矮塔斜拉桥施工关键技术研究

1、矮塔斜拉桥施工关键技术研究同济大学土木工程学院硕士学位论文矮塔斜拉桥施工关键技术研究姓名：李维瑞申请学位级别：硕士专业：建筑与土木工程指导教师：李建中 ; 王海良20191001摘要摘要随着桥梁设计和施工技术的不断发展，斜拉桥作为一种优秀的桥型得到了广泛应用。在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，在施工过程中主要涉及到单箱三室箱梁三向预应力施工技术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监控技

2、术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。由于矮塔斜拉桥是多次超静定结构，施工过程中斜拉索的张拉与体系转换对成桥的受力状态有较大的影响，因此在斜拉桥施工过程中有必要针对具体的工程特点进行施工过程优化。本文以潮白河大桥主桥为例，利用MIDAS c iv 1 1通用计算软件对不同施工过程进行了模拟分析，主要分析了施工过程体系转换对结构内力和变形的影响。对原设计提出的每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，提出按张拉完成后一次落架施工，然后再进行合拢段施工。经与实测监控数据对比分析，证明此施工方案优于原设计方案，对同类型矮塔斜拉桥的施工具有较好参考价值。关键词：矮塔斜拉桥，施工监控、体系

3、转换，优化，对比分析AbstractAB S TRACTAl o n g w i ththebridgedes i gnandtheonecons t ruct i ontechno 1 ogyki ndo funceas i ngdeve 1 opment, thecab 1 e s tayedb r i dgeasw i d e 1 y a p p 1 i c a t i o n . Inoutstandingbridgeobtainsce tressedco s e c t i o n i s designsth not t o o e c ortainsitua ncretecont

4、overs izedb eregularpa n o m i c a 1 , t htions,ifdeinuous1ybeutsomerelu rtia11ycabistimewemasignspresam,thebeamctant1y,if1ebridgeisyconsiderUSeSbetweenprestressedconcretecontinuo1ybeamandt? stressedconcretepartcab 1 e b r i d g e p a s sagetype,name 1 y p r e sresreteshortl. towerpart i al lycable

5、- stayedbridg e . . . . j .ChaobaiRiverbri dgema inspanbridge, mainlyappl ied, s ingleboxdes ignt hreearethreeshorttowerspart ial 1 y g i r d e r c ab 1 e roomthreethepre s t ressedconst ruct i o nthetechnology, thecable ? stayedbridgeca b letowerconst ruct iontechnology, c a b 1 e b r ionecab lecon

6、st ruct iontechnology, thecon struct i o n m o n i tor ingtechno 1 ogy, bygradual 1 yremovedsupportandt i m e removedsupport t h econst ruct i onsys temt rans format ioncont r astanalys i stechnology.Becauseofshorttowerpartiallycable bri d g e i s m u 1 t ipleindeterminatest r u c t u r e , the proc

7、essofconstruct i n g h a s influencetoonst ressofthewholebridge, i t i snecess a r y o p t imizetheprocessofonconst ruct ingforspec i f icbri dgeengine e r i n g . Inthi sthes i s, bybasedChaobaiRive r, t h e d i f ferentconstruct ingprocessesares i m u 1 a t e dconstruct ingprocessesonMIDAS Civi 1

8、sof t . Theinfluenceofdi fferentstressandthede formation! sana lyzed. Theoriginald e s igningconst ruct ingprocessthatscaf fol dingi s removedunde rthewerest retchedi sbeamsegmentwh i chco r re s pondingacouplecablesthat remov i nga 1 1 o p t i mi zed. Theconstructioncab leswerest retchedandproces s

9、 ingthens caf foldingafteral Iperformlockingsegmentconstruct ion. Themoni toringdataindicat esthatthisconstructionprocessisbetterth eoriginalprocess. TheconclusionWords: Shorthas re fe renceva lue fors imi la rb r i dgeeng i nee r i ng. Key towe rcab 1 e s t ayed bridge, const ruct ionmoni toring, a

10、rchitect u r e IIAbstracttransfer, optimization, contrast inganal y s i s H I学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子 版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及 提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构 送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分 或全部内容用于学术活动。学位

11、论文作者签名：霹耕2007年10月28日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在本授权书。指导教师签名：年月日年解密后适用学位论文作者签名：年月日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公 开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。签名：詹惭2007年10月28日第1章引言1 . 1概述现代斜拉桥是由斜拉索、加劲梁和桥塔构成的组合体系结构，它是一种

12、桥面体系以加 劲梁(密索体系)或受弯(稀索体系)，支撑体系以斜拉索受拉、桥塔受压为主的桥梁。 斜拉桥以跨越能力大、结构新颖而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之O斜拉桥在世界范围内应用从2。世纪7。年代开始，9。年代迅速发展，其跨径已经 进入以前悬索桥适用的特大跨径范围。结构分析的进步j :高强材料和施工方法以及防腐 技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。n 31 9 5 6年瑞典建成世界上第一座现代化斜拉桥Stromsund桥(74. 7m 十182m+74. 7m),随后1 9 5 7年前联邦德国D s s e 1 d o r f建成T h e odorHeuss

13、 桥(108m + 260m + 108m), 1 9 5 9 年前联邦德国 C o 1 o g n e建成S eve r v i n桥，主孔跨径3 0 2 m, A型塔，桥面“悬浮一， 为桥的抗震提出了有效措施。以上均为钢斜拉桥。1 9 6 2年委内瑞拉建成M a r a c a 1 b o桥，跨度1 3 5 m ,为第一座混凝土斜 拉桥，A型塔，索采用预应力刚性索，主梁为带挂孔的悬臂体系。随着计算机技术的广泛应用，2 0世纪6 0年代开始采用体系斜拉桥，从而避免了疏 索体系斜拉桥主梁重且配筋多的缺点。1 9 6 7年德国波恩建成的弗瑞德里西埃伯特桥, 主跨2 8 0 m,是单索面的密索体系

14、，这种体系使得锚固点的集中力减小，且易于悬臂施 工，为其后许多斜拉桥作出了典范。挪威19 9 1年建成的Skamsundet桥，主跨5 3 0 m,采用预应力混凝土 主梁，是当今世界上跨径最大的混凝土斜拉桥。法国1 9 9 4年修建的诺曼底桥，主跨8 5 6 m,是一座混合材料结构斜拉桥。引桥 采用混凝土结构，而主跨中部采用正交各向异性钢箱梁。与此设计相似，日本多多罗桥1 9 9 8年把记录提高到8 9 0 m。诺曼底桥和多多罗桥第一次把斜拉桥带入特大跨径领域, 即悬索桥独占的领域。斜拉桥在我国的发展始于1 9 7 5年四川省云阳县跨径7 6 m的钢 筋混凝土斜拉桥。截止到目前，我国已建跨径大

15、于2 0 0 m的各种类型斜拉桥近5。座，跨径超过4 0 0 m的斜拉桥已有2。座，这充分表明中国的斜拉桥建设水平已跨入世界斜拉桥先进行列。 跚1 . 2斜拉桥的主要发展趋势今后斜拉桥的发展趋势主要朝轻巧化桥面、矮塔斜拉桥、多跨多塔斜拉桥、塔的发展 方向、拉索发展方向、结构分析发展方向等几个方面发展。斜拉桥的拉索由于应力变幅相对较大，设计计算中的容许应力仅取钢丝抗拉标准强度 的4 0%,安全系数为2 . 5。而矮塔斜拉桥主梁的跨高比值较一般斜拉桥小，介于斜拉 桥与连续梁之间，这说明矮塔斜拉桥的整体刚度主要由梁体提供，拉索的刚度仅起加强作 用，因而拉索应力变幅较小，设计计算中的容许应力与一般梁体

16、内的预应力索相同，可取 钢丝抗拉强度的6 0 % ,安全系数为1 . 7 mo在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成 正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之 间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。1 . 3矮塔斜拉桥主要施工方法及其优缺点预应力混凝土矮塔斜拉桥由于主梁刚度较大，其常见的施工方法主要有挂篮施工和支 架现浇施工。挂蓝施工适用于高墩桥梁、水中桥和桥位处于软基或要求保证施工期间桥下 通行的情况，支架施工适用与桥墩较矮和桥下地质状况良好的情况。相比挂蓝施工支架现 浇施工的优点是成桥线性流畅，节省工期，施工风险大

17、大降低；缺点是支架施工地基处理 费用高，施工周转材料一次性投入较大。1 . 5本文的研究目的及研究路线潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工，主要应用了单箱三室箱梁三向预应力施工技 术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监2第1章引言控技术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。本文主要研究目的，通过潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工实践，针对原设计提 出的主梁每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，按张拉完成后一次落架施工, 然后再进行合拢段施工，利用MIDAS c 1 v i 1通用有限元结构分析软件对矮塔斜 拉桥施工过程进行了模拟分析，在施工中引进先进的监控量测

18、方法，对施工质量进行全过 程监控与指导，理论与实践相结合主要研究不同施工过程体系转换对成桥结构内力和变形 的影响。本文主要研究技术路线（研究路线流程图见图1.1）,调查分析矮塔斜拉桥设计施 工的成功经验，掌握斜拉桥成熟的施工工艺，在潮白河矮塔斜拉桥特定施工环境下采用的 施工方案进行模型分析，从有利于施工控制的角度对原设计旄工方案进行优化，.对成桥 主梁结构内力和变形进行对比分析，以施工监测为辅助措施指导施工，聘请专家论证，不 断优化施工工艺，解决矮塔斜拉桥施工中的关键技术，优质、高效地完成施工任务。外部调研上了解国内外施工经验0关键施工技术论述上施工及监测方案论证上、rI不同施工方案对比计算分

19、析分析结果验证1 1施工监测，1 .上结论与展望占图1 . 1研究路线流程框图3第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术第2章潮白河矮塔斜拉桥关键施工技术2 . 1本文的主要工程背景京承高速公路（高丽营至沙峪沟段）工程第1 8 #标段位于北京市怀柔区杨宋镇耿辛 庄东，潮白河河道内，工程起点桩号为K 4 9 + 5 2 5,终点桩号为K 4 9+9 0 9 ,全 长3 8 4 m,工程内容为潮白河大桥主桥，即7 #1 1 #墩的下部及上部工程。合同造 价6 1 2 0万元。潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，桥面宽2 9 . 5 m,跨径组合为7 2 m+ 1 2 0m2 0 m + 7 2m=3 8

20、 4 m,中塔（9 #墩）处为梁塔墩固结，两侧边塔（8 #、1 0 #墩）处为梁塔固结，在桥墩盖梁上设置支座。主梁采用C 5。三向预应力钢筋 混凝土连续箱梁，单箱3室结构，梁高由4. 3 m按照二次抛物线形式渐变到2 . 3 m。 边室顶板厚2 6cm,底板厚24cm;中室顶板厚50cm,底板厚24cm;中腹板 厚6 0c m,边腹板厚8 0 cm。主梁采用三向预应力结构。纵向预应力和横向预应力筋 采用钢绞线，竖向预应力筋采用高强精轧螺纹粗钢筋。主桥共有三个索塔，C 5。钢筋混凝土结构，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高 2 1. 5 m,上塔柱采用工字型截面，断面尺寸为4. 4 mX 3.

21、Om;中塔柱采用实体 截面，截面尺寸为4 . 2 m X 2 m。每个索塔上挂8对斜拉索，在横向分为2排。斜拉索 在塔上间距为O. 8m,通过鞍座穿过塔身。鞍座采用分丝管形式，每根分丝管穿一根钢 绞线，以便将来可以单根换索。索鞍的斜拉索出口处设抗滑锚板，以防止钢绞线滑动。斜 拉索在主梁上间距5 m,锚固在箱梁中室内，相应位置设置一道横隔梁。主桥墩身采用C 5 0钢筋碎圆形薄壁结构，中塔墩柱直径8 m ,壁厚1 . 5 m ;边塔 墩柱直径6 m ,壁厚1 . 2m;边墩直径4 m ,壁厚1 m。中塔和边塔墩柱下承台尺寸为1 5 mxi 2 m,厚4m,下设3排方桩，每排4根， 桩长2 6m;边

22、墩下承台尺寸为7mx8m,厚3m,下设2排方桩，每排2根，桩长1 8m。主桥方桩截面尺寸为2 . 5 mXI. 0m。承台和桩均采用C 3 0碎。设计标准为：汽车荷载：设计荷载汽车一超2。级，验算荷载挂车一1 2 0。4第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术行车道：双向六车道。桥面横坡：双面坡2 %。基本风压：6 0 0 p a。地震烈度：基本烈度8度，按8度设防，按9度采取抗震措施。水位和流量：1 0 0年一遇设计洪水为位3 9 . 3 m,设计洪峰流量：3 5 7 0 m 3 / s 。. 2单箱三室三向预应力主梁施工技术主梁为三向预应力混凝土连续箱梁，单箱三室。按设计和结构上的要求，先以8

23、#、9 #、10 #墩为对称中心形成三个“T构u然后分别在边跨和中跨合拢, 主梁采用支架现浇法施工，纵向按O#段、有索段、合拢段的顺序进行施工，每施工段的 混凝土全断面一次浇筑完成。支架施工方案本桥设两种支架：O#段采用D6 0。钢管立柱，壁厚12m m, 50 a工字钢纵梁、方木分配梁，在分配梁上支立碗扣式脚手架，用以调整梁底线形；主梁其它段采用碗 扣脚手架配纵横方木作支架。立模高程和预拱度通过碗扣脚手架的可调顶托来完成，操作 简单，而且不需要特殊的卸落设备即可卸架。钢管立柱基础采用C2。混凝土条形基础， 碗扣支架的基础采用C 1 5混凝土整体基础，厚度1 5 cm。支架设计：梁体混凝土容重

24、一2 6 1 (N/m 3 ;模板自重珈.8 KN/m 2 ;施工 人员、机具运输、堆放荷载一1 . O K P a ;倾倒混凝土的冲击荷载一 2 . O K P a ;振捣 混凝土产生的荷载2 . O K P a。荷载组合：混凝土重量和模板重量组合系数取1 . 4,施工人员、机具、倾倒混凝土的荷载、振捣混凝土荷载组合系数取1.2。计算方法：根据荷载组合进行支架结构强度、刚度、稳定性检算。由于梁体较宽，为在保证支架安全的前提下，减少支架用量，沿桥横向将梁体分成9块，分 块示意见图2.1。第2章潮自河矮塔斜拉桥施工关键技术图2 . 1箱梁支架设计分块示意图本桥0 #段钢管立柱和工字钢组成的墩梁支

25、架计算方法：根据计算横向分块中号块的重量最大，.以此段为依据计算中间立柱受力，钢管立柱按两端较接计算 其稳定性，上部支撑工字钢分段计算其数量，并验算其强度和刚度。，有索段满堂碗扣支架也按箱梁支架设计分块示意图中分别计算其所受荷载，、号段立杆步距均采用6 0cm,号段立杆步距外侧采用1 2 0 c m,内测采用6 0cm,步距6 0 c m的立杆其承载力按4 0 KN控制，步距1 20c m的立杆，其承载力按3 OKN控制。为保证满堂碗扣支架的整体稳定性，在顺桥向水平 面、垂直面、横桥向的垂直面三个方向设置剪刀撑。支架剪刀撑的布置：为增强碗扣支架的整体稳定性，在水平方向和两个竖直方向设置剪刀撑。

26、剪刀撑采用巾4 8mm普通钢管，万向卡扣联结普通钢管和碗扣 支架立杆。水平面在立杆的底部、顶部各设一层，中间设置二层；顺桥向竖直面每隔1 0 排立杆布置一层；横桥向竖直面在每个腹板下各设一排。剪刀撑与碗扣立杆联结要牢固。地基处理：经计算钢管立柱下的基础压应力为1 9 0 K P a ,在条形基础槽开挖后，进行地基承载力检测，根据现场的地质情况，密实的卵石土基本承载力可达到8 0 0-1 OOOKPa,不需要特殊处理，控制条形基础的埋深，在满足地基承载力要求 的基础上，条形基础的埋置深度在最大冻结深度以下5 0 cm。由于碗扣支架基础面积大, 结合河道整治高程，进行填挖作业，在填土过程中分层碾压

27、，表面浇筑一层厚度为1 5 c m的C 1 5素混凝土。地基荷载试验：在地基处理以前，先进行简易地基承载力试验，在有软弱层的地面上搭设5 X 5 m范围的脚手架，然后按有索段的最大梁高3 . 2 m计算混凝 土重量及施工荷载，用袋装砂卵石进行超载预压，在立杆的底部和项部设观测第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术点，预压6天后卸载，整理观测数据，计算地基承载力。达不到要求的将软弱层换填 砂卵石，支架安装：D6 0。钢管立柱用地脚螺栓通过法兰固定在混凝土基础上，接长采用电弧焊接，根据设计预定的高度，在地面上完成焊接，利用汽车吊安装就位，架 设工字钢横、纵梁。碗扣支架和混凝土基础间加垫4 cm厚的木板

28、，放置可调底托，安装 第一排立杆，用可调底托调整立杆高度，使横杆两端的碗扣在同一水平面上，控制立杆的 接头不在同一水平面上，在支架安装过程中，应及时安装支架的横杆及剪刀撑，以防立杆 失稳，且应控制立杆垂直度。在立杆安装以前，应根据地面、梁底标高及预拱度，算出每 排立杆的杆件配置，安装时应严格按算出的立杆种类安装。支架预压：支架安装完成后，对于钢管支架选择紧靠墩柱的一跨进行预压，.在工字钢纵梁支点和1/2跨度、1/4跨度的位置设点观测。碗扣支架选择荷载较 大的一段（5 m）进行预压，预压荷载等于该段梁体重量的1 . 2倍，采用袋装砂砾作为 荷载，用汽车吊吊放到墩梁支架上，持续4 8小时卸载。整理

29、分析观测的数据，调整支架 项部高度。支架布置见图2 . 2、图2 . 3。,f f f 1 1 1 m r A A E 1h q一一盘耗/。抖L j酬虹一罩j a一一峪图2 . 2主梁盖梁位置支架布置图第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术【。锄1置Im曲1。脚1垃j z瑚I。x越【鼬卜I蝴J me扯一 1 如.【t锄图2 . 3主梁跨中段支架布置图主梁模板施工技术本桥主梁的混凝土体积较大，经计算，对侧模的最大侧压力为8 4. 5 K P a ,经比选后主梁底模和侧模采用厚度1 5mm的酚醛覆膜胶合板，底模直接铺在支架顶部 的纵向方木上面，侧模安在底模上。内模采用木模架，底面平直段不设面板，侧面和

30、顶面 钉4 c m厚的木板。每个箱室的内模顶上设5 0 X 5 0 c m的混凝土浇筑天窗，以便底板 混凝土的浇筑，待浇筑顶板混凝土时再封堵。加固方式：支架顶部的横向方木每侧伸出梁底5 0 cm,在其上面设置斜撑支在侧模的底部。然后在上中下高度处两侧使用可拆锥形头螺栓对拉，对拉筋采用直径 2 2 mm的光圆钢筋，每根对拉钢筋所承担的模板面积不大于1 . 2 m 2。模板安装：在支架纵横方木上直接铺设底模，用铁钉固定在方木上，按照梁体的高度，组装侧模，对拉钢筋在梁体底板、腹板钢筋绑扎完成后穿入。内模在地 面上分节制作成型，并进行预拼，各部位尺寸符合要求后，吊装到梁体底模上固定，与主 梁底模之间设

31、置钢筋支架，内模之间设置对拉螺栓，对拉螺栓在PVC管中穿过，既起对 拉作用，又可固定内模之间的间距。临时固结施工第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术本桥8 #、10 #墩处为梁塔固结，梁底设活动支座，在全桥合拢前，主梁和墩柱间要采取临时固结措施。墩柱顶设临时混凝土支座，中间夹4 cm厚的硫磺砂浆， 并埋入电阻丝，墩柱内预埋精轧螺纹钢筋，穿过临时支座一直伸出箱梁项面，承受不平衡 力矩产生的拉力。合拢后，将临时支座的电阻丝通电，熔化硫磺，使临时支座和主梁底面 产生空隙，凿除临时支座混凝土。2-2.4普通钢筋制安主梁纵向直径2 0 n n n以上的钢筋采用滚压直螺纹连接，其它钢筋采用电弧搭接焊。在绑扎

32、普通钢筋的同时，注意预应力孔道的定位。钢筋与外模间采用塑料垫块 控制保护层的厚度、与内模间用混凝土垫块控制保护层厚度。预应力体系施工主梁采用三向预应力体系，纵向、横向、竖向。纵向预应力体系包括顶板、底板、腹板预应力；横向预应力体系包括桥面板横向预应力、横隔梁预应力，竖向预应力体系包括主梁腹板预应力、横隔梁竖向预应力。纵向、横向预应力钢束采用钢绞线，竖向预应力钢筋采用3 2 n咀n精轧螺纹钢筋。纵向预应力施工：波纹管采用镀锌钢带现场卷制。用砂轮锯切割，用大1号的波纹管接长，接长的波纹管不少于2 0 am ,保证被接长的波纹管各进入1 Oo m。接长前，待接长波纹管的毛刺用钳子压平，以便穿束顺利进

33、行，接长的波纹管端部用 宽行胶带纸缠牢，以防漏浆。波纹管定位采用4, 8钢筋，井字形固定。定位筋间距：直 线段1m,曲线段0. 5m。锚垫板下的螺旋筋点焊在锚垫板上，与波纹管同心。波纹管 进入喇叭口不少于1 O cm,并用胶带纸缠牢。锚垫板固定在用竹胶板作成的槽口模板上, 用螺栓联结，并垫入密封胶条。锚下钢筋网按设计要求布设，固定在主钢筋骨架上。钢绞线采用砂轮锯切割下料，严禁用氧气切割。用竹胶板铺设下料平台，钢绞线用2 2号扎丝编束，每隔1 . 5 m设置1道，端部加密为0 . 5 m一道，编束 完毕后，用2 2号扎丝每隔2 m将钢绞线绑扎成束，并将钢绞线穿入端作成梭形。穿束在 混凝土浇筑后进

34、行，对于长度4 0m以下的钢束采用人工穿束，4 0 m以上的钢束采用人 工配合1 t卷扬机牵引穿束，为使穿束工作顺利进行，对于4 0 m以上的钢束，在其端部 焊接一个半球形的牵引器，通过钢丝绳与卷扬机联结，然后开动卷扬机牵引钢束缓慢地进入波纹管内，另一端用人工配合推入。按设计要求，纵向预应力钢束采用两端张拉，在梁体混凝土达到设计强度的9 5 %后，采用YEW4 0。穿心式千斤顶进行两端张拉。张拉程序为。一两端同 时到初应力（1 5 %仃篁）一一？俩端分级交错拉至仃置（持荷3 m 1 n） 一补压锚固 由于钢束较长，张拉过程中需要多次倒顶，在倒顶过程中应特别注意并记录千斤顶活塞初 动时对应的油表

35、读数，锚固时先锚固伸长量较大的一端，然后将另一端补张至控制应力以 后锚固，严禁两端同时锚固，张拉采用双控。预应力孔道采用真空压浆工艺。真空压浆是后张法预应力混凝土结构施工中的一项新技术，其基本原理是：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之 产生-0. IMp a左右的真空度，然后用压浆泵将优化的特种水泥浆从孔道的另.一端 灌入，直至充满整条孔道，并加以0. 7Mp a的正压力，.以提高预应力孔道灌浆的饱 满度和密实度，从而提高后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性。真空压浆的水泥浆配合比要求：水灰比控制在0. 3 H 0. 4之间；浆体流动 度3 0 -5。秒；浆体泌水性小于水泥浆初始体积

36、的2 %,四次连续测试的结果平 均值V 1 %,拌合后2 4小时水泥浆的泌水应能吸收；浆体初凝时间至少6小时；浆体体 积收缩率V 2 % ;浆体7天龄期强度A 4 OMp a ;浆体对钢绞线无腐蚀作用。真空压浆所用的机械设备：本工程真空灌浆配套设备采用S Z 2型水环式真空泵1台、Q S L-2 0型空气滤清器及配件，UB L 3螺杆式灌浆泵1台，灰浆搅 拌机1台，自制储浆罐1个，计量用台秤1台，拌灰桶5个，高强压浆管（橡胶管）1 0 根，连接头、DN2 0mm控制阀、压浆嘴、扳手等配件。真空压浆施工：张拉后切除外露多余的预应力钢绞线，采用早强型无收缩水泥砂浆（T k泥：砂=1 : 1 ）封锚

37、，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层 厚度不小于1 5 mm。灌浆管和抽真空管由镀锌水管引出，引出端带螺纹。启动真空泵进行抽真空，真空度达到稳定时（0. 09MPa- 0. IMpa）, 将水泥浆加到灌浆泵中。先用泵打出一部分水泥浆，等浆液浓度与灌浆泵中浆液浓度一样 时，将输浆管接到锚垫板上引出的压浆嘴上，开始压浆。当水泥浆从排气阀顺畅流出且流 出浆液稠度和灌浆稠度一样时，关闭抽真空端所有阀门，仍继续灌浆使管道内有0. 50 . 6 Mp a的压力，保持压力 12m i n后，再关闭阀门。横向预应力施工与纵向预应力施工相同。竖向预应力施工：竖向预应力筋采用精轧高强螺纹钢筋，直径3 2 n

38、 IT n。精轧高强螺纹钢筋采用砂轮锯切割，严禁用电焊切割，用氧割时，避免飞溅熔渣损伤其它钢筋表面，并须对钢筋端部用砂轮或锂刀进行修整。下料长度考虑不同梁段的 梁体高度和张拉时的工作长度。以往施工时，常在竖向预应力孔道下部留有压浆孔，因本 桥每个腹板和横隔梁内布有两层竖向预应力筋，为保证箱梁外观及竖向预应力孔道压浆密 实，现场用钢管作为竖向预应力钢筋的成孔管道，出浆、压浆管均用钢管，在安放竖向预 应力粗钢筋前，先将竖向预应力粗钢筋、成孔钢管、张拉及锚固端垫板、螺帽、压浆、出 浆管等在车间组装成组件（钢管与上、下锚垫板焊接牢固，用上、下螺帽固定钢管位置）， 整体安放在腹板钢筋笼上，竖向预应力粗钢

39、筋组件与腹板钢筋网片间用铁丝扎紧，所有竖 向预应力钢筋的出浆、进浆孔均设在顶板，纵向同层相临两个竖向预应力管道通过下部预 留的铁管用大一号钢管连接，形成一个压浆回路，为保证在浇筑混凝土时连接钢管不致脱 落，用2 2 #铁丝在竖向预应力孔道下部将两根成孔组件拉紧，并用宽行胶带将钢管连接 处缠牢。腹板钢筋网片、竖向预应力孔道组件等在平台上安装，待检查合格后，人工安装 就位。竖向预应力钢束按组件在车间组装，可提高其安装精度，将压浆、出浆孑L均放在 箱梁顶部，不但方便施工，而且不影响箱内外观。竖向预应力筋采用单端张拉，张拉端设在梁体桥面板上，张拉千斤顶的型号为YG7。型穿心式单作用千斤顶，张拉程序为O

40、至初应力（1 5%。rK）再 张拉至仃置（持荷3 min）补压锚固，张拉采用双控。张拉结束后，用氧割切出多余长 度，使其露出螺母上缘3 c mo竖向预应力孔道压浆在桥面上进行，在压浆过程中应使待出浆口冒出和迸浆口同稠度的水泥浆后，用木楔将出浆口封死，补压并持压3 m 1 n,以使孔道压浆 密实。主梁预应力钢筋张拉顺序：按设计要求主梁硅达到设计张拉强度后，方可张拉预应力筋，主梁预应力钢束和钢筋的张拉顺序如下：主梁桥面板横向预应力钢束张拉。顶板纵向预应力钢束张拉，具体操作由内向外对称张拉。张拉中塔和边塔处横梁横向预应力钢束。张拉腹板和横隔梁竖向预应力钢筋。从索塔处开始，张拉第一道横隔梁和第二道横隔

41、梁的横向预应力钢束，张拉第一对斜拉索；然后张拉第三道横隔梁的横向 预应力钢束，张拉第二对斜拉索；以此顺序反复张拉。边跨合拢，张拉边跨合拢段桥面板 横向预应力钢束。第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术张拉主梁边跨底板纵向预应力钢束。张拉边跨合拢段竖向预应力钢筋中跨合拢，张拉中跨合拢段桥面板横向预应力钢束。张拉主梁中跨底板纵向预应力钢束。张拉中跨合拢段竖向预应力钢筋。张拉主梁腹板纵向预应力钢束。主梁混凝土施工：0 #段混凝土需浇筑混凝土1 1 OOm 3 ,每个有索段需浇筑混凝土 1 2 0 0 m 3 ,边跨现浇段与合拢段的混凝土浇筑数量较少。所有混凝土均采用 泵车送入模内，插入式震动器振捣，纵向

42、分段、斜向水平分层连续浇筑。0 #段混凝土的 以索塔中线为中心，向两侧对称浇筑，有索段混凝土从与0 #段接缝处开始向合拢处方向 浇筑，边跨现浇段从合拢处向支座方向浇筑，合拢段水平分层浇筑；合拢段混凝土浇筑在 晚上进行，温度低于2 0 C:底板混凝土从顶板预留的进人孔进料，浇筑腹板混凝土时适当控制下料时间，防止底板倒角处混凝土过多翻出，振捣时振捣棒不能触及波纹管，同时活动事先 穿入纵向波纹管内的橡胶管，对于横隔梁处预先穿入的钢绞线也要定时抽动。对于锚垫板 下钢筋较密处的混凝土采用由3 0振捣棒振捣，专人负责，确保此处混凝土密实。梁体混凝土表面收浆时，用木抹子抹平，表面沿横桥向均匀拉毛，然后覆盖麻

43、袋片，洒水养生。洒水时应特别注意第一次洒水时间，在用手触及混凝土表面不 粘手时，即可进行第一次洒水，洒水时严禁用水管直接冲击混凝土表面，在养生期间始终 保持硅表面湿润。. 3索塔施工技术主桥索塔为单柱式钢筋碎索塔，主塔桥面以上高2 1.5m,上塔柱采用工字型截面，顺桥向4. 4 m,横桥向3 . Om,;中塔柱采用实体截面，顺桥向4 . 4 m, 横桥向2 .。II 1 ;中间渐变段高度1.4m。分丝管定位施工.由于索鞍处每根分丝管角度、标高均不同，施工中一点小小的偏差将影响1 2第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术全桥的受力及成桥后的线形。而分丝管在索塔顶定位施工难度大，定位精度差。由于 分丝

44、管的定位精度直接影响斜拉索的安装质量，因此分丝管的安装成为施工的难点。如果 在塔顶直接安装，不仅施工困难，精度也很难控制，我们采用控制钢模板制作及安装精度 来保证分丝管定位精度。分丝管由专业厂家制作，在地面上与索鞍处的横桥向钢模板组装，用螺栓临时固定， 两侧模板顶面用型钢连接固定，精确检查各部尺寸，见图2. 4。根据第一排分丝管底面 标高用钢垫枕在钢模板上通长垫三排，作为分丝管的定位标高控制点。调整并检查分丝管 定位尺寸，符合设计要求后用螺栓将锚垫板和钢模板固定连接。当索塔施工到索鞍处时， 将安装有分丝管的横桥向钢模板吊到底节模板上安装，用全站仪精确测量模板的位置。在 每排分丝管底部用5 #槽

45、钢做横梁支撑分丝管，在槽钢上设微调螺栓，然后接长索塔钢筋, 在安装顺桥向模板前再次复核分丝管的位置和高程，见图2. 5。图2. 4分丝管加工图图2. 5分丝管安装图塔身钢筋制安劲性骨架安装完后，绑扎塔身钢筋，钢筋骨架固定在劲性骨架上，确保塔身的垂直度 及硅的保护层。塔身竖向钢筋的接长采用滚压螺纹连接。模板安装施工索塔模板使用大块定型钢模板，模板拼缝处增加定位销，保证模板无错缝和错台。索 鞍锯齿段的钢模板面板要一次性轧制成型，并预留与锚垫板连接的第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术螺栓孔。索塔模板在四角用风缆和花篮螺栓固定在O#段梁顶预埋件上。2.3.4 浇筑塔身施工塔身碎分四次浇筑成型，第一次浇

46、筑中塔柱部分，第二次浇筑到索鞍底部，第三次浇 筑索鞍部分，第四次浇筑塔顶造型段。混凝土采用塔吊垂直运输，串筒入模，插入式振捣 棒振捣，塑料薄膜覆盖养生。. 4斜拉索施工技术本桥斜拉索为单索面，斜拉索采用扇形布置，每个索塔共设8对斜拉索，在横向分为 2排，索间距为1 . 3 m。斜拉索采用柳州欧维姆机械股份有限公司生产的OVM2 5 0 平行钢绞线拉索，斜拉索采用西1 5 . 2 4mm环氧涂层高强钢绞线，强度为1 8 6 0 M p a。斜拉索锚具采用可调换索式锚具，共有两种规格，其中1 #至6 #采用0VM2 0 0 AT4 1型、7 #至8 #索采用OVM 2 0 0 AT 4 3型。拉索

47、采用多层防腐措 施，每根环氧涂层高强钢绞线外热挤PE防护套，整索外套加整圆式高密度聚乙烯HDP E管，其规格为由2 4 0 * 8. 6 mm。为防止桥面低处斜拉索人为破坏，在其下端 2 . 5 m竖直高处范围内设防护钢管，其规格为由2 7 3.5 mm。本桥主桥共三个索塔，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高2 1.5m,上塔柱采 用工字型截面，断面尺寸为4. 4m. 3. 0m;中塔柱采用实体截面，截面尺寸为 4. 4 m. 2. Omo斜拉索在塔上竖向基本索距为0 . 8 m,并通过鞍座穿过塔身。为 方便更换斜拉索，塔内斜拉索转向索鞍座采用分丝管结构形式，分丝管由4 1或4 3根由 2 8

48、X3 mm的钢管焊接成整体，埋设于混凝土塔内，在索鞍的斜拉索出口处设相应的抗 滑锚装置，并内灌注环氧砂浆以达到防止钢绞线滑动的目的。2 . 4 . 1结构说明斜拉索由锚固段十过渡段十自由段十抗滑锚固段十塔柱内索鞍段十抗滑锚固段十自由 段十过渡段十锚固段构成。锚固段主要由锚板、夹片、锚固螺母、密封装置、防松装置及保护罩组成。在锚固段 锚具中，夹片、锚板、锚固螺母是加工上主要控制件，也是结构上的主要受力件。密封装 置其主要起防止漏浆、防水的密封作用。它由隔板、。型密第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术封圈、内外密封板、密封圈构成。并在密封装置内注无粘结筋防护油脂对剥除PE层 的钢绞线段起防护作用。防

49、松装置主要由锁紧螺母和压板构成，在钢绞线单根张拉结束后 安装，对夹片起防松、挡护作用。保护罩安装在锚具后端，并内注无粘结筋专用防护油脂, 主要对外露钢绞线起防护作用。过渡段主要由预埋管及垫板、减振器组成。预埋管及垫板在体系中起支承作用，同时 垫板正下方最低处应设有排水槽，以便施工过程中临时排水。减振器对索体的横向振动起 减振作用，从而提高索的整体寿命。自由段主要由带HD P E护套的环氧涂层钢绞线、索箍、HDP E外套管、梁端防水 罩、塔端连接装置及梁端防护钢管构成。环氧涂层钢绞线为拉索的受力单元。索箍因受张 力大而采用钢质索箍，它是在紧索完成后安装的。主要作用是将索体保持成一个整体。H D

50、P E外套管主要对钢绞线起整体防护作用，.本工程采用规，格为西2 4 0 * 8. 6 m m整体圆管。其连接方式采用专用4 HDP E焊机进行对焊。梁端防水罩主要起H DPE 外套管及预埋管之间的过渡及防水作用。由于HDPE外套管的热胀冷缩特性，其主要为 塔端H D P E自由端热胀冷缩过程中提供空间和起密封防护作用。在桥面2 . 5 m高处范 围内设防护钢管，主要防止桥面低处斜拉索及HO P E外套管遭受人为破坏。抗滑锚固段主要由锚固筒、减振器及环氧砂浆体组成。塔柱内索鞍段即分丝管段，分丝管由分别由4 1或4 3根由2 8X3 mm的钢管焊接 成整体，埋设于混凝土塔内，斜拉索钢绞线通过分丝

51、管穿过塔身。2.4. 2施工机具表2 . 1斜拉索施工机具一览表在耳厅万1 2 3 4 5 6 7规格及名称Y L D S 1 6 0 1 5 0千斤顶Y DCS5500 200千斤顶LD I OK徽头器GYJ穿束器挤压机Z B 1 0 3 2 0 B油泵Z B 4 - 5 0 0 B油泵HD P E专用焊机单位A17:1数量8 4 2 1 8 6 1备注A口A口配易损件及弹簧A口A1 = 1A口A口配PE管专用夹具1 5第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术891011121314151617GBDA型环氧注浆泵OVM 2 0 0 -4 1 (4 3 )张拉撑脚OVM 2 0 0 -4 1 (4

52、 3)工具锚板0VH200 41 ( 4 3 )单根张拉支座Z X - 3 0 8 T振弦压力 传感器J MZX- 3 0 0 3振弦检测仪A,I2444166444 4根个套A口配工具夹片A口0 VD 2 0 0-4 1 ( 4 3 )紧索器穿索器BX-3 1 5交流电焊机台式(手提)切割机A r 1 A口2.4.3主要材料表2 . 2斜拉索主要施工材料一览表吃户,)丁巧- 1 2 3 4 5 6 7 8规格及名称环氧涂层钢绞线0vM2 00AT4 1张拉端锚具OW屹0 0 A T 43张拉端锚具OVM 2 0 0 AT-4 1抗滑锚具OVM 2 0 0 AT4 3抗滑锚具由2 40*8.

53、6mmHDP E外套管OVM 2 0 0 AT-4 1 索鞍（分丝管）OVM 2 0 0 A T-4 3索鞍（分丝管）单位k g数量16336624 7224723665. 412 3 6备注套套套套米个个2.4.4下料及运输由于钢绞线成盘进行运输且较重，因此放料场地要求清理平整、无堆积杂物且坚实。 具体要求先铺1 5 c m厚碎石垫层后再铺筑厚度约为3 Ora n的素碎面层，下料时面层 上再铺一层彩条布，以保护钢绞线HDPE护套不受损伤或弄脏钢绞线。根据最长索的下 料长度，要求下料场地占地面积约为2 . 5 X1 2 0 mo1 6第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术为避免钢绞线现场二次搬运过

54、多而损坏和影响施工进度，要求下料场地尽量设在主桥 附近。钢绞线及下料辅材均为易燃物，要注意整个场地的防火工作。表2 . 3下料用机具设备及辅助设备一览表在耳 厅为123456789101112131415规格及名称台式切割机手提砂轮机LDIO徽头器单位222222223 ，备注A 口 台 A 口ZB2X2-500油泵钢绞线放盘基架龙门架(5 t) 5 t葫芦塑料焊枪(1 0 0 0 W)绞线清洗盘棉纱头 清洗剂1 0 0米卷尺标记笔(漆)彩条布对讲机个个个把个K g 3 0 0 若干 把2若干若干A口2下料长度：按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度下料长度计算公式为： L=k+2 (L1

55、+AI+A2+L3+L4)式中：1厂两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（mm）,该数据由设计院提供；A。 蓿板外露长度（岫）；A 2锚固螺母厚度（mm）;Lo 张拉端工作长度（咖），一般取1 9 0 0 ram; L。一一有圆管限制的垂 直影响长度（mm）;7第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术L广塔梁施工误差的影响长度（mm）, 一般取5 1 Omm。钢绞线H D P E剥除长度：张拉端1张=L1+A3+A4L5塔端1塔=满足环氧砂浆体锚固长度需要、同时要小于塔端锚筒长度。式中：人广密封筒长度（mm）;L广为HD P E护套进入锚具内的长度（n 1 m） o说明：由于环氧涂层钢绞线的热挤P E

56、护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防 护油脂，两者之间是粘结力是很小的。在钢绞线张拉过程中PE层不会随钢绞线的伸长而 伸长，因此钢绞线张拉端HD P E剥除长度可不考虑伸长值的影响。A 3 .锚板外露长度（触）；剥皮及清洗：将钢绞线两端的PE剥掉一部分作为工作和锚固长度。剥皮时应注意刀 具不能损伤环氧涂层和钢绞线层，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同 时清洗后的光面钢绞线要进行防污保护。塔端P E剥除应在穿索并单根张拉结束后进行， 此时由于钢绞线无法打散，清洗时应特别注意清洗干净。切丝及徽头：绞线清洗完成后，在绞线两端打散后在端头约1 2 cm长度范围内平齐 切掉外圈6丝，保

57、留中心丝，然后将钢绞线复原。复原后用LD I O徽头器将两端的中心 丝锻成半圆形徽头，以供挂索牵引用。成盘与运输：由于二次搬运需要，钢绞线还需进行单根成盘，成盘应用大胶带进行绑 扎。运输吊装时也应用软绳作吊具，以免损伤钢绞线PE层。为防止挂索时错用绞线，成 盘时应在绞线上做好标记。2.4.5HD P E管焊接焊接长度：1焊=1。/2 L 帕一 A 5 一L, 一 L8 LC2+L。提供；式中：I广两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（mm）,该数据由设计院I广梁 端预埋管长度及钢垫板厚度之和（mm）;A ; 梁端钢质索箍厚度（mm）;8第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术L厂塔端连接装置长度（mm

58、） ; 1 ,广塔端锚固筒长度（mill）;. o广一分丝管长度（i 1 1 m）;Lo o HDP E外套管进入塔端连接装置长度（mm）。焊接工艺：HDPE段管的连接采用专用发热式工具对焊方式。焊接条件：HDP E 管焊接时，根据管材规格，其焊接条件为：管材格规预热温度（） 2 1 0 4 - 1 0 卷边高度H= I .。蚓时的预热压力（P | ）中 2 4 0 X 8 . 61预热完成后加热时间（s ）9允许最大切换时间（s ）焊接压力（P J1冷却时（r a i n）0特别提示：HD PE管焊接前，将管材旋转于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下 用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面。在

59、焊接过程中，无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全满足冷却时间且硬化后才能 撤去。2.4. 6施工平台塔外平台：塔柱应有拼装辅助施工设施（支架）。故塔外工作平台可铺设在辅助施工 设施上；梁底平台：由于主梁采用单箱3室箱形结构，斜拉索锚固在箱梁中室内。因此不需再 另设施工平台，但要求在锚固处后端正上方的梁顶板上预留宽为8 0 0 m、长为1 0 0 0 r nm的锚头及千斤顶进出口和吊装孔（2.4. 7张拉端锚具安装梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无污。由于锚具分别由多个零部件组 成，运到工地后应进行检查。锚具安装就位时要求：安装前，将锚具的锚板和密封筒的压盖拆下，清洁锚孔、密封 筒和锚

60、筒内壁，将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好，并与锚板孔对正后焊牢，同时 焊缝要求用锌粉漆重新防护；中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必 须严格控制在同一垂直平面内；锚板的中心线与承压板（锚垫板）的中心线应力求保持一 致，两者偏差不得超过5 r am;中、边0 r a m）。9第2章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐，以免钢绞线打绞。调整护管安装在距梁下预埋管口约5 0 cm的预埋管内壁位置上，均布焊上3个挡块，并将调整护 管放进预埋管内的挡块上。2.4. 9张拉支座安装将张拉支座吊装到锚固端锚具端部，然后按支座下的定位板孔对准部位再用螺杆将张 拉