悬索桥综合项目施工专项方案.doc

地锚式钢构造悬索桥施工技术总结1.工程概况悬索桥是以承受拉力缆索或链索作为重要承重构件桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等某些构成。悬索桥重要承重构件是悬索，它重要承受拉力，普通用抗拉强度高钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分运用材料强度，并具备用料省、自重轻特点，因而悬索桥在各种体系桥梁中跨越能力最大，依照神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文献平面图等有关资料，两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。跨度范畴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，本工程悬索桥重要用于管道敷设，对于桥面路面规定不高，但是对钢性有一定规定。地锚式钢构造悬索桥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，其施工重点在于钢构造梁曲线挠度控制，及各种预埋件、构件精度控制，难点是悬索桥张拉过程中索力调节及主缆、索鞍防腐解决，地锚式钢构造悬索桥具备造价高，跨度小，但外型曲线优美构造线条透明，合用景观工程等特点，本方案为地锚式钢构造悬索桥安装。图1构造示意图2编制根据1.钢构造工程施工质量验收规范GB50205-，2.公路工程质量检查评估原则JTGF80/1-，3.公路桥涵施工技术规范JTT041-4.简易架空缆索吊北京3施工要点：悬索桥主梁由吊杆支撑，主梁弯矩与跨度关系不大。钢梁构成平面梁格和后期铺设混凝土桥面板构成。2道纵梁横向位置与吊杆横向位置相似，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施工顺序如下：（1）在桥墩上架设第一段主梁，与桥墩暂时链接，该链接可传递较大水平力；（2）把猫道主缆锚固在墩顶主梁上；（3）分步架设主梁：先吊装边上压力之前，主缆和暂时连接系梁，形成可以承受轴力钢骨架，然后在钢骨架上施工主梁其她某些。纵梁承受压力之前，主缆和猫道承重索水平力由桥墩承受，大缆水平力从桥墩转移到纵梁，可用图2所示暂时固结装置解决。图2所示为广州鹤洞大桥斜拉桥暂时固结装置，可以便进行系统转化。 施工过程中，边墩最不利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（承受纵梁及连接系重力）和猫道自重作用，其水平力所有由边墩承受。 次办法实行需要着重考虑问题涉及桥墩设计尺寸、工字型主梁稳定性和大缆与桥墩暂时固结等，需要进行计算制定详细施工方案。3.1桩基施工由于没有设计有关内容，依照现场地质条件桥塔桩基设计采用钻孔桩基本，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如下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，锚碇分两次浇筑完毕，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，起重设备选取与布置，是索塔施工核心。起重设备选取视索塔构造形式、规模、桥位地形等条件而定。起重设备必要满足索塔施工垂直运送、起吊荷载、吊装高度、起吊范畴规定，且操作安装简朴、安全可靠，并需综合考虑经济效益等因素。当前普通采用塔吊辅以人货两用电梯施工办法。索塔铅直时，可采用爬升式起重机，在规模不大直塔构造中，也可采用万能杆件或贝雷架等通用杆件起重等办法。3.4钢构造梁施工及运送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提成段，每段约为20米左右，角钢采用Q235B钢材,节点板采用Q345B钢材,质量符合现行国标规定.钢桁架制造在有钢桁架制造资质工厂进行，钢桁架各构件之间所有焊接连接,钢梁制造、焊接和检查必要遵循钢构造设计规范(GB 500117-)和建筑钢构造焊接规程(JBJ81-)关于规定执行. 为了保证焊接接头焊后韧性和控制接头超强,应严格控制焊接能量输入。投产前必要依照构造中不同接头形式作焊接工艺实验,经评估通过后方可生产。3.4.1.2钢桁加劲梁零件加工钢桁加劲梁零部件加工,选用精密切割；边沿加工必要将边沿刺屑清除干净,磨去飞刺挂渣波纹。刨边时应避免油污污染钢料,加工面表面粗糙度不不不大于25,顶紧加工面与板面垂直度偏差应不大于0.01t切不得不不大于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,必要采用火焰切割方式进行,并将约束部位修磨匀顺；组装合格后板块或部件,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、仪器及吊具与否完好和安全可靠.3.4.1.5钢桁加劲梁安装a吊装过程规定: 吊装过程必要严格遵守高空作业安全规定；吊装过程观测索塔变化状况,依照设计规定和实测塔顶位移量分阶段调节索鞍偏移量,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,并随时拧紧定位暂时螺栓.b工地焊接工地焊接做工艺评估,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影响安装时有足够数量固定点并保证足够强度；当工地焊缝形成并具备足够刚度和强度时,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钢桁加劲梁运送钢桁加劲梁采用专用运梁车运送至现场，存储于桥头专用场地。3.5扒杆索道安装3.5.1 扒杆索道安装方案a.扒杆基本采用素砼构造，共两块，浇好整平后，待强度达到混凝土原则时即可安装扒杆。b.索道布置，中间主缆道采用两根45mm钢缆，两只30吨滑车，行走牵引钢缆采用17.5mm钢丝绳。c.两端扒杆地锚各为6个，主地锚各两个，各采用50200cm木质圆木棒两根，侧向缆风地锚各4个，各采用30200cm圆木棒埋入土中，深度180cm，主缆风钢缆采用45mm，侧缆风采用32mm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。图2 “人”字型钢扒杆主示图图3 “人”字型钢扒杆左示图2.6.2排架安装 依照跨度尽量减少排架支设，以满足以承担该部位钢梁荷载为准。设立水平撑用于顶升架设；排架桩纵向设剪撑，将排架连接成整体。 图4 排架搭设示意图3.6索鞍施工检查顶面标高，使之符合设计规定。索鞍施工前，复测合格后清理表面和四周销钉，吊车吊装索鞍底座就位，对齐销孔使索鞍底座与钢板销接。在索鞍底座表面进行涂油解决。3.6.1索鞍吊装索鞍由底座、索座、索盖三某些构成。索鞍安装时依照设计提供预偏量就位，在索吊张拉过程中逐渐张拉至设计永久位置，然后固定。索鞍安装误差控制在轴线误差最大1mm，标高误差最大+2mm。3.6.2索鞍顶推在钢构造吊装及吊索张拉过程中，由于钢梁安装先后顺序不同及对主塔底部产生弯矩不等，因而产生索塔底部实际承受能力超过其容许应力状况，为消减上述影响，钢梁安装时及吊索张拉时必要对索鞍施加外力，抵消索塔底部承受某些弯矩，保证索鞍施工安全。施加外力办法采用千斤顶顶推索鞍，施工人员在脚手架平台上作业。顶推前应注意确认滑动面摩擦系数，严格掌握顶推量。3.7缆索施工缆索施工重要分主缆某些、吊杆某些、防腐某些、施工过程控制某些。主缆某些施工涉及：主缆架设、主缆线型调节。吊索某些施工涉及：索夹安装、吊杆安装即吊杆张拉（索力调节），螺栓多次拧紧（分初拧、复拧、终拧）。防腐某些施工涉及：索夹防腐、索鞍防腐、主缆防腐。3.7.1主缆架设3.7.1.1展索设施a.展索盘：主缆工厂加工，成圈包装成型，运至现场后展开使用。在开包展开时要避免主缆弹开伤及工作人员也要避免形成扭劲。在放索前应将成圈索放在可以旋转支架上，称之为展索盘。b.支承托辊：为避免主缆在地面展开时损坏，在地面每2米设立索托辊（用柔性材料），以保证索纵向移动时不会损坏索护套。c.锚头用空中两根吊索牵引。3.7.1.2起吊系统a.运用空中索道吊主缆从一端穿过火车道（经四路悬索桥不需要）。b.在两座塔两侧分别安装安顿2台25t汽车吊，将主缆一次性吊到塔顶索鞍就位，同步用空中索道做2个吊点吊起主缆控制主缆垂度。c.为避免起吊过程中主缆损伤，起吊主缆到塔顶索鞍就位时应采用专用索夹保护。图5 主缆过河示意图3.7.1.3牵引设施主索牵引采用4台JWJ-5T卷扬机，2台在南端，2台在北端，30t滑车2台。3.7.2主缆线型调节主缆采用一次性吊装就位工艺。为保证安装精度，一方面保证主塔锚碇施工质量。另一方面，主缆在工厂制作过程中要在缆上进行精确标记。标记点涉及索夹、索鞍、跨中位置，锚固点中心点。安装前按照设计图纸规定精确核对各项控制值误差。一方面是测定主跨长，索鞍顶标高，索鞍预偏量，主索塔垂直度，外界温度，然后计算出各个控制点标高。主缆调节时最重要一项是检查主索上相应索夹位置标记与否与钢梁上预留孔能否相应，为有较大偏差应重新架设索夹间主缆长度，精确标记索夹位置，然后经设计单位和监控单位批准后进行调节。最后按照调节后控制值进行安装调节（普通在气温比较稳定期间进行）。主缆调节用100t千斤顶在锚固端单端张拉。调节时应参照主缆上索夹吊杆容许位置进行调节。一方面调节主跨跨中主缆在自重状态下垂直标高误差在3cm以内，完毕索鞍处固定，然后固定锚固端。3.7.3索夹安装为避免索夹扭转，索夹在主缆安装完毕后进行安装。3.7.3.1索夹位置拟定由设计院和监控单位拟定，在工厂加工时标记在中心位置，在现场核对无误后将该处双层彩色PE剥除。3.7.3.2索夹安装索夹安装由施工人员在工作滑车中完毕，将滑车安装在空中索道上，安装人员在其上面操作。安装索夹顺序从跨中向塔顶进行。3.7.3.3索夹紧固索夹安装核心是螺栓紧固，分三次进行索夹安装，就位时用扭力扳力预紧固，钢梁吊装完毕后用扭力扳手第二次紧固，用扭力扳手测出索夹每一种螺丝紧固力。索夹扭紧力需要进行滑移实验来拟定。最后是桥面木板及栏杆预压之后，桥面标高调节后，钢梁所有焊接完毕后，进行最后一次紧固。3.7.4吊杆安装吊杆采用人工安装，工作人员站在工作滑车上，通过空中索道拉动滑车，吊杆上端与索夹相接，下端伸入钢梁预留孔内，穿入连接销便完毕。3.7.5吊杆张拉（1）吊索张拉前应拟定张拉施工方案，明确张拉顺序、环节和办法；制定鞍座顶推环节，拟定分次顶推时机和顶推量；同步应配备接长杆、千斤顶、作业台架等施工机具。（2）吊杆安装及加载吊杆在索夹安装完毕后及时安装。小型吊杆采用人工安装，大型吊杆采用吊车配合安装。（3）吊索宜分23次进行张拉，逐渐到位。张拉顺序宜从索塔向跨中进行，张拉时应同步、分级、均匀施力，且应以拉力和拉伸长度进行双控，并以拉力控制为主；主缆吊杆张拉顺序还应综合考虑施工机具、张拉空间、张拉力、便捷、经济等因素。吊索张拉使用8台千斤顶对称张拉。吊索底端冷铸锚具，其锚杯铸有内外螺纹，内螺纹用于连接张拉时连接杆以便千斤顶作用，外螺纹用螺母连接后将吊杆固定于锚垫板上。因主缆空缆状态与成桥状态不同，而主梁与成桥状态基本在同一位置，主缆在自重状态标高较高，导致吊杆在加载之前下锚头处在主梁梁体之内，因而某些吊杆在张拉过程中必要配备暂时工作支架和连接杆。吊杆上端与索夹构造配套，下端除构造必要满足便于安装、张拉、养护维修和便于更换等规定外，其工作螺母调节范畴要大到能满足主梁设计线形调节工艺规定。（4）吊杆张拉及加载必要依照主梁和主缆刚度、自重通过计算机模仿计算办法得出最佳加载程序。第一次张拉施加1/4设计力将每一根吊杆暂时锁定；第二次顺序与第一次相似，按设计力张拉完，然后检测每一根吊杆实际荷载，最后依照设计力详细对每一根吊杆进行微调。在吊索张拉过程中，塔顶与鞍座一起发生位移，张拉一定限度后，依照实际观测及计算分析进行索鞍顶推，使塔顶回位；如此重复后，将每根吊索张拉力调节至设计值。（5）施工过程每一道工序施工均非常重要，每一根吊索索力都要及时精确测量。吊索张拉时千斤顶油表读数和智能信号采集解决分析仪通过振动测出吊索拉力，两种办法互相检查，保证张拉时每一根吊索索力与设计相吻合。（6）吊杆张拉期间，塔顶鞍座应进行暂时限位。若图纸没有考虑限位，应在施工中采用可靠办法保证张拉期间鞍座不产生滑动。（7）张拉吊杆时应加强塔顶偏位和核心部位应力测量。3.7.6防腐施工a.地锚式钢构造悬索桥使用寿命核心在于缆索及钢梁防腐上，主缆防腐使用某些新材料、新工艺对其核心部位进行解决。防腐工作重要涉及索鞍、索夹、吊索、钢梁几种部位。b.主缆安装时在索鞍及索夹位置将外裹双层彩色PE剥开，露出裸缆，因而在剥开主缆PE表面涂一层9501B不干性阻蚀型密封膏，待索夹及索鞍调节后使用HM106聚硫型高强防水密封剂使主缆钢丝与外界空气隔绝。c.防腐工程自主缆开始安装时同步进行，始终贯穿于缆索施工整个过程，待吊索张拉后亦施工完毕。d.钢桁加劲梁防腐施工角钢进厂先除锈，后喷20m醇溶性无机富锌底漆；角钢外表面达到Sa2,5级后涂无机富锌底漆80m,环氧磷脂锌封闭底漆30m,环氧云铁中间漆100m,脂肪属聚氨脂面漆两道各40m.e.主索鞍、上下联结板及支座防腐施工喷砂除锈,达到Sa2.5级后涂无机富锌底漆两道,厚度分别为20m和60m,无机富铝漆20m.f.索夹、上下联结板及支座表面解决及涂装g.各外露不加工表面须经喷砂解决,达到Sa2.5级后涂无机富锌底漆两道,厚度分别为20m和75m，环氧云铁中间漆两道,总厚度80m，聚氨脂面漆两道各40m.共计干膜厚度255m.h. 内加工面须按热喷涂锌、锌合金涂层及其检查办法(GB9793-9794-88)进行喷锌解决,锌层厚度不不大于.0.2mm.4管道吊装施工管道敷设以悬索桥为重要载体，因此悬索桥安装工期决定了管道施工时间节点控制。因此在悬索桥架设调试完毕中交后，再进行管道敷设。重要施工要点内容为：4.1施工顺序：机械就位警戒布置管道吊装吊装下沟槽（操作坑）管线定位管道安装压力检测4.2施工要点：管道重要架设于悬索桥上方或下方，介于横跨火车道。火车通过区域不易吊装机械站位，增长了管道吊装定位难度。故采用分段吊装，无法吊装区管道可由吊装区管道位移办法进行安装。4.3施工技术规定及注意事项4.3.1吊车选取汽车吊理论吨位乘以3，再除以要吊重量能得出距离，除以距离能得出重量，但是吊车实际能力达不到计算出来成果，还要把主臂重量和吊钩重量算上。4.3.2吊车使用规定吊车进场前应对使用场地进行平整压实，特别是吊车吊装站位场地平整压实，避免吊装时因场地不适而暂时解决，影响吊车准时使用。吊车配重安装当需要辅助吊车时，在吊车进场前要考虑好吊车应有能力和足够场地规定，以保证吊车正常使用。设备吊装前作好一切吊装准备工作，如绳扣、卡环、或辅助用吊具、垫木等。并且这些吊索具已经配合尺寸检查或已捆绑到位，只待挂钩起吊。所有使用吊车必要经检查合格并在合格期限内方可使用。4.4安全控制要点、吊装应由一人负责指挥，指挥人员必要熟悉机械吊装关于安全操作规程和指挥信号；架驶员必要听从信号进行操作。、管子在吊装前应先进行试吊，确承认靠后方可吊运。、在起吊作业区内，任何人不得在吊钩或被吊起重物下面通过或站立。、管节吊装槽时，不得与悬索桥支撑及吊装到位管道互相碰撞；作业运管不得扰动天然地基。、在工作中起重人员禁止用手直接校正已被重物张紧绳子，如吊装带、链条等。吊运中发现捆缚松动或吊运工具发生异样、怪声应及时指挥停车进行检查，绝不可图侥幸之心。、在吊装工程中吊装作业范畴内用锥型筒隔离，拉警戒线，四周摆放安全警示牌，设安全指挥人员2名，至吊装完毕方可撤离。4.5重要施工设备重要施工机具设备表序号名 称规 格数 量（台）备 注1汽车吊50T1安装索鞍2汽车吊25T1拼装加劲梁3卷扬机5T4牵引主缆4手动葫芦5T4锚固主缆、穿吊索5手动葫芦10T4调节主缆6千斤顶60T4调节索鞍7电动扳手YJ2410拼钢梁、装索夹8电焊机10焊接钢桁架9插入式捣固器503混凝土施工用10插入式捣固器303混凝土施工用11钢筋机械2套12木工机械2套模板施工13钢管脚手架14牵引车2套5.施工质量控制5.1施工控制核心点对悬索桥，施工控制是关系到施工成败、施工质量和经济效益核心所在。 由于整个构造体系非线性比较明显。吊索拉力是随着背主缆和主梁线型逐渐变化而变化，在吊索拉力变化中主缆位移和应力变化幅度较大，要使竣工后主缆线型和各截面应力符合设计规定是一项既重要又艰巨任务，因而必要结合现场实际状况对施工工序进行合理安排，及时张拉吊索，给出精确桥面板标高，保证成桥状态主缆线型与主梁线型,并保证桥安全。5.2施工控制目的本桥施工控制原则是对构造变形和梁内力进行双控，其中以变形控制为主。本桥施工控制目的重要有如下三个方面：5.2.1标高控制：通过调节立模标高，控制全桥加劲梁桁架梁线型，严格控制各控制截面挠度，调节桥面标高，保证加劲梁桁架线形满足设计规定。5.2.2系杆张拉力控制：使成桥状态实际索力与设计索力误差控制在容许范畴之内，以保证成桥状态索塔受力合理性。针对每个详细不同工序与实际荷载影响因素，拟定每个恰当时机实际吊索张拉力，保证主缆变形在设计容许范畴之内，保证施工过程中构造安全。5.2.3构造应力控制：在施工过程中，保证各重要受力部位应力在预想和容许范畴内，以保证构造在施工期间安全性，测量应力同步可以修正施工控制理论计算参数取值。5.3检测项目及手段本桥检测项目重要有：构造变形监测、吊索张拉力。5.3.1构造变形监测：构造变形观测内容涉及主缆线型标高，主缆横向偏差，主梁标高，索塔变位。张拉过程中对主缆竖向和横向变形进行偏差测量，以校正主缆轴线方位；定期观测索塔变形。观测不平衡荷载、日照等因素对索塔水平变位影响。构造变形观测每天都要进行。标高及位移测量必要在上午日出之前固定期间内进行。5.3.2吊索张拉力量测：吊索张拉力测量实行双控，用通过严格标定油压千斤顶进行读数，并以伸长值进行校核。5.4施工控制过程5.4.1悬索桥施工控制是一种计算施工量测参数辨认误差修正预告施工循环过程。影响计算成果可靠性因素诸多，涉及测量误差、施工误差、理论计算中设计参数取值误差，如主缆弹性模量、徐变系数、材料热胀系数、施工荷载等。在保证测量精度和施工精度前提下，设计参数取值误差可以随着施工进行逐渐得到修正。5.4.2施工控制大体按如下程序进行：5.4.2.1全桥上部构造采用ansys软件建立平面杆系构造计算,用桥梁博士进行复算比较,全桥空间构造稳定性分析采用madis建模模仿计算:计算中考虑了恒载、活载、温度变化及混凝土收缩、徐变等作用。 5.4.2.2按规定程序检测各项数据，如构造变形、施工荷载等。将这些数据进行整顿并输入工地计算机作跟踪分析。5.4.2.3比较理论计算成果与实测成果差别，分析浮现偏差因素，调节参数取值重新计算，缩小两者差别。5.4.2.4按调节后各项参数计算下一施工环节施工控制参数。6. 结语本方案合用于跨度不是很大悬索桥，但同类桥中采用扒杆索道技术安装很少，此方案通过全体人员不懈努力，克服了雾气变化大、风大、场地条件差等诸多不利因素，攻关了诸多项技术难题，可以在一定范畴内推广，创造了一定良好社会和经济效益。