地锚式悬索桥主缆安装施工工艺

地锚式悬索桥主缆安装施工工艺1前言工程采用。悬索桥按锚碇分为自锚式和地锚式两种形式自锚式悬索桥的主缆拉力是直接传递给它的加劲梁来承受垂直分力一般较小)通过连杆支座传给桥台自锚式悬索桥施工比较困难，一般必须先架设加劲梁然后再架设缆索即自锚式悬索桥先梁后缆对于地锚式悬索桥一般采用先架设缆索在使用缆载吊车或者其它方式进行加劲梁的架设即地锚式悬索桥先缆后梁。通过对地锚式悬索桥采用自锚式的先梁后缆施工技术制平行钢丝索S的应用胎架上钢箱梁预拼装主缆与钢箱梁吊装连接主缆监控技术的综合运用不断比较分析结形成地锚式城市景观悬索桥主缆安装施工工艺。2工艺特点使用预制平行钢丝索股（PPWS）法施工地锚式悬索桥，施工工艺简单、可操作性强，适用性强、节能高效、经济效益明显。安装主缆的同时，在桥下安装胎架，胎架上组焊箱梁，通过合理安排使主缆与钢系结构内力，保证结构受力合理。该工艺采用的机械设备配备简单、设备高效快捷，占用场地小，同时避免使用跨缆吊机，提高了施工的安全度，对周围环境的影响较小。地锚式悬索桥采用自锚式先梁后缆的施工工艺，工程造价低，工期短，质量容易保证。3适用范围政、公路、铁路桥梁的主缆施工。4工艺原理索鞍转向后穿过预埋钢导管进入桥台锚室，锚固在后锚垫板上。定临时胎架的坐标及标高在临时支架搭设完成后须进行试压临时支架搭设完成后采用吊车按横向由中间向两侧纵向边跨从锚锭向桥塔主跨从跨装向桥塔的顺序进行吊装作业。符合设计要求。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1-1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1技术准备1）根据设计图及规范，结合生产厂家确定各缆索系统成品制作工艺。2）准备有关材质检验试验，严把原材及成品质量。3）根据现场时间情况制定合理的施工工艺。2现场准备后存放在锚箱后2米处，索鞍、索夹和吊索等材料根据施工区域就近存放。5.2.2门架安装索股入鞍槽。门架设计高度为3.6m，宽度为3m。门架立柱采H240*180*12*12，顶面横梁采用H240*180*12*12，斜撑采用H200*180*10*10，中间的水平支撑是C240*8*90*8。在浇8mm。门架的各组成部分用4个M24*50的螺栓连接。5.2.3主索鞍、散索鞍施工1主索鞍施工鞍顶推。2散索鞍施工散索鞍为铸钢结构，分上、下座体，可采用汽车式起重机吊装即可满足要求。3索鞍安装质量标准表5.2.3-1主索鞍安装质量标准项目规定值或允许偏差项目规定值或允许偏差纵向最终偏差（mm）符合设计要求高程（mm）+20，0横向偏位（mm)10四角高程（mm)2表5.2-2散索鞍安装质量标准项目规定值或允许偏差项目规定值或允许偏差纵向最终偏差（mm）5角度（）符合设计要求横向偏位（mm)±55.2.3猫道架设座的安装预偏和以后进行主塔复位的依据。1猫道架设：上，通过塔吊将绳头牵引上塔顶，绳头通过预埋件和绳夹头固定在塔端预埋件上，后面用5t导链或5t卷扬机调整猫道线型调整、定位。2猫道的拆除在桥面铺装完成，所有索夹终张拉完毕以及完成了主缆缠丝与防腐之后开始拆除猫道。分为猫道面层拆除和道索的拆除。5.2.4主缆架设施工主缆施工采用预制平行钢丝索股（PPWS）法架设。即先在工厂内将钢丝编制成通长的索股，卷在卷筒上运至现场，使用牵引索配合猫道上的滚托将每股索股安装到位。1主缆索股牵引到位：2台卷扬机保持同步运行，收、放速度一致，被动卷扬机保持一定的反托力。索股牵引速度一般控制在20—30m/min，在过塔顶门架、锚碇门架及猫道门架时适当降低牵引速度，减小拽拉器对门架的冲击力。2临时锚固：先装好连接杆，人工将锚头导入连接杆，装好垫圈及六角螺母，最后进行调整。3缆索股整形、入鞍2钢丝束在进入鞍座槽路之前必须整方，即变六角形为矩形。纤维绑扎带，在距六角形夹具lm左右处安装四边形夹头，再用铁片梳丝，木锤整形，整形钢丝束应以定型带绑扎，使之保持不变，便于钢丝束进入鞍座槽内。牢靠，防止发生相对滑动。张紧钢丝束，钢丝束即可从尼龙滚轮上摆动到设计位置。跨内。4基准索股的调整与主塔变位资料尽可能在温度变化不大且无日照的阴天作竣工测量精密作出墩中心十字线和鞍座十字线基准索股安装后精密测量中跨边跨的跨距资料并记录测量时的温度（注意在塔体温度稳定情况下施测。根据这些资料计算基准索股的空载线型，该项工作应在夜间气温稳定阶段如2:〜:0点钟进测量调整，锁定。调整时间选择在温度影响较少的夜间进行。温度稳定条件为长度方向索股温差小于2℃，横向索股温差小于1℃。跟踪测量跨距气温变化束温变化挠度变化关系分析判定基准索股的线型与设计线型是否一致，若有出入，应于下一工作夜间继续观测调整。调整顺序为：先调整中跨，后调整边跨；基准索股跨中偏差设计要求控制在±10mm，上下游基准索股跨中相对高差为5mm。在整个主缆架设过程中，对基准索股要进行监控观测，在主缆架至1/3、1/2、2/3及全部完成时，都要进行严密观测。5—般索股调整住己架好的下层索股上，以避免调整索股时相互影响。6主缆质量控制1）测量仪器的准备全站型电子经玮仪1台；NA2水平仪（S2级）1台；S3级普通水平仪2台；对讲机6〜8台；水平尺8根；钢尺、温度计、气压计及与仪器配套设备等。2）测点的布设为了测量工作的方便及考虑主缆线形要求，主缆测点采用4四个测点和塔顶上下游棱镜。为此，在猫道架设前，首先使用NA2水平仪进行精密水平联测，把水准点引至测站点线，以控制鞍座安装3）基准索股的测量点及边跨中点的垂度。标准索须3天连续调整复测，结果稳定，与设计值相差±5mm。4）一般索的测量测量时间与基准索股相同只是主跨中点及边跨中点的垂度测量不再使用测量仪器观测，期间，应定期复测基准索股的垂度。7紧揽紧缆工作分两步进行，先在夜间索形稳定调整，割除外围索包带，人工整圆预紧，先5米紧缆包带一次。预紧完成后安装紧缆机进行正式紧缆，每1.5米一道包带，紧缆由专用紧缆机完成。1）预紧缆（初整圆）形，施工骤为：a、索股架设完毕后，沿全长确认索股排列情况；索股排列不整齐的部位，由移动主缆模型进行修正。b、把主缆全长每隔40米划为一个区间。6〜7米范围内的主缆外层索股绑扎带解除，索股绑扎带要边预紧边拆除的品。d、用一根比主缆周长略长的钢绳捆在麻布条的外层，再用手动葫芦人工收紧主缆，并用木锤沿主缆收紧绳四周敲打整圆，初步挤成圆形，将主缆空隙率控制在26%〜28%之间，应尽量减少表层索股钢丝的移动量。e、预紧缆的间距按80米、40米、20米、10米、5米等先疏后密的原则进行，最后以间隔5米用钢带绑扎一道，直到主缆表面基本平顺圆滑。2）主缆回弹率试验试验，以确认紧缆状态空隙率与打紧钢带紧缆机离开5m左右范围后的空隙率，比较空隙率缆紧缆质量。回弹率试验在跨中进行，根据实际情况可在中跨四分之一处增加两个点。3）正式紧缆完成预紧缆后，利用紧缆机进行正式紧缆。a、每根主缆由两台紧缆机进行紧缆施工，正式紧缆顺序采用由中跨向塔顶，边跨由锚碇向塔顶的顺序进行紧缆作业。b、紧缆时，首先启动紧缆机左右两台千斤顶，调整紧缆机轴线与主缆中心重合。C、在启动其它四台千斤顶，协调好四台千斤顶的顶进速度，当六台千斤顶达到一样的行程后，一起施压。注意保持接近相同的压力同时挤压主缆。d、在紧缆时，注意保持主缆钢丝的平行，不能有交叉及里外窜动现象，否则要及时处理。e、用钢卷尺在紧缆机压块15〜20cm的地方测量主缆周长，主缆空隙率为20%。f、控制主缆横径和竖径差值在±2%以内。毕到标准后，在靠近紧缆机压碲的地方用钢带捆扎一道。1lm。h、松开紧缆机的油压，移位至下一个紧缆点，这时再测量上一个紧缆点的主缆周长，把周长和所在的紧缆点位置作记录。i、在紧缆过程中，应避免千斤顶油污污染主缆而影响主缆索夹的抗滑力。4）主缆检测紧缆完毕后确定索夹安装位置后再将紧缆机吊移至安装索夹的位置对主缆进行再次紧固，使其空隙率达到设计要求的18%空隙率的测定。a、用3米钢尺在距压块15〜20cm的地方测量主缆周长，紧缆后的主缆空隙率根据测定主缆周长换算成直径计算出来。计算公式如下：k=l-nd2/D2式中：k—主缆空隙率n—钢丝总数d—钢丝直径D—紧缆后主缆直径当空隙率达到设计要求后，在靠近紧缆机的地方打上两道钢带，钢带间距为10cm，带约1米。这时再复测上一个紧缆点的周长，并把所在位置和周长记录下来。b、对空隙率的要求目标空隙率为20%±2%，索夹部位为18%土2%。5.2.4钢管桩施工采用振动锤进行钢管桩打入地下合适的深度，钢管桩的位置根据钢箱梁块体划分而定。5.2.5临时支架搭设1钢管桩施工要点1）根据地质情况，作业环境和施工作业能力，采用履带吊振动锤进行钢管柱施打。2在钢管桩施工前做好测量控制点的交接和核对工作施工中钢管桩使用定位架定位。钢管桩以最终贯入度控制为主（控制贯入度2/每锤击，桩尖标高为校对，当控制标高和贯入度相差较大时，及时查明原因。3）钢管桩的桩位，应根据测量组所放样的中心位置，并保护好标记。2临时支架安装要点1）临时胎架安装前，对实地进行考察和测量，首先对安装基础不符合要求的，事先进胎架的纵横坐标及标高。2）胎架安装完成后，选择部分胎架设置沉降观测点，用来对整个支架的沉降状况及稳定性进行观测。3）调整后的胎架顶部（钢箱梁底部）标高，较设计标高高3cm。3试压的实际稳定性、胎架的实际弹性变形、消除胎架的非弹性变形。试压块重量根据相应桥梁段的重量设置，考虑10%的安全储备，试压时间约24小时，基处理（浇注混凝土）或加大胎架底部钢板的办法进行处理。要负责到场验收，并请监理旁站，验收通过后方可进行下一步工序。5.2.6钢箱梁安装1安装总体思路的方式与缆索单位配合进行钢梁挂索施工并在缆索单位挂索施工初调完成后进行环口焊缝焊接。1在钢梁口处搭设临时支（支架支撑高程较设计高程高3c临时支架采用钢管桩作为基础。2）采用汽车将钢箱梁运至桥梁两侧便道。3）采用320吨履带吊进行钢梁的吊装，钢梁横向由中间向两侧进行吊装块体的吊装。4）经校正、检验合格后吊装下一节段，下一节段吊装完成后进入前期节段焊接工作。5）整个吊装作业按边跨从锚锭向桥塔、主跨从跨装向桥塔的顺序进行。2临时支架设置1）施工现场地质情况，本工程拟采用钢管桩作为临时支架基础。钢管桩施工要点a.根据本工程地质情况，作业环境和施工作业能力，采用50吨履带吊配备振动锤进行钢管柱施打。b.在钢管桩施工前做好测量控制点的交接和核对工作，施工中钢管桩使用定位架定位。钢管桩以最终贯入度控制为主（控制贯入度2/每锤击，桩尖标高为校对，当控制标高和贯入度相差较大时，及时查明原因。c.钢管桩的桩位，应根据测量组所放样的中心位置，并保护好标记。2）临时支架安装要点a.临时胎架安装前，对实地进行考察和测量，首先对安装基础不符合要求的，事先进行架的纵横坐标及标高。b.胎架安装完成后，选择部分胎架设置沉降观测点，用来对整个支架的沉降状况及稳定性进行观测。c.调整后的胎架顶部（钢箱梁底部）标高，较设计标高高3cm。3）试压的实际稳定性、胎架的实际弹性变形、消除胎架的非弹性变形。试压块重量根据相应桥梁段的重量设置，考虑10%的安全储备，试压时间约24小时，基处理（浇注混凝土）或加大胎架底部钢板的办法进行处理。要负责到场验收，并请监理旁站，验收通过后方可进行下一步工序。3钢箱梁安装1）钢箱梁绑扎、起吊就位、校正和临时加固及钢箱梁进行全面检查，准备工作全部到位后，选较好天气进行试吊。a.吊装绑扎钢箱梁的吊装绑扎为四点绑扎吊装形式，吊装前应休细检查卡环、吊钩是否符合要求，确认无误后主可吊装。b.吊装就位已上一节段钢箱梁上做好的基准线，徐徐落钩，使钢箱梁安全落于胎架上。在就位过程中，应避免对胎架的振动冲击，确保节点定位精度。c.测量校正正。d.临时加固钢箱梁就位后经测量校正后，加设马板进行固定，待焊接完成后拆除马板。2）悬挑节的吊装钢箱梁横向两侧节段就位后为悬挑状态钢梁就位后先用连接板将其临时固定在中间已安装好的梁段上，再用手丝葫芦将其连接，进行定位、焊接。3）纵向安装顺序段的吊装，最后安装合拢段。4施工监控测量钢箱梁的现场施工时施工测量的基本工作主要包括以下方面：1）临时支撑胎架的测量：需确定胎架的位置标高等；2）桥位安装测量：根据设计桥面曲线确定钢箱梁节段安装的平面位置，根据设计预拱值和竖曲线确定各个支撑点的高程等；3）胎架沉降监控：桥梁段安装到位后，在此过程中应对胎架的沉降进行监控，防止出现大的竖向位移；以便于及时调整焊接工艺；5）卸载过程的测量：桥梁每个支点位置的卸载高度变化及各控制点标高的变化；6）根据设计院给定的坐标点和高程控制点钢箱梁分段尺寸，对支撑体系定位标高及每任务书进行详细的测量复核和定位。5.2.7索夹安装与猫道改挂1索夹安装放样采用汽车吊机安装索夹安装应用标定的千斤顶导入螺杆张拉力且分三次反复张拉，第一次在初装时进行，第二次体系转换完成时进行补张，第三次在二期衡载完成后。2猫道的改挂：主缆线型的调整提供方便，猫道反挂必须较密才能适应变位要求。5.2.8吊索与吊杆安装吊索应根据空缆线型确定长度，工厂预制的每根吊索长度，使其在一定的张力作用下，索长度不同，用倒链滑车对号入座安装。特别注意其方向和滴水槽的安装。5.2.9体系转换线型和标高，进行结构体系的转换。在桥面二期恒载完成后，再进行终张拉。在进行体系转换时，吊索（杆）的张拉顺序跟钢箱梁的节段制作与安装顺序紧密相连。从0#桥台至4#桥台，箱梁现场节段划分的顺序和编号依次为1、。根据制作和焊接技术规范的要求钢箱节段在制作时顶板和底板考虑了15m的错缝搭接长度，并且钢箱梁在胎架上高出设计高程c挂索时采取先落梁后张拉微调的方式进行调整线型和标高。对吊索（杆）进行编号，从0#桥台至4#桥台，每根主缆上的吊索（杆）编号为D1、D2……D60。吊索（杆）采用从最低点向最高点进行张拉的顺序。以1#索塔为中心，吊索(杆)张拉顺序为D1→D9；D20→D10以2#索塔为中心，吊索(杆)张拉顺序为D20→D30；D41→D31以3#索塔为中心，吊索(杆)张拉顺序为D41→D51；D52→D60系数不得小于2。5.2.10缠丝与防腐1缠丝1）端部缠丝a、将主机移到最高索夹处，使齿圈与吊索间留出40mm左右的安全距离，装好端部缠丝附件。b、放松张紧装置及储丝轮上的调节螺母，将软质钢丝引入端部缠丝轮，软质钢丝头钩在索头端部的固丝小孔上。3〜4丝头切断。用硬木棒或紫铜棒顶住掺丝圈往索夹端环槽推进，直至20mm槽填满。在索夹端部塞3〜4个Φ5×16mm圆钢头。用氧焊将钢丝、圆钢和索夹焊牢。2）正常缠丝a、端部缠丝并与端部缠丝焊固后即可进入正常缠丝，正常缠丝就是两索夹端部以外的切配合，以免造成缠丝间隙过大或缠丝圈互相挤压重叠，必须按标准控制。b、根据缠丝机运行速度与控制频率，调整缠丝机上的遥控开关，控制卷扬机运转速度及频率（低速。同时启动缠丝机和卷扬机，若缠丝机因阻士过大而不能启动时，马上采用人力给予辅助。c、缠丝机运行过程中，必须密切注意缠丝效果，发现问题必须马上停机进行处理（钢丝不能重叠或间距过大，必须紧密均匀。d、主缆上的钢带采用边缠绕边剪的办法。随着缠丝的进展速度而推进，同时采用5t手拉葫芦逐步收紧猫道，拆除阻碍缠丝进行的那根。3）末端缠丝a、当正常缠丝接近下端索夹时，主机前端的自动越箍走行机构正好跨在索夹上。只要丝按端部要求并焊防松。b、将缠丝走行调整到停止位置后，进行慢速点动缠丝3〜4圈，将缠丝机“喂”入索夹端部环槽内，塞入圆钢头氧焊牢固。c、理顺索夹外缠丝排顺序并焊。4）手动缠丝缠丝机难接近的区段用手动缠丝。手动缠丝是借助自制的手动缠丝机进行单股头缠丝，手动缠丝拉力应控制在不小于2kN12cm时停机。将这段钢丝向索夹边挤压，并用拉线器配合不致钢丝松弛，把端头钢丝排列整齐，当钢丝端头距索夹边有2cm时，用铝热焊将主缆顶面钢丝端头焊接牢固，用砂轮把突出焊夹缝内挤压，使钢丝进入索夹内不少于3约20m左右的主缆也不能采用机器缠丝，需利用手动缠丝，手动缠丝的要求同机械缠丝。2防腐等污物，临时覆盖，待对该处进行涂装及缠丝时再揭开。并焊点数（点/）子→涂密封膏→开机缠丝→丝头处理→涂表面涂料。主缆缠丝与防腐工作在猫道拆除之前进行应从跨中或散索鞍位置开始向上坡方向进行，腻子固化前用镀锌低碳钢丝包缠主缆。钢丝包缠的拉力不小于设计要求。涂腻子的环境条件为：相对湿度低于85%；表面温度高于露点3℃以上；空气温度在时，被挤出钢丝外的腻子必须在其硬化前除去。劳动力组织表5.2-4劳动力计划表序号工种人数备注1现场负责12施工员23技术员24安全员35卷扬机操作工66起吊指挥人员37电工、机修工28张拉工169操作工28合计626材料与设备6.1材料所需材料见表6.1-1。表6.1-1材料表序号材料名称规格型号单位数量备注1临时承重绳4*26（220+272）米9846*19wX2条2循环钢丝绳4*26米11006*19wXl条3猫道承重绳8*26（86+148+148+86）米37606*19wX8条4猫道扶手绳4*22（468）米18806*19wX4条5猫道面网中5X50X70片4002100×3000mm6牵引尼龙绳小22条8长80米7转向滑车D260个62100×3000mm8千斤绳22根16单根长3米9软牵引小31钢丝绳/钢绞线根4/4前期为钢丝绳10张拉工作平台套4供吊杆（吊索）施工用11尼龙轮及支架50*50*3000套150牵引主缆的支撑注：上表中材料数量是经南八路潮河大桥全桥（双幅2个主缆）主缆施工配置。6.2设备所需主要设备见表6.2-1主要设备表序号设备名称规格型号单位数量用途1卷扬机10吨/5吨个1/2牵引锚头（注意穿螺帽）2液压顶80吨台8主缆张拉调整线型3手拉葫芦2吨/5吨台4/4调整主缆线型4紧缆机JL-450个2箍紧主缆5缠丝机CSJ-450个2主缆进行缠丝6碰焊机Φ4个2缠丝接头并焊7滑车10t台36吊索的安装8千斤顶YCW450个12吊杆张拉调整线型9汽车吊80-100T台2吊运索鞍及吊杆10全站仪TC1610台1测量定位11水准仪NA2台1调整线型标高12发电机120kVA台2备用电源注：上表中材料数量是全桥（双幅2个主缆）主缆施工配置。7质量控制7.1质量控制标准7.1.1《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-20117.1.2《公路悬索桥吊索》(JT/T449-2001)7.1.3《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-20137.1.4《公路工程质量检验评定标准》JTGF80⁄1-20047..5《悬桥预制主缆丝股技术条件（JT/35-19）7..6《桥缆索用热镀锌钢丝（B/T701208）7..7《斜索热聚乙烯高强拉索技术条件（B/T865201）7.1.8《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号7.1.9其他现行的与本工艺有关的规范标准技术规程等7.2质量控制要点7.2.1编制质量保证体系，明确体系内每个岗位的质量责任。7.2.2编制主缆专项施工方案，并严格按照程序进行报批后再实施7.2.3坚持技术交底制度，各分项工程开工前，应对现场施工员、技术员、操作人员进行主缆施工的技术交底。7.2.4测量放线所用的仪器等须经检验校核，误差在允许范围内方可使用。7.2.5起重用钢丝绳、提吊头、滑车组等均应符合起重行业施工规范，具有足够的安全系数。7.2.6张拉千斤顶张拉前按规定进行标定，并配备相应的测力传感器。7.2.7鞍座及主缆安装前，应尽可能在塔身影响最小且塔温均匀时对裸塔进行施测。7.2.8基准索股应在监控指令的指导下并结合一定经验进行架设，保证架设基准索上下游的相对高差在允许范围内。8安全措施8.1法律、法规及标准8.1.1《中华人民共和国安全生产法》8.1.2《建设工程安全生产管理条例》8.1.3《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-20088.1.4《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-20118.1.5《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-20138.1.6《公路工程质量检验评定标准》JTGF801-20128.1.7《建筑施工安全文明工地标准》DBJ13-20068.1.8《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-20158.1.9《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-20058.1.10《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号8.1.11其他与本工艺实施有关的安全法律、法规、规范、标准、规章制度等。8.2安全控制措施8.2.1落实安全检查整改制度，制定奖罚措施。8.2.2成立专门安全领导小组，工地设立安全监督小组，班组设安全员，形成健全的三级安全保证体系。负责工地日常的安全工作，定期组织安全检查。8.2.3卷扬机后面应埋设地锚与卷扬机底座用钢丝绳拴牢，并应在底座前面加设锚固件。3式作业。8.2.4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。8.2.5进行特殊高处作业，必须有保证安全的具体实施方案，明确各级各岗责任人和专职监护人。一般情况下，禁止在露天进行强风(六级以上大风)的特殊高处作业。8.2.6在高空、悬空作业的部位，作业人员可能发生坠落的危险时，必须系挂安全带。安全带被电焊火花灼伤、被锋利的物件磨损失效。8.2.7张拉斜拉索时，均应由专人负责指挥，并确保各作业点间通讯顺畅。操作时严禁摸踩及碰撞斜拉索