轨道小车牵引方式两种。 预制主缆索股与安装于牵引索上的拽拉器相连，通过驱动装置收放使 牵引索带动拽拉器穿过猫道门架导轮组、塔顶门架导轮组、锚碇门架导轮 组作往复运动，将索

19、股逐根沿猫道滚筒拉铺到猫道上。 悬索桥施工技术(图文详解） 预制丝股法(PWS法) 丝股牵引 悬索桥施工技术(图文详解） 门架式牵引系统 悬索桥施工技术(图文详解） 循环拽拉索 33千斤 锚头小车 2-33轨道索 尼龙轮 猫道面 轨道小车牵引方式示例图轨道小车牵引方式示例图 通过驱动装置将索股逐根沿 猫道滚筒拉铺到猫道上。 牵引系统架设步骤 首先是导索过渡，利用导索架设牵 引索，并架设施工猫道。 其次在架设施工猫道后，安装猫道 门架及滑轮组，猫道滚轮等，使牵引索进 入猫道门架滑轮组内，牵引索与驱动装置 连接完成，从而形成完整的牵索系统。 悬索桥施工技术(图文详解） 轨道小车牵引系统 架空索道牵

20、引系统 悬索桥施工技术(图文详解） （5）PWS主缆架设 l主缆索股的拽拉架设主缆索股的拽拉架设 l 索股利用牵引系统沿猫道牵引架设，架设从放索场一侧向索股利用牵引系统沿猫道牵引架设，架设从放索场一侧向 索股另一索股另一锚固端锚固端的方向进行。平行钢丝索股拽拉架设过程中采用的方向进行。平行钢丝索股拽拉架设过程中采用 垂度法垂度法控制，基准索股采用控制，基准索股采用绝对垂度法绝对垂度法控制，其它索股采用控制，其它索股采用相对相对 垂度法垂度法调整。调整。 l 索股牵引架设过程中，应尽量索股牵引架设过程中，应尽量匀速牵引匀速牵引，放索支架的索盘，放索支架的索盘 应设置可靠的应设置可靠的制动制动装置

21、。装置。 l 当索股拽拉至锚碇（锚固体）时，应将两端锚头当索股拽拉至锚碇（锚固体）时，应将两端锚头临时锚固临时锚固。 悬索桥施工技术(图文详解） 正在牵引中的索股 主鞍边有槽轨 引导锚头构架 通过 牵引过程中工人跟随 锚头前进，控制索股行 进速度 悬索桥施工技术(图文详解） （5）PWS主缆架设 l 地锚式悬索桥索股架设时的整形、横移工作，需在主索鞍及 散索鞍处设置门架，其上设倒链（或其它小型拽拉设备）以局部 收紧索股，使整形段索股处于放松状态而利于整型及横移就位。 l 自锚式悬索桥PWS索股架设时的整形、横移工作同地锚式； 而散索鞍（套）处索股一般不需要整形、横移。 l 主缆索股的线形调整

22、l 当主塔、边墩、锚碇全部竣工后，须进行一次精密测量。 l 在猫道铺架完毕后，应对主塔进行复测，以便依据跨距变化 修正基准索股垂度值。 悬索桥施工技术(图文详解） 主缆成形夹及压紧梁 丝股整形 悬索桥施工技术(图文详解） 暂时就位的索股有待整形 调整股丝 悬索桥施工技术(图文详解） 索股重新整型调整索股 悬索桥施工技术(图文详解） （5）PWS主缆架设 l基准索股测量和一般索股测量: l 基准索股一般为最初架设的索股（第一根），由于其它索股（或称 一般索股）的垂度测定是以基准索股为参照基准，因此基准索股的测定 及垂度调整的精度，将控制影响主缆的架设精度。基准索股的测量控制 采用绝对垂度法，即指

23、主缆索股测点的绝对高程。 l 一般索股的垂度测定，用大型卡具测定其与基准索股的相对垂度差。 l主缆索股安装定位: l 每根钢丝索股安装顺序原则是先主跨后边跨。主跨调整完成后，将 索股在索鞍槽口中固定，不允许再发生滑动。主跨索股线形固定后，再 进行边跨的调束直至符合要求。 悬索桥施工技术(图文详解） 第一根索股已安装就位 安装在散鞍槽内的索股 索股整方安装在主鞍槽内 悬索桥施工技术(图文详解） 主鞍上背索的锚固 张拉完成后的索股及锚体 锚头安装在螺杆后，用千斤顶调整定位 悬索桥施工技术(图文详解） 4A7A 6P5P 14 1 4 3 5 2 定位3 5 2 37 69 8 1 垂直测量 2 垫

24、片调整 3 送出 垂直测量4 检算 NO OK 5 锚跨拉力调整 1 垂直测量 2 垫片调整 3 送出 垂直测量4 检算 NO OK 5垂直测量 垫片调整 送出 垂直测量 6 7 8 NO 检算 OK 锚跨拉力调整 9 垂度调整方法示意图 L中L边L边 索股垂度调整方法示意图索股垂度调整方法示意图 索股垂度调整： 主缆索股垂度调整顺序为先主跨后 边跨，最后调锚跨。 悬索桥施工技术(图文详解） (6)主缆挤紧 初紧缆（整圆） 挤紧成型,挤紧 方向宜向塔柱方 向进行 紧缆机调试实验 紧缆时有六个顶点同时挤压 在跨中紧缆 悬索桥施工技术(图文详解） (7)缠丝 缠丝机在工作已完成缠丝后的主缆 悬索桥

25、施工技术(图文详解） (8)主缆架设精度要求主缆架设精度要求 主缆架设精度要求主缆架设精度要求表表 序 号 项 目规定值或允许偏差 1 索 股 高程 （mm ） 基 准 中跨跨中L/20000（L为中跨跨径） 边跨跨中L/10000（L为中跨跨径） 上、下游高差10 一 般相对于基准索股0，+5 2锚跨索股力偏差符合设计要求 3主缆空隙率（%）2 4主缆直径不圆度（%）2 注：第4项主缆直径不圆度检查方法紧缆后横竖直径之差，与设计直径相比，测量两索夹间。 悬索桥施工技术(图文详解） a、吊索绕置于 索夹的凹槽内 扶手栏杆 主缆 高强螺栓 主缆 扶手立柱 扶手钢丝绳 带吊耳的索夹 吊索 A A

26、截面AA 吊索 索夹 b、吊索用钢销 于索夹连接 吊索与索夹的连接示意图吊索与索夹的连接示意图 5.索夹与吊索 吊索与主缆通过索夹连接。吊索与索夹的连接方式常采用倒U骑挂式或销接式（销 板式）两种，吊索与加劲梁常用锚固于加劲梁吊点处的吊索锚头或销板予以连接。 悬索桥施工技术(图文详解） 吊索与主缆索夹、加劲梁间连接关系示例图吊索与主缆索夹、加劲梁间连接关系示例图 示例图一示例图二 索夹 主缆 索夹 主缆 I-I I I 上锚头 吊索（杆） 减震架 防护罩 钢套筒 加劲梁 锚具 防护罩 锚杯 锚环 地锚式悬索桥吊索下端在吊装加劲梁时与梁段连接；自锚式悬索桥吊索与加劲梁 间连接，是通过加劲梁支承体

27、系转换过程中张拉吊索（通过连接杆延长吊索、在梁 面张拉）的方式进行连接锚固。张拉顺序及张拉力按设计规定。 悬索桥施工技术(图文详解） 安装索夹 安装吊索 悬索桥施工技术(图文详解） 准备安装吊索销轴 吊索已预先安装到索架上 悬索桥施工技术(图文详解） 6.加劲梁加劲梁 钢 加 劲 箱 梁 示 例 断 面 混 凝 土 加 劲 箱 梁 示 例 断 面 纵 梁钢 桥 面 板 竖 杆 下 弦 杆 上 横 联 钢 加 劲 桁 梁 示 例 构 造 图 主 缆 吊索中心线 主 缆 吊索中心线 运 梁 台 车 中 心 线 运 梁 台 车 中 心 线 悬索桥加劲梁典型横断面图悬索桥加劲梁典型横断面图 地锚式悬索 桥加劲梁采用分段 预制架设的施工方 法，需在主缆架设 完成后进行加劲梁 安装。自锚式悬索 桥加劲梁架