学八路自锚式悬索桥施工技术简介
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学八路立面图 、平面图
学 八 路 横 断 面 图
学八路桥施工流程图(一)
学八路桥施 工流程图 (二)
二、基础及上部结构施工介绍
本桥桩基共36根,桩基采用挖孔桩施工。主塔为“柱”式矩 形实心截面钢筋混凝主塔,全高30.81m采用2节4.5m的翻转模 板分节段浇筑。由于本桥为支线上跨,主线工期紧,为给桥下 预留路面施工作业面,混凝土箱梁采用用“少支点+满堂式支 架”搭设,跨主线路基和A、B匝道路基采用少支点门洞式支架, 路基外全部采用满堂式支架搭设(见支架纵向布置图),现浇 箱梁的翼缘板及底板边缘向内1.0m采用满堂式支架与底板支架 分离便于箱梁浇筑结束后拆除支架,为吊杆张拉提供工作面 (见支架搭设横断面图),在路基中央分隔带处和路肩处搭设 支撑墩,贝雷架作为纵梁,全跨长18m,为消除贝雷架因跨度 较长产生的弹性变形,在本段中间再架设临时支撑墩,临时支 撑墩在主梁合拢纵向预应力钢绞线全部张拉结束后拆除,为主 线路面施工提供工作面。布置结构如下图:
支架搭设横断面图
三、锚箱的加工安装和施工
1、锚箱的作用和加工:自锚式悬索桥锚箱的作用是 将主缆各索股按照设计的入梁角度和索股的排位顺序锚固 在主梁中,同时将主缆受到的荷载传递到主梁上。 学八路主缆锚箱构造主要是19根Q235无缝钢管和钢管 后的4cm锚垫板组成。主缆按直线进入索导管,然后通过 锚垫板和主缆锚头固定在锚箱上,通过锚箱将主缆和主梁 联成整体。因此索导管在混凝土中的位置和角度对主缆的 安装和受力都将起到重要的影响,因此确保各索导管的角 度排序位置准确,将19根索导管在加工厂按照1:1大样加 工了锚箱劲性骨架,通过加劲板和工字钢将19根索导管按 照设计的入梁角度和排序固定在一起,施工时直接按装就 位在主梁底模板上即可。
索夹紧固:索夹安装的关键是螺栓的紧固,索夹螺栓的紧固分三个 荷载阶段(即索夹安装初步紧固、吊杆索张拉过程后、桥面铺装后),初 步索夹紧固分二次进行,索夹就位时采用人工扭力扳手对称预旋紧索夹螺 栓。然后安装顶压千斤顶和连接器,按设计要求的紧固力对索夹螺栓进行 紧固。索夹的紧固力根据千斤顶得油表控制,紧固螺栓时对称进行,先中 间后两侧,保证各螺栓受力均匀。紧固力的确定取之于设计和监控数据。
k= 1-nd2/ D2公式中
k--主缆空隙率 D--紧缆后的主缆直径 n--钢丝总数 d--钢丝直径
右图:紧缆前的主缆
正式紧缆: 正式紧缆是使用紧缆器把主缆整成圆形,紧缆器内径按照 孔隙率的18%设置,将紧缆器安装在主缆上,利用紧缆器的液压千斤顶挤压 紧缆器的半圆达到紧缆的目的,正式紧缆后空隙率为:20%±2%,索夹位置: 18%±2%。直径为232.4mm—229.6mm,紧缆过程中用钢卷尺进行测量主缆直 径,当空隙率达到设计要求时,在靠近紧缆机处打上两道镀锌铁丝,两道 铁丝间距15cm每个紧缆点的间距1m,不圆度不超过2% 。
底板安装:为保证预埋螺栓的位 置,螺栓采用后埋法即先浇筑混凝土, 然后精确放样,机械打孔安装螺栓, 螺栓与孔壁之间采用环氧树脂砂浆填 实。因此在最后一次浇筑主塔时,混 凝土浇筑标高较塔顶设计高2cm,待浇 筑7d以后测量队放出塔顶标高,由人 工将多余部分混凝土全部凿除,用高 标号砂浆找平,精确放出塔 上图:主索鞍底板 顶纵横轴线,根据轴线放出每个螺 栓位置,然后用水钻钻出每个螺 栓孔,按照纵轴线对正埋设螺栓, 用环氧树脂砂浆挤压密实。最后 用50吨吊车将底座起吊与预埋螺 栓连接在一起,四角位置高度差, 用薄钢片垫平。 左图:主索鞍侧面图
上图:主索鞍正面图;下图:主索鞍起吊安装
五、主缆架设
主缆作用:主缆是由高强度镀锌平行钢丝组成。主 缆承担着桥梁上部结构的全部恒载及活载,主缆架设质量 对悬索桥的成桥精度及桥梁使用寿命起着决定性作用个, 是悬索桥的生命线,主缆架设也是悬索桥的关键工序。 本桥主缆由19根索股组成,每股索股由厂制91丝 Φ 5的平行丝组成,单根主缆的无应力长度为179.238m, 单根主缆总重为47.7吨,全桥主缆总重95.4吨。竖向排列 成尖顶的近似正六边形,紧缆后,主缆为圆形,索夹处理 论其直径为230mm, 每股索股经主索鞍,散索套后与设在 主梁里的锚箱系统连接固定。由于本桥跨度小,可将索股 在桥面展开后,再利用塔顶预埋安装的简易塔吊提升入主 索鞍。
上图:利用主塔顶部塔架提升横移入鞍
上图:张开后的索股ຫໍສະໝຸດ Baidu形
主缆垂度调整:主缆垂度调整分为基准索股垂度调整和一般索股垂度调 整两种。索股调整要求在风速较小、温度稳定的夜间进行。基准索是最低部 的一束,基准索调整结束后在无应力状态下各特征点的绝对高程符合设要求, 然后在稳定的温度时间内(在夜间12点左右),观察基准索高程并连续观察 三个夜晚以上,确认基准索股垂度稳定度达到要求。一般索股垂度调整采用 相对基准索的高度来确定调整量,其原理是根据主缆紧排列情况,顺次依靠 相对基准索股(或被调索股下面索股)的高度进行传递,被调整索股相对基 准索(或被调索股下面索股)始终处于若即若离且自由飘浮状态,被调索股 不能压在下面索股上,然后利用各层相对基准索股调整其同一排和上一排相 对基准索股的垂度,以达到主缆线形调整的目的。
安装索夹固箍千斤顶(一)
安装索夹紧固千斤顶(二)
安装索夹紧固千斤顶(三)
索夹紧固(四)
八、吊杆安装和张拉施工
吊杆的类型:全桥吊杆共为3种类型,钢性吊杆4根,采用圆钢制成; 柔性吊杆采用平行钢丝外加PE护套制成,有139-Φ 5mm镀锌平行钢丝吊杆 38根,187-Φ 5mm镀锌平行钢丝吊杆8根。吊杆与索夹使用螺栓相连。主梁 与吊杆主要靠吊杆锚头的承压锚环连接
鞍体安装:根据设计 图主塔与主索鞍中心线重 合没有预偏值。鞍体是有 方向性的,弧线下坠端为 边跨方向,起吊前标示出 边跨与中跨向,清理底座 上平板导向槽,铺设3mm 厚聚四氟乙烯垫板。然后 汽车吊起吊主鞍体,要求 进行一次试吊,以检查机 械传动安全性,整个起吊 过程轻、缓、准。鞍体就 位后在底板两端焊接方形 钢条挡块将鞍体固定在地 板上,最后用黄油涂抹各 接触缝,以防水气侵入。
主缆紧缆施工:紧缆的目的是拆除单根索股的绑扎带,将19根单 索股形成一根新的索股。紧缆作业分为预紧缆和正式紧缆,预紧缆由 人工用木锤、橡胶锤敲打整理成圆形,正式紧缆采用紧缆机进行施工 作业。 预紧缆:为使主缆索股钢丝的松弛不集中在一个地方,把主缆全 长分为若干区段分别进行,由人工拆除索股的定型绑扎带,同时用木 锤、橡胶锤进行整圆敲打,使主缆呈圆形形状,预紧完成处用4号钢 丝临时捆绑间隔为2-3m,扎头向内下方,对排列不整齐或有交叉的部 位进行调整,以免钢丝的松弛集中在一处。索股上的绑扎带边紧缆边 拆除。预紧缆的目标空隙率不大于 30% 。
主缆的展开和起 吊:将成品索股运至 工地,在0#台设放索 盘,将索股吊入放索 盘,在3#台设5吨卷 扬机配5滑轮组从放 索架处牵引索股,索 股在桥面上展开,桥 面上每2m设置平滚托 轮保护索股,将索 股充分拉展,然后人工使用六边形夹具对局部鼓丝、截面变形部分进行 疏理,将展开的索股形状整理成规则的六边形且平顺。索股整理完毕 后,在塔顶IP点处安装哈夫扁担夹固定索股,利用2个主塔上事先安 装调试好的塔吊同步在主塔同侧进行起吊扁担夹,将索股起吊到主鞍 上,然后利用手拉葫芦将索股横移至主鞍槽内,索股两端的锚头引入 锚箱索导管内后面用锚环固定。
基准索观测示意图
猫道架设施工 由于本桥的主梁是混凝 土预应力箱梁,可以在主梁 上搭设钢管支架形成猫道。 钢管支架猫道纵向立杆3排, 横向间距1.5m×2m,横向宽 3m纵向1.0m。猫道支架的中 轴线正对应主缆中轴线,猫 道面层距主缆中心高1.5m, 猫道面层上每间隔1.0m设置 一道横杆,形成阶梯式的通 道,在横杆上铺设竹笆形成 通道面层,猫道钢管支架与 主塔塔身连接在一起,确保 钢管支架的稳定性。在各吊 杆导管位置留出100×100cm 方孔,以便安装吊杆用。
上图: 预紧后的主缆
上图:紧缆器紧缆
七、索夹安装过程
索夹安装前根据监控单位计算的索夹 放样坐标,在主缆上放出索夹中心点,然后 根据中心点和索夹构造用直尺直接在主缆上 量测标出索夹两条边线作为索夹安装控制线。 依据控制边线拆除两条边线以内主缆的紧箍 铁丝再用胶带缠紧,为安装索夹做好准备。 在桥面上卸下索夹所有螺栓,安装2根 临时螺栓,通过吊车吊起两片索夹骑在主缆 上,然后使用手拉葫芦调整索夹在主缆位的 置,最后将两片索夹合拢,合拢后在安装其 他工作螺栓,最后卸下临时螺栓安装工作螺 栓。由于索夹直径小于主缆直径,两片索夹 合拢时有主缆高强钢丝会被挤出索夹内径外, 这是用木锤或橡皮锤敲打突出的高强钢丝, 并在索夹合拢的中间用契型木条挤压高强钢 丝使其并入索夹内。 右上图:索夹起吊前用临时螺栓固定 右下图:索夹就位
左图: 吊杆安 装结束 后效果 右图: 吊杆起 吊安装
吊杆索力张拉和调整: 吊索张拉力按照监控单位提 供的加载顺序和加载力进行, 使用4台千斤顶对称同时张 拉,根据指挥人员口令同时 启动油泵进行张拉,张拉按 照0—30%—60%—80%—100% 顺序进行控制,每张拉一级 结束后,人工紧箍吊杆的承 压锚环,千斤顶回油停顿 5min,在进行下一级张拉。 按设计力张拉完后利用安装 的压力传感器检测每一根吊 杆的实际荷载,对没有达到 设计目标的吊索及时进行补 充张拉,最后在桥面系施工 结束后,根据监测结果对每 一根吊杆进行微调。
学八路自锚式悬索桥施工 技术简介
宁杭高速NH—NJ3标项目经理部 2011年6月
学八路自锚式悬索桥施工技术简介
一、工程概况:学八路分离式立交桥设计为双索面 塔梁固结自锚式混凝土吊桥,全桥长(40+80+40)m。 墩柱桩基础,肋板式桥台;主塔为矩形混凝土实心截面 “柱”式钢筋混凝土结构全高30.81m,塔顶设空心钢结 构装饰,主梁采用C50预应力混凝土箱梁,单箱四室,桥 面总宽29m中分带2m,全桥一联,桥面铺装为5cm混凝土+ 防水层+8cm沥青混凝土。主缆采用19根厂制91丝Φ 5索股 组成,主缆缠丝采用Φ 4镀锌低炭钢丝,单根主缆无应力 长度为178.323m。全桥吊杆50根共分为3种类型。
四、主索鞍的安装
索鞍的作用和分类:索鞍作用是给主缆提供受力支撑并 使主缆平顺的改变方向。索鞍按照所处位置不同分为主索鞍 和散索鞍,这两类索鞍都布置在主缆几何线形转折处。主索 鞍布置在主塔塔顶,散索鞍布置在边跨和锚跨之间的支撑平 台上,主缆通过索鞍的承缆槽弧形面达到平行过度的目的。 学八路桥主索鞍的铸钢构件由鞍体、底板、盖板组成, 全桥共4套,主索鞍总重35.2吨,单个索鞍重8.8吨。主索鞍 底板与塔顶采用预埋M20普通螺栓连接,底座上安装3mm四氟 乙烯滑板,主索鞍体吊装在四氟乙烯滑板上,鞍体就位后在 底板两端焊接方形挡块将鞍体固定在底板上。
刚性吊杆
柔性吊杆
吊杆长度的确定:现场实测主缆(空缆+索夹)的线形及吊杆锚固 面标高,由设计院和监控单位根据实测数据计算吊杆长度。以索夹吊 耳中心至主梁锚固面之间的距离为吊杆长度。 吊杆安装:吊杆安装主要依靠人工配合吊车进行安装,根据吊索 编号,先将成圈索吊杆运至起吊点位置再直接展开,然后用吊车进行 起吊。柔性吊杆末端离开地面时,将会发生扭转力过程释放,要注意 安全操作。吊杆起吊到指定位置后,吊杆的吊耳伸入到两片索夹中间, 然后用螺栓将吊杆和索夹连接在一起。
上图:锚箱全貌 右上图:锚箱前面全貌 右下图:锚箱后面全貌
锚箱放样:在对骨架底四周的工字钢进行测量,然后测量队 在主梁底模板上放出主缆中心线,按照主缆中心线和实测的锚 箱底座纵横向长度,用墨线在底模板上弹出主缆中心线、锚箱 骨架的底座边线。 锚箱的安装和检查:安装时用16t吊车将锚箱起吊下落到底 模板上,然后再次起吊,起吊后由人工采用推、顶、翘的方式 使锚箱四边和标出的底座四条边线以及中心线重合。就位后用 锤球吊线检查1#索的索导管中心是否在主缆中心线上。 锚箱的加固:锚箱前端有一部分位于主梁梁端加厚过渡段 上,为防止在混凝土浇筑时由高差产生的倾覆力以及混凝土的 振捣力使锚箱发生位移,将锚箱骨架和主梁周围的钢筋焊接在 一起,由于后锚板背面在主缆架设完成后再封锚,因此在后锚 板处采用钢管支架对锚板进行支撑加固,确保在混凝土浇筑过 程中锚箱不发生纵横向位移。