某黄河大桥斜拉索安装施工方案

山西侯禹高速公路XX合同段

XX黄河大桥斜拉索安装施工方案XX局集团山西侯禹高速公路XX合同段项目经理部

2005年6月20日目录一、编制依据二、工程概况三、施工组织及计划四、施工工艺五、质量保证措施六、安全保证措施一、编制依据：1、《国道主干线二连浩特至河口公路山西侯马至XX段黄河大桥两阶段施工图设计》（C册）（中交第二公路勘察设计研究院）2、《国道主干线二连浩特至河口公路山西侯马至XX段黄河大桥矮塔斜拉桥变更设计》（中交第二公路勘察设计研究院）3、《公路桥涵施工技术规范》（TJT041-2000）4、《公路工程质量检验评定标准》（TJT071-98）5、《索体安装施工方案》（柳州欧维姆机械股份有限公司）二、工程概况：1、工程简介：矮塔斜拉桥采用塔梁固结、中间主塔墩梁固结、另两个主塔墩梁分离的体系，主塔结构高24.5m，主塔采用钢筋混凝土独柱实心矩形截面，顺桥长3.0m，横桥向宽2m，布置在中央隔离带上，并与主梁固接。此处桥梁内侧波形梁护栏改为0.5米宽的防撞护墙，以便放置索塔。塔身上部设有鞍座，以便拉索通过。每根斜拉索对应一个鞍座，斜拉索横桥面呈两排布置，鞍座亦设两排。鞍座采用分丝管结构形式，预埋于混凝土塔内，斜拉索逐根穿过分丝管，在两侧出口处的斜拉索上设有锚固装置，以防止斜拉索滑动。斜拉索为单索面，布置在中央隔离带上。每个塔上设有9对18根斜拉索，全桥共108根（两联）。塔上竖向索距为100cm，梁上纵向标准索距为4.0m。拉索采用双排索，拉索在塔上通过鞍座，两侧对称锚于梁体。斜拉索采用OVM250-31、34、37可换索式斜拉索体系，锚具内为灌注环氧砂浆的拉索群锚，索体为带PE护套的低松驰环氧钢绞线，强度等级为1860Mpa,整索外面套以HDPE整圆式套管。每根拉索由31、34或37根①j15.24mm单根环氧钢绞线组成。位于索鞍处的钢绞线为裸索。2、斜拉索结构说明斜拉索由锚固段+过渡段+自由段+抗滑锚固段+塔柱内索鞍段+抗滑锚固段+自由段+过渡段+锚固段构成。锚固段——主要由锚板、夹片、锚固螺母、锚筒、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、锚筒、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、o型密封圈、内外密封板、密封圈构成。防松装置：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：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HDPE护套的环氧涂层钢绞线、索箍、HDPE外套管、梁端防水罩、塔端连接装置等构成。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。HDPE外套管：主要对钢绞线起整体防护作用，本工程采用规格为$200X7.7mm整体圆管。其连接方式采用专用HDPE焊机进行对焊。梁端防水罩：主要起HDPE外套管及预埋管之间的过渡及防水作用。塔端连接装置：由于HDPE外套管的热胀冷缩特性，其主要为塔端HDPE自由端热胀冷缩过程中提供空间和起密封防护作用。抗滑锚固段——主要由减振器、锚固装置及环氧砂浆体组成。锚固装置：锚固装置安装并联接在塔外预埋的索鞍钢垫板上，内注环氧砂浆。塔柱内索鞍段（转向鞍）——即分丝管段，分丝管由分别由31,34和37根钢管组焊成整体，埋设于混凝土塔内，斜拉索钢绞线通过分丝管穿过塔身。三、施工组织及计划劳动组织由矮塔斜拉桥作业队组建斜拉索施工作业分队，设一名作业负责人和一名技术负责人，作业工人为30人，专项负责斜拉索的加工、挂设和张拉施工。并由厂家技术人员、项目部技术人员和作业队技术员联合进行技术指导和检查。为保证施工连续进行，拟三塔准备工作诸如下料、运料、、锚具安装等同时进行。单根挂索、挂HDPE套管及调索工作依次进行。施工场地下料场地的宽度应的8米左右，长度应能满足最长索的需要、且能满足堆放索盘和机具操作空间的要求。根据现场实际情况，钢绞线下料场地计划安排在63#墩旁靠河津方向的施工场地内，以尽量减少二次搬运。3.3、主要施工机具序号规格及名称单位数量备注1.YDC240Q-200千斤顶台42.YDCS5500-1000千斤顶台43.YLSD.240.O连续张拉部件套44.ZB4-500油泵台45.HDPE专用焊机台2配PE管专用夹具6.GBDA型环氧注浆泵台27.OVM250-37单根张拉支座套48.ZX-308T振弦压力传感器台69.JMZX-3003振弦检测仪台610.TF1510特殊工具锚套411.0.4级100MPa高压精密油表个412.手拉葫芦台3013.联络用对讲机台10施工进场前，在设备机具的准备工作中必须进行以下工作，以保证进场施工设备机具的完好。①设备调试。②设备的标定：如千斤顶油压与输出力、传感器与二次仪表（检测仪）的配套标定等。施工计划施工顺序：根据设计文件，斜拉索挂设从悬浇施工的6#块开始，在6#块横梁预应力束张拉完成后，开始挂设并张拉6#块的斜拉索，在7#块顶板钢筋绑扎前完成，依次类推，直至14#块。斜拉索挂设同主梁悬浇施工同步进行，一个节块约需9天时间。挂索前必须通知监理和监控人员，并测量悬臂端挠度，整体张拉前需由监理和监控人员对张拉力进行确认。挂索完成后需再次对悬臂端挠度进行测量，以确定下一节块立模标高。施工计划：本合同段挂索施工计划从2005年7月5日开始，依次开始64#、62#和63#墩的挂索施工，在9月30日完成14#块段的挂索施工。工期保证措施①组建一支施工管理和技术经验丰富的施工作业队，同时加强项目部的管理，设一名副经理对口管理，直接负责斜拉索工程的物资和人员的调配，保证该项工程的顺施工②拟好施工方案优化工作，编制好施工组织设计、制定好合理、科学的劳动组织计划。③迅速组织施工队伍、设备进场，做好施工准备工作，以保证拉索安装的顺利进行。④提高机械化作业程度。⑤同监理、设计、监控单位人员以及厂家代表密切配合，及时解决施工中出现的问题。四、施工工艺工艺流程图临时设施搭设及下斛场地铺平主要机具材料及人员进场下料及运输.下料场地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。最好先铺15cm厚碎石垫层后再铺筑厚度约为30mm的素砼面层，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，确定下料场地长宽。为避免钢绞线现场二次搬运过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。下料用机具设备及辅助材料序号规格及名称单位数量备注1.台式切割机台22.手提砂轮机台23.钢绞线放盘基架个24.钢绞线清洗槽个25.棉纱头Kg若干6.清洗剂若干7.100米钢卷尺把28.标记笔(漆)若干9.彩条布若干下料①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A、下料长度计算公式为:L=L0+2(L1+A1+A2+L3+L4)

式中：L式中：L——0据由设计院提供;两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长(mm),该数A1——锚筒外露长度(mm)；A2 锚固螺母厚度(mm)；L——张拉端工作长度(mm)，一般取1800mm；L3——有圆管限制的垂直影响长度(mm)；可不考虑。L4 塔梁施工误差的影响长度(mm)，一般取5—10mm。B、钢绞线HDPE剥除长度：张拉端 L张=L1+AO-L5塔端L塔二满足环氧砂浆体锚固长度需要二L6-L7-L8式中：Ao——锚具总长度；L5——为HDPE护套进入锚具内的长度(mm),约100-200；L6——锚固装置长度；L7——锚固装置内的减振装置长度；L8——HDPE护套进入锚固装置内长度，取50mm。由于环氧涂层钢绞线的热挤PE护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防护油脂，两者之间是无应力存在的。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HDPE剥除长度未考虑伸长值的影响。②下料下料时注意:a.发现PE护套有破损之处，应弃用此段钢绞线。为杜绝人为损坏PE护套，下料人员应严禁穿硬底鞋，同时下料场应进行封闭，以免非下料人员进入现场损坏PE护套层；b.为了保证钢绞线下料长度准确，除保证钢绞线行走路线直线外，还应遵守分组进行长度丈量、标识和复核的下料原则；c、断料应用高速切割机，严禁用气割等易产生高温的设备进行断料；d、钢绞线PE层为易燃材料，下料场地应完善防火措施。③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。剥除PE时应注意刀具不能损伤环氧涂层和钢绞线表面，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同时清洗后的钢绞线表面要进行防污保护。塔端锚固装置段的钢绞线PE剥除应在每次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。④成盘与运输由于二次搬运需要，钢绞线还需进行单根盘圈在索盘上，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护套。HDPE圆管焊接OVMAT矮塔斜拉桥索体整体防护采用HDPE圆管，其颜色及规格尺寸按设计要求。HDPE圆管都是采用节段生产，实际索体都有几十10米长，因此HDPE圆管都要由多段焊接成设计长度。HDPE圆管采用发热式对焊连接，焊接条件较苛刻，与环境温度、湿度、风级，工作平面水平度等因素有关，尤其温度、压力控制最为重要。焊接长度L焊二L0/2-L6-A5-L7-L8-L9/2+L10式中：L0——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；L6 梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和(mm)；A5——梁端防水罩锥体段长度(290mm)；L7——塔端连接装置长度(1200mm)；L8——塔梁锚固装置长度(775mm)；L9——分丝管长度(mm)；L10——钢绞线HDPE护套进入塔端连接装置长度(600mm)。焊接后的HDPE圆管的的长度应考虑计入挂索需要的工作空间，另外，由于环境温度会对HDPE圆管的长度有直接影响，所以，焊接时应根据温度变化进行必要的长度修正，使得环境温升时，有伸长的空间；温度下降时，有足够的收缩长度，而不致于脱离塔端连接装置。焊接工艺HDPE圆管的连接采用专用发热式工具对焊方式。其焊接工艺流程图如下：HDPE圆管焊接前，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。并保证这两个端11面相互接触时满足工作长度的要求。在焊接过程中，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。HDPE圆管焊接工艺流程图施工平台塔外平台：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。现场沿塔柱四周采用钢管脚手架搭设施工平台。梁底平台：根据现场条件采用钢管脚手架搭设施工平台，利用5#块梁顶板上预留半径为800mm的人洞作为锚头及千斤顶的进出口；同时在锚固处后端正上方的梁顶板上预留吊装孔（①50mm）。4.5、张拉端锚具安装梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无油渍或污物。12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：①安装前，将锚具的锚板和密封筒的压盖拆下，用丙酮或其它无机溶剂清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁，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；②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；③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5mm；④中、边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；特别提示：如梁端的钢垫板上未设有排水槽，在锚具安装前应用砂轮切割机在垫板的正下方切出一个深和宽至少分别为20mm的排水槽。调整护管安装在距梁下预埋管口约50cm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。抗滑锚固装置安装抗滑锚固装置安装在塔端索鞍出口处——在转向鞍端口上方设吊点或支撑架临时吊挂锚固装置和连接装置。单根张拉支座安装13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支座与锚板连接稳固。HDPE圆护管吊装HDPE圆护管吊装前，应先将按给定的长度焊好的圆护管运至安装位置的桥面上，然后将塔端连接装置、塔端锚固装置、梁端防水罩等部件组装并临时固定好，然后用19mm钢丝绳穿过，钢丝绳的一端固定在分丝管上方，下端固定在梁上预埋钢管顶上，并绷紧。安装时，在护管两端头附近（距端头约80输）装上专用抱箍，专用抱箍垫上一块3—5mm橡胶板以增加摩擦。然后用塔吊或且卷扬机将护管一端吊至塔上管口附近并用葫芦挂好。按以上方法将两侧的HDPE管吊至塔端后，通过张拉锚具最上一排的两根钢绞线将其托住（其挂索张拉工艺与单根挂索张拉一致）。挂索顺序为了防止各钢绞线之间发生缠绞，必须按一定的顺序挂索，且在过程中，要注意检查核对。由于索鞍管内焊有分丝管，这就更方便挂索了，这种情况下，挂索顺序应逐竖排、先上孔后下孔进行。单根挂索单根挂索工艺流程 单根挂索工艺流程详见下图单根挂索工艺a、将单根圈成盘的钢绞线运至桥面穿索附近点，并将索盘架在专用放线架上。拆开钢绞线的缠包带，抽出钢绞线的一头（称前端，另一头称为后端），并用人工将其穿过HDPE管（称后端，另一端称为前端）14

和连接装置;b、人工将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过后端抗滑锚固装置、分丝管、前端抗滑锚固装置；继续将钢绞线穿出前端的HDPE管和连接装置到达前端预埋管口，待前端钢绞线与牵引索连接好后，在牵引索的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度；15㈠前端钢绞线到位，随即将后端钢绞线与牵引索连接，同样在在牵引索的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度；丁前后两端调整好钢绞线后，单根挂索完毕。整个挂索过程全部是由人工借助麻绳来完成。e、在单根挂索时，应注意钢绞线的HDPE护套的保护和打绞现象发生。具体应由塔上和桥面预埋管口位置的人员负责检查把关。单根张拉每根斜拉索的钢绞线均逐根挂索完后随即用YLSD160-150型千斤顶进行张拉（如图）。单根张拉组装图索力均匀性控制为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。挂16索前，将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。单根钢绞线张拉力及张拉方式①张拉力斜拉索的单根初始张拉力按设计给定张拉力的10%计算，最大张拉力按100%控制。②工艺要点：2、安装上YLSD160-150千斤顶；b、加载至单根钢绞线设计应力的10%时测钢绞线伸长初始值；继续加载至钢绞线设计应力的30%时再测钢绞线伸长值；。、用压力表读数控制最后一级张拉力，使之跟传感器显示变化值相同时，测终止伸长值，装上工作夹片，适度打紧，卸压至2〜3MPa时测回缩值后锚固；d、在挂索结束后，即拆出传感器，并按传感器拆除时的读数再进行补张拉；③在单根张拉完每一根绞线后，应严格控制工作夹片的跟进平整度；④在单根张拉过程中，两侧应同时均衡进行加载，力求两端伸长值的不均匀值应控制在设计允许范围之内。抗滑锚固装置处剥皮、清洗及分丝管口密封每根钢绞线张拉完成后，即可按给定长度将抗滑锚处的钢绞线17PE剥除并清洗干净，然后在分丝管的端口处用XM-55密封腻子（30*2）绕钢绞线缠一圈并挤压堵住分丝管口，以防止以后往锚固装置内灌注环氧砂浆时浆体进入分丝管内。整索钢绞线单根张拉完成后，将索鞍两边的抗滑锚固装置固定在索鞍端面上。紧索、减振器及索箍安装单根张拉结束后应立即进行梁端紧索、减振器及索箍安装等工作：①紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，然后将预先裁好长度为1.0m左右钢绞线（即假索）填入索体相应位置周围空隙中，使之成型至设计断面（指钢绞线全部收拢后索的截面不呈规则的正六边形的情况）；②将组装好的减振器推入调整护管内，直至减振器端面与调整护管端口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和调整护管壁紧紧相贴；③在成型的索体相应位置装上钢质索箍并收紧螺栓，使索与索箍之间紧密。安装梁端防松装置①安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余绞线，并预留一定的长度。要求绞线端头平整、光滑。②装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。整体张拉18张拉机具采用YDCS5500型千斤顶及其配套工具进行张拉。张拉系统安装（如图）整体张拉系统包括撑脚、千斤顶、工具锚和夹片。张拉系统部件重量大，安装时借助手拉葫芦将撑脚、千斤顶、工具锚及夹片依次安装。注意整体张拉系统安装时，应保证其整体对中。整体张拉工艺图整体张拉组装图（说明：此图仅为示意，实际上，张拉杆和张拉螺母分别由钢绞线和工具锚代替，连接套取消）张拉力①初始张拉力的确定根据以上成桥索力或设计院及监控单位通知张拉至设计索力。在整体张拉过程中，当锚具螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测19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张拉力。②确定整体张拉的初始张拉力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的（超）张拉值，测量各级伸长值。旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。③在张拉过程中，四个锚固点要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。塔端锚固装置、减振器、索箍及连接装置安装单根挂索张拉结束后，即可依次进行塔端锚固装置、减振器、索箍及连接装置安装，在安装过程中要注意减振器处索体之间的密封，以保证抗滑锚固装置处灌浆时不漏浆。防护防护材料根据设计要求进行防护。一般的，锚具外露钢绞线的保护罩和梁端预埋管内灌注无粘结筋专用防护油脂；锚具的锚筒和塔端锚固装置（即抗滑锚处）内灌注环氧砂浆防护。灌注方法①灌注防护油脂时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，还要注意灌浆孔在下排气孔在上。②同样，在灌注环氧砂浆时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，也要注意灌浆孔在下排气孔在上。另外，为保证环氧砂浆体与钢绞线之间的粘结力（即握裹力），钢绞线的油脂附着层务必清20洗干净。、质量要求索体在运输、安装过程中必须保证无破损、变形和腐蚀。张拉用千斤顶、油表、传感器必须进行校核、标