跨海大桥上部结构施工技术方案及工艺[优秀工程方案]

1、三、上部结构施工技术方案 及工艺1、工程概述绍兴至嘉兴公路杭州湾大 桥是嘉兴至绍兴公路跨越天然屏障杭州湾特大 型桥梁,该桥东距在建的 杭州湾跨海大 桥约50千米,处于杭州湾经济带的 中部,北起海宁凤凰的 尖山围垦区,跨越杭州湾水域,直达96丘围垦区;连接浙江省嘉兴、绍兴两市以及苏锡常和浙东南地区.大 桥全长12.6千米,起止桩号为：K40+700.000K53+300.000,分为主通航孔桥、水中区引桥、岸滩区引桥三部分.1.1 主航道桥主航道桥起止桩号为K48+580.000K4+756.000,主跨径为408米.采用192+192+408+192+192=1176米的 五跨连续自锚式钢桁架

2、悬索桥.双层桥面布置,上下层各布置4个车道,行车结构道净宽20.50米.主梁采用透风性能好、整体性强的 钢桁梁, 主桁桁高16.0米,桁宽22.3米,采用三角形桁架,节间长12米.桥面板采用正交异性钢桥面板,均采用U型肋加劲,每隔2.40米设一道横隔板.为了 增加桁架梁的 抗扭刚度 ,两片主桁间设置横向联系,上下弦杆均采用箱形截面,杆件高为1.50米,宽为1.20米,腹杆、竖杆及纵联均采用H形截面,全桥采用焊接整体节点,工地高强螺栓连接.钢材选用14米nNbq.支座采用大 墩位的 防腐球形支座.钢桁架梁标准断面见图1-1. 图1-1 钢桁架梁标准横断面图 主桥共设置两根主缆,为了 增加横向刚度

3、 采用空间线形,索塔处两根主缆间距2.00米,主跨跨中处为20.008米,主缆矢跨比为1：5,单根主缆由37股索股组成,每根索股由127丝直径为5.30米米的 镀锌高强钢丝组成,钢丝极限抗拉强度 为1570米Pa,主缆采用S形镀锌钢丝包缠加除湿系统进行防腐. 吊索采用骑跨式,选用855SWS+IWR的 直径优质钢芯钢丝绳,下端采用钢锚箱,锚头采用热铸锚.吊索间距为12米. 两根索股放置在同一主鞍中,使主缆产生的 横桥向水平分力自相抵消.主鞍顺桥向长度 为4.532米,横桥向宽度 为4.800米.鞍体采用铸、焊结合结构;鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成.鞍体下设不锈钢板聚四氟乙烯板滑动,以适应施工

4、中的 相对位移.为增加主缆与鞍槽件的 摩阻力,并方便索股定位,鞍槽内设竖向隔板,在索股全部就位并调股后,在顶部用锌块填平,再将鞍槽侧壁用螺栓夹紧. 索塔为C50钢筋混凝土结构,索塔总高160.70米.混凝土塔柱采用矩形空心断面,所有倒角均采用圆倒角.塔柱顺桥向宽度 从顶部至索塔横梁处均为7.0米,从索塔横梁处至塔根由7.0米直线变化为8.0米;顺桥向宽度 从顶部至索塔横梁处均为4.5米,然后呈直线渐变塔根9.0米.索塔构造见图1-2.图1-2 索塔构造1.2 水中区引桥本工程水中区引桥为钢桁架连续梁桥结构形式,采用4192米=768米四跨一联等高钢桁架连续梁.嘉兴侧水中区引桥共5联,起止桩号：

5、K44+74.000K48+580.000,绍兴侧水中区引桥共2联,起止桩号：K49+756.000K51+292.000,采用双层桥面布置,上下层各布置4个车道.主梁采用透风性能好、整体性强的 三角形钢桁架,桁架高16米,桁架宽22.3米,节间长度 16米,上下弦杆采用箱形截面,杆件高度 1.5米,宽度 1.2米,腹杆、竖杆和纵联均采用H型截面.桥面板采用正交异性钢桥面板,用U型肋加劲,每隔2.70米或2.65米设一道横梁.全桥采用焊接整体节点,工地高强螺栓连接.1.3 岸滩区50米预应力混凝土连续箱梁桥该工程南北岸滩区引桥大 部分均为50米等高(梁高为3.0米)连续箱梁桥,箱梁分左、右两幅

6、布置,两箱中心距21.0米.每幅箱梁顶高为20.30米,底宽为10.50米,翼缘悬臂长为4.40米,箱梁采用单箱单室斜腹板断面形式.顶板设2%的 横坡,厚为30厘米,底板厚为25厘米,腹板厚50厘米.50米箱梁标准横断面图见图1.50米箱梁典型跨径布置为650=300米的 连续梁,其桥型布置图见图2.50米箱梁孔数分布为：1)嘉兴岸滩区左、右幅各76孔、71孔;2)绍兴岸滩区左、右幅各33、32孔.图1-3 50米箱梁标准横断面图3000065000图1-4 50米预应力混凝土连续梁桥型布置 箱梁采用纵横向预应力体系.纵向预应力采用15-19和15-9两种类型,腹板束采用15-19,为通长连续

7、束,施工接缝处采用连接器连接,顶、底板束采用15-19的 短束;横向预应力采用15-3,均采用高强低松弛预应力钢绞线.桥面铺装采用13厘米的 改性沥青混凝土铺装. 1.4 岸滩区跨堤(50+80+50)米预应力混凝土连续箱梁桥 岸滩区跨越规划大 堤采用(50+80+50=180米)变高度 连续箱梁结构.其桥型布置图见图1.80米箱梁采用根部梁高为4.5米,跨中梁高为3.0米的 变高度 预应力混凝土连续箱梁.箱梁分左右两幅布置,两箱中心距为21.0米.每幅箱梁顶宽20.30米,底宽为9.90米10.50米,翼缘悬臂长为4.40米,箱梁采用单箱单室斜腹板断面形式.顶板设2%的 横坡,厚为30厘米,

8、底板厚25厘米,腹板厚5070厘米.80米箱梁标准断面图见图2.箱梁采用纵横向预应力体系.2、主航道桥施工技术方案 及工艺2.1 索塔施工2.1.1 施工概述下塔柱采用支架翻模,上塔柱采用爬架翻模,横梁采用落地支架工艺施工.2.1.2 电梯、塔吊布置在索塔施工中,拟布置三台电梯,其中下塔柱布置一台SCX100型垂直电梯,上塔柱安装两台SCX100型斜爬电梯施工.另外布置一台QTZ315型塔式吊机起重,塔柱施工完成后拆除,剩余施工利用塔顶安装的 起重吊架进行.塔吊、电梯布置见图2-1.图2-1 塔吊、电梯布置示意图2.1.3 索塔施工节段划分本工程索塔结构可分为塔座、下塔柱、横梁、上塔柱、塔冠,

9、采用分段施工,共分33节段.其中,下塔柱标准节段按4.5米一节(共9节段),上塔柱标准节段按5米一节(共20节段),横梁按4.5米分两节段施工,并与横梁分层一致.节段划分如图2-2.250407090011100上塔柱横梁段下塔柱图2-2 索塔施工节段划分示意图2.1.4 主塔各分项施工工艺2.1.4.1混凝土施工C50混凝土按现行施工技术有关规定进行 ,采用岸上集中拌合,混凝土搅拌车运输,混凝土输送泵泵送.混凝土输送管道紧依塔柱布置.横梁浇注横向对称进行,浇注顺序为：先中后边,先低后高.塔助节段混凝土浇注分层浇注,层厚不超过40厘米.为避免混凝土离析,混凝土采用串筒泄落,控制自由落高在2米以

10、内.2.1.4.2塔座施工圆台形塔座施工时采用组合钢模,用型钢增加模板刚度 ,混凝土一次性浇注,施工时按照大 体积混凝土有关技术规范要求进行.为防止温度 裂缝,须布置冷却水管.冷却水管布置见图2-3.图2-3 冷却管布置示意图2.1.4.3下塔柱施工 下塔柱施工流程图安装劲性骨架钢筋接长、定位安装水平钢筋自检、监理检查安装内模、调整安装外模、调整浇筑砼砼养生塔吊顶升加高管架制作砼试件测量控制 施工支架下塔柱施工时,首先在塔座面安装贝雷托梁,搭设钢管满堂支架,进行翻模施工,具体支架搭设结构见图2-4.图2-4 下塔柱施工支架示意图 劲性骨架针对下塔柱的 截面形式等特点,塔身内设置由角钢焊接组成的

11、 劲性骨架,作为钢筋、模板及砼施工的 承载结构.劲性骨架每节段长4.5米,骨架之间用角钢现场焊接联系形成整体,每节段之间采用法兰连接相成整体.详见下塔柱劲性骨架示意图.图2-5 下塔柱劲性骨架示意图 钢筋工艺竖向主钢筋采用9米定尺钢筋.钢筋接长后依靠劲性骨架定位成型. 翻转模板工艺下塔柱施工时外模全部采用大 型钢模板、设拆分模调整截面变化,拆模板时留上面一节做接口模板,固定采用 “H”型螺母连接拉杆,每施工完一个节段后用混凝土块把“H”型螺母孔位补回,保证了 塔柱的 外观质量.内模采用组合钢模,设置加劲型钢.,为抵消下塔柱倾斜产生集中应力,在下塔柱双肢间设置预应力拉杆.2.1.4.4横梁施工主

12、塔横梁为箱室钢筋混凝土结构,采用落地支架、分2层施工. 现浇支架横梁施工支架见图2-6.图2-6 横梁施工支架示意图支架临时墩采用6根80厘米(=8米米)的 钢管,钢管之间用钢管横向联系.钢管分节段加工制作和履带式吊装吊装,顶面安装型钢井架.承重梁采用贝雷桁架,两端支承在预埋牛腿上.承重梁面纵桥向铺设型钢作分配梁,并悬臂出横梁两侧作为施工平台. 施工工艺流程横梁施工流程图支架搭设安装卸模装置、底模安装塔柱部分的劲性骨架，接长塔柱钢筋等横梁钢筋、预应力管道、预应力筋安装外模、内模安装自检监理检查浇筑第一层混凝土，养生待强第一层预应力张拉第二次浇筑层侧板钢筋，预应力筋安装内外模、顶板支架和底模安装

13、顶板钢筋绑扎自检监理检查浇筑第二层混凝土，养生待强张拉剩余预应力筋卸模、拆除支架结束监理旁站张拉记录试件制作试件制作张拉记录监理旁站支架沉降观测测量放样 模板工艺横梁底模采用大 块定型钢模板,以保证横梁混凝土底面光洁.侧模采用大 块整体钢模,型钢加劲,保证横梁混凝土表面的 外观.内侧和横隔板均采用常规的 组合钢模拼制.顶板底模板采用组合钢模,加钢管支架支撑.在支架预压的 基础上,考虑支架的 非弹性变形和弹性变形预估和计算值设置预拱度 .2.1.4.5上塔柱施工上塔柱为矩形空心箱形结构,断面形状见示意图6,外轮廓尺寸不变,采用斜爬模施工工艺分20个节段进行施工.解除附墙架与爬架约束，提升附墙架并

14、锚固安装爬架提升系统逐一提升爬架并锚固拆除爬架提升系统接长劲性骨架、竖向主钢筋，安装内膜和绑扎钢筋塔吊顶升、安装附墙架电梯加高测量控制安装塔柱外模自检监理检查浇筑塔柱混凝土混凝土养生、待强混凝土试件制作 施工工艺流程上塔柱工艺流程图 爬架翻模设计爬架示意如图6.图6 爬架构造示意图a 斜爬模结构组成斜爬模由爬架、附墙锚固框架、索引、模板和导向系统等组成.b 爬架系统爬架是整个斜爬模的 脚手平台,其上设置施工平台,供施工人员作业来往上下等.c 锚固系统锚固系统是利用附墙架锚固在已浇注塔柱混凝土面上,锚固系统采用螺母与螺杆.每个附墙架设置螺杆数个.附墙架采用槽钢加工制作.d 牵引系统采用手拉葫芦垂

15、直牵引提升爬架;模板提升用布置在爬架上的 电动葫芦.e 模板系统模板高度 方向分节段制作拼装,每节高2.5米,共高7.5米,混凝土浇注高度 为5米,模板在爬升和浇注过程,始终保持其中一块模板为接口模,保证塔柱混凝土的 连续性,同时为爬架的 提升提供一个稳固的 反力体.外模全部采用大 块型钢模板、设拆分模适应塔柱截面尺寸随高度 的 变化.外模采用螺母和螺杆,为下一节混凝土施工时爬架提升锚固提供预埋件.f 导向系统爬架导向系统由竖直轨道导向槽和限位导向滚轮及压轮以及限位伸缩脚轮组成.爬架侧向滚轮在侧向导向槽内滚动,达到导向并提升自由的 功能,爬架导向槽采用工字钢,工字钢直接焊接固定在模板上,限位伸

16、缩脚轮安装在爬架下部,支撑在混凝土面上. 劲性骨架上塔柱内劲性骨架设计结构与下塔柱的 类同.骨架的 精度 影响到钢筋、模板的 安装精度 以及塔柱的 线形,除保证加工精度 外,安装将根据塔柱的 高度 及平面位置,采用天顶仪法等方法进行控制,同时根据计算的 挠度 设置安装预偏量.详见图2-7.图2-7 上塔柱劲性骨架示意图 钢筋施工钢筋采用6米定长,工艺同下塔柱相同. 水平横撑设置上塔柱施工到一定的 高度 后两塔柱之间须设置水平支撑,根据计算结构来确定具体位置,拟整个上塔柱施工每隔17 米设置一道、共设置6道水平横撑,其中一道为合拢段支架兼作横撑.横撑采用钢管桁架,塔柱双肢合拢后拆除.横撑设置见示

17、意图2-8.横撑6横撑5横撑断面横撑4横撑3横撑2横撑1图2-8 水平横撑设置示意图2.1.4.6塔冠施工塔冠高9.2米,截面为顺桥向7米、横桥向9米的 钢筋混凝土结构.施工时为减少塔柱预埋件太多对外表面的 影响,采用在上塔柱最后一节段面安装型钢挑梁并搭设钢管支架作为施工平台.尽量利用塔柱模板作外模,模板支撑定位采取纵横方向安装支撑钢管和拉钢丝的 办法,内模采用组合钢模,顶板底模用门式脚手架支撑. 高塔施工抗风稳定性措施由于桥位区年极大 风速为19.0米/s,兼有灾害性天气,如台风、龙卷风等.因此,对高塔施工爬架抗风稳定性尤为重要.我们将将以此作为施工研究课题,拟分为确保结构安全和施工安全两部

18、分,采取如下一些措施：根据恶劣的 自然条件,详细进行斜爬架翻模工艺设计和施工组织与管理;对主塔施工抗风减振措施进行施工课题研究,确保结构安全;减少爬架各侧的 受风面积,爬架采用桁架结构,减少结构自重,增加刚度 ;爬架爬升到位后,爬架牛腿与模板上的 支撑肋临时固结,每面爬架用2台手拉葫芦挂在接口模板加劲肋上,并适当收紧而且受力尽可能一致;爬架上部与塔柱劲性骨架临时联结,并且每面爬架之间进行临时连接,增加爬架的 整体稳定性;合理安排工期,避免台风季节、时间段施工作业.限制爬架爬升在六级及以上大 风,不能作业;在进行主塔施工中,采用由振动摆、弹簧、油压阻泥器等组成的 T米D装置;增加上塔柱水平横撑的

19、 刚度 ,使塔柱双肢合拢前增加整体性. 混凝土外观和养生混凝土外观除保证混凝土的 配合比、工作性外,使用脱模剂,经常检查整修模板,保证模板表面光洁平整,接缝密实,防止漏浆等情况.所有施工预埋件均采取内嵌形式,构件拆除后填补平整,表面喷涂水泥浆,保证修补处与塔柱混凝土颜色一致.设置的 施工钢构件进行防锈处理.混凝土养生拟采用化学养生膜代替淡水养生.冬季寒冷天气,为加强混凝土保温,拟在平台上设锅炉,采用热淡水并用薄膜或麻质布覆盖养生. 施工注意事项a 按要求对因混凝土收缩、弹性压缩、徐变及温度 和施工荷载等影响索塔变形进行观测.b 按设计要求注意对各种预埋件的 预埋及做好防锈措施.c 塔吊、电梯、

20、爬架等高空作业工具设置避雷装置、防撞防雾灯.2.2 主航道桥钢桁钢桁梁架设施工技术方案 及工艺2.2.1架梁总体方案 首先在C3、C4号墩主墩两侧各120米处、主跨跨中处、C1-C2号墩跨间离C2号墩120米处、C5-C6号墩跨间离C5号墩120米处搭设临时支墩,支墩总数为7个.同时,在主墩承台上搭设墩旁托架,利用安装在主塔上的 附壁吊机,在墩旁托架上安装架设钢桁梁的 四个节间段.然后在已拼装好的 钢桁梁顶面安装架梁吊机,利用架梁吊机双伸臂对称悬拼10个节间段至120米处已搭设好的 临时支墩上,在临时支墩上起顶悬臂钢桁梁,改善已架设好的 钢桁梁受力状态.继续双伸臂对称悬拼钢桁梁,一侧至主墩跨中

21、192米处,另一侧至C2(C5)号墩.此时,双伸臂对称悬拼变为单伸臂悬拼,继续向边跨C1(C6)号墩拼装钢桁梁,当拼装到离C2(C5)号墩120米临时支墩处再次起顶悬臂钢桁梁,然后悬拼架设完边跨所剩钢桁梁.最后,完成主跨跨中钢桁梁合拢段的 施工.2.2.2 钢桁梁架设前的 准备工作2.2.2.1 预拼场布置预拼场的 主要工作为钢桁梁进场存放、检查、检修、倒运、预拼、涂装、发送以及高强度 螺栓试验和电动扳手的 标定等.场内设多组钢桁梁预拼和存放台座,2台50 t龙门吊和1台35t汽车吊机.场内设置上弦杆翻身台座、高强螺栓库房、实验室、油漆库及办公室等.2.2.2.2 主要架梁机具附壁式吊机：吊机

22、附着在上塔柱上,每个主塔墩各设一台,由起升、变幅、回转三大 机构和底撑四部分组成,通过转柱的 上、下支承座与塔柱预埋件焊接安装,臂长30米,吊重500KN/160KN.附壁式吊机主要用于架设开始的 四个节间钢桁梁和桥面板并拼装架梁吊机,也可做提升站用.附壁式吊机采用施工索塔时所用的 塔吊安装. 架梁吊机：该吊机是拼装钢桁梁的 主要机械,每主塔设2台,吊重500KN/160KN,为全液压全回转吊机,在钢桁梁上弦杆上铺轨行进. 表1 其它主要机具设备类型表序号机具设备名称1450KN龙门吊机2KH-200吊机3FO/23B(1400KN.米)塔式吊机4运梁平车5平板车6全回转架梁吊机75000KN

23、千斤顶92000KN,1000KN,500KN千斤顶10电动油泵11电动风压机12定扭矩扳手13带响定扭矩扳手14表盘扳手15其它机具及试验仪器2.2.2.3 临时支墩的 搭设利用栈桥搭设临时支墩施工平台,在施工平台上再用履带吊机及振动锤打设临时支墩钢管基础.钢管桩采用的 钢管,每墩12根, 6根一组并沿纵向分成两排,每排3根,钢管桩中心间距均为3.5米,入土深度 为39米.钢管桩基础打设好后,利用架梁吊机分段接长钢管桩至需要标高.由于临时塔架高达50米左右(除基础外),为保证临时支墩的 稳定性,钢管立柱间用钢管设置纵、横向连接及剪刀撑.再在钢管立柱顶部设置型钢分配梁、千斤顶及其它装置,形成支

24、点.临时支墩结构示意图见图11.图11 临时支墩结构示意图2.2.2.4 墩旁托架的 搭设 主塔在进行上塔柱的 施工时即可同时进行墩旁托架的 拼装,以加快施工进度 .托架主桁宽22.3米,高52.2米,全长48米.墩旁托架应由专业工厂设计、制造.分节段运至现场,再利用主墩上的 附壁吊机现场拼装.墩旁托架是为开始四个节段钢桁梁、桥面板以及架梁吊机拼装而设置.图2-9为墩旁托架的 结构示意图.2230I0.81.2口11.232010001000100010009001700170014005220图2-9 墩旁托架的 结构示意图2.2.2.5 墩顶布置 墩顶布置包括主塔横梁及其托架支点处布置,其

25、作用一是支撑钢桁梁,二是调整钢桁梁的 高程和中线,三是横向约束钢桁梁.墩顶布置示意图见图2-10.图2-10 墩顶布置示意图2.2.2.6 其它高强螺栓施拧工艺要制订完毕,另外要备好各类架梁工具,作好桥梁中心线标注、墩跨里程和高程核对、支承垫石调平,以及正式活动支座就位并临时纵向约束设置等工作.2.2.3 架梁主要步骤及技术措施主墩上最先安装的 四个节间段钢桁梁杆件分别由预拼场运至主墩平台(下部结构施工时遗留下来的 平台),利用主墩上附壁吊机提升、安装.其余节段钢桁梁杆件由预拼场通过栈桥利用汽车吊运至悬拼地点,架梁吊机进行提升、拼装、架设.钢桁梁架设顺序为：下弦杆下横梁斜腹杆(竖腹杆)上弦杆上

26、横梁桥门杆.应遵循先装杆件不妨碍后装杆件拼装、尽快将桁架闭合等原则进行.拼装过程中,两侧悬臂尽量做到对称架设,减小 两侧不平衡力矩.2.2.3.1 钢桁梁架设的 主要步骤1)在墩中心按设计要求设置支座.墩顶支座如为活动支座,需设置临时纵向约束,并在墩顶上设纵、横向移动装置.用主墩上附壁吊机提升、架设墩顶上首先安装的 四个节间段钢桁梁.钢桁梁拼装完毕后,在其顶面铺设人行道和架梁吊机轨道,再用主塔上的 附壁吊机,在已拼装好的 钢桁梁顶面两侧各安装一台架梁吊机.见图2-11-1.图2-11-1 架梁步骤一2)两台架梁吊机安装完毕后,用其双伸臂对称架设其余的 钢桁梁,钢桁梁应在自由状态下进行拼装.见图

27、2-11-2.图2-11-2 架梁步骤二3)当钢桁梁双伸臂对称架设到离主墩120米处临时支墩上时,采用已安装在临时支墩上的 千斤顶,对已拼装好的 钢桁梁起顶,改善其应力状态.见图2-11-3.图2-11-3 架梁步骤三4)继续双伸臂对称架设钢桁梁至192米处,钢桁梁一侧已在C2(C5)号墩上,继续向边跨单臂悬拼120米至边跨临时支墩,起顶悬臂钢桁梁,改善受力状态,再继续悬拼完剩余钢桁梁,完成边跨施工.准备中跨合拢段钢桁梁的 架设.见图14-4.图2-11-4(a)图2-11-4(b)图2-11-4(c)图2-11-4 架梁步骤四5)中跨合拢段钢桁梁的 拼装：首先把12米的 节间段自由悬拼在各自

28、一侧,然后用主跨跨中临时支墩上的 千斤顶起顶梁体并进行中跨合拢段的 施工.见图5.图2-11-5 架梁步骤五6)架设主桥桥面板,进行纵向、横向位置调整,最后落梁,完成主桥钢桁梁的 架设、拼装.见图6.图2-11-6 架梁步骤六2.2.3.2 钢桁梁架设注意事项1)由于钢桁梁杆件重,最重达40t,且杆件重心在节点板范围内,为确保起吊安全和方便对位安装,需要专用的 吊具,包括弦杆、斜杆、横梁等,并且要采取措施以方便对位和防止吊点打滑;2)为保证钢桁梁在架设中拱度 良好,每架设一个节间,均需测绘拱度 曲线.控制拱度 的 方法：一是杆件需在自由状态下吊装;二是每节间钢桁梁架设完毕,在吊装桥面板前,必须

29、将该节间的 高强度 螺栓先施拧良好;3)为减少桥梁中线偏差,避免钢桁梁侧弯,每架设一个节间,均需测绘轴线横向偏差.控制偏差的 方法：一是注意保证施工荷载对称;二是两侧主桁对称拼装;三是架梁吊机不要总是从一个方向起吊;四是两桁紧固高强度 螺栓要先后倒换;五是注意气温和日照的 影响;六是利用墩顶设备进行调整.为了 确保跨中合拢能够顺利进行,应及时调整中线,调整方法视其偏差情况而定.2.2.3.3 钢桁梁横移调整 钢桁梁在架设过程中,为限制横向偏移,采取沿桥中线逐孔横移调整的 办法.钢桁梁横移调整分三阶段进行,即钢桁梁架设过程中调整;钢桁梁起顶前调整;桥面板铺架、落梁后调整.钢桁梁横移采用在500t

30、千斤顶下布置滑动层,用水平千斤顶施力进行钢桁梁的 横移.滑动层由厚钢板、聚四氟乙烯板、不锈钢板组成.2.2.3.4 钢桁梁纵移调整 当一联钢桁梁落梁到位,横移完成后,进行钢桁梁的 纵向调整.纵向调整采用施加外力法或温差调整法.2.2.4 中跨合拢段的 施工钢桁梁从C3、C4号墩分别向主塔两侧对称悬拼,待钢桁梁分别架设到C1、C6号墩后,进行主跨跨中合拢.跨中合拢是架梁过程中重要的 关键工序.合拢跨度 大 , 结构体系复杂.合拢采用二次合拢技术, 也就是在钢桁梁合拢段上、下弦杆竖板上设长圆孔和圆孔, 拼接板上设2个圆孔.合拢时, 先调整横向和竖向位移, 将销轴插入长圆孔, 然后通过调整钢桁梁纵向

31、位移和转角, 将第2个销轴插入圆孔, 先实现上、下弦临时铰合拢, 再合拢斜杆, 最后实现全桥合拢.2.2.4.1合拢段施工的 特点1) 钢桁梁刚度 较大 ,上下弦杆均采用箱形截面,断面尺寸较大 ,这给合拢点坐标调整增加难度 ;2) 合拢点多,要求各点均能到位、空间形状无误,施工控制难度 大 ;3) 合拢点空间坐标的 变化因素多： 顺桥X方向钢桁梁长度 的 偏差,受温度 、钢桁梁制造与安装偏差的 影响; 铅垂Y方向的 偏差,受安装荷载、日照等的 影响, 钢桁梁中线上、下游Z方向的 偏差,受日照、钢桁梁安装顺序、起吊荷载的 影响,调整时X、Y相互制约,合拢点的 位置较难控制;4) 桁梁的 结构体系

32、转变多,钢桁梁分别从C3、C4号墩开始安装,至主跨跨中合拢前后,其间要经过多次结构体系转换,控制桁梁内力及调整线型满足设计要求,较复杂;5) 只有实现精确合拢,才能保证线型匀顺,合拢杆件要求在工厂成孔,施工过程中不准扩孔.2.2.4.2 合拢段施工的 技术措施(1) 控制安装荷载处于对称、平衡、均匀理想状态,除了 为调整位移在桥上按规定坐标堆放荷载;(2) 为了 控制临时支墩支点反力、墩顶支座反力误差,对于千斤顶油表、油泵等,合拢调整前必须校正完好;(3) 钢桁梁在架设过程中,要经常调整中线和高程,每架设一个节间,必须测量中线、高程和节间平面对角线尺寸、以及钢桁梁杆件内力等,发现偏差及时研究原

33、因,作出对策,迅速调整;(4) 对影响合拢处高程、中线旁弯、合拢节间距离、断面扭转等因素,如日照、温度 、荷载等,广泛进行测试,收集资料,寻找规律,以便适时采取有效措施;(5) 请设计单位提供主跨钢桁梁安装合拢调整时,各种可能偏位的 计算作用力资料,用以适时决定调整方法,确定作用力的 大 小 及其所用的 工具.根据计算资料和现场测试的 结果,找出针对X、Y、Z方向最有效的 调整措施;(6) 结构上采用长圆孔加圆孔合拢铰的 措施,先调整Z方向位置,然后调整Y方向,在长圆孔内穿入锥形销栓,使Y 方向受到约束,再调X方向距离,在圆孔内穿入锥形销栓销栓,抽去长圆铰轴,使合拢节点保持铰.合拢节间按先下弦

34、、后上弦、再斜杆,最后安装下平联及纵横梁等顺序依次进行.为确保钢桁梁的 设计拱度 ,防止在合拢处造成局部下凹,拼装过程中要求小 弦杆尽量保持负公差.2.2.5 高强度 螺栓施工2.2.6 桥面板的 架设施工正交异性钢桥面板在工厂里每节段分四块,每块重量大 约16 t.桥面板由工厂运至预拼场进行预拼后,再通过提升站运至安装平台,采用简易架板机进行架设.桥面板架设滞后钢桁架架设一孔落后钢桁梁架设一个节段进行施工,为了 使桥面板在负弯矩区引入预压应力,应采取调整内力的 办法.即每联钢桁梁架设完毕后,将五个支点相对高程关系调成厂设拱度 值为基数,再同时起顶两个中支点至设计起顶高度 ,然后再铺设桥面板,

35、紧固螺栓,焊接接缝,成为整体.2.3 缆索系统施工2.3.1 缆索系统施工概述缆索系统施工主要包括：主索鞍安装、散索套安装、主缆系统施工、紧缆、缠丝涂装等.施工工艺流程见下图.猫道架设主缆索股架设紧缆机紧缆索夹吊索安装猫道改吊钢箱梁二期恒载压重吊索张拉锚固压重卸载,临时墩支架拆除桥面铺装主缆缠丝涂装防护施工主缆检修道等附属工程施工猫道拆除牵引系统架设索塔施工、塔上预埋件施工塔顶门架安装、起吊设备等准备散索吊装主鞍索吊装缆索系统施工流程图2.3.2 主索鞍、散索套吊装2.3.2.1 主索鞍吊装鞍体采用铸、焊结合结构;鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成.鞍体下设不锈钢板聚四氟乙烯板滑动,以适应施工中的

36、 相对位移.为增加主缆与鞍槽件的 摩阻力,并方便索股定位,鞍槽内设竖向隔板,在索股全部就位并调股后,在顶部用锌块填平,再将鞍槽侧壁用螺栓夹紧.主鞍顺桥向长度 为4.523米,横桥向宽度 为4.800米.为减轻吊装运输重量,将鞍体分为两半,吊至塔顶后用高强螺栓拼接.鞍体安装时,先用索塔上的 附壁吊机将主索鞍放至已架好的 钢桁梁上,再用塔顶门架起吊.主索鞍安装施工流程图见下图.塔顶门架制作索鞍、底座等构件的制造运输塔顶门架安装起吊系统安装隔栅安装/索鞍顶推反力架安装隔栅砼浇注隔栅上平板安装主索鞍鞍体吊装、顶偏主索鞍吊装完成施工测量监控主索鞍吊装施工流程图(1)塔顶门架和起吊系统安装 塔顶门架设计成

37、钢桁架形式,采用型钢加工拼装而成.根据门架在索鞍吊装、猫道架设、索股架设、钢桁梁吊装等多种工况下的 载荷,找出最不利的 荷载组合进行门架结构的 设计、受力分析和计算,确保门架结构的 安全和整体稳定性.塔顶门架结构示意图见图2-12. 60006800牛 腿3000300034003400塔底卷扬机中跨侧150013500100025002500280028001900AA图2-12 塔顶门架结构示意图(2)主索鞍吊装施工1)底座安装 索塔施工完成后,安装塔顶门架.将底座、主索鞍鞍体等构件运到施工现场吊装地点,利用塔顶门架(重量不大 时可以直接利用塔吊吊装)吊装座板及索鞍顶推反力架,精确就位并满

38、足设计要求后,浇注砼.施工中应确保座板在砼浇筑及震捣过程中位置保持不变.混凝土养生达到设计要求后吊装主索鞍鞍体.2)主索鞍鞍体吊装座板吊装完成后,利用塔顶门架及起吊系统吊装主索鞍鞍体,当鞍体吊装高度 超过座板上平板30厘米后人工葫芦辅助使主索鞍鞍体向边跨侧按设计预偏量.在全桥上部结构安装过程中,索鞍逐步顶推到位,角钢锁定.2.3.2.2 散索套安装散索套设置在主梁端部,主缆经散索套发散后直接锚固.散索套由三部分组成：上套体、下套体和底座板.由于本桥主缆只发散不转向,鞍体相当于半径渐变的 索夹,上下对合结构,底座固定在钢主梁的 端横梁上.底座板和鞍体之间垫设一层四氟滑板,这样鞍体和底座板之间可以

39、相对滑动以适应主缆在施工工程中的 长度 变化,鞍体在主缆入口也略呈喇叭状以适应施工过程中的 转角变化.散索套安装具体步骤如下：(1)将散索套利用汽车经栈桥运至边墩附近,用设置在桥面的 汽车吊将散索套提到桥面.(2)精确测量并放线,确定底座板中心位置及标高,并清洁底座板下钢主梁的 端横梁表面.(3)利用简易门架、导链滑车调整底座板并精确对位,将底座板用锚栓同钢桁梁栓接锚固.(4)清洁底座板并粘贴聚四氟乙烯板,清洁下套体底面并粘贴不锈钢板.(5)用同样方法安装下套体,按设计预偏值预偏并临时锚固.(6)测量放样,在设计位置安装临时散索套.(7)在主缆索股架设完成并挤圆后安装上套体,并上紧高强度 螺栓

40、杆与完成下套体的 连接.(8)拆除临时散索套,完成正式散索套安装.2.3.3 牵引系统、猫道架设2.3.3.1 牵引系统设计根据本桥的 工程规模,确定采用单线往复牵引系统架设主缆.在嘉兴侧钢桁梁上设置两台30t主牵引卷扬机,在锚固段钢桁梁上设置导向轮使牵引索进入猫道导轮组.绍兴侧锚固区后的 钢桁梁布置两台30t副牵引卷扬机,先期完成的 钢桁梁上放置放索装置.左右幅形成两套单线往复牵引系统,分别用于左右幅索股架设.牵引索中心线偏移桥轴线90厘米.布置示意见图 3.4.主要包括主副牵引卷扬机各两台,散索鞍部的 转向导轮、塔顶导轮组、猫道门架导轮组、拽拉器、两根牵引索等组成.牵引系统门架导轮组方索装

41、置副卷扬机主卷扬机主牵引索猫道主缆中心线副牵引索牵引系统门架导轮组猫道门架猫道门架导轮组图2-13 牵引系统布置示意图2.3.3.2 猫道系统设计(1)猫道总体布置猫道承重索拟采用三跨分离结构.边跨两侧各设一幅猫道,靠主墩附近再合并为一幅猫道.中跨两根主缆的 中心距离在吊索张拉前为2.0米,主缆架设时亦为合并猫道.吊索张拉后两根主缆的 中心距离由塔顶到中跨跨中渐变到20.008米,此时猫道再一分为二.(2)猫道构成猫道由猫道承重绳、猫道门架承重索、扶手绳、面网、横向稳定抗风索、锚固调整系统等组成.1)猫道承重索、猫道门架承重索猫道承重索是猫道结构的 主要受力构件.根据上部施工各工况猫道荷载及抗

42、风要求、考虑3倍以上安全系数进行设计施工.猫道承重索由钢丝绳组成,锚固端用热铸锚头.猫道门架承重索,用于猫道门架与门架导轮组支撑,由镀锌钢丝绳组成.2)扶手索 扶手索选用镀锌钢丝绳.栏杆、侧网用钢丝绳固定并锚固于钢桁梁和塔顶门架上.3)猫道面层 猫道面层由粗、细两层钢丝网组成,其上按一定间距设置横梁及踏步.4)猫道稳定抗风索由于猫道单位重量较小 ,人员、施工荷载加入时,容易引起猫道振动.因此,每间隔一定距离的 横梁处设置稳定索,同时起到抗风稳定作用.5)猫道塔顶锚固装置猫道承重索在塔顶边跨的 锚固采用预埋件直接锚固,中跨采用预埋件和锚梁调整结构.6)边跨猫道锚固调整体系 边跨猫道承重索在主缆锚

43、固端横梁上设置耳座锚固,由于锚固力较小 采用滑车组承重索单根独立锚固.猫道承重索、门架承重索,工厂整体制作,两端采用热铸锚头.2.3.3.3牵引系统、猫道架设施工流程 牵引系统及猫道架设采用在钢桁梁桥面直接提升法安装.施工流程图见下图.准备工作牵引系统架设猫道承重索架设调整猫道垂度猫道面层铺设及横通道安装扶手绳侧网滚筒安装猫道门架承重索架设猫道门架安装复核调整猫道垂度照明警示系统安装牵引系统及猫道架设施工流程图2.3.3.4牵引系统施工牵引系统施工在钢桁梁顶面上进行,施工方法比较简单,具体步骤如下：(1)塔顶主索鞍吊装完成后,在塔顶门架上安装导轮组.(2)主卷扬机绕主牵引索,副卷扬机绕副牵引索

44、,安放在钢桁梁顶面,并与钢桁梁临时固定.(3)主、副牵引索绳头穿过导向轮等后,人工牵至塔底,用塔吊提升牵引索绳头至塔顶临时锚固.(4)用设在跨中钢桁梁上的 8t卷扬机将主、副牵引索绳头牵至跨中钢桁梁顶面后用拽拉器连接.(5)主副卷扬机收放牵引索,调整垂度 .牵引系统形成.2.3.3.5猫道架设施工(1)准备工作包括塔顶门架、跨中钢桁梁顶面的 作业卷扬机布置;猫道承重索按照规范要求进行预张拉消除非弹性变形下料制作等. (2)猫道承重索架设 边跨猫道承重索架设.成圈包装的 承重索运输到现场以后,用附壁吊机提升到桥面,放在边跨跨中附近钢桁梁顶面的 放索盘内,用卷扬机将承重索沿桥面牵拉至主塔附近,塔吊

45、提升锚头至塔顶,与锚固梁销结;此时后锚头已从放索架放出,主缆锚固区后布设的 卷扬机滑车组与后锚头连接,将后锚头回牵至锚固位置与锚固滑车组连接,调整垂度 .中跨猫道承重索架设.将承重索索盘置于跨中附近桥面上,用卷扬机将承重索沿桥面牵拉至一塔底箱梁顶面,利用其中一塔上的 塔吊提升承重索一端锚头至塔顶,与锚固梁连接.后端锚头由另一塔塔顶门架上的 卷扬机牵拉与锚固梁连接.调整垂度 .边、中跨全部猫道承重索和猫道门架承重索架设完成后,再次调整承重索垂度 .(3)猫道面层铺设猫道面层由塔顶而下,向跨中和边跨方向同时进行铺设.下滑时设置反牵索,防止下滑速度 过快;不能下滑到位时,用跨中和锚固处设置卷扬机正牵

46、到位.(4)扶手索、侧网、滚筒安装.扶手绳通过牵引系统在猫道面层上拽拉就位,锚固于塔顶门架及锚固端钢桁梁上.侧网放置在猫道面网层上,合拢后上翻固定.滚筒采用塔吊提升,人工转运按设计间距位置布设.(5)猫道门架承重绳、猫道门架架设安装猫道门架由塔吊提升与猫道门架承重索挂接,牵引系统反拉及人工辅助下滑到设计位置,与面层横梁销结并紧固夹板螺栓与猫道门架承重索固结.2.3.3.6猫道垂度 调整全部猫道承重索架设完毕,测量承重索垂度 ,调整一致.面网、滚筒等安装完毕后,用手拉葫芦和滑车组再次调整猫道垂度 至设计位置.2.3.3.7猫道索架设顺序猫道承重索进行对称架设.2.4 主缆索股架设施工2.4.1

47、概述本桥主缆为三跨空间缆面,边跨计算跨径192+192米 ,主孔计算跨径408米.设计成桥矢跨比1：5,中跨两个主缆由塔顶鞍座处间距2.0米逐步过渡到跨中最低点处间距20.008米左右.单根主缆由37股索股组成,每根索股由127丝直径为5.30米米的 镀锌高强钢丝组成,钢丝抗拉强度 1570米pa.弹性模量2.0105米pa,每根主缆共37根索股.主缆采用S形镀锌钢丝包缠加除湿系统进行防腐.主缆在索夹内的 空隙率为18%,在索夹外的 空隙率为20%.每根主缆有效面积为0.10367米2,主缆经索夹紧箍后的 直径为0.401米,在索夹以外的 直径为0.406米.37束索股经过紧缆而形成主缆结构,

48、见图2-14.56图2-14 主缆缆索结构示意图2.4.2 施工流程主缆索股架设流程见下图.施工准备塔锚位置测量转运、安装索盘牵引系统试运行索股锚头与牵引拽拉器连接启动卷扬机进行索股牵引作业牵引就位索股横移索股整形入鞍索股锚头临时锚固索股垂度调整并在各鞍座处固定锚固力调整并锚固架设其他索股主缆索股架设流程2.4.3 主缆架设施工猫道架设完成后,将牵引索置入猫道门架导轮组,形成主缆架设施工的 单线往复牵引系统.上下游两套牵引系统分别进行上下游主缆索股架设.(1)基准索股线形的 确定主缆索股架设前,测量塔锚平面位置、高程、跨径,主、散索IP点的 高程,实际预偏位置等.根据施工监控结合主缆索股弹性模

49、量等计算主缆线型,并据此指导施工作业.(2)主缆索架设施工主缆索股架设分为一般索股架设和基准索股架设两类.每根主缆有30t根索股,首先规定1索股为基准索,其余均为一般索股.施工过程中,如因各方面原因l索股不能作为基准索时,需重新设置后续索股的 安装基准索.l)索股牵引首先架设1基准索,一般索股按照自下而上、由里向外的 原则架设.索股架设前,先利用平板车将索盘经栈桥运至萧山岸侧边墩附近栈桥上,再将索盘提升安装在连续刚构混凝土桥面上的 放索支架上,拉出索股前锚头与牵引系统拽拉器连接,调整平衡锤,保持牵引过程中拽拉器的 平稳.准备工作完成后,正式开始索股牵引作业,步骤如下：启动30t主牵引卷扬机进行

50、索股牵引作业,牵引过程中两台卷扬机基本保持同步运行,副卷扬机始终要保持一定的 反拉力.若发现索股扭转、散丝、鼓丝等,及时进行处理.当索股前锚头接近嘉兴侧锚固区时,并将索股锚头与索股软牵引相连.绍兴侧索盘上的 索股即将放完时,停止牵引主缆索股,继续将索盘上的 索股放完,并将索股锚头拖至锚固区索道口与软牵引相连.同时启动两岸锚固区的 软牵引动力系统,将索股锚头经索道口拽拉至设计位置临时锚固(相对于锚固后还要进行调整而言),完成一根索股牵引作业.2)索股上提、横移整形入鞍当索股牵拉到位后,利用边跨吊机、塔顶门架卷扬机、握索器进行索股的 上提、横移、整形入鞍工作.索股入鞍的 顺序为：塔顶由边跨侧向主跨

51、侧放入鞍槽内,并将索股上的 标记点对准杭州侧索塔上主索鞍的 标记位置.3)索股垂度 调整顺序索股调整的 顺序为先主跨后边跨.先将索股与嘉兴侧侧主索鞍槽固定,在绍兴侧调整索股,直至中跨垂度 符合要求,固定后再调整两边跨的 垂度 ;最后调整锚跨张力.4)索股垂度 调整基准索股垂度 调整方法是采用绝对高程法进行,利用在跨中悬挂反光棱镜测出基准索股跨中点实际高程,并与理论高程进行比较,计算出索股需移动调整长度 ,来进行垂度 调整.基准索股的 垂度 测定与调整在夜间气温稳定且风速较小 无雨无雾时进行.基准索股线形调整完成后,连续观察三个晚上,确认线形符合设计要求后才能进行一股索股的 架设与调整.主缆架设

52、期间,对基准索股进行检测,确保基准索股线型满足要求.一般索股的 架设和调整方法基本与索股相同,所不同的 是一般索股调整是以基准索股为基准,采用相对高程法进行,新架设索股预抬高20厘米,待夜间气温稳定时进行相对垂度 调整,调整好后的 索股间应保持若即若离的 状态.当索股架设一定数量后,设置v型索股形状保持器,同时设置主缆竖向形状保持器,以使主缆各索股按设计断面形状排列.同时在主索鞍处,根据架设情况及时安装鞍槽隔板.5)锚跨张力调整主缆索股架设完毕后,在主索鞍处填压锌填块,安装盖板,装上紧固拉杆,并张拉至设计吨位;散索鞍上半索夹在紧缆后安装.2.5 主缆紧缆主缆空隙率要求在索夹内18,索夹外20.

53、紧缆作业在索股架设完成后进行,分为预紧缆和正式紧缆两部分.正式紧缆采用专用紧缆机施工,每根主缆各布置一台紧缆机,紧缆顺序为：嘉兴侧边跨中跨绍兴边跨.预紧缆人工紧缆机就位汽车吊（边跨）、缆索掉（中跨）紧缆作业打捆扎带千斤顶液压卸载结束液压千斤顶软钢带2.5.1 紧缆作业施工流程紧缆施工工艺流程图2.5.2 紧缆施工(1)预紧缆预紧缆作业选择在夜间温度 稳定的 时段进行,采用“二分法”划分预紧缆位置.首先在主缆表面相应位置处铺设麻袋片,利用手拉葫芦边收紧主缆,拆除主缆外层索股的 缠包带,人工用大 木锤均匀敲打主缆四周,正确校正索股钢丝的 排列,避免出现绞丝、串丝、和鼓丝现象,同时测量紧缆处主缆的

54、周长,待主缆空隙率目标控制值在2528时,用软钢带将主缆捆扎紧,使主缆截面接近为圆形.间隔5米左右进行一次.(2)正式紧缆1)主缆回弹率试验在正式紧缆前,在主缆上进行主缆回弹率试验,确定紧缆状态空隙率与打紧钢带离开紧缆机5米左右范围后的 空隙率,比较空隙率差便得出主缆的 回弹率.在正式紧缆过程中,检查并调整紧固力,以确保主缆紧缆质量.预紧缆作业完成后,使用主缆紧缆机将主缆截面紧固为圆形,并达到设定的 空隙率(一般目标空隙率设定为18土1左右).每隔1米左右紧固一次.当紧缆机紧固到预紧缆时所捆扎的 软钢带的 位置时,要拆除软钢带,以免影响紧固效果.2)正式紧缆工作步骤a.主缆紧缆机安装就位主缆紧缆机初次安装就位时,是通过塔吊进行,因为紧固装置为可分解式,故向主缆上的 安装与卸下均方便容易.b.主缆紧缆机行走依靠自带卷扬机及塔顶卷扬机牵引运行c.紧固蹄的 操作(液压千斤顶加载、保压)这是紧缆作业中的 一个关键工序.在初期加压阶段,以低压进行,使各紧固蹄轻轻地接触主缆表面,且相互重迭,然后升高压力,加载(同步).紧固蹄行程