体系转换作业指导书

1、体系转换作 业 指 导 书一、工程概况：平胜大桥是佛山市和顺至北滘公路主干线工程的重要工程，跨越东平水道，起点桩号里程为K9+781.88,终点桩号里程为K10+462.08,桥梁中心里程为K10+227.00,全桥长680.2m，主桥为独塔单跨自锚式悬索桥，设计为双向10车道按双幅布置，主跨采用钢加劲梁，单幅桥面宽26.1m，桥面横向布置为：3.0m（人行道）+1.0m（吊索区、风嘴）+20.5m（车行道）+1.6m（吊索区、检修道），两幅桥间距3.8m，桥梁总宽56.0m。本桥主缆由四跨组成，边跨理论跨径224m，主跨理论跨径350m，主跨的理论垂跨比约为1：12.5，边跨垂跨比为1：11

2、4，主缆施工采用预制平行钢丝索股逐根架设的施工方法（PPWS），主缆共四根，每根主缆中含48股平行钢丝索股，每股含127丝5.1mm镀锌高强钢丝，主缆直径挤紧后索夹处约440.0mm。索股锚具采用套筒式热铸锚，主缆中心设计无应力总长度为670.56507m,全桥主缆钢丝总重量2622t。全桥索夹共三大类：1、连接主缆与吊索的吊索索夹；2、用于主缆定型的紧箍索夹；3、主索鞍及散索鞍出口处防护密封的封闭索夹。本桥只在主跨设置吊索，边跨不设吊索。主跨顺桥向设27对吊索，吊索标准间距为12m，塔侧1#吊索与塔中心线的间距为19m，和顺岸27#吊索与M9号墩中心线的间距为19m。临近和顺岸锚跨的26#、

3、27#吊索为上下带铰的刚性吊索，为40CrNiMoA的钢棒，全桥共8根；其余25对吊索为顺桥向间距0.4m的735.1的镀锌平行高强钢丝双吊索，外包6mm厚PE进行防护，为全桥共200根。其中最长吊索为1号吊索107.65m，重约1.8t，最短为27号吊索2.99m，重约1.68t。所有柔性吊索的上接头采用铰销接头，铰销均配有SF-1聚四氟乙烯衬套，下接头采用锚头直接锚固在主梁的锚箱上，且设置球面锚垫板,该垫板与吊杆锚垫板之间还设置了楔形垫板，以便于适应吊索的变形。刚性吊索分两节，上面一节上下均采用铰销接头，下面一节上端为叉形耳板与上一节连接，下端采用螺母锚固在锚垫板上，且设置球面锚垫板。吊索

4、锚头：吊索上下锚头均采用冷铸锚，上锚头由锚杯与连接板螺纹连接，下锚头采用张拉端锚具与主梁锚箱连接。主缆架设完，通过对主缆实际线形，钢箱梁吊索点标高、里程的测量，重新计算吊索无应力长度，在浦江缆索厂加工吊索，后运至工地，同时索夹的位置亦按照此空缆线形确定，在吊索张拉前所有索夹必须安装、紧固完。通过吊索的挂设、张拉，完成整个桥的体系转换，钢箱梁会抬高，钢箱梁重量由临时墩支撑转换到主缆上，继而传给主梁形成大压杆，期间各构件应力、线形均发生变化，如：1、主缆由低应力状态过渡到高应力状态、由自由悬链线过渡到成桥抛物线形；2、吊杆通过接长杆逐步张拉就位，其受力也逐步增大，最大单根吊杆为120t，远大于成桥

5、时吊索索力50t；3、整个主梁压力逐步增大到12000t，钢箱梁下支撑临时墩逐步脱离，主梁线形不断变化，主跨跨中标高上抬1.06m，主缆跨中会由空缆线形下降7m，主梁压缩17cm，各墩子将承受水平力；体系转换是此桥成败的关键，我们将严格按照设计、监控单位的监控文件实施，调索的基本原则：从主塔侧1号长吊索向边跨短吊索逐步调整。二、施工工序： 索夹的安装，高强螺栓施拧 猫道网转换 吊杆安装 吊索张拉 索鞍预偏、顶推三、作业要求 索夹的安装，高强螺栓施拧安装前准备1）在主缆架设并挤紧之后，经过联测得到主缆空缆线形，根据实测主缆空缆线形计算确定每个索夹的坐标。2）按监控给的各节点索夹中心（吊索中分线）

6、至主塔中心线的距离，在气温稳定的夜间，用全站测绘仪置于主塔顶中心，分别测出主缆上各索夹中心位置，测量时注意温差对距离的影响。3）根据测量放线的中心，按各部位索夹型号的不同长度量测出索夹的前后边线，用油漆细线精确地标出。按各部位索夹的编号及方向，对号入座安装索夹。安装1）由于自锚式悬索桥的特殊性，全桥索夹共分三次全面拧紧，在体系转换前要全部安装施拧完才能张拉吊杆，在吊杆张拉完后要重新补拧轴力，由于桥面铺装在体系转换后完成，所以在桥面铺装完后，索夹还得最后一次轴力的校核补充。2）索夹采用缆索吊机安装，安装时，绝对不允许发生扭转，靠近主塔的索夹直接用塔吊安装。3）拆除索夹位置的缠带，安装索夹，对准左

7、右对应的索夹边缘线。然后将紧固螺栓插入索夹，用千斤顶同时对全部螺栓紧固到图纸规定的张力。索夹必须在标线的±10mm偏差范围内进行架设，主缆顶面中心线与索夹顶轴线偏差不得超过±3mm。高强度螺栓的螺杆超长端一律设在主缆外侧，调整对准索夹的前后边缘标记，并调平索夹顶面后，方可进行螺栓的第一阶段拧紧。每个索夹要分级施拧，前后上下螺栓要同步对称施拧。每个索夹上的连接螺栓，反复施拧检查，在梁片吊装前需将螺栓轴力补足。由于主跨索夹下挂吊索，其高强度螺栓的施拧质量关系日后成桥后索夹与主缆间相对划移，在索夹安装时，除了线形满足要求外，其索力控制也至观重要，须用专用千斤顶同步导入轴力，其油压

8、千斤顶必须用精度不低于0.4级的压力表控制。每个螺栓的紧固力，应按螺栓总伸长量建立应力-应变的关系，进行换算校核。 猫道网转换由于梁段的吊挂后，主缆自由悬挂的线型将发生接近折线的变化，因而原架设的猫道面不再与主缆架梁后的线型相吻合，为此，应用钢丝绳将猫道面捆吊在主缆上，还要将猫道索放松用短千斤吊在主缆上。猫道索的放松应上下游和顺桥向对称。 吊杆安装柔性吊索安装流程图如下：吊索在桥面上展开 下端锚头上连接螺纹衬套及张拉杆上端锚头后1.0米处设置吊点抱箍将吊索下端接长杆部分送入索导管内塔柱箱内钢丝绳与牵引头连接缆索吊机钢丝绳与吊点抱箍连接收紧缆载吊机钢丝绳，将吊索连接板与索夹穿销固定好拆除抱箍，吊

9、索呈自由悬垂状态于吊索锚点处安装张拉千斤顶，连接张拉杆临时带帽张拉连接杆，将吊索索力按监控指令分阶段张拉，同时逐步拆除连接杆将吊索力张拉到位，拧紧锚头螺母，拆除千斤顶，进行下根吊索施工26#、27#吊索为短性刚吊杆，最长不到4米，直接利用桥面吊机安装，且一次张拉到位，比较简单，再此不在说明。1)安装好所有索夹并紧固完后，随即安装吊索，所有吊索在工厂出厂装前应在给定的拉力下，精确地量测其长度，做好记录。2)在索夹上安装吊索，与主缆顶面中心(天顶线)索夹顶轴线偏差应与图纸吻合一致。3)索夹和吊索采用缆索吊机安装。靠近主塔的吊索直接用塔吊安装；靠近锚跨的部分短索用桥面吊机安放。4)吊索冷铸锚头及减震

10、架对称调试，满足设计要求后，安装吊索护套及防雨水的护罩。 吊索张拉1）在吊杆安装之前，提前将吊索张拉的延伸杆通过螺纹衬套与吊索连接好，具体每根吊索所需的吊杆数量见监控方案。2）安装张拉杆锚固螺母和千斤顶，每根吊索均采用YCW150C型千斤顶进行张拉。3）在整体张拉过程中，当张拉杆锚固螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始拉力。4）确定整体张拉的初始动力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的张拉值，测量各级伸长值。旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。5）在张拉过程中，两幅桥要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。 索鞍预偏、顶推主塔

11、鞍座的纵移，随着梁段逐渐增架，分阶段将鞍座顶移到设计值。架梁前要按设计图和塔顶鞍座施顶方案，安装主鞍座纵向顶移支架和移动导向限位装置。支顶架结构重心平衡须设置必要的锚固保险措施，确保安全。1）鞍座的纵向顶移是在主塔每个鞍座的南岸塔帽旁安装施顶反力架，在反力架与鞍座间安放2台3000KN千斤顶水平施顶，每个鞍座2台千斤顶并联，总计8台顶同步施顶纵移。2）为使顶推鞍座力减小，鞍座底板顶面设置聚四氟乙烯板。3）机推前，彻底清除鞍座滑移面上的脏物，保持清洁至顶推完成，滑移面上涂减摩剂，疏通注油孔后注满减摩剂。4）顶移时，要控制进油速度，达到或超过计算的顶推力时，座体的移动可能跳跃不平衡。为防止冲击大螺

12、母，要装缓冲橡胶。5）为防止主缆在鞍座槽内滑动，推顶前采取如下措施：在主缆顶部灌注环氧树脂粘结剂，并压以锌块；在鞍座槽内主缆顶面布置反压千斤顶。（8台30t）6）吊索全部安装张拉完，经测量，鞍座位置符合设计要求后，将座体与底板按设计要求锁定。五、吊索张拉施工步骤及操作要点： 调索原则：从近主塔1#吊索向边跨27#吊索依次张拉，其中1#7#索、26#、27#这8根索直接一步张拉到位；8#10#、25#这4根索二步张拉到位；11#24#这14根索三步张拉到位。 在体系转换过程，为保证主塔安全，主塔根部不出现拉应力，主塔顶主索鞍要随着吊索张拉的同时逐步向跨中侧顶推，整个体系转换中共分5次，在吊索张拉

13、之前首先顶推一次，顶推量为20cm，4#索张拉完进行第二次顶推，顶推量为30cm，7#索张拉到位后进行第三次顶推，顶推量为28cm，10#索张拉到位后进行第四次顶推，顶推量为35cm，18#索张拉到位后进行第五次顶推，顶推量为28.8cm。在体系转换期间，随着吊杆张拉-主缆拉力增加引起主缆伸长1.5m，两锚跨散索套会向主跨方向滑移，和顺岸散索套向主跨方向滑移6.13cm，北滘岸散索套向主跨方向滑移1.7cm,为保证主缆与散索套不出现移动,要求散索套上下体连接的高强度螺栓必须拧紧到设计要求,且抵抗北滘岸散索套体系转换后的上拔力。 一步张拉到位的意思是指将该吊索直接从零应力张拉至设计吨位，相应拉索

14、锚固螺母锚固在锚杯标记点处。在此期间，其他吊索不张拉。为了在张拉时左右两幅不同步的影响降低在安全的范围内，要求一步张拉到位的吊索要分六级，左右两幅桥同一编号吊索同步分级张拉到位。 二步张拉到位的意思是指在张拉该吊索到位的同时，还要将相邻索张拉到某个吨位，要达到这个要求，理论上将这两对吊索分级同步张拉，由于顶多，同步很难操作，现场采用另一种方法，即将这两根吊索分别张拉到设计要求，但在实施过程中，先拉短吊索，后拉长吊索，每次将索力直接分级张拉至该索目标值，经过34次循环，最终这两根索同时达到该步的目标值。 三步张拉到位的意思是指张拉该吊索到位共需分三步:第一步与该索相邻的前两对长吊索同时张拉到该步

15、的目标值；第二步与该索相邻的前后各一对吊索同时张拉到该步的目标值；第三步与该索相邻的后两对短吊索同时张拉，此时，该索直接张拉到位，其他索张拉到该步的目标值。以上各步都牵涉到三根索同时张拉，由于两幅桥要同步张拉，同时张拉24台千斤顶，作业面范围大（30X60m2）, 现场操作很难达到，且安全隐患大，为达到这一要求，同样按以上两步调索方案类似，即在各步调索过程中，先从短吊索，逐次向长吊索，每次将索力直接分级张拉至该步索力目标值，经过34次循环，最终将这一步的三根吊索同时达到该步的目标值。然后进行下步调索。 由于二步、三步张拉到位的吊索施工步骤多，在其该索张拉到位的同时，还有对其他相邻短吊索索力的控

16、制要求，由于是多个变化点，期间任何一根吊索索力的变化都会影响到其他索，最多24个点索力要同时达到要求，控制难度巨大，为了尽量达到这一要求，要求首先满足吊索索力张拉到位的那个索，其他两根索由于后期还要张拉到位，把目标索力误差控制在一定范围内即可。具体操作步骤如下（暂定，以监控文件为准）：第一步、将主索鞍顶推20cm，为了尽可能保证四个主索鞍同步进行，每次顶推5 cm，分四次进行；第二步、将1号索张拉到位；第三步、将2号索张拉到位；第四步、将3号索张拉到位；第五步、将4号索张拉到位；第六步、将主索鞍再次顶推30cm，为了尽可能保证四个主索鞍同步进行，每次顶推5 cm，分六次进行；第七步、将5号索张

17、拉到位；第八步、将6号索张拉到位；第九步、将7号索张拉到位，并将8号索张拉到约1000KN；第十步、将主索鞍再次顶推28cm，为了尽可能保证四个主索鞍同步进行，每次顶推5 cm，分六次进行；第十一步、将8号索张拉到位，并将9号索张拉到约1500KN，为了尽可能地消除每一根吊索受力不均匀，将9号索的两根吊索分四次进行张拉，其中每一根吊索的张拉力分别为500KN、600KN、700KN、750KN；第十二步、将9号索张拉到位，并将10号索张拉到约1800KN，为了尽可能地消除每一根吊索受力不均匀，将10号索的两根吊索分五次进行张拉，其中每一根吊索的张拉力分别为500KN、600KN、700KN、8

18、00KN、900KN；第十三步、将10号索张拉到位，并将11号索张拉到约2000KN，12号索张拉到约1500KN，张拉方法同第十一步，先将11、12号索的每一根吊索张拉到500KN，然后每100KN一级，依次进行；第十四步、将主索鞍再次顶推35cm，为了尽可能保证四个主索鞍同步进行，每次顶推5 cm，分七次进行；第十五步、将11号索张拉到位，并将12号索张拉到约2000KN，13号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第十六步、将12号索张拉到位，并将13号索张拉到约2000KN，14号索张拉到约2000KN，张拉方法同上；第十七步、将13号索张拉到位，并将14号索张拉到约2000KN，15

19、号索张拉到约2000KN，张拉方法同上；第十八步、将14号索张拉到位，并将15号索张拉到约2000KN，16号索张拉到约2000KN，张拉方法同上；第十九步、将15号索张拉到位，并将16号索张拉到约2100KN，17号索张拉到约2100KN，张拉方法同上；第二十步、将16号索张拉到位，并将17号索张拉到约2100KN，18号索张拉到约2100KN，张拉方法同上；第二十一步、将17号索张拉到位，并将18号索张拉到约2000KN，18号索张拉到约2000KN，张拉方法同上；第二十二步、将18号索张拉到位，并将19号索张拉到约2000KN，20号索张拉到约2000KN，张拉方法同上；第二十三步、将主

20、索鞍再次顶推28.8cm，为了尽可能保证四个主索鞍同步进行，每次顶推5 cm，分六次进行；第二十四步、将19号索张拉到位，并将20号索张拉到约2000KN，21号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第二十五步、将20号索张拉到位，并将21号索张拉到约1500KN，22号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第二十六步、将21号索张拉到位，并将22号索张拉到约1500KN，23号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第二十七步、将22号索张拉到位，并将23号索张拉到约1500KN，24号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第二十八步、将23号索张拉到位，并将24号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第二十九步、将24号索张拉到位，并将25号索张拉到约1500KN，张拉方法同上；第三十步、将25号索张拉到位，并将26号索张拉到约1000KN，张拉方法同上；第三十一步、将26号索张拉到位，张拉方法同上；第三十二步、将27号索张拉到位，张拉方法同上,至此完成所有吊索的张拉。六、注意事项及预警措施：、 由于自锚式悬索桥线形更难控制，在安装索夹时，由于空缆较平坦，故放样以里程控制；、 单根吊索张拉力在调索时最大达到120t，远大于成桥状态时50t的受力水准，故施工时