无背索斜拉桥主塔安装施工技术

1、无背索斜拉桥钢索塔安装施工技术梁彬孙晓军(长安大学 西安710054江苏恒基路桥总公司江苏 常州213000 )摘要本文结合京杭运河改线工程中常金大桥钢索塔的安装施工，介绍了独塔无背索斜拉桥钢索塔的安 装方法，并对钢索塔安装施工过程中塔吊基础的设计、索塔节段的吊装、测量定位等主要技术控制要素进行 了总结。关键词无背索斜拉桥钢索塔 安装 测量定位The Construction Technology for Installing Stell Cable SupportTower in the Cabel-Stayed Bridge without BackstaysLIANG binSUN Xi

2、ao-j un(Cha ng an diversity Xi an 70054.Jia ngsu Hengji Road & Bridge En gi neeri ng Co.,Ltd., Cha ngzhou 213000 , chi na) Abstract Comb in ded with the con structi on for in stalli ng stell cable support tower in the Changjin bridge on Beiji ng- Han gzhou Grand Can al sealig nment p roject, the pap

3、er in troduces the erecti on method of stell cable support tower in the single-tower cable-stayed bridge without backstays, and generalizes the main technical control for the foundation design of tower grane hoisting of cable tower segmen、measurement and location .Keyword the cable-stayed bridge wit

4、hout backstays;stell cable support tower; installation; measureme nt and locati on.1 工程概况：常金大桥位于江苏省道340上，是连接常州市区与金坛的主要道路，大桥全长510.48米，桥式布置为两侧引桥(30 X 4+30 X 6) m现浇混凝土箱梁 +主桥(60+120+30 ) m的钢箱梁。主桥为独塔双索 面无背索斜拉桥，塔、梁、墩连接，主塔与水平面 的夹角为57,桥面以上的垂直高度为76米，斜长91米，并沿横桥方向内倾斜2;主塔为两个八边形截面的薄壁空心钢，塔内灌注C30微膨胀混凝土作为配重以平衡主梁自重。

5、主桥采用双索面，每个索面采用9根索，全桥共18根索，每根索的类型 为43束15.2钢绞线；斜拉索与水平面的夹角为26度，斜拉索在主梁上锚固的标准间距为9米，斜拉索在主塔上锚固的标准间距为7.66米，斜拉索梁端为锚固端，塔端为张拉端。大桥主跨为120米，跨越京杭大运河，西侧边跨为60米，跨越新312国道， 东侧边跨30米，跨越常州市规划中的运北路。建成后的常金线大桥雄伟壮丽，与新运河、新312国道及其周围环境有机结合，将成为常州西大门的一道 重要景观桥梁。大桥主桥桥式布置见图1。主桥立面图ii主塔立面图图1常金大桥主桥桥位布置示意图2索塔吊装施工常紧大桥主桥索塔为钢砼结构，利用塔吊对钢索 塔节段

6、进行安装，待环缝焊接完毕后吊灌混凝土对钢根据设计与现场施工情况需将索塔的索塔桥面以上共划分为15X 2个节段1 ；索塔进行填充。制作进行划分，和一个永久横梁，各节段重量见表节段T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T12T13T14T15重量29.232.732.535.639.246.450.159.745.727.438.439.425.524.340.7横梁重：39.1 t。由表1表格中各钢塔节段的重量以及各类型吊机的 起吊能力等综合因素进行比较后，选用 塔吊对T1 T15节段及横梁进行吊装。ZSL43186 型根据现场地质情况及设计院提供的地基承载力，现对塔吊基础尺寸进行初步

7、设计，定为10X 10 X 3m待砼达到70%虽度后，方可安装塔机。塔吊工作参数 示意图见图2.1塔吊基础设计q=25kg/m=59.7T- 2m mG1=250T图2ZSL43186型塔吊工作参数示意图(1)、风载计算(图示见上)PW=C Kh - q A式中：KhqAC为风力系数，取1.6为风压高度变化系数，取1.5为计算风压，取 25kg/m 为受风面积1+A2=(1+0.57) X ( 3X 48+2 X 56) X 0.32G1为塔机荷载，取250 t为基础重量388.8吨；为T8节段重量59.7吨为基础容重，取 2.4 t/m 1000tm;(含配重)；A=A=120.5m塔吊的正

8、、背面受风系数分别取 1 0.57 ; 0.3 为充实系数经计算PW=7230kg、基础抗倾覆计算基础不倾覆须满足以下条件：、基础地基承载力的检算：2223(G1+G2+3) /b +P 1=(G1+rb h)/b +6M/b v p (250+2.4 X 81 X 2+59.7)/100+6 1000/9 3=698.5/81+6000/729=16.8t/m22M (2 为安全系数)根据以上计算可知，基础设计完全能够满足施工 要求。3 ； M为最大倾1为基础边缘作用于土壤上单位面积压为土壤承载能力，现场的地基承载力X22钢索塔的吊装索塔节段划分线垂直于塔身的中心轴线，塔身横 断面呈八边形，

9、塔身倾斜，由于节段自重和体积较大, 在吊装过程中塔身节段必须呈现为倾斜状，其角度应 尽量和已安装的塔身倾斜度相同，因此需按照设计要 求将吊点焊接在塔身两侧，采用四点吊，并通过手拉 葫芦和钢丝绳来调整倾斜度。在吊装过程中，以防索 塔节段发生转动，需将一长绳牵引定向。为保证起吊后索塔节段的倾斜满足拼装要求，防 止塔节段就位后发生滑移，需提前在已安装好的塔节 段下口外侧与上口内侧焊接限位钢板，当塔节段吊装 到位后，先将塔身底口初步对中并采用码板初步锁定， 在锁定码板后，开始提升工作平台，以便索塔节段的精 确定位与焊接工作，然后利用5t的千斤顶对索塔节段 四角按照安装测控数据进行微调直至到位。索塔节段

10、安装施工平台与爬梯设置示意图见图3 *.L移动平台（2）.移动平台（1）八7T11 ,5r,亠 ”1.支架4-T3.T；1 1.-11-1-3钢索塔安装测控斜拉桥属于高次超静定结构体系，这种体系对于 结构每个节点的定位要求都非常严格，节点坐标的变 化将影响结构内力的分配和成桥线形，因此钢索塔每 节段测控定位的精密与否将直接影响着桥梁结构的安 全性和外观线形。3.1测控原理及方法斜拉桥结构设计上的特点，使索塔高程都远远大 于桥面高程，势必给索塔施工的测量定位带来较大的 难度，因此原有的测量控制网都已不能满足索塔施工 的测量工作，需要重新建立索塔施工的局部测量控制 网，对索塔施工的局部测量控制网与

11、原有控制网要进 行坐标水准的闭合联测，并达到其精度要求，从而减 小索塔施工时的测量误差。由于本索塔的塔身造型及 断面形式各异，则在施工的过程中，除保证索塔主线 后倾127外，还需保证索塔内倾 2。和各塔节段拼口 处的线形及环形缝缝口间隙。鉴于上述，为了方便对 索塔施工的测量控制，要把图纸与监控单位提供的各 索塔节段定位时的大地坐标转换为索塔局部独立施工 坐标，统一以大桥独立坐标的形式计算，且后视点与 测站点均采用强制对中墩柱，以缩小定向时误差，利 用索佳2130R全站仪与反射片，采用空间三维坐标法 对各索塔节段进行测量定位，独立坐标系采用桥梁桩 号为x轴，横桥向为y轴，桥梁实际高程为三维坐标

12、系中的z轴。3.2索塔节段定位测控钢索塔节段安装的测量控制工作主要包括节段 安装时的测量定位工作与安装后各个工况各个温度下图3索塔节段安装施工平台与爬梯设置示意图观测点的跟踪测量记录工作。钢索塔节段为不规则形状，所以在安装之前需要 对照图纸量取复核预制节段各边外形尺寸；避免由于 厂家预制产生误差积累到测控误差，利用空间三点即 可以确定一平面的原理，将四个角点处ACDF设为安装时的定位控制点，顺桥向中线处的BE测控点用来复核，并需要在索塔节段上下边角点处与中线处贴反 射片作为安装时候的测控点（见图4），由于无背索斜拉桥索塔空间位置的特异性，全站仪架设在索塔倾斜 的方向即可观测到节段所有测控点，就

13、可以完成索塔 安装时的测量定位工作索塔节段测控点布置示意图见 图4对斜拉桥而言，斜拉桥索塔属于变形比较敏感的 高层建筑，在不平稳荷载和大气温差及日照影响下， 对桥梁结构的受力与变形影响很大，因此，在焊接前 后、张拉前后、灌注混凝土前后，都必须对所有的观 测点进行跟踪观测记录，以及相对应的天气温度的记 录，掌握其变化规律进行分析并及时反馈予监控单位。 观测点的选择一般为节点位置即拼接口处，但是为了 避免环缝焊接时反射片被灼烧影响数据的采集，通常 选择拼口处向下大概 20cm左右，观测点需要保护好， 作为长期观测用。索塔偏位测量包括顺桥向和横桥向 两个方向偏位值的测量，按照工程测量规范三等 变形观

14、测的精度要求，变形点的点位中误差应不超过 +6.0mm温度变化对桥梁结构的影响在施工控制中是 不可忽略的因素，由于温度变化相当复杂，包括季节 温差、日照温差、骤变温差、残余温差等，所以安装 定位与变形观测时的数据采集都必须掌握在温度场趋 于稳定的时间区域内。ABC测控点T10” T9 ； ；- -TS I:VT4、小、-.:测站点-.T2. T1 、I 丄I j_| I 丨 i_Cr上 ikLl I I LT 1117 to I I 厂IT!: 立面图侧面图钢索塔节段测控点布置示意图参考文献：1.张质文起重机设计手册中国铁道出版社19982.吴栋材大型斜拉桥施工测量北京测绘出版社1996 .3.林元培斜拉桥北京人民交通出版社20044.徐君兰大跨度桥梁施工控制北京人民交通出版社 20004结束语将索通过对无背索斜拉桥常金大桥的施工总结， 塔安装中的吊装、测控两关键施工控制技术予以了叙 述，施工证明钢索塔节段的吊装及其定位的