斜拉桥施工技术

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1、斜拉桥施工技术,魏亚洲,主要内容,一、斜拉桥概述 二、基础施工技术 三、索塔施工技术 四、主梁施工技术 五、斜拉索施工技术 六、质量和安全事故教训 七、工作及体会,1、概论 斜拉桥是一种桥面体系受压，支撑体系受拉的桥梁。桥面体系指主梁，支撑体系指斜拉索。 结构体系：由塔（索塔）、梁（主梁）、索（斜拉索）三部分组成的组合结构。 （索塔锚固斜拉索、斜拉索支撑主梁，主梁为多跨弹性支撑连续梁）结构形式：漂浮体系-塔墩固结、塔梁分离 支撑体系-塔墩固结、塔梁分离、主梁在塔墩上设置竖向支撑 塔梁固结-塔梁固结并支撑在塔墩上 刚构体系-塔、墩、梁固结,一、斜拉桥概述,索塔按材料分：混凝土索塔、钢塔、钢混凝土

2、塔 按结构分：有单柱式、双柱式、门架式、倒Y形、A字形、H形及钻石形（ 拱形、鹅塔形、V形） 主梁按材料分：混凝土、钢主梁、钢混凝土叠合梁；钢混凝土混合梁；钢混凝 土结合梁 按结构分：板式、箱形、双主肋断面 斜拉索按材料分：平行钢丝斜拉索、钢绞线斜拉索 按结构分：单索面、双索面、三索面、扇形、竖琴形、星形 塔、梁、索：结构的多样性、材料的多样性-施工技术的多样性。,湖北郧阳长江大桥（倒Y形索塔、混凝土主梁）,重庆涪陵长江大桥（倒Y形索塔、混凝土主梁）,浙江瓯州二桥（H形索塔、混凝土主梁）,重庆沙溪庙大桥（H形索塔、混凝土主梁）,绵阳涪江四桥(单柱式索塔、混凝土主梁),贵州毕节流仓大桥（单柱索塔

3、、混凝土主梁）,湖北鄂黄长江大桥(瓶颈形索塔、混凝土主梁）,湖北巴东长江大桥（钻石形索塔、混凝土主梁）,宜宾长江大桥（H形索塔、混凝土主梁）,湖北荆岳长江大桥（H形索塔、钢-混凝土索塔、钢箱梁）,2、工程概况 武陵山特大桥为双塔双索面PC斜拉桥，主跨跨径为155m+360m+155m。 基础：由24根2.8m的挖孔桩组成群桩基础，群桩按4排6列矩形布置，桩的间距 为5.8m，主塔靠近峡谷侧两排桩设计桩长为35m，内侧两排桩长为30m。 承台设计为22.2033.805.0m钢筋砼矩形结构，砼设计标号C40。 索塔：索塔为“宝石”型空间索塔，索塔由塔座、塔墩（3#墩）、下塔柱、上塔 柱、塔冠、上

4、横梁、下横梁组成。砼设计标号C50。 2#主塔高147.08m； 3#主塔高188.08m。 主梁：主梁断面形式为边主梁，断面全宽27.1m，节段最大长度为8.0m，顶板厚 0.32m，梁高2.5m，设双向2横坡。主梁和主塔下横梁采用临时固结，施 工完成后为全漂浮体系。 斜拉索：采用7mm高强平行钢丝，钢丝标准强度1670Mpa，拉索锚具采用与斜拉索型 号相匹配的冷铸锚。,武陵山特大桥桥型布置图,武陵山大桥（宝石形索塔、混凝土主梁）,二、基础施工技术,斜拉桥跨越能力大，一般跨越，因此基础大多为深水基础，施工的难点，主要介绍深水基础施工。 特点： 1、位于水中，无运输通道（人员、材料、设备） 2

5、、水中大型施工（起重）设备受受限 3、无施工操作平台 4、水下基础施工需设置隔水、防水装置（承受水压）,1、通道,钢栈桥：解决施工过程中人员、材料、机械设备的运输。,钢栈桥结构形式： 钢管桩支撑，贝雷架做上部主梁 （跨径一般1218m） 桥面系：型钢分配梁,钢栈桥结构形式： 钢管桩支撑，型钢作上部主梁（8m左右） 桥面系：钢筋混凝土预制板,钢栈桥施工：钓鱼法（适用于无大型打桩船、浅滩区）,钢栈桥施工：打桩船、浮吊（适用于海上、有大型设备）,浮桥：适用于长江上游（四川）、河床无覆盖层、插打钢管桩较难实现,浮桥结构形式：钢管、油桶做浮筒 桥面系采用型钢竹跳板、钢板网,2.水上施工设备,设备的组织是

6、深水基础施工的关键之一。,单龙门吊,双龙门吊,浮 龙 门 吊,浮 箱 平 台,汽 车 轮 渡,利用浮箱平台和履带吊组成的简易浮吊,利用汽车轮渡和汽车吊组成的简易浮吊,3.水上施工平台,采用钢管桩、钢护筒平台施工水中基础,广元白水桥采用钢护筒作为承重平台施工水中基础,采用钢护筒平台施工水中基础,巴南路D9采用钢护筒作为承重平台施工水中基础,搭设冲孔平台，用钢护筒作为承重结构，设置好平联，浇注板筏混凝土。,桩基分两批成孔，成孔过程中应注意泥浆、钻渣及浇注混凝土对基坑的影响。,钢护筒内径采用2.7m，用=10mm厚Q235A钢板加工，其下用角钢支撑至岩面。,4.隔水、防水装置,钢护筒：桩基冲孔护孔

7、钢围堰（钢沉井）：适用水深较深、低桩承台，一般为双壁 钢套箱：适用水深较浅，低桩承台，一般为单壁 钢吊箱：适用于高桩承台 钢板桩：岸上或筑岛围堰,设计因素：承受水压,双壁钢围堰结构,双壁钢围堰安装：,在浮箱平台上拼装第一层钢围堰，然后浮运至墩位处利用支架整体安装。,云万路采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰,云万路采用导向船安装异形高低刃脚钢围堰,云万路整体拼装成型的钢围堰,泸州茜草大桥利用导向船、定位船安装钢围堰。,采用六组精扎螺纹钢吊点通过千斤顶同步缓慢下放第一层钢围堰。,第一层钢围堰悬挂拼接，并及时将吊点转换为精扎螺纹钢吊点。,巴南D9钢吊箱施工,三、索塔施工技术,1、概况,索塔是现代斜拉桥

8、和悬索桥的重要组成部分，特别是斜拉桥索塔，是桥梁的主要受力构件，除自重引起的轴力外，还有水平荷载以及通过拉索传递给塔的竖向荷载（活载）和水平荷载，索塔设有预应力锚固区，受力结构复杂，施工技术难度大，相对于悬索桥索塔施工更复杂。 索塔在斜拉桥施工中有着重要的地位，塔高与跨径比一般为1:4时跨越效果最好。从造价方面看，索塔占总造价的20左右；从建设工期看，索塔施工约占总工期的1/3。,索塔一般由塔座、塔（墩）柱、横梁等几部分组成，根据索塔施工部位和施工工艺要求，索塔施工主要有以下几个内容： 1、索塔起重设备的选用和安装布置 2、钢筋及劲性骨架的加工安装 3、索塔模板系统施工 4、横梁支架施工 5、

9、索塔拉（撑）杆的布置 6、索导管的加工安装 7、塔柱锚固区预应力施工 8、索塔混凝土施工,二、起重设备的选用和安装布置 1、选型原则 大型斜拉桥施工起重设备一般选用附着式塔吊配以电梯。施工起重设备的选用应考虑其最大起吊能力、作用半径、工作高度，并根据索塔的结构形式、规模及桥位地形等条件而定，起重设备的技术参数应满足索塔施工的工作高度、垂直运输、起吊荷载及起吊范围的要求，并考虑安装、拆除的操作简便、安全、经济等综合因素。,2）按第一种方案先布置一台塔吊，待上横梁完成后，利用此塔吊再在上横梁上安装另一台。此方案是塔吊的高度较小，稳定性好，但塔吊转换将影响工期，拆除也比较困难。此方案适用于有上横梁、

10、高度较大的H形索塔。 3）按第一种方案先布置一台塔吊，待主梁0号块完成后，利用此塔吊在0号块上安装另一台较小的塔吊，此方案需在上横梁上预留孔，拆除困难。此方案应用于双柱式、门式、H形索塔。,2、塔吊布置 1）在索塔正面的一侧(桥轴线上)设置一台塔吊，其位置距索塔轴线的距离，由塔吊吊臂操作范围和施工需要确定。此方案优点是一次安装即可完成全塔施工，但需要主梁留孔，让塔吊立柱穿过，还需考虑拆除时的特殊设施和抗风措施。此方案适用单柱式、双柱式、门柱式及H形索塔。,4）在索塔的上游或下游布置一台塔吊，其优点是可一次安装完成全塔施工，但塔吊基础需另行设计和施工，塔吊附着长度较大。此方案适用于双柱式、门式、

11、A形、倒Y形和钻石形索塔。,5）对于主梁较宽的索塔，可在索塔轴线的上、下游各布置一台塔吊，以保证施工时能全方位起重作业和加快施工进度。,巴东长江大桥,3、（渝湘高速武陵山大桥）塔吊布置 1）2#、3#塔分别设置一台中联TC5023型自升式塔吊，位于主塔轴线承台下游，其中心距桥轴线20.9m。最大工作幅度40.0m。 2） 2#塔吊工作高度为160m，共设置七道附着，最长附着长度15.6m。 3）3#塔吊工作高度为200m，塔吊共设置9道附着，最大附着长度13.3m。 4）附着采用标准附着和自行加工钢管附着。 5）塔吊的安装和拆除通过25t吊车辅助完成，在主塔桩基砼浇注前安装到位，斜拉索安装全部

12、完成、主跨合拢后拆除。,索塔布置示意图,2#塔吊布置及构造图,3#塔吊布置及构造图,4、电梯及梯步布置 为方便人员上下通行，分别在主塔下游塔柱靠峡谷一侧设置一台SCQ160升降电梯，上下游塔柱之间设置活动桁架走道，利用塔吊提升。 由于受电梯起升高度的限制和电梯距塔柱距离的限制，电梯上升高度至索塔上横梁，上横梁至塔顶拼设万能杆件井架梯步。 利用塔吊安装电梯，待斜拉索安装全部完成、主跨合拢后，塔吊拆除前拆除。,三、钢筋及劲性骨架加工安装 劲性骨架：索塔塔墩、塔柱设计一般采用角钢劲性骨架，劲性骨架为桁架结构，加工按照设计图纸在加工平台分片、分节段加工制作，根据吊重可将单片拼装成整体后安装，也可在塔柱

13、上单片焊接安装，利用塔吊吊装装。 钢筋：常规方法施工,四、索塔施工模板系统 常规方法：滑模、翻模、爬模,1、概况 索塔模板系统采用北京卓良模板有限公司QPM-50液压自爬模施工。施工标准节段高度为4.50m，模板高度为4.65m。浇筑时模板上挑5cm，下包10cm。 2#索塔共分35个施工节段；3#索塔共分46个施工节段。（施工工期明确）,索塔砼浇注分段示意图,2、ZL-QPM50型液压自爬模,QPM50型爬架,QPM50型爬架 模板平台 模板平台 主平台 液压操作平台 吊平台,1. 浇注起步段安装爬升架体,2. 安装模板工作平台,3. 浇注第二节段混凝土,4. 安装导轨,5. 导轨不动 爬升

14、模板,6. 爬升到位,7. 浇注第三节段混凝土,8. 拆模 模板不动 爬升导轨,9. 导轨不动 爬升模板,10. 浇注第四节段混凝土,11. 拆模,12. 模板不动 爬升导轨,液压系统,模板平台移动构造,4、平面模板结构 面板：芬兰进口维萨板（厚 21mm） 背楞：木工字梁,横背楞（双根14槽钢） （钢模板：纳黔C7冷水河大桥）,模板拼装流程图,直模板拼接构造,倒角模板拼接构造,圆弧模板拼接构造,五、横梁施工 1、概述 横梁：索塔的重要结构，一般为空心箱型结构，有上横梁、中横梁、下横梁。 施工顺序：塔梁同步、塔梁异步 施工工艺：大型横梁一般分两次水平分层浇筑，预应力分两次张拉。 （荷载按全部荷

15、载考虑）,2、横梁支架 常规：万能杆件满堂支架、钢管立柱满堂支架、钢管立柱结合牛腿支架 创新：系杆斜腿刚构支架、体外预应力钢桁架,中坝大桥下横梁（万能杆件满堂支架）,苏通大桥（钢管立柱满堂支架）,西堠门大桥（钢管立柱满堂支架）,湛江海湾大桥（钢管立柱结合牛腿支架）,荆岳长江大桥（系杆斜腿刚构支架）,3、下横梁支架 下横梁为610cm（宽）600cm（高）闭口空心箱梁，底板、顶板均厚80cm，为预应力砼钢筋结构，内设44束15.24mm的钢绞线预应力束，砼数量为578.47m3。 塔梁同步施工：下塔柱对应实心部分与下横梁同时浇注。 两次浇注： 第一次浇注高度为3.5m，第二次浇注高度为2.5m。

16、 二次张拉： 对底板预应力进行预张拉，张拉应力控制为设计应力的50， 后进行腹板和顶板砼的二次浇注。 支 架： 钢管立柱结合刚牛腿施工,2#主塔下横梁施工支架布置图,下横梁施工支架拼装图,下横梁施工支架布置图,4、上横梁 上横梁为610cm（宽）400cm（高）闭口空心箱梁，底板、顶板均厚60cm，为预应力钢筋砼结构，砼数量为226.55m3。,上横梁施工支架布置图,六、塔柱拉（撑）杆布置 1、下塔柱 在下塔柱20m高度处设置一道临时拉杆，根据模板施工节段可适当调整高度，塔柱施工高度为22.5m时安装拉杆。 拉杆由2根1215.24mm预应力钢绞线外套100mmPVC管组成，张拉力为2200KN，由于张拉力较小，应在锚具后采用压板将夹片压住，以防夹片松脱失效。 当索塔下横梁完成并张拉结束后，及时拆除临时拉杆。,塔柱拉（撑）杆布置图,2、上塔柱 上塔柱设置3道临时预顶撑杆，分别设置在上塔柱15m、30m和上横梁以