悬索桥工程施工设计方案

地锚式钢结构悬索桥施工技术总结

1.工程概况

悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，根据神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文件平面图等相关资料，两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。跨度范围几十米到两百米左右，横跨铁路悬索桥主跨要在100米以上。

悬索桥又分为自锚式与地锚式两大类，本工程的悬索桥主要用于管道的敷设，对于桥面的路面要求不高，但是对钢性有一定要求。地锚式钢结构悬索桥的施工工艺与自锚式混凝土悬索桥及重力式悬索桥有很大区别，其施工重点在于钢结构梁的曲线挠度控制，及各种预埋件、构件的精度控制，难点是悬索桥张拉过程中的索力调整及主缆、索鞍的防腐处理，地锚式钢结构悬索桥具有造价高，跨度小，但外型曲线优美结构线条透明，适用景观工程等特点，本方案为地锚式钢结构悬索桥安装。

图1结构示意图

2．编制依据

1.《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001，

2.《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004，

3.《公路桥涵施工技术规范》JTT041-2000

4.《简易架空缆索吊》北京

3施工要点：

悬索桥的主梁由吊杆支撑，主梁弯矩与跨度关系不大。钢梁组成平面梁格和后期铺

设的混凝土桥面板构成。2道纵梁的横向位置与吊杆的横向位置相同，吊杆直接锚固在纵梁上。

自锚式悬索桥采用先缆后梁施工方案的施工顺序如下：

（1）在桥墩上架设第一段主梁，与桥墩临时链接，该链接可传递较大的水平力；

（2）把猫道主缆锚固在墩顶主梁上；

（3）分步架设主梁：先吊装边上的压力之前，主缆和临时连接系梁，形成能够承受轴力的钢骨架，然后在钢骨架上施工主梁的其他部分。纵梁承受压力之前，主缆和猫道承重索的水平力由桥墩承受，大缆水平力从桥墩转移到纵梁，可用图2所示的临时固结装置解决。图2所示为广州鹤洞大桥斜拉桥临时固结装置，可方便进行系统转化。

施工过程中，边墩最不利的受力工况为吊装最后阶段纵梁：纵梁不能承受压力，主缆受自重、吊杆拉力（承受纵梁及连接系的重力）和猫道自重作用，其水平力全部由边墩承受。

次方法实施需要着重考虑的问题包括桥墩的设计尺寸、工字型主梁的稳定性和大缆与桥墩的临时固结等，需要进行计算制定详细的施工方案。

3.1桩基施工

由于没有设计相关内容，根据现场地质条件桥塔桩基设计采用钻孔桩基础，桩基类型均为摩擦桩，深度以设计为准。

3.2承台及锚碇施工

基坑开挖至承台底以下0.3米后，进行地基夯实。在上面浇筑砼垫层厚度20厘米，然后在垫层上放线定位，承台一次整体立模浇筑，锚碇分两次浇筑完成，每次是200立方砼。

3.3塔柱施工

索塔施工属于高空作业，工作面狭小，其施工工期影响着全桥总工期，在制定索塔施工时，起重设备的选择与布置，是索塔施工的关键。

起重设备的选择视索塔的结构形式、规模、桥位地形等条件而定。起重设备必须满足索塔施工的垂直运输、起吊荷载、吊装高度、起吊范围的要求，且操作安装简单、安全可靠，并需综合考虑经济效益等因素。目前一般采用塔吊辅以人货两用电梯的施工方法。索塔铅直时，可采用爬升式起重机，在规模不大的直塔结构中，也可采用万能杆件或贝雷架等通用杆件起重等方法。

3.4钢结构梁施工及运输

3.4.1钢桁加劲梁施工

3.4.1.1钢桁加劲梁制作

主桁加劲梁分成段，每段约为20米左右，角钢采用Q235B钢材,节点板采用Q345B 钢材,质量符合现行国家标准的规定.钢桁架的制造在有钢桁架制造资质的工厂进行, 钢桁架的各构件之间全部焊接连接,钢梁的制造、焊接和检验必须遵照《钢结构设计规范》(GB 500117-2003)和《建筑钢结构焊接规程》(JBJ81-2002)的有关规定执行. 为了保证焊接接头焊后的韧性和控制接头超强,应严格控制焊接能量的输入。投产前必须根据结构中不同的接头形式作焊接工艺试验,经评定通过后方可生产。

3.4.1.2钢桁加劲梁零件加工

钢桁加劲梁零部件的加工,选用精密切割；边缘加工必须将边缘刺屑清除干净,磨去飞刺挂渣波纹。刨边时应避免油污污染钢料,加工面的表面粗糙度不大于25,顶紧加工面与板面垂直度偏差应小于0.01t切不得大于0.3mm.

3.4.1.3钢桁加劲梁板件、部件节段组装

板件、部件节段组装在专用平台或胎架上进行,使用专用夹具或马板进行固定；松开马板约束时,必须采用火焰切割的方式进行,并将约束部位修磨匀顺；组装合格后的板块或部件,应在规定部位打上编号钢印.

3.4.1.4钢桁加劲梁试拼装

钢桁加劲梁按拼装图进行厂内试拼装,试拼不少于3节段,按架梁顺序进行试拼装.试拼装前,应认真做好各项准备工作,仔细检查试拼装胎位、工具、仪器及吊具是否完好和安全可靠.

3.4.1.5钢桁加劲梁安装

a吊装过程要求:

吊装过程必须严格遵守高空作业的安全规定；吊装过程观察索塔变化情况,根据设计要求和实测塔顶位移量分阶段调整索鞍偏移量,以保证工程质量和施工安全；吊装时，钢架四角用导链固定于主缆绳上，然后安装吊杆、拧紧螺栓，直至安装结束。在节段吊装过程中对梁节段接头进行测试,并随时拧紧定位临时螺栓.

b工地焊接

工地焊接做工艺评定,并严格按工地焊接工艺进行工地焊接；工地焊缝焊接前用钢丝砂轮进行焊缝除锈,并在除锈后24h内进行工地焊接；工地接头焊接时,应注意温度变化对接头焊接的影响安装时有足够数量的固定点并保证足够的强度；当工地焊缝形成并具有足够的刚度和强度时,方能解除安装固定点,防止焊缝裂纹及接口处错边量超差；桥面板和桥底板使用单面焊双面成形技术；为控制变形,对施焊顺序进行控制,横向施焊顺序宜从桥面中轴线向两侧焊接,并做到对称施焊.

3.4.2钢桁加劲梁运输

钢桁加劲梁采用专用运梁车运送至现场，存放于桥头专用场地。

3.5扒杆索道安装

3.5.1 扒杆索道安装方案

a.扒杆基础采用素砼结构，共两块，浇好整平后，待强度达到混凝土标准时即可安装扒杆。

b.索道布置，中间主缆道采用两根φ45mm钢缆，两只30吨滑车，行走牵引钢缆采用φ17.5mm钢丝绳。

c.两端扒杆地锚各为6个，主地锚各两个，各采用φ50×200cm木质圆木棒两根，侧向缆风地锚各4个，各采用φ30×200cm圆木棒埋入土中，深度180cm，主缆风钢缆采用φ45mm，侧缆风采用φ32mm钢丝绳，缆风绳与地面夹角约为20°。卷扬机共用4台，其中两台起重，两台牵引，共需用电功率38KW。