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1、自锚式混凝土悬索桥施工工法中铁十三局集团公司第一工程公司撰写人：李文良二OO二年十一月十五日自锚式混凝土悬索桥施工工法1前言1.1自锚式悬索桥作为悬索桥的一种新型结构，以其施工简便、经济美观的特点渐渐被市政工程采纳。大连市滨海路桥就是由大连理工高校设计的我国首例自锚式混凝土悬索桥（见图1）。中铁十三局集团公司一公司于2002年2月至2002年10月采纳“分段施工索塔，整体现浇 “”型梁，吊机提升挂索，新材料进行缆索防腐”等施工方法胜利地完成自锚式悬索桥的施工任务， 现将其总结整理形成本工法。图1 大连滨海路桥结构示意图2工法特点2.1依据现场施工条件，采纳梁体现浇的施工方法，节约占地。2.2主
2、缆在工厂加工成型，运至现场后在现浇梁和施工便桥上用吊机吊装就位，施工简便。2.2挂索施工工艺易于驾驭，施工速度快，提高工效。2.3缆索防护工艺先进，质量易于保证。3适用范围3.1适用于城区旁边有景观要求、且施工场地狭窄受限的中、小跨度自锚式混凝土悬索桥施工。4工艺原理4.1分段施工索塔，整体现浇 “”型梁，吊机提升挂索，使主揽锚固于主梁的端横梁上，由主梁和边墩下拉杆共同为悬索主缆供应锚固力，实现自锚体系，最终用新型材料进行缆索的防腐处理。5施工工艺流程与操作要点5.1施工工艺流程见图2。施工打算测量放线基础施工支架施工墩柱、塔柱施工索鞍施工梁体施工索部施工防腐处理附属工程图2 施工工艺流程图5
3、.2操作要点5.2.1基础施工5.2.1.1本桥设计为钻孔桩基础，冲击钻成孔。钢筋笼在加工场地加工制作完成，平板车运至工地，汽车吊吊装入孔，导管法浇注水下混凝土。5.2.2墩身施工5.2.2.1钢筋施工：在陆地上进行钢筋笼的绑扎，然后用吊车吊起与桩基预留接茬焊接。主筋联接采纳单面焊。螺旋筋实行绑扎反搭接，钢筋的搭接绑扎必需符合相应规范要求。5.2.2.2模板施工：模板采纳自制大块组合钢模板，由厚4mm的钢板卷制而成，模板纵横肋采纳77角钢，模板加工要求表面平整，刚度、强度和稳定性经检算符合规定要求。5.2.2.3混凝土浇注 ：采纳泵送混凝土一次浇注成型，机械捣固密实。在浇注时限制好混凝土自由下
4、落高度不超过2.0m，每层浇注厚度不超过50cm。5.2.3索塔施工5.2.3.1模板加工：在钢构件加工厂预先自制两套塔身模板。出厂前，先在地面进行试拼装，检查各部尺寸、接缝及平整度等，达到规范要求后，用汽车运抵现场。吊车在现场分段组拼模板就位。5.2.3.2前期测量工作：放出塔柱纵、横方向护桩，为以后柱身施工校模运用。5.2.3.3索塔分段浇注：第一段浇注至下横梁顶部，其次段浇注至索鞍底部，施工方法同以上墩柱施工。上、下横梁施工：采纳组合钢模板与木模板组拼、混凝土泵送入模。5.2.3.5混凝土施工：调整塔身施工进度，避开在晚间或气温过低时进行混凝土施工；索塔顶部施工时，用轮扣式脚手架搭设施工
5、作业平台，按设计要求将鞍部预埋件精确埋设就位，水平仪限制顶面标高，误差3mm以内；随时观测混凝土质量，刚好对混凝土配比进行调整；严格限制混凝土浇注速度，随时进行塔身模板的测量监控；索塔混凝土每次浇注完成后的次日早晨8：009：00温度相对稳定时，利用全站仪对塔身垂直度进行复测。鞍部施工5.2.4.1检查预埋钢板顶面标高，符合设计要求后清理表面和四周的销孔，吊装索鞍底座就位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理后，安装索鞍主体。 5.2.4.2索鞍由索座、底板、索盖等部分组成，由于质量较大，索鞍整体就位困难，因此用吊车或卷扬机设备分块吊运组装。吊装操作时，要稳、慢、轻，不得与其它物件
6、碰撞。吊装入座后，穿入销钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。鞍体吊装过程中，防止鞍体扭转、摇摆及撞击等。5.2.4.2索鞍安装误差限制在横向轴线误差最大值3mm、标高误差最大值3mm。5.2.4.3顶推索鞍，用60t千斤顶协作自制的钢架作用于索塔上，施工平台利用索塔顶部施工时架搭的轮扣式脚手架。顶推前应确认滑动面的摩阻系数，严格驾驭顶推量。5.2.5主梁浇筑5.2.5.1操作要点a.水中梁体模板支架采纳钢管支柱，“六四”军用梁满铺膺架。插打大直径钢管桩架设军用梁时，精确计算支架的沉降变形，并通过预压试验消退部分塑性变形。b.调整支架顶面标高，支立梁体底、侧模。梁底模板运用组合钢
7、模板；侧模运用木模板，上铺渡锌铁皮。加固侧模支撑，保证模板光滑、平整和稳定，然后干脆在底模上绑扎钢筋， c.采纳混凝土一次浇注成型，运用插入式振捣棒捣固；刚好对混凝土洒水养护，防止砼表面出现裂纹。d.施工时用水准仪定期观测支架沉降值，并具体记录。待成型后马上复测梁体线型，将实际线型与设计线型进行比较，分析整理数据，调整下一步施工。5.2.5.2留意事项a.梁体模板支架标高的限制必需精确。b.梁体预埋件的预埋精度要求较高，特殊是拉杆的预留孔道要有精确的位置及良好的垂直度，以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。c.主梁浇注依次应从两端对称向中间施工，防止偏载产生的支架偏移，5.2.6主
8、缆架设5.2.6.1主揽加工：采纳在工厂预先定做完成，整卷运至工地。架设前在施工便桥或已浇筑完成的桥面外侧将主缆干脆绽开；完成二端锚具安装，用卷扬机协作长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。5.2.6.2支承系统a.展索盘：成圈包装的索在绽开时必需避开销的形成。因此在放索前应将成圈索放在可以旋转的支架上（见附图三）。b.支承托辊：为避开主缆在桥面绽开时损坏，在桥面每4-5米设置索托辊（或敷设草包等柔性材料），以保证索纵向移动时不会与桥面干脆摩擦造成索护套损坏。c.锚端支承小车：因锚重量较大，在牵引过程中应采纳小车承载索锚端。牵引系统：采纳卷扬机牵引，为避开牵引钢丝绳过长，索的纵向移动可分段进行，
9、共用三台卷扬机分设于两个桥塔和索端。5.2.6.4起吊系统：依据项目的实际条件，在塔的两侧设置导向滑车，卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔旁边，卷扬机协作放索器将索在桥面上绽开。在提升过程中主要用吊车起吊，提升时避开索与桥塔侧面摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时，桥侧配置3处起吊设备。5.2.6.5锚固区提升：当拉索锚固端牵引到位时，用吊机安装主索锚具，并一次锚固到设计位置。吊机起重力在5吨以上。5.2.6.6主索塔顶就位：提上升度大于25米时，在两座索塔的二侧安置起重力大于45吨的汽车吊，将主索干脆吊上塔顶索鞍就位。在吊装过程中为避开索的损伤，索上吊点采纳专用爱护索夹（附图二）。5
10、.2.6.7提升倒链：主索在提升到塔顶时，由于主跨的索段比较长，为确保吊机稳定，用塔上设置的倒链帮助吊装。 5.2.7主缆调整5.2.7.1在主索制作过程中，在索上进行精确标记。标记点包括锚固点、索夹、索鞍及跨中位置等。5.2.7.2安装前，首先测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度，然后计算出各限制点标高。依据设计图要求精确核对各项限制值误差。报经设计代表同意后方可进行主索调整。并依据调整后的限制值进行安装。5.2.7.3主缆的调整，一般在夜间气温比较恒定时进行。调整时参照主缆上的标记，保证索的调整范围。首先调整主跨跨中缆的垂直标高，完成索鞍处固定。然后在边跨
11、依据设计供应的索力用千斤顶在锚固区将主缆张拉到位。5.2.8索夹安装5.2.8.1为避开索夹的扭转，索夹在主索安装完成后进行。5.2.8.2首先复核工厂所标示的索夹安装位置，确认后将该处的PE护套剥除。索夹安装采纳工作篮作为工作平台。将工作篮安装在主缆上（或同一般悬索桥一样搭设猫道），承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采纳汽吊。5.2.8.3索夹安装的关键是螺栓的紧固，施工时要分二次进行：索夹安装就位时用扳手预紧，然后用扭力扳手第一次紧固，吊杆索力加载完毕后用扭力扳手其次次紧固。5.2.8.4索夹安装依次是：中跨是从跨中向塔顶进行，边跨从锚固点旁边向塔顶进行。5.2.9吊杆安装及加载5.2.
12、9.1吊杆安装：吊杆在索夹安装完成后马上安装。小型吊杆采纳人工安装。首先搭一个活动支架，高度可以依据须要调整。小吊杆用46个人抬起后先将下端伸入主梁的预留孔内，上端穿入连接销便可完成。大型吊杆采纳吊车协作安装。5.2.9.2吊杆的加载：依据主梁和主缆的刚度、自重采纳计算机模拟的方法，获得最佳加载程序。并在施工过程中，通过观测，对张拉力加以修正。5.2.10缆索防护5.2.10.1索夹对接缝及螺栓密封处的防护：索夹的对接采纳单组份聚氨脂密封胶。当索夹最终坚实后首先将索夹对拼缝清理干净。然后将密封胶挤在缝隙内。表面抹平整后与索夹一起用油漆防护。5.2.10.2鞍的防护：鞍的防护比较重要，因为鞍在工
13、程完工后一般来说是不行视的，所以通常采纳双层防护，首先运用单组份聚氨脂密封胶密封主揽与鞍的接缝，然后在张拉完成后向鞍所在的主塔洞室中充填聚氨酯发泡材料，使鞍部整体与空气隔绝。5.2.10.3锚固点的防护：锚固点的防护是悬索桥运用防护的关键，它的防护分两步，首先用软态不凝密封胶充填桥梁预留孔与拉杆及主揽的间隙并用硬凝密封胶封口；然后运用黄油涂抹桥下袒露螺帽及垫板并用不锈钢罩封闭。5.2.11桥面系施工5.2.11.1栏杆的施工待吊索施工完毕后进行。栏杆在工厂中制作，然后运至现场与梁体予埋件进行连接安装。5.2.11.2人行道板采纳现场预制，然后用吊车吊装即可。5.2.11.3混凝土摊铺前先在桥面
14、上做好混凝土顶面标高限制点，摊铺时以水准仪跟踪观测。沥青混凝土采纳振动摊铺机进行施工。6主要材料：见表1。主要材料表 表1序号名称规格数量备注1钢护筒壁厚10cm15t基础2钢管桩40665t海上现浇梁支撑3军用梁“六四”式140t现浇梁浇筑4连接角钢L75*75*628t塔主施工5槽钢1612t鞍部施工6钢管脚手架508t主揽架设及调整7木方及板材16*16200m3吊杆安装及张拉7机具设备见表2。主要机具一览表 表2序号机具名称数量用途（运用部位）1重力式冲击钻4台基础225t汽车吊3台现浇梁、鞍部施工、主揽架设、340振动锤1台基础和现浇梁支撑4卷扬机3台主揽架设520t倒链2台主缆架设6500t千斤顶1台主索调整730t千斤顶8台吊杆张拉860t千斤顶2台索鞍顶推8劳动力组织：见表3。 劳动力组织表 表3序号工序名称技术人员（人）现场调度及管理人员（人）技术工人（人）普工（人）总计（人）1桥梁基础11517242海上现浇梁支撑111315303现浇梁浇筑21740504塔柱施工11830405鞍部施工1155126主揽架设及调整22
