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1、市政公用工程专业一级注册建造师 继续教育培训独塔双索面斜拉桥 施工技术天津第六市政公路工程有限公司 薛长迁 2014年5月主要内容 第一部分 斜拉桥简介一、斜拉桥的结构二、斜拉桥的发展 第二部分 新世纪大桥施工实例一、新世纪大桥概述二、施工顺序三、施工方法（一）主桥施工（二）引桥施工（三）桥面铺装第一部分 斜拉桥简介斜拉桥(Cable-stayed bridge)的上部结构由 梁、索、塔三类构件组成 。它是一种桥面体系以加劲梁受压（密索） 或受弯（稀索）为主、支 承体系以斜索受拉及桥塔受压为主的桥梁。 一、斜拉桥结构二、现代斜拉桥发展（一）现代斜拉桥发展的原因与条件n1、对300m800m跨度
2、最有竞争力；与悬索桥相比，斜拉桥有比较好的刚度。n2、景观方面的新颖感；塔的型式多样性，拉索布置的灵活性，可以构 造出许多新型的桥梁形式。n3、新材料开发配合；高强度钢索材料的发展，防腐技术的提高。n4、设计理论和计算技术的进步；抗风抗震的计算理论有了长足的进展， 电子计算机有限元分析计算软件的应用。n5、施工技术的进步；自架式平衡施工技术的发展，施工控制 技术的进步。n6、整体桥面的开发与配合。扁平箱形截面的构造技术的发展。（二）斜拉桥种类的多样化斜拉桥从早期的钢斜拉 桥，发展到预应力混凝土斜 拉桥、结合梁（叠合梁） 斜拉桥、混合梁（即边跨混 凝土梁与主跨钢梁连结）斜 拉桥。 上图为天津保定
3、桥，该桥为钢与混凝土组合结 构，主跨采用钢箱梁结构，边跨采用预应力混凝土箱梁结构。桥梁主塔高50米 采用风帆造型。 独塔双跨式斜拉桥常布置成两跨不对 称的形式，即分为主跨与边跨；也可以布置 成两跨对称的形式。（三）主塔双跨斜拉桥陕西咸阳渭河二号大桥是目前西 北地区最大的单塔斜拉式大桥，于1995 年12月19日建成通车。 概概 述述新世纪大桥两侧长堤间距约1200m，主河槽宽度约260m，桥宽约 40m，桥梁全长约800m（其中主桥钢箱梁200m，引桥现浇预应力连续 箱梁每侧各300m）。第二部分 新世纪大桥施工实例 一、新世纪大桥概述桥梁总体设计桥梁总体设计新世纪大桥由主桥及两侧引桥两部分组
4、成，主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥，跨径 布置为100m+100m=200m，塔高80m。全桥跨径布置：引桥（1030m）+主桥（100m+100m ）+引桥（1030m）=800m。根据桥梁结构形式的变化，引桥断面采用左、右分幅设置， 主桥则为整体单幅设置。主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥，跨径布置为100m+100m=200m，塔高80m。主梁为 钢箱梁，梁高2.5m，主塔为钢塔。主主 塔塔桥塔外形图n 主塔塔高80m， 顺桥 向塔顶宽 4m，经 过直线段和曲线段过 渡到承台顶，在12.2m 塔高位置，主塔分成两 个塔柱，单塔柱宽度 约4.2m，横桥向塔顶 宽度为3.6m，经过 曲 线过 渡到承
5、台顶宽约 6.8m。施工整体部署施工整体部署二、施工顺序主塔下部结构、钢箱梁预拼装、拖拉平台搭 设-桥塔搭设至1/3高度、第12轴至11轴钢梁 拖拉就位-桥塔支撑搭设-桥塔组装到顶 、主梁安装焊接完毕-挂索-体系转换- 拆除支架-桥面铺装。引桥结构基本与主桥结构同步施工，仅靠 近主桥西侧10轴40m长箱梁在主桥完成后施工 。（一）主桥下部结构与钢桥支撑体系同时施工（二）主桥1/3高度钢塔与12轴至11轴钢箱梁同时施工（三）桥塔组装到顶、主梁安装焊接完毕1、桩基施工主桥桩基础采用1.8米直径钻孔灌注桩，拟投入2台旋挖钻 机，先期利用30工作日内时间内完成主塔区域48根桩的施工， 再由中间至两边依
6、次完成主桥边墩基础。（一）主桥施工三、施工方法2、承台施工主塔承台拟采用单层钢板桩围堰、架设承台支撑模板结构 体系。承台采用分层连续浇筑，施工过程中采用劲性骨架做好塔 脚预埋，确保其定位准确。主塔承台高4.5米，顺桥向长22.5米，横桥向长55.5 米，浇筑方量达4700多立方。n承台施工顺序：n1、设钢板桩围护，实施开挖；n2、浇筑10cm素混凝土垫层；n3、在垫层上施工钢塔柱脚40cm厚混凝土承力板；n（1）施工前精确放样钢塔柱脚的平面位置n（2）紧贴柱脚外轮廓预埋6块1.2x1.2m厚1cm钢板，2 块0.5x0.5m厚1cm钢板。n4、安装钢塔柱脚，并固定；n5、支设承台模板、进行钢筋
7、绑扎；n6、安装冷却管；n7、混凝土浇筑。承台大体积混凝土防裂措施:3、在混凝土中预埋直径为40mm冷却水管降温 。水平间 1000mm，上下间1000mm。布置3层。4、对承台进行分层测温，测温孔均匀分布于基础平面，并 同时测定环境温度，直至温度稳定为止。根据温度变化采取 相应措施。1、采用水化热比较低的水泥，通过掺加合适的外加剂可以改 善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。 2、采选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土。承台内冷却管布置图3、主塔塔脚塔脚施工分两步进行，第一步施工至承台顶部1米，第 二步施工至塔座上2米，做好塔脚精确定位后进行外包混 凝土施工。 施工控制重点：施工控制重点
8、： 保证承台内塔柱安装精度保证承台内塔柱安装精度柱脚内塔柱安装立面图柱脚内塔柱安装平面图4、钢构件加工运输本工程钢构件均在指定钢结构工厂内生产半成品，运输至现场预拼装后实施安装焊接。根据全桥具体的结构形式，将节段划分成若干 单元，并根据单元的类型设置不同的组装与焊接 胎架进行单元制造。在面板单元中，为减少单元 件焊接变形，在焊接胎架制造时根据焊接变形的 方向预设了反变形数值。在焊接工艺上大量采用 了药芯焊丝CO2气体保护自动焊。板单元按不同的 编号进行分类存放。钢构件加工钢构件加工a、板加工钢箱梁立体单元制造主要 完成腹板与面（底）板组合焊 缝以及内部横向加劲肋连接焊 缝的焊接、箱梁立体单元端
9、口 修整、临时连接件的安装工作 。总装胎架 安放底板 组焊腹板单元组装立板单元 组焊面板单元钢构件加工钢构件加工 b、钢箱梁立体焊接经检验合格并做好标记后钢板即可以用抛丸机进 行表面抛丸处理，处理等级必须达到标准规定中的 Sa2.5级，并进行检验。本工程需在现场硬化一块场地，以便在现场设 置整板抛丸设备和数控切割设备。钢板表面处理后在8小时内即涂装底漆，涂饰底漆之前 必须将抛丸处理后的钢板表面吹扫干净。每道漆膜厚度须 达到2025um。钢构件加工钢构件加工c、钢板的预处理d、涂装底漆（1）板面平整度的控制。在焊接前，将切割下料的板件 校平，使板料的不平度控制在1.5mm/m以下。 （2）焊缝坡
10、口型式及尺寸 。在保证焊缝熔透，焊缝与母 材等强度的原则下，采用“X”形坡口，焊缝坡口角度选 为40度。 （3）预热。为了减少焊接应力，加速氢的扩散，避免产 生淬硬组织，防止焊接冷裂纹，焊前进行预热处理。预热 方法采用平板式低电压高温电加热器。e、厚板焊接质量保证措施钢构件加工钢构件加工（4）层间温度控制。焊缝层间隔温度应控制在110 120 之间，当层间温度大于200 时，待温度降低 后，再继续施焊。（5）焊后处理 。焊后立即用石棉布盖住焊缝,采取 保温措施，使其冷却速度均匀。特殊情况时，将焊件 （局部）加热到250 并保温一段时间，促使氢的逸 出，降低氢致裂纹的敏感性。（6）多层焊施焊过程
11、中每焊完一道，必须将熔渣清 除干净，并将焊缝及附近母材清扫干净，再焊下一 道。已完工焊缝亦应按上述要求清理。钢构件加工钢构件加工针对低合金结构钢厚板焊接，采用焊前预热，层间温 度控制，焊后热处理等工艺措施，达到控制焊接撕裂缺陷 的目的。预热的方法采用电热板和火焰加热。焊接过程中，严格按照焊接工艺控制每一道焊缝的电 流、电压及焊接速度。按照工艺评定中试板制作参数控制 焊接过程中每一道焊缝的温度。对于厚板特殊接头形式在 焊接过程中进行焊接处理。焊后马上进行后热保温处理， 以防止裂缝及延迟裂纹的产生。g、钢结构焊接应力消除钢构件加工钢构件加工（1）主梁分段主桥顺桥向共总体划分27个结构段， 40m宽
12、钢桥横桥向在桥中间避开第 三道纵肋进行拆分，每段长7m，单元半成品尺寸为7x18m、7x22m 每段钢箱梁在在预拼装平台上焊接。钢箱梁总重4200t。5、钢箱梁安装n（2）钢箱梁施工总体方案n 本工程钢箱梁采用拖拉法施工。在西侧引桥10 轴位置设钢箱梁预拼装及焊接平台，实施拖拉施工之 前保证三个施工段预拼焊接完成。对每一施工段左右 两幅箱梁进行拼装焊接，并根据事先固定的定位埋件 精确调整箱梁初始位置，在支架顶面设置五组滑道。 滑道与桥面系之间放置10组滑靴，通过两台JM10慢速 电动卷扬机作为牵引设备，沿桥轴纵向分段拖拉至相 应的设计位置，各段组装成形最后拆除附属设备，落 梁就位，进而成桥。n
13、 单元钢梁进入现场后采用QUY150A型150吨履 带将单元箱梁吊至预拼装平台上。吊车吊装参数为 36m主臂，回转半径18m，最大吊重120吨。（3） 拖拉平台搭设（3）拖拉平台搭设钢箱梁安装支架采用600*10mm钢管布置，钢管不插入地 面，每四根为一组，钢管横向净间距为1m，纵向净间距为 3.4m，组间距7.4m。支撑在施工完成的条形基础上，经地基 承载力计算，基础截面尺寸为7000x3000x1000mm，基础顶面 与埋于河床顶面下1m。上部受力平台由双拼36#工字钢承重横 梁、纵向采用双拼64式军便梁作为承载纵梁，承载纵梁上设 置间距为1m的单拼32#工字钢作为分配横梁，分配横梁上为纵
14、 向轨道，组成上部受力平台。工字钢与军便梁之间通过框式 门形卡固定，同时相邻军便梁之间用剪刀撑进行加强。n（4）拖拉场地布置图钢箱梁安装施工与主塔施工同步进行，根据施工总体安 排在主塔施工阶段需设置顺桥向和横桥向的钢支架（详见主 塔施工方案），提出两种施工顺序： 1、由10轴向12轴依次安装钢箱梁 根据总体施工进度安排在2014年5月底即可完成100m箱梁施 工，主塔于2014年6月施工至1/3处即需要搭设钢支架，影响 后续11轴12轴钢箱梁拖拉施工，需重新调整钢箱梁拼装焊 接作业区，不满足精细化施工要求。 2、由12轴向10段依次安装钢箱梁 根据上述计划安排，在施工完成12轴11轴钢箱梁后主
15、塔仍 处于下部结构施工阶段，暂不存在搭设钢支架的情况，同样 不存在作业区二次倒运的问题，故通过经济效果比较选择该 方案。 （5） 钢箱梁安装顺序确定拖拉顺序示意图（6）现场钢箱梁预拼装A、前期完成的工作在钢构件加工厂内制作完成后已实现了预拼接安装精度。在加工厂内沿钢箱梁纵向（施工段长度）梁顶板底板均已划定四道定位线，定位线等间距布置。现场150t履带吊就位。在预拼装平台上已划定钢箱梁入位控制线，并安装定位钢板。钢箱梁预拼装入位示意图（7）拖拉安装在主桥12轴外侧设两台卷扬机实施拖拉施工，依次由12 轴向10轴施工。（8） 拖拉施工导向装置设置n拖拉过程中导向装置分为楔形导向滑板和导向纠偏 器。
16、n楔形导向滑板装置的制作采用钢板作成反力架，每 隔6m成对地安装与钢梁两侧的32a工字钢分配梁上 ，并与之焊接牢固，反力架内用方木块垫实，靠主 梁边留出约10cm间隙，当需要调整主梁轴线时，在 一边的反力架与主梁的空隙中放进一对木楔，其中 一块镶嵌聚四氟乙烯板，另一块镶嵌磨光的不锈钢 板。由于聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的摩阻力较 小，而梁体与木块之间的摩阻力较大，必将带着木 楔随梁体向前滑移，迫使梁体按要求横向移动调整 梁的轴线。n钢梁单元段拖拉至设计位置后，通过放置在 边纵梁两侧的千斤顶精确调节钢梁的横纵水 平位置，纠偏千斤顶每6米设置一对。调节后 实施焊接作业。n拖拉牵引采用卷扬设备，牵引力根据实验摩 阻系数确定，现场拟定2台卷扬机。（9）合龙段安装： 合龙段设在10号墩最边段。 安装合龙段前，实地监控测量工作的客观条件： 温度、湿度。 根据实测距离对合龙段进行端口配切。配切时的 温度、湿度应与测量时的一致。 安装合龙段至桥位位置，保证其两侧端口与
