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瑞丽江大桥项目斜拉索施工方案

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目 录

第一章 编制依据、 原则及工程概况 6
1.1 编制依据 6
1.2 编制原则 6
1.3工程概况 6
第二章 施工组织计划 10
2.1 施工组织管理 10
2.2主塔施工 18
2.3 斜拉索施工 24
第三章 工程质量与工期保证措施 24
3.1、 质量目标 24
3.2、 质量方针 24
3.3、 质量控制原则 24
3.4、 质量检查程序 24
3.5、 建立施工技术质量控制组织机构网络 24
3.6、 质量职责 24
3.7、 质量体系主要要素控制 24
3.8、 质量管理制度 24
3.9、 工程质量控制 24
3.10、 施工质量验收制度 24
3.11、 施工质量保证措施 24
3.12、 工期保证措施 24
3.13、 雨季及夜间的施工安排 24
第四章 安全生产保证体系 24
4.1、 安全生产目标 24
4.2、 安全生产管理原则 24
4.4、 安全管理制度 24
4.5、 安全防护措施 24
4.6、 施工用电安全保证措施 24
4.7、 机械安全保证措施 24
4.8、 支架平台施工安全保证措施 24
4.9、 高空作业安全保证措施 24
4.10、 其它安全保护措施 24
4.11 施工应急救援预案 24
第五章 文明施工 24
5.1、 文明施工及环境保护保证体系 24
5.2、 施工场地文明施工 24
5.3、 环境保护措施 24

第一章 编制依据、 原则及工程概况
1.1、 编制依据
( 1) 《云南省公路建设项目危险性较大的分部分项工程专项方案安全管理办法》;
( 2) 《龙瑞20标K117+996瑞丽江特大桥设计图纸》;
( 3) 《OVM平行钢绞线斜拉索施工指南》
( 4) 《OVM矮塔斜拉桥拉索体系》;
( 5) 《桥梁施工计算手册》;
( 6) 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91;
( 7) 《路桥涵施工技术规范》JGJ/TF50- ;
1.2、 编制原则
1.严格执行国家、 交通部公路基本建设的法令、 法规、 政策和管理办法。
2.严格执行国家、 交通部现行公路工程施工技术规范、 操作规程和质量检验评定标准。
3.满足实施性施工组织设计的以下具体要求:
①施工进度安排考虑环境及现有路线对行车的影响, 方案合理可行, 满足工程总工期和阶段工期要求。
②施工机械设备配套齐全, 搭配合理, 满足施工方案及工艺要求。
③现场组织机构设置合理, 专业技术管理人员满足施工需要。
④劳动力安排和主要材料供应计划, 满足施工方法和进度要求。
⑤施工总平面布置做到统筹安排, 合理布局, 节约用地, 减少干扰, 满足环保要求。
⑥保证安全、 质量、 工期、 施工工艺、 文明施工、 环境保护的技术组织措施切实可行, 具体可靠完善斜拉索施工工艺技术, 确保方案的切实可行, 全面指导斜拉索各步骤施工。
⑦、 具体落实斜拉索施工中的各项安全、 质量、 工期保证措施, 确保斜拉索施工质量满足设计要求及国家有关规范标准。
1.3、 工程概况
瑞丽江特大桥位于龙陵～瑞丽高速公路20合同段, 为跨越瑞丽江而设, 是整条线的控制性工程之一。左幅桥跨布置为: 2×30+30+30+20m预应力T梁+99+180+99m矮塔斜拉桥+8×30预应力T梁, 左幅全长764m(含桥台长); 右幅桥跨布置为: 20×30+2×40m预应力T梁+99+180+99m矮塔斜拉桥+7×30预应力T梁, 左幅全长734m(含桥台长).
本桥平面位于直线上, 立面处于竖曲线上, 变坡点里程: K117+996, 纵坡由-1%变为1%, 变坡点交点高程: 807.313米; R=40258米, T=402.58米, E=2.01米.
( 1) 技术标准
1、 道路等级: 双向四车道高速公路标准布置。
2、 桥宽: 主桥桥面宽25.8米( 0.5m防撞栏杆+11m车行道+2.8m中央分隔带+11m车行道+0.5m防撞栏杆=25.8m) ,桥塔和斜拉索设置在中央分隔带内, 引桥一幅桥桥面宽12m(0.5m防撞栏杆+11m车行道+0.5m防撞栏).
3、 设计速度: 80km/h.
4、 设计荷载: 公路-Ⅰ级.
5、 设计洪水频率1/300.
6、 通航标准: 无
7、 地震动峰值加速度: 0.2g.

( 2) 结构设计特点
1、 总体布置
主桥桥跨布置为99+180+99=378m双塔混凝土斜拉桥, 左幅龙陵侧引桥桥跨为2×30+30+30+20m预应力T梁, 右幅龙陵侧引桥桥跨为: 2×30+2×40m预应力T梁, 左幅瑞丽侧引桥为8×30m先简支后结构连续预应力T梁, 右幅瑞丽侧引桥为7×30m先简支后结构连续预应力T梁.
2、 主梁
主梁部分: 主梁为单箱三室斜腹板变截面箱梁, 根部梁高为5.8m,端部等截面梁高为3m。梁高按二次抛物线变化。0号块长12m,梁高变化段每侧各84m,边跨等梁高段每侧7.76m,中跨等高梁段2m,为跨中合拢段。箱梁顶宽25.8m,底宽15.928~17.327m。悬臂板长3.75m,顶板厚28cm,底板厚由跨中32cm逐渐加大根部为110cm,0号块内底板厚140cm。外侧腹板为斜腹板, 厚度在塔墩两侧各5~54m段为80cm,54~57.5m为腹板便后过渡段, 57.5~89m为60cm,0号块段内为100cm。内侧腹板为直腹板, 厚度在塔墩两侧各5~54m段为60cm,54m~57.5m为腹板变厚过渡段, 57.5m~跨中断为40cm,0号块段中室为实心段。
悬臂施工每节段长度为3.5m或3m,最大节段重量为约361.7吨, 在张拉斜拉索的梁段内设置横隔板, 间距7m,横隔板厚40cm。
主梁采用预应力结构, 设有纵、 横、 竖三向预应力, 纵向预应力、 横向预应力和横隔板内一样采用钢绞线, 分别布置在主梁及横隔板内, 竖向预应力采用Ф32精轧螺纹钢筋, 布置在腹板内。
引桥部分: 引桥为20、 30、 40米先简支后连续预应力T梁。
3、 主塔
主塔采用矩形实心断面, 从底部到顶部为等截面, 平面尺寸为6.0×2.6m, 桥面以上塔高29m,布置在中央分隔带上, 并与箱梁固结。塔身上部设有鞍座, 以便拉索经过, 每根斜拉索对应一个分丝管, 斜拉索横桥向呈两排布置, 分丝管亦设两排, 分丝管横向间距1米。
4、 斜拉索
斜拉索为单索面、 双排布置在中央分隔带上, 全桥共采用4×9对斜拉索。斜拉索梁上纵向间距7m, 双排横向布置间距1.0m,塔上竖向间距1.2m。斜拉索在塔顶连续经过分丝管, 两侧对称锚于梁体。本桥斜拉索采用扇形布置, 梁上间距7m, 塔上间距1.2m, 拉索经过预埋钢导管穿过塔柱, 在主梁上两端张拉。斜拉索采用15.2mm环氧涂层钢绞线斜拉索, 标准强度为1860MPa, 斜拉索规格分别为采用钢绞线拉索, 群锚体系斜拉索为单索面双排索, 布置在主梁的中央分隔代处, 全桥共36根斜拉索, 钢绞线外层采用HDPE护套, 减振装置及锚具采用斜拉索专用材料。

一个主塔斜拉布置图( 全桥共两座主塔)
5、 主墩及引孔桥墩
主桥5、 6号墩采用钢筋混凝土双肢实心墩, 墩高30米,纵桥向每肢墩厚1.6米( 墩底7米范围内为变厚段) , 每肢倾斜度为20:1, 桥墩横向顶宽均为15.928米, 在9米高度内渐变为11.428米。承台厚度为6米, 采用20×Ф2.0米钻孔桩基础。4、 7号过渡墩采用门架墩, 墩柱平面尺寸为3×3米, 承台厚度为4米, 采用4×Ф2.0米钻孔桩基础。主桥桩基础均按摩擦桩设计。

第二章 施工组织计划
对本工程斜拉索施工的施工组织机构的设置、 施工进度计划的安排、 施工人员及机具配置计划和材料运输计划等进行总体部署, 施工时原则上按此部署方案实施, 当与其它工程项目有冲突时, 可适当进行调整, 施工部署调整应以不影响本工程项目的进度和质量为原则。
2.1、 施工组织管理
根据本项目的特点, 为确保在合同工期内完成合同段内全部工程, 施工质量达到优良等级, 公司组织施工经验丰富、 管理能力强的技术人员和管理人员及组成专业化施工队。
2.1.1、 人员组织机构
项目经理
项目副经理
总工程师
施工负责
质检负责
财务负责
资料负责
材料负责
安全负责
仓库负责
砼班负责
钢筋负责
木工负责
钻机班负责
张拉班负责
道路交通负责
电工负责

项目经理
2.1.2、 安全管理机构

专职安全副经理

安全保卫科

附属施工队
桥梁施工队

项目经理
2.1.3、 经营管理机构

合同科
材料科
财务科

2.1.4、 质量管理机构
项 目 经 理
项 目 总 工
质 检 科
施技科
安全科
材料科
砼工班
木工班
钢筋班
挂索班
普工班
张拉班

2.1.5、 施工进度计划
根据现场的实际情况, 本斜拉索安装工程于 8月开始, 预计至 4月能够结束。
时间
工序

8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
6号节段施工

一号拉索施工

7、 8号节段施工

二号拉索施工

9、 10号节段施工

三号拉索施工

11、 12号节段施工

四号拉索施工

13、 14号节段施工

五号拉索施工

15、 16号节段施工

六号拉索施工

17、 18号节段施工

七号拉索施工

19、 20号节段施工

八号拉索施工

21、 22号节段施工

九号拉索施工

图例: 5号墩工序 ; 6号墩工序
本工程主桥预应力混凝土箱梁采用后支点挂蓝悬臂浇筑施工, 箱梁混凝土达到规定强度后, 进行该节段斜拉索的安装, 然后再行走挂篮。因此斜拉索整体施工周期较长。根据上述特点, 将进行本工程斜拉索施工的进度计划、 资源配置计划以及材料运输计划的编制, 以保证施工的顺利进行。斜拉索施工进度服从主桥施工进度, 与之相关的主梁其它工序包括: 浇注主梁砼( 索导管安装) ; 浇注主塔砼( 分丝管安装) ; 主梁体内预应力张拉; 锚垫板清理; 安装斜拉索锚具; HDPE护管吊装; 斜拉索挂索、 张拉; 拉索锚头防腐; 桥面防护钢管焊接。
2.1.6、 资源配置计划
2.1.6.1 人员配置计划
本工程斜拉索根数多, 工序复杂且工期紧凑。为保证施工顺利进行和施工工期, 两个塔斜拉索交叉进行, 充分利用节段砼养护时间, 避免劳动力窝工。施工劳动组织如下:
斜拉索安装施工人员配置表
序号
岗位名称
岗位人员配置数
岗位职责
1
项目经理
1
全面负责项目部管理、 对内对外协调, 全面履行合同
2
项目副经理
1
负责施工人员的组织和安全施工、 设备材料的调配
3
项目总工
1
全面负责本项目各项技术的实施
4
现场施工负责人
1
负责本项目各相关子工程的技术细节规划和指导
5
工程技术人员
3
负责斜拉索安装过程中的技术指导
6
质检员
2
负责本项目各相关子工程的质量监测和控制
7
计划、 测量员
2
负责本所有材料和施工的统计规划及测量放样
8
试验员
1
负责本项目相关试验的实施
9
物机员
1
负责本项目施工设备的维修、 保养和检定
10
安全员
3
负责本项目施工设备的维修、 保养和检定
11
起重工
3
负责斜拉索安装起重指挥及安全管理工作
12
焊工
4
负责斜拉索索鞍及劲性骨架焊接安装
13
专业技术操作人员
4
负责本斜拉配料、 下料、 安装、 张拉全过程施工技术管理和操作。
14
后勤人员
2
保障各种施工机具、 材料及时供应
15
普工人员
15
具体执行工作面的施工作业
合计
45

2.1.6.2 主要施工设备配置计划
本工程斜拉索安装用主要施工设备按5号、 6号主墩主塔2个工作面进行配置, 根据现场工况, 采用两塔斜拉索交替安装的方式, 以实现对施工设备的合理利用。若施工现场工期提前, 可根据情况重新调配设备资源, 以满足现场实际工期要求。
在设备机具的准备工作中必须进行以下工作, 以保证进场施工设备机具的完好
①、 设备维修、 维护及调试工作, 如千斤顶、 油泵、 HDPE焊机等易损件的检查更换及调试。
②、 设备的标定: 如千斤顶油压与输出力、 传感器与二次仪表(检测仪)的配套标定等。
③、 主要施工设备、 机具如下表所示。

瑞丽江特大桥项目辅材设备物资清单( )
OVM-(DA)QR-011
序 号
设备名称
规格型号
单 位
数 量
备 注
1
卷扬机
1T
台
4

2
电焊机
BX1-315
台
4
配焊把线100米
3
液压钳

把
1
挤压连接头用
4
电箱

个
8

5
电缆线
3*10mm2+1
米
200

6
电缆线
3*6mm2+1
米
200

7
电缆线
3*4mm2
米
150

8
电缆线
2*2.5mm2
米
200

9
电动扳手
150
台
4
用来紧螺栓
10
角磨机
150
台
4
东城牌
11
葫芦
1T/2T
个
40
单链3cm 飞鸽或五一
12
滑车
2T
个
20

13
Φ15绳夹

个
72
以实用购买
14
三箱切割机

台
2

15
吊带
3T
条
30
一米长, 扁型吊带
16
龙门架
3T
个
4
以索盘尺寸定.现场加工
17
放线架
3T
个
4
以索盘尺寸定.现场加工
18a
钢丝绳
Φ6.8
米

镀锌钢丝绳
18b
钢丝绳
Φ12
米
1500
编千斤绳
19
吊带
5T
条
6
卸索用具
20
PE管索箍
Φ235
套
72
以PE管尺寸定
21
焊接PE管架子

套
120
以每3米加工一个
22
对讲机

台
12
高频挂索用
注: 1、 本表包含消耗材料和专、 通用工具、 电器设备
2、 消耗材料不需要填预计使用日期
瑞丽江特大桥项目张拉设备使用清单( )

VM-(DA)QR-011
序 号
设备名称
规格型号
单 位
数 量
备 注
1
千斤顶
YDCS160-150
台
4
张拉单根支座(标定)
2
油泵
ZB4/500
台
8

3
墩头器
LD10
台
2

4
油表
副表
块
4

5
油表
抗震0.4
块
4
抗震耐磨精密表
6
油管

米
200

7
铜垫片

片
100

8
油嘴接头

个
100

9
工具夹片

付
120

10
注油机

台
1

11
穿索器

个
40

12
穿索托板

套
4

13
单孔锚
OVM-15G
个
40
配200夹具
14
紧索器
55根
付
4

15
退锚灵

盒
15

16
PE焊机

台
2

17
梅花支座-锥形头

套
12

18
综合测试仪
JMZX-
台
4

19
单根传感器
JMZX-3102AT
个
4

20
打紧器

个
10

21
单根张拉支座
OVM-55
套
8

22
液压油

桶
2

注: 1、 本表包含消耗材料和专、 通用工具、 电器设备
2、 消耗材料不需要填预计使用日期

2.1.6.3 主要材料计划
根据工程实际情况, 对斜拉索主要材料进行分批运输。分批运输的原则是: 根据现场实际施工情况, 以满足斜拉索安装施工进度为要求, 合理确定斜拉索主要材料的运输计划。
根据瑞丽江特大桥斜拉索施工图所示的斜拉索工程量表,斜拉索安装及防护部分的主要材料总表;
序号
规格及名称
单位
数量
备 注
1
环氧涂层钢绞线
吨
263.5

2
OVM250AT-55张拉端锚具
套
72
配套
4
HDPE外套管Ф
米
432

5
分丝管式转向鞍( 55孔)
套
36
含辅助件
6
保护罩
套
72

7
斜拉索减振器
套
144

8
防腐材料
项
3
油脂
表中材料为斜拉索的主要材料,其必须按施工进度计划提前15天运抵工地现场。HDPE管焊接需要在现场进行, 为保证按时顺利完成施工进度计划, 斜拉索主要材料必须按计划组织到位, 根据工艺要求, 两岸双塔相同编号拉索材料需同时到位。全桥两岸各9道共计36根拉索, 计划分五批进场。1、 2号第一批; 3、 4号第二批; 5、 6号第二批; 7、 8号第四批; 9号第五批;
2.1.12、 技术组织
进场施工前, 由ovm公司技术部对项目部进行施工技术交底,着手校正张拉控制设备和测量设备。由总工在施工组织设计的基础上组织编写施工操作规程和质量控制标准。组织项目部全体施工人员学习, 主要熟悉施工图纸和施工操作规程及质量控制标准。
2.2、 主塔施工
2.2.1施工流程
两个主墩设计布置相同, 主塔高29m( 含圆弧顶塔冠) , 分7段施工, 其中每次浇筑节段高度依次为5.16m+3.88m+3.74m+4.04m+3.88m+3.74m+4.56m; 主塔内设劲性骨架, 用于钢筋和索鞍定位; 模板施工采用无支架翻模施工, 模板采用定型钢模板, 均设有阴阳缝, 塔吊辅助翻模。
劲性骨架安装
测量放线

拉索区

无索区
索鞍定位
钢筋绑扎

模板安装

砼浇筑

模板拆除、 养生、 凿毛

塔顶施工

主塔施工流程图
2.2.2劲性骨架安装
劲性骨架的设计与安装劲性骨架的设计是针对塔柱的截面形式来设计的, 塔柱拉索区内设置由型钢焊接组成的劲性骨架, 作为钢筋和斜拉索索鞍的承载结构。劲性骨架根据塔柱施工分节段划分图设计成3个节段, 首节预埋入无索区塔身混凝土。
在拉索区劲性骨架待转运至桥上再将索鞍临时定位在已加工好的框架上, 然后整体吊装到塔上安装; 安装好劲性骨架后再进行索鞍的精确定位。劲性骨架在场内加工, 整节吊装就位, 精确定位后进行焊接固定, 在钢筋安装过程中, 能够利用劲性骨架对钢筋骨架和索鞍纠偏并固定, 这样能保证钢筋和索鞍安装时位置准确, 另外模板安装时, 能够利用劲性骨架对模板位置进行调整和固定。对塔身的整体偏位控制能起到作用。
2.2.3分丝管索鞍定位
瑞丽江特大桥5#、 6#墩主塔上的斜拉索体系是整座桥梁上部结构的核心也是全桥的受力关键点; 斜拉索的定位精度直接影响到索力在主塔和主梁上得分布, 如果精度不够可能加重斜拉索与索鞍的摩擦减少斜拉索的使用寿命, 那么斜拉索和索鞍的空间位置就尤为重要。
索鞍锚固于主塔上, 位于斜拉索中部, 其主要由锚垫板和预埋管组焊而成。因此索鞍定位时能够经过定位索鞍两端中心以及塔壁外侧索鞍出口底点及顶点的空间位置来确定。在定位时, 首先准确计算出下图中控制点的里程、 边距、 标高, 施工时精确测量、 校正, 然后加固在劲性骨架上, 防止施工塔柱混凝土时索鞍移位。主塔的钢模板设计时考虑了模板对拉螺栓避开管索鞍, 但螺栓与塔柱竖向钢筋的冲突难以避免, 施工时允许适当调整钢筋位置来解决冲突。分丝管索鞍的安装为了保证索鞍施工精度, 加快施工进度, 采用了索鞍与劲性骨架一起整体安装定位的方法。先将索鞍粗定位在已加工好的劲性骨架框架上, 然后整体吊装到主塔上安装; 将劲性骨架安装定位好后再微调索鞍, 保证索鞍与劲性骨架的坐标满足规范和设计要求。
标高里程控制点

索鞍定位控制示意图

索鞍安装与主塔塔身钢筋同步进行, 全部安装好及时报验审批, 砼浇筑。
2.2.3.1、 安装工艺
①、 计算
根据设计图纸给定的索鞍参数计算索鞍垫板中心点的坐标( 高程、 与横桥向塔柱中心线的相对位置、 与顺桥向塔柱中心线的相对位置) 。
②、 放样
依据中心点的坐标, 利用仪器在塔柱上放出垫板的坐标线、 位置线。
③、 吊运
利用塔吊设备将索鞍吊至安装位置与位置线大致对中, 采用两点起吊, 吊点位置要合理, 保证索鞍平衡, 防止偏转、 变形。
④、 定高程
利用仪器在塔柱上定出中心点的高程线, 用4个手拉葫芦挂在索鞍四角拉起索鞍调整高程, 高程确定后焊托架进行高程固定,如图所示。

索鞍( 分丝管) 标高定位示意图
⑤、 定横桥向位置
调整垫板的水平位置, 使垫板的中心线与位置线重合。在高程托架上焊挡块进
行限位。
鞍座横桥定位示意图
⑥、 定顺桥向位置
用葫芦调整索鞍顺桥向位置, 使垫板的中心线与位置线重合。
⑦、 复核
用仪器、 直尺对垫板的位置进行复核, 用钢片进行微调。
⑧、 固定
利用劲性骨架、 塔柱钢筋等对索鞍进行固定。固定焊接部位在索鞍的固定钢管及垫板上进行, 不能焊在索鞍分丝管上。如图

索鞍横桥向定位图
2.2.3.2、 索鞍安装精度要求
索鞍安装精度实测项目
项目
规定值或允许偏差( ㎜)
备注
纵向最终偏差
符合设计要求

横向偏差
10

高程
+20、 0

四角高差
2

2.2.3.3、 安装注意事项
①、 索鞍安装前要根据索号选择对应的索鞍。
②、 索鞍垫板四周的槽口尺寸要比垫板尺寸大2cm。
③、 垫板上的分丝管口及螺杆用胶带缠绕, 防止碰伤及粘上混凝土。
④、 索鞍固定时不能在分丝管上施焊。
⑤、 索鞍存放时最好侧身平放, 防止变形。
⑥、 索鞍在运输、 起吊时吊点要合理, 防止扭曲变形。
⑦、 分丝管不能碰伤, 防止扁曲。
⑧、 索鞍吊装需认真谨慎, 要稳、 慢、 轻, 不得碰撞, 要有专人指挥。
⑨、 所有构件接触面销孔系精加工表面, 必须清理干净, 不得留有沙粒、 纸屑等。防止雨水、 露水、 脏物进入鞍槽。

2.2.4钢筋与模板
钢筋安装主塔钢筋中主筋采用镦粗直螺纹套筒连接, 塔身钢筋在钢筋棚中统一加工, 采用塔吊吊装上主塔, 在主塔上绑扎成型。加工时应根据钢筋形状和设计长度分为多节成型, 主塔劲性骨架安装好后可进行钢筋焊接与绑扎, 主筋靠劲性骨架定位安装, 箍筋绑扎采用钢筋安装辅助支架进行。
由于主塔为C55高标号混凝土, 很容易开裂。为防止混凝土开裂, 对混凝土配合比进行了优化: ( 1) 尽量减少水泥用量; ( 2) 适当的水胶比; ( 3) 在满足设计要求前提下, 不要使混凝土的强度增加过大。另外在主塔与箱梁结合段采用增设连接钢筋, 设计中采用钢筋防裂网加强混凝土的防裂性能。
主塔采用翻模施工, 采用专用定型钢模板, 均设有阴阳缝, 由模板工厂按设计统一加工--现场拼装。为消除翻模产生的工作缝, 确保混凝土外观质量和塔柱变截面的线形平顺, 每节采用大块整体钢模板拼装。主塔模板, 对拉螺杆孔要做认真封闭, 以使塔身外观质量得保障。模板划分布置详见下图:

主塔模板布置图
2.3、 斜拉索施工
瑞丽江特大桥斜拉索由项目部委托广西柳州欧维姆工程有限公司制作并指导安装。斜拉索各主要部件应满足下列规范或标准的要求:
① 、 斜拉索用环氧涂层钢绞线应满足ASTM A882/A882-04a和ISO14655-1999及相关标准的要求。
② 、 斜拉索外套管满足CJ/T3078-1998《建筑缆索用高密度聚乙烯塑料》的要求。
③ 、 斜拉索用锚具应满足GB/T 14370- 《预应力筋用锚具、 夹具和连接器》的要求。
2.3.1、 斜拉索结构组成
全桥共设2个塔2×9对斜拉索, 斜拉索采用OVM250平行钢绞线拉索体系, 采用55根φs15.24mm环氧涂层高强钢绞线, 抗拉强度标准值为fpk=1860MPa。单股Φs15.2的钢绞线外包环氧涂层, 涂层外包黑色聚乙烯( PE) 护套, 护套内填充油脂。整索外套加整圆式高密度聚乙烯HDPE管, 其规格为ф235×7.7mm。塔上斜拉索锚固( 分丝管) 间距约0.8米,斜拉索张拉端设在箱梁内, 锚具采用可换式OVM250型。为方便更换斜拉索, 塔内斜拉索转向索鞍座采用分丝管结构型式, 分丝管由55根Φ28×415mm的钢管焊接成整体, 埋设于索塔内, 在索鞍的斜拉索出口处设相应的抗滑锚装置, 以达到防止钢绞线滑动的目的, 抗滑锚在斜拉索张拉完后安装。

斜拉索构造图

斜拉索由锚固段+过渡段+自由段+抗滑锚固段+塔柱内索鞍段+抗滑锚固段+自由段+过渡段+锚固段构成, 见图。

2.3.1.1、 锚固段
主要由锚板、 夹片、 锚固螺母、 密封装置、 防松装置及保护罩组成。在锚固段锚具中, 夹片、 锚板、 锚固螺母是加工上主要控制件, 也是结构上的主要受力件。
①、 密封装置: 其主要起防止漏油、 防水的密封作用。它由隔板、 O型密封圈、 内外密封板、 密封圈构成。并在密封装置内注防腐油脂对剥除PE层的钢绞线段起防护作用。
②、 防松装置: 主要由锁紧螺栓和压板构成, 在钢绞线单根张拉结束后安装此装置, 可实现有效地对单个锚固夹片保持夹紧力,从而对夹片起防松、 挡护作用。
③、 保护罩: 保护罩安装在锚具后端, 并内注无粘结筋专用防护油脂, 主要对外露钢绞线起防护作用。
2.3.1.2、 过渡段
主要由预埋管及锚垫板、 减振器组成。
①、 预埋管及垫板: 在体系中起支承作用, 同时在垫板正下方最低处应设有排水槽, 以便施工过程中临时排水。
②、 减振器: 对索体的横向振动起减振作用, 从而提高索的整体寿命。本桥拟采用可调式减振器,以充分发挥减振器的减振作用。
2.3.1.3 自由段
主要由带HDPE护套的无粘结环氧涂层高强钢绞线、 索箍、 HDPE外套管、 梁端防水罩、 塔端连接装置及梁端防护钢管构成。
①、 无粘结环氧涂层高强钢绞线: 为拉索的受力单元。
②、 索箍: 因受张力大而采用钢质索箍, 它是在紧索完成后安装的。主要作用是将索体保持成一个整体。
③、 HDPE外套管: 主要对钢绞线起整体防护作用, 本工程采用规格为Φ235×7.7mm整体圆管, HDPE管的连接方式采用专用HDPE焊机进行对焊。
④、 梁端防水罩: 主要起HDPE外套管及预埋管之间的过渡及防水作用。
⑤、 塔端连接装置: 由于HDPE外套管的热胀冷缩特性, 其主要为塔端HDPE自由端热胀冷缩过程中提供空间和起密封防护作用。
⑥、 梁端防护钢管: 在桥面2.5m高处范围内设防护钢管, 主要防止桥面低处斜拉索及HDPE外套管遭受人为破坏。
2.3.1.4 抗滑锚固段
主要由抗滑锚、 锚固筒、 减振器组成。
①、 抗滑锚: 阻止由于两侧索力不平衡而引起索的滑移。
②、 锚固筒: 锚固筒安装在塔外预埋的索鞍(分丝管)钢垫板上, 主要对减振器起支承作用。
③、 减振器: 对索体的横向振动起减振作用, 从而提高索的整体寿命。
2.3.1.5 塔柱内索鞍段
即分丝管段, 分丝管由分别由55根Φ28×551mm钢管焊接成整体, 埋设于混凝土塔内, 斜拉索钢绞线经过分丝管穿过塔身。

2.3.2施工工序流程
主要工序为: 预埋管与分丝管指导安装、 挂索、 张拉、 调索、 附件安装; 外套HDPE护管的对接、 挂设以及上下连接装置安装定位; 斜拉索锚具内及抗滑锚固块内压注防腐油脂。具体详见下图:
工厂备料、 运输

体内索张拉

料盘运输

工作平台搭设

钢绞线卸盘

起重牵引设施安装

张拉设备安装

HDPE圆管安装

单根桂索、 张拉

抗滑锚锚固

封锚

索箍、 减装置安装

索体外防护

锚具防护

循环N次

锚具安装

预埋管、 分丝管安装

浇筑混凝土并养护达到100%

斜拉索施工工艺流程图

2.3.3、 斜拉索组装与张拉
2.3.3.1、 挂索前准备工作
正式挂索施工前, 须合理规划施工的各环节, 明确各工序要求, 划分人员岗位
并明确职责。在此基础上, 做好施工前准备工作, 包括:
① 、 按下表检查运抵施工现场的斜拉索各部件是否完备;
②、 检查施工设备是否齐全, 千斤顶等张拉设备是否经过标定, 或是否在标定有效期范围内;
③、 梁下、 塔上施工人员操作平台的搭设, 确保其安全;
④ 、 施工人员安全教育, 检查安保措施是否到位;
⑤ 、 HDPE管、 钢绞线下料长度计算并复核, 张拉索力及理论伸长值计算并经监理确认。

2.3.3.1.1、 HDPE外套管焊接
HDPE管作为斜拉索的第一层防护保护层, 是拉索防腐措施的一个重要组成部分。因此, HDPE管的焊接质量是很重要的, 它不但需要承受吊装施工的临时荷载。并直接影响着HDPE管在正常使用过程中的耐久性。本方案主要描述制作HDPE管的过程。HDPE管的焊接需要由熟练工人操作并使用管材对焊机把每段6m 长的管子焊至所需长度。HDPE管的热熔焊接流程见下图。
2.3.3.1.1、 焊接长度计算
L边焊= L0边-L1-A1- L2/2-L3 L中焊= L0中-L1-A1- L2/2-L3
式中:
L0边——边跨锚垫板与边跨索鞍垫板中心间距(mm), 该数据由设计院提供;
L0中——中跨锚垫板与中跨索鞍垫板中心间距(mm), 该数据由设计院提供;
L1——梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和(mm);
A1——梁端防水罩HDPE管限位长度(mm), 取300mm;
L2——塔端连接装置长度(mm);
L3——塔端锚固筒长度(mm);
2.3.3.1.2、 焊接工艺
HDPE管的连接采用专用发热式工具对焊。其焊接工艺流程图见下图。

焊 接 准 备

HDPE管端面刨平、 加热

撤离发热工具、 切换

加压焊接、 冷却

焊接结束
循环N次

HDPE焊接工艺流程
2.3.3.1.3、 预制区域准备
焊接工作需要大约2m×2m×120m 的矩形工作区。可根据焊接HDPE的索号, 适当调整焊接位置, 同时为了保证焊接工作的连续性( 雨天也可正常焊接) , 可在桥面的合适位置设置封闭的焊接工作区。

外套管焊接区布置示意图
2.3.3.1.4、 焊接操作所需装备
带四个卡箍的HDPE管材对焊机;
割管子用电铣刀;
熔融管子接头的加热板;
检查焊接力的控制器;
焊接操作时校准管子所需的支撑架和工作台;
支撑已焊好管子的滚轮车;
在焊接区附近储放9 m 长管子的钢架或木架;
其它必须的工具和电源等。
2.3.3.1.5、 管材熔融对焊
焊接前, 须先阅读操作手册并彻底理解焊接机的全部功能, 按操作手册准备并装配焊接设备, 包括检查确保所有设备处于正常工作状态。
镜面焊接的施工工艺流程如下:
1、 根据设计图纸, 确定需要焊接的HDPE管的焊接长度;
2、 根据需要焊接的HDPE管的直径, 调整焊接设备的参数设置( 如焊接温度和压力等) ;
3、 在焊接机两面安排支撑架并确保其齐平, 否则将影响管子的对齐;
4、 把6m 长管子放到支撑架上, 另一根放到焊接机的另一侧, 确保管子成一线而且同焊接机齐平, 去掉外包塑料膜;
5、 把两根管子移到一起并放入焊接机的卡箍内;
6、 用卡箍将管子夹牢, 两管间留出大约90mm 空隙( 夹紧卡箍时, 扭矩须平衡, 否则会影响管子的圆滑度) ;
7、 经过把两根管子移到一起做对齐测试, 如果有必要可对管子做适当调整;
8、 把电铣刀放入两管子间, 启动电源, 开始切割两管子的端部直至端部平齐;
9、 把电铣刀从焊接机上移走, 检查切割是否达到要求。
10、 把两管分开并放入加热板。
11、 移动两管贴近加热板, 施加所需的压力,开始记录电熔焊接时间。随即将会出现一环状焊缝(外套管安装完毕后, 焊缝看起来并不明显, 因此无须把其去除, 保留焊缝将会保证焊接的更加牢固)。
12、 加热到最后几秒钟时, 准备从焊接机上移走加热板并施加所需压力把两管接到一起。须在3-4秒钟内完成此过程, 因此为得到好的焊接效果, 动作必须迅速;
13、 移走加热板, 把两管接到一起, 然后施加所需压力并按厂家的规定进行冷却;
14、 冷却结束后, 撤除卡箍并用塑料膜将焊缝接头包住以保护焊接部位;
15、 把已焊好的管子移到焊接机一端, 在另一端放置下一根9m 长管子;
16、 重复以上操作直至取得最终所需长度。由于温度变化将导致热膨胀或冷缩, 因此现场工程师应做详细计算并将数据提供给现场焊接人员。
17、 将一端带外螺纹HDPE接管的光滑端与最后一段HDPE管焊接为一体, 并将该焊接部位的外焊缝打磨掉, 以保证不锈钢护管能套在其上。
2.3.3.1.6、 按正确长度切割高密度聚乙烯管
据外部温度定切割长度, 由于HDPE管随温度变化而膨胀或冷缩, 因此必须进行监控并据此调整切割长度。如果现场温度变化剧烈