索塔钢锚梁安装施工工法

1、索塔钢锚梁安装施工工法中交第二公路工程局有限公司中交第二航务工程局有限公司XXXX高速公路工程有限责任公司20XX年 9 月目录1、前言2、工法特点3、适用范围4、工艺原理5、施工工艺流程及操作要点6、材料与设备7、质量控制8、安全措施9、环保措施10、效益分析11、应用实例索塔钢锚梁安装施工工法1、前言斜拉桥是一种拉索体系，是大跨度桥梁的主要桥型之一。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成，斜拉索一端连接主梁，另一端连接索塔，主梁的自重通过斜拉索传递给索塔及基础。斜拉索与索塔锚固方式传统的施工方法为混凝土锚固齿块，每节段锚固区需布设大量钢筋，增加了索套管定位和混凝土浇筑的难度，施工质量难以控制。在本

2、项目中，采用了组合钢锚梁锚固方式，它具有施工快捷、安装精度高等优点。同时，由于钢锚梁承受斜拉索的水平分力，竖向分力全部通过牛腿、塔壁钢板传到塔身，使得结构受力更明确。目前，越来越多的斜拉桥索塔上塔柱锚固区采用钢锚梁的设计。本工法结合九江长江公路大桥的施工实践，将钢锚梁安装、精确定位的经验加以总结，为今后类似结构施工提供参考或借鉴。2、工法特点钢锚梁到场后现场再次进行工地预拼装，可以清楚了解钢锚梁加工高度累计误差和倾斜趋势等情况，以便后续制作时进行必要调整，保证了钢锚梁安装的精度。钢锚梁采用塔吊整体吊装，施工快捷、安装周期短。首节钢锚梁安装采用调节支架， 便于钢锚梁在高空进行平面位置及高程的调整

3、，使首节基准钢锚梁安装精度更高，为提高标准节钢锚梁的安装精度打下了良好的基础。钢锚梁安装采用专用吊具，避免钢锚梁整体吊装时扭曲、变形。3、适用范围适用于斜拉桥索塔钢锚梁安装施工。4、工艺原理钢锚梁散件工厂加工，并进行预拼装；散件运输至施工现场后，进行二次预拼装，然后采用专门吊具，配合塔吊进行整体吊装，通过在塔内设置调节支架，对首节基准钢锚梁进行精确定位，完成该节段塔柱混凝土浇筑，随后依次吊装标准节钢锚梁，直至全部完成。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程钢锚梁安装总体施工工艺流程如下图所示：钢锚梁工厂散件制作及预拼现场验收工地预拼调节支架安装首节钢锚梁吊装标准节钢锚梁吊装图 5-1

4、钢锚梁安装施工工艺流程图5.2 操作要点钢锚梁工厂散件制作及预拼钢锚梁散件加工：钢锚梁散件在工厂内进行加工，加工完成后及时检查加工尺寸、规格是否满足设计要求。钢锚梁拼装：将散件拼装成单节段的钢锚梁，检查结构尺寸、外观平整度、变形情况、涂装情况等。钢锚梁工厂预拼：将相邻节段的钢锚梁逐个进行预拼装，检查拼装精度及匹配情况，了解钢锚梁加工的高度累计误差和倾斜趋势等情况，以便后续制作时进行必要调整。散件现场验收钢锚梁加工精度及匹配情况检查合格后，即可运送至施工现场。监理工程师应组织相关人员进行钢锚梁散件验收（ 1）技术资料验收包括钢锚梁工厂制造验收相关的技术、质量、预拼装资料。（ 2）散件外观验收包括

5、构件涂装、损伤、变形情况等。（ 3）加工质量包括结构尺寸、平整度、变形情况等。工地预拼（1）目的由于钢锚梁为异地加工，整体运输不能满足道路超高超宽的限制规定。但是散件的自身刚度不足，运输中容易发生变形，因此必须在施工现场进行二次预拼调整以提高安装精度及施工工效。（2）检查项目预拼时需测量的项目包括：钢牛腿预埋板相邻节段之间的连接线型、工地临时匹配件接触面不平整空隙、钢牛腿四角点之间高差。（3）拼装场地及拼装台座要求拼装场地要求：地基承载力满足拼装要求，地面较平整。拼装台座要求：台座牢固、水平。（4）预拼装按 3 个节段钢锚梁进行预拼装。第一次预拼装的节段号为1、2、3, 第二次拼装的节段号为3

6、、4、5, 依次类推，确保相邻节段钢锚梁均进行了预拼。预拼完成后按反序进行拆除，其中位于台座底部的锚梁将用于现场安装，顶上的一节锚梁用于后续预拼的底节，以满足连续匹配的目的。图 5-2钢锚梁工地预拼首节钢锚梁调节支架安装支架设计首节钢锚梁支架设计为型钢支架形式，由塔壁预埋件、底部支撑主梁、竖杆、横杆、斜杆及顶部主梁等部分组成。支架安装（1）支架预埋件安装预埋件埋设在距首节段钢锚梁底面 1.8m 位置处，施工该节段塔柱混凝土浇筑前，必须完成支架预埋件的安装工作。在塔柱内壁横桥向埋设四个 50cm×80cm钢板预埋件，用于搭设钢锚梁支架。在顺桥向塔柱混凝土内预埋 8 根16a ，埋入混凝

7、土 50cm，伸出混凝土面 190cm,用于和钢牛腿上 N8 钢板进行焊接，固定钢牛腿。预埋件位置见图 5-3 。16a500×800预埋件图 5-3 首节钢锚梁支架预埋件布置图（2）支架安装塔柱混凝土浇筑完成后，将HM588×300 型钢焊接在预埋钢板上，作为首节钢锚梁支撑主梁；支撑主梁上方布置主受力型钢框架，框架主横梁、立柱、横向及斜向联系杆均采用I25a 型钢，各杆件之间焊接牢固，保证框架刚度及稳定性。注意支架顶标高按负误差进行控制。钢锚梁支架见图 图 5-4 。4039工14,L=700千斤顶千斤顶10mm钢板， 1500×232表面打磨光滑千斤顶反力架工

8、1416a2工25a10mm钢板， 1500×232工14表面打磨光滑16a工14HM588×300图 5-4首节钢锚梁安装支架首节钢锚梁吊装吊具设计为防止吊装过程中钢锚梁变形，钢锚梁吊装采用专用吊具进行。吊具采用型钢加工成框架结构，如图 5-5 。图 5-5钢锚梁吊具图准备工作（ 1）了解气象情况， 吊装工作应选择作业点风速 10m/s 以下，无雨、雾天气，且温差变化较小的时段内进行。（ 2）机具准备，主要是指用于吊装及定位调节的吊具、链条葫芦、千斤顶，以及钢锚梁连接高强螺栓、焊缝检查校正等工作。（ 3）起吊设备例行检查维护，特别是制动系统、钢丝绳、连接销轴等检查。（ 4

9、）检查工作面配备的照明设备、电源线以及锚梁牵引绳、手拉葫芦、千斤顶是否到位。（ 5）工作平台的安装及检查。吊装（1）吊具安装吊耳1主梁 HW175×175主梁吊耳2钢锚梁钢锚梁图 5-6钢锚梁吊具图（2）起吊及初定位利用塔吊起吊首节钢锚梁，缓慢提升至对应的塔肢上方，采用4 个 5t 手拉葫芦导向 , 塔吊开始缓慢落钩，下落过程中4 台手拉葫芦协调导向，使钢锚梁与钢牛腿缓慢平稳降落至调节支架临时支撑型钢上（微调千斤顶旁边）。下落过程中应注意参照预先的标线位置，使钢锚梁与钢牛腿尽量精确下落。落位完成后，塔吊脱钩，完成初定位。如下图所示。图 5-7首节钢锚梁吊装初定位立面图图 5-8首节钢

10、锚梁吊装初定位平面图精定位（1）调整项目需调整的项目主要为钢锚梁及钢牛腿标高、顺桥向位置、横桥向位置。（2）调整顺序标高横桥向顺桥向。（3）调节工具主要包括：手拉葫芦、千斤顶等。（4）精定位在支架上三个方向（竖向、横桥向、顺桥向）设置千斤顶及反力架，以便对钢锚梁平面位置及高程进行精确调整。标高精确调整钢锚梁及钢牛腿完成初定位后，对斜拉索锚固点、钢锚梁顶标高进行测量，确定标高偏差数值。通过支架上的千斤顶顶升来实现钢锚梁的标高调整，并反复调整，直至钢锚梁标高满足设计要求为止，调节完成后将钢锚梁与支架间缝隙采用钢板支垫，并临时点焊。钢锚梁标高精确调节示意图如下。首节钢锚梁标高调节千斤顶标高调节千斤顶

11、支架图 5-9首节钢锚梁标高调节装置平面位置精确调节标高调整完成并固定临时支撑型钢后，进行钢锚梁横桥向、纵桥向精确调节。调整之前需根据测量确定钢锚梁横桥向、纵桥向偏差值，然后利用手拉葫芦和千斤顶反复微调，直至精度满足设计要求。横桥向调首节钢锚梁节千斤顶反力架支架图 5-10首节钢锚梁横桥向调节装置调节完成后在调节支架横向限位型钢与钢牛腿之间插入横向限位楔块对纵桥向进行限位，将钢牛腿定位钢板与劲性骨架上设置的定位钢板进行焊接固定。图 11 顺桥向限位示意图（立面）图 12 横桥向限位示意图（平面）索导管定位索导管与钢锚梁采用法兰盘连接。由于在工地二次预拼完成后，对索导管进、出口中心、锚点坐标进行

12、了精确测量，并根据其相对关系修正索导管出口坐标，因此索导管安装过程中仅控制其出口中心点坐标即可。首节钢锚梁定位完成后， 在不拆除钢支架的前提下， 进行对应节段塔柱钢筋、模板、混凝土施工。当混凝土强度满足要求后，卸除钢支架，对首节钢锚梁进行测量验收，进入后续标准钢锚梁安装阶段。标准节钢锚梁安装（ 1）标准节钢锚梁散件在现场拼装好后与相邻节进行预拼，检查各临时连接是否牢固，并检查钢锚梁与钢牛腿拼装精度。同时对上一节已安装钢锚梁进行测量检查，测量数据为下节钢锚梁安装、调整提供依据。图 13 标准节钢锚梁预拼（ 2）塔吊进行安全检查，安装吊具及钢丝绳准备起吊。（ 3）起吊钢锚梁至设计位置，每个临匹配件

13、两个孔上分别安装一颗冲钉和一个螺栓（螺栓不拧紧），将临时匹配件进行连接。图 14 标准节钢锚梁吊装（ 4）测量并调整钢锚梁顶口平面位置、高程及四角相对高差，精度满足设计要求后，先拧紧之前安装的螺栓，然后将冲钉打出换成螺栓并拧紧。（ 5）塔吊解钩，测量复核钢锚梁位置，确保安装精度满足设计要求。（ 6）钢牛腿钢板与劲性骨架进行焊接。（ 7）将索导管，通过法兰与钢锚梁连接，测量复核索导管位置。（ 8）完成标准节段钢锚梁的安装。随后转入本节段塔柱钢筋、模板、混凝土施工。依次反复循环，直至完成全部节钢锚梁的安装。6、材料与设备6.1 材料钢锚梁安装所用材料为普通型材，数量较少，本文不一一列出。6.2 设

14、备表 6-1 主要设备表序号设备名称型号单位数量用途1塔吊QTZ315A台2钢锚梁吊装2电梯SCD200台2载人3汽车吊25t台2后场预拼4平板车10t台2钢锚梁运输5电焊机KLD85Z台26手拉葫芦10t台4调节7全站仪台1测量7、质量控制7.1 质量标准（ 1）公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011（ 2）公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004（ 3）钢结构工程施工及验收规范 （GB5020595），（ 4）钢结构工程质量检验评定标准 （GB5022195）（ 5）其他相关标准、规范7.2 预拼装质量控制表 7-1 钢锚梁预拼装精度控制标准序号检测项目容许偏差1预埋

15、钢板垂直度1/15002预埋钢板间接触最大缝隙0.2mm3累计高度±1×n(mm),n 为节段数量4节段间侧壁错边量0.5mm7.3 钢锚梁安装质量控制表 7-2 钢锚梁安装精度标准序号检测项目容许偏差1梁轴线在横桥向位置偏差±5mm2钢锚梁横桥向锚固点位置偏差±5mm3顺桥向锚固点位置偏差±5mm4高程偏差±2mm5边跨与中跨牛腿座板顶面高程相对高差2mm6预埋钢板中心线垂直偏差1/1000( 单节 )7钢牛腿预埋钢板中心线与塔壁中心线偏差±2mm8预埋钢板中心线 ( 边跨与中跨 ) 相对差值2mm9预埋钢板上 ( 下 )

16、 张口偏差±1mm10预埋钢板平面度1/200011上下相邻预埋钢板错边量0.5mm8、安全措施8.1 安全生产法律、法规在施工中严格执行国家、行业的法律、法规，严格按操着规程、规范操作，确保安全生产、文明施工。主要执行的法律、法规有：中华人民共和国安全生产法中华人民共和国建筑法建设工程施工现场管理规定 （国务院第 15 号令）工程建设重大事故报告和调查程序规定（建部部第 3 号令）各相关专业、工种的安全生产操作规程8.2 施工安全保障体系及安全管理规定安全责任重于泰山，在施工过程中必须坚决自始至终坚持“安全第一，预防为主，科学管理，狠抓落实”的安全工作方针，制定并落实好安全预控措施

17、，防患于未然。具体安全措施如下：1、参加施工的人员，必须熟知本工种的安全技术操作规程，特种作业人员必须持证上岗并具备相应的技术素质和安全应变技能。2、施工人员应实行统一管理，凡上爬架人员必须持有项目部统一印制的施工作业证挂牌上岗，每天由电梯操作人员负责检查。3、规范使用劳动保护用品。进入施工现场必须带安全帽，进行高空作业时应系好安全带，扣好保险并穿防滑靴。4、工作前检查工作前检查起重所用的一切工具、设备是否良好，如不符合规定，必须修理或更换，机具设备在使用前必须试车，加润滑油。5、工作前应了解吊物尺寸、重量和起吊高度等，安全选用机械工具；不得冒险作业，不得超负荷操作。6、事先应看好吊车信道，吊

18、运方向和地点，如有障碍必须清理。7、夜间作业应有足够的照明。8、起重作业应有专人指挥，指挥按规定的哨声和信号，必须清楚准确，指挥者站在所有施工人员全能看到的位置，同时指挥者本人应清楚地看到重物吊装的全部过程。9、禁止在风力达6 级以上时吊装作业。10、吊物应按规定的方法和吊点进行绑扎起吊，当用一条绳扣绑扎吊物时，绑扣应在重心位置。用两条绳扣吊物时，绳扣与水平夹角应大于45°。11、起吊前应将吊物上的工具和杂物清除，以免掉下伤人。12、起吊前，先将吊绳拉紧，复查绳扣是否绑牢，位置是否正确。13、起吊时如发现吊物不平衡应放下重绑，不准在空中纠正。14、起吊时应徐徐起落，避免过急、过猛或突

19、然急刹，回转时不能过速。15、起吊物及构件安装未稳前，不准放下吊钩。16、吊装时严禁任何人在重物下和吊臂下方及其移动方向通行或停留。17、在吊装过程中，如因故中断施工时，必须采取措施，保护现场安全，如因故短期内难以解决时，则必须另外采取措施，不得使重物悬空过夜。18、起吊前检查设备，确认设备，与一切都脱离成一单件时方可起吊。19、拆除或安装设备有其它工种配合时，要统一指挥，分工明确，规定好联络信号，以防发生事故。20、起重用的机具设备、吊具、索具要分工负责保管，并经常做好保养工作，以保证供给安全运行。21、起重区域必须设以明显标志，主要信道要派专人监护，缆风绳设于有人来往之地时，白天设安全旗，

20、晚上设红灯。9、环保措施严格遵守国家及地方有关环境保护的法律、法规，防止对附近周边造成环境污染施工期间的废弃物、边角料分类存放，集中处理。生活垃圾设置收集设施，集中处理，防止随意丢弃，污染环境。10、效益分析以北塔施工为例，进行生产周期及经济效益分析。10.1 生产周期分析北塔单侧施工共分54 个节段，其中钢锚梁位于上塔柱第40-53 节段混凝土内。北塔施工内容：14 ×2 节塔柱钢筋、模板、混凝土施工和22× 2 节钢锚梁安装施工。（ 1）上塔柱（含钢锚梁安装）节段施工各工序持续时间a. 劲性骨架接长安装定位0.5db. 钢锚梁安装定位（含索导管的安装定位）0.5dc.

21、主筋接长箍筋绑扎（含预埋件安装定位）2.0d(主筋不需要接长节段为1天)d. 模板爬升与定位1.5de. 混凝土浇筑0.5d（ 2） 14 节段施工总工期14×0.5+22/3 × 0.5+ （ 7× 2+7×1） +14×1.5+14 ×0.5 59.7d（ 3）单节塔柱平均施工周期（采用钢锚梁锚固）59.7/14=4.3d（ 4）采用混凝土锚固齿块的节段平均5.5 天一节10.2 经济效益分析九江长江公路大桥北索塔塔柱施工采用钢锚梁单节施工周期为4.3d ，采用锚固齿块单节施工周期为5.5d ，北塔采用钢锚梁施工塔柱共28 节段，

22、节约人工、机械设备费用 935155 元。单座塔柱采用钢锚梁施工经济效益分析表（单位：元）钢锚梁施工锚固齿块施工序塔柱数量单价单塔单塔节约项目( 人、( 元柱施柱施成本号节段名称台 )/d)成本成本( 元 )( 节 )工周工周( 元)( 元 )期期(d)(d)1人工110150198660025410005544002塔吊28250004.312040005.515400003360003电梯266616037320512844755.2合计3350973428612893515511、应用实例11.1 九江长江公路大桥北塔施工（B2 标段）北塔采用H 形结构，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱、中上

23、塔柱连接段、中下塔柱连接段、上横梁、中横梁、下横梁及塔座。塔高 242.308m。塔顶高程 255.308m，塔底高程（塔座顶高程） 13.000m。下横梁以上高 206.36m，桥面以上高 201.6m，高跨比为 0.246 。索塔采用C50 混凝土，塔座为普通钢筋混凝土结构，中塔柱、下塔柱、上中塔柱连接段、中下塔柱连接段为普通钢筋混凝土结构，上塔柱索塔锚固区内设置钢锚梁、塔柱内设置预应力钢束，上、中、下横梁为预应力混凝土结构。根据北塔结构特点、交会段变坡情况及上塔柱钢锚梁、索管施工要求，将整个南塔划分为 54 个节段 ( 不含塔冠 ) 。北塔上塔柱自第 37 节开始，上塔柱为索塔锚固区，共设有 26 对斜拉索，其中自下而上的 4 对斜拉索直接锚固在塔壁混凝土齿块上， 对应的塔柱节段为第 37 39 节。其它 22 对斜拉索设置 22 套钢锚梁进行锚固，每套钢锚梁都水平放置，各锚固一对斜拉索，钢锚梁对应的塔柱节段为第 40 节 53 节。11.2 九江长江公路大桥钢锚梁施工（B1 标段）南塔采用H 形结构，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱、中上塔柱连接段、中下塔柱连接段、上横梁、中横梁、下横