体系转换作业指导书

体系转换作业指导书一、工程概况：平胜大桥是佛山市和顺至北滘公路主干线工程的重要工程，跨越东平水道，起点桩号里程为K9+781.88,终点桩号里程为K10+462.08,桥梁中心里程为K10+227.00,全桥长680.2m，主桥为独塔单跨自锚式悬索桥，设计为双向10车道按双幅布置，主跨采用钢加劲梁，单幅桥面宽26.1m，桥面横向布置为：3.0m（人行道）+1.0m（吊索区、风嘴）+20.5m（车行道）+1.6m（吊索区、检修道），两幅桥间距3.8m，桥梁总宽56.0m。

本桥主缆由四跨组成，边跨理论跨径224m，主跨理论跨径350m，主跨的理论垂跨比约为1：12.5，边跨垂跨比为1：114，主缆施工采用预制平行钢丝索股逐根架设的施工方法（PPWS），主缆共四根，每根主缆中含48股平行钢丝索股，每股含127丝ф5.1mm镀锌高强钢丝，主缆直径挤紧后索夹处约440.0mm。

索股锚具采用套筒式热铸锚，主缆中心设计无应力总长度为670.56507m,全桥主缆钢丝总重量2622t。

全桥索夹共三大类：1、连接主缆与吊索的吊索索夹；2、用于主缆定型的紧箍索夹；3、主索鞍及散索鞍出口处防护密封的封闭索夹。

本桥只在主跨设置吊索，边跨不设吊索。

主跨顺桥向设27对吊索，吊索标准间距为12m，塔侧1#吊索与塔中心线的间距为19m，和顺岸27#吊索与M9号墩中心线的间距为19m。

临近和顺岸锚跨的26#、27#吊索为上下带铰的刚性吊索，为40CrNiMoA的钢棒，全桥共8根；其余25对吊索为顺桥向间距0.4m的73φ5.1的镀锌平行高强钢丝双吊索，外包6mm厚PE进行防护，为全桥共200根。

其中最长吊索为1号吊索107.65m，重约1.8t，最短为27号吊索2.99m，重约1.68t。

所有柔性吊索的上接头采用铰销接头，铰销均配有SF-1聚四氟乙烯衬套，下接头采用锚头直接锚固在主梁的锚箱上，且设置球面锚垫板,该垫板与吊杆锚垫板之间还设置了楔形垫板，以便于适应吊索的变形。

刚性吊索分两节，上面一节上下均采用铰销接头，下面一节上端为叉形耳板与上一节连接，下端采用螺母锚固在锚垫板上，且设置球面锚垫板。

吊索锚头：吊索上下锚头均采用冷铸锚，上锚头由锚杯与连接板螺纹连接，下锚头采用张拉端锚具与主梁锚箱连接。

主缆架设完，通过对主缆实际线形，钢箱梁吊索点标高、里程的测量，重新计算吊索无应力长度，在浦江缆索厂加工吊索，后运至工地，同时索夹的位置亦按照此空缆线形确定，在吊索张拉前所有索夹必须安装、紧固完。

通过吊索的挂设、张拉，完成整个桥的体系转换，钢箱梁会抬高，钢箱梁重量由临时墩支撑转换到主缆上，继而传给主梁形成大压杆，期间各构件应力、线形均发生变化，如：1、主缆由低应力状态过渡到高应力状态、由自由悬链线过渡到成桥抛物线形；2、吊杆通过接长杆逐步张拉就位，其受力也逐步增大，最大单根吊杆为120t，远大于成桥时吊索索力50t；3、整个主梁压力逐步增大到12000t，钢箱梁下支撑临时墩逐步脱离，主梁线形不断变化，主跨跨中标高上抬1.06m，主缆跨中会由空缆线形下降7m，主梁压缩17cm，各墩子将承受水平力；体系转换是此桥成败的关键，我们将严格按照设计、监控单位的监控文件实施，调索的基本原则：从主塔侧1号长吊索向边跨短吊索逐步调整。

二、施工工序：①索夹的安装，高强螺栓施拧②猫道网转换③吊杆安装④吊索张拉⑤索鞍预偏、顶推三、作业要求①索夹的安装，高强螺栓施拧安装前准备1）在主缆架设并挤紧之后，经过联测得到主缆空缆线形，根据实测主缆空缆线形计算确定每个索夹的坐标。

2）按监控给的各节点索夹中心（吊索中分线）至主塔中心线的距离，在气温稳定的夜间，用全站测绘仪置于主塔顶中心，分别测出主缆上各索夹中心位置，测量时注意温差对距离的影响。

3）根据测量放线的中心，按各部位索夹型号的不同长度量测出索夹的前后边线，用油漆细线精确地标出。

按各部位索夹的编号及方向，对号入座安装索夹。

安装1）由于自锚式悬索桥的特殊性，全桥索夹共分三次全面拧紧，在体系转换前要全部安装施拧完才能张拉吊杆，在吊杆张拉完后要重新补拧轴力，由于桥面铺装在体系转换后完成，所以在桥面铺装完后，索夹还得最后一次轴力的校核补充。

2）索夹采用缆索吊机安装，安装时，绝对不允许发生扭转，靠近主塔的索夹直接用塔吊安装。

3）拆除索夹位置的缠带，安装索夹，对准左右对应的索夹边缘线。

然后将紧固螺栓插入索夹，用千斤顶同时对全部螺栓紧固到图纸规定的张力。

索夹必须在标线的±10mm偏差范围内进行架设，主缆顶面中心线与索夹顶轴线偏差不得超过±3mm。

高强度螺栓的螺杆超长端一律设在主缆外侧，调整对准索夹的前后边缘标记，并调平索夹顶面后，方可进行螺栓的第一阶段拧紧。

每个索夹要分级施拧，前后上下螺栓要同步对称施拧。

每个索夹上的连接螺栓，反复施拧检查，在梁片吊装前需将螺栓轴力补足。

由于主跨索夹下挂吊索，其高强度螺栓的施拧质量关系日后成桥后索夹与主缆间相对划移，在索夹安装时，除了线形满足要求外，其索力控制也至观重要，须用专用千斤顶同步导入轴力，其油压千斤顶必须用精度不低于0.4级的压力表控制。

每个螺栓的紧固力，应按螺栓总伸长量建立应力-应变的关系，进行换算校核。

②猫道网转换由于梁段的吊挂后，主缆自由悬挂的线型将发生接近折线的变化，因而原架设的猫道面不再与主缆架梁后的线型相吻合，为此，应用钢丝绳将猫道面捆吊在主缆上，还要将猫道索放松用短千斤吊在主缆上。

猫道索的放松应上下游和顺桥向对称。

③吊杆安装柔性吊索安装流程图如下：26#、27#吊索为短性刚吊杆，最长不到4米，直接利用桥面吊机安装，且一次张拉到位，比较简单，再此不在说明。

1)安装好所有索夹并紧固完后，随即安装吊索，所有吊索在工厂出厂装前应在给定的拉力下，精确地量测其长度，做好记录。

2)在索夹上安装吊索，与主缆顶面中心(天顶线)索夹顶轴线偏差应与图纸吻合一致。

3)索夹和吊索采用缆索吊机安装。

靠近主塔的吊索直接用塔吊安装；靠近锚跨的部分短索用桥面吊机安放。

4)吊索冷铸锚头及减震架对称调试，满足设计要求后，安装吊索护套及防雨水的护罩。

④吊索张拉1）在吊杆安装之前，提前将吊索张拉的延伸杆通过螺纹衬套与吊索连接好，具体每根吊索所需的吊杆数量见监控方案。

2）安装张拉杆锚固螺母和千斤顶，每根吊索均采用YCW150C型千斤顶进行张拉。

3）在整体张拉过程中，当张拉杆锚固螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始拉力。

4）确定整体张拉的初始动力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的张拉值，测量各级伸长值。

旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。

5）在张拉过程中，两幅桥要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。

⑤索鞍预偏、顶推主塔鞍座的纵移，随着梁段逐渐增架，分阶段将鞍座顶移到设计值。

架梁前要按设计图和塔顶鞍座施顶方案，安装主鞍座纵向顶移支架和移动导向限位装置。

支顶架结构重心平衡须设置必要的锚固保险措施，确保安全。

1）鞍座的纵向顶移是在主塔每个鞍座的南岸塔帽旁安装施顶反力架，在反力架与鞍座间安放2台3000KN千斤顶水平施顶，每个鞍座2台千斤顶并联，总计8台顶同步施顶纵移。

2）为使顶推鞍座力减小，鞍座底板顶面设置聚四氟乙烯板。

3）机推前，彻底清除鞍座滑移面上的脏物，保持清洁至顶推完成，滑移面上涂减摩剂，疏通注油孔后注满减摩剂。

4）顶移时，要控制进油速度，达到或超过计算的顶推力时，座体的移动可能跳跃不平衡。

为防止冲击大螺母，要装缓冲橡胶。

5）为防止主缆在鞍座槽内滑动，推顶前采取如下措施：在主缆顶部灌注环氧树脂粘结剂，并压以锌块；在鞍座槽内主缆顶面布置反压千斤顶。

（8台30t）6）吊索全部安装张拉完，经测量，鞍座位置符合设计要求后，将座体与底板按设计要求锁定。

五、吊索张拉施工步骤及操作要点：调索原则：从近主塔1#吊索向边跨27#吊索依次张拉，其中1#～7#索、26#、27#这8根索直接一步张拉到位；8#～10#、25#这4根索二步张拉到位；11#～24#这14根索三步张拉到位。

在体系转换过程，为保证主塔安全，主塔根部不出现拉应力，主塔顶主索鞍要随着吊索张拉的同时逐步向跨中侧顶推，整个体系转换中共分5次，在吊索张拉之前首先顶推一次，顶推量为20cm，4#索张拉完进行第二次顶推，顶推量为30cm，7#索张拉到位后进行第三次顶推，顶推量为28cm，10#索张拉到位后进行第四次顶推，顶推量为35cm，18#索张拉到位后进行第五次顶推，顶推量为28.8cm。

在体系转换期间，随着吊杆张拉-主缆拉力增加引起主缆伸长1.5m，两锚跨散索套会向主跨方向滑移，和顺岸散索套向主跨方向滑移6.13cm，北滘岸散索套向主跨方向滑移 1.7cm,为保证主缆与散索套不出现移动,要求散索套上下体连接的高强度螺栓必须拧紧到设计要求,且抵抗北滘岸散索套体系转换后的上拔力。

一步张拉到位的意思是指将该吊索直接从零应力张拉至设计吨位，相应拉索锚固螺母锚固在锚杯标记点处。

在此期间，其他吊索不张拉。

为了在张拉时左右两幅不同步的影响降低在安全的范围内，要求一步张拉到位的吊索要分六级，左右两幅桥同一编号吊索同步分级张拉到位。

二步张拉到位的意思是指在张拉该吊索到位的同时，还要将相邻索张拉到某个吨位，要达到这个要求，理论上将这两对吊索分级同步张拉，由于顶多，同步很难操作，现场采用另一种方法，即将这两根吊索分别张拉到设计要求，但在实施过程中，先拉短吊索，后拉长吊索，每次将索力直接分级张拉至该索目标值，经过3～4次循环，最终这两根索同时达到该步的目标值。

三步张拉到位的意思是指张拉该吊索到位共需分三步:第一步与该索相邻的前两对长吊索同时张拉到该步的目标值；第二步与该索相邻的前后各一对吊索同时张拉到该步的目标值；第三步与该索相邻的后两对短吊索同时张拉，此时，该索直接张拉到位，其他索张拉到该步的目标值。

以上各步都牵涉到三根索同时张拉，由于两幅桥要同步张拉，同时张拉24台千斤顶，作业面范围大（30X60m2）, 现场操作很难达到，且安全隐患大，为达到这一要求，同样按以上两步调索方案类似，即在各步调索过程中，先从短吊索，逐次向长吊索，每次将索力直接分级张拉至该步索力目标值，经过3～4次循环，最终将这一步的三根吊索同时达到该步的目标值。

然后进行下步调索。

由于二步、三步张拉到位的吊索施工步骤多，在其该索张拉到位的同时，还有对其他相邻短吊索索力的控制要求，由于是多个变化点，期间任何一根吊索索力的变化都会影响到其他索，最多24个点索力要同时达到要求，控制难度巨大，为了尽量达到这一要求，要求首先满足吊索索力张拉到位的那个索，其他两根索由于后期还要张拉到位，把目标索力误差控制在一定范围内即可。