缆索吊装施工流程.docx

第六章 施工组织设计
6.1 工程概况
西江大桥桥位处,两岸地形自然坡度较陡，高差较大。
6.2 确定施工方法及制订战略部署
选择适当的施工方法和进行正确的施工设计是修建一座桥梁重要的环节。桥梁施工与设计有着密切的关系，施工方法是否选择得当，施工设计是否符合实际情况，是否考虑周详，都将影响桥梁是否能否安全成功的修建，特别是在近年来材料费用占整个工程造价的比例有所下降，而施工费用和劳动力工资所占比例有所上升的情况 ，选择合理的施工方法就显的更为重要。
本桥的主拱圈部分采用缆索吊装的方法施工，将拱圈纵向分五段吊装。缆索吊装施工方法应用广泛，具有较强的施工能力，施工技术设备完善，施工不影响交通，是对大跨径拱桥进行施工的理想方法。引桥的桥墩采用爬模施工。
6.3 施工工艺流程图
拱座及其基础的施工
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索塔及其拉索的架设
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端段拱圈的吊运
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松索、端段拱圈的悬挂
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中段拱圈的吊装合拢
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浇注填缝及箱顶混凝土
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砌筑拱上立柱及盖梁
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浇注完成桥面系
6.4主拱及拱上建筑施工
6.4.1主拱吊装施工
1.拱箱的预制
a.拱箱的预制场布置
主拱在横向由8个拱箱组成，每片拱箱在纵向分为五段，拱箱全孔共40段。在预制场按同类型分为五组。为便于施工操作，在同组中两箱间净距为1米，组与组之间为2米。拱箱在预制场由龙门架桁梁横移，然后由轨道平车顺桥向纵移，由运输天线起吊，运输至安装位置就位安装。
b.拱箱尺寸
拱圈采用等截面悬链线，拱箱采用50号混凝土。拱箱全高2米，预制箱高1.8米，底板厚20cm，顶板厚20cm。这样可以减轻拱箱的吊装重量，对于调整各片拱箱顶面的平整度和整体化也是有益的。每个预制箱的顶板和底板均布置16¢28的纵向钢筋，腹板布置11¢12钢筋。
c.箱肋预制
1〉拱箱侧板在混凝土地面上预制，然后用三角扒杆起吊脱模，运走堆放备用。
2〉拱箱组装在拱台上进行，拱胎系按拱箱分段放样坐标，将土夯实碾压筑成。
3〉两端拱箱的联结是通过每段拱箱的端部上下缘的预埋角钢焊接,
4〉拱箱成型后，仔细对拱箱的长度，宽度，中线及断头钢模位置和倾角进行检查，符合要求后浇注底板、顶板及各接头混凝土形成箱。
2、吊装设备的布置
a.天线的布置
运输天线共布置两组，每组由7根47.5mm的钢丝绳组成。钢丝绳的一端锚碇在轨束梁上，另一端翻过塔顶索鞍。
b.跑马滑车
采用四门三角滑车，用两个滑车分别骑在四根钢丝绳上组成一个跑马滑车。为使两个三角滑车受力一致，通过联结钢板用150圆钢作扁担，将其联成整体。
c.起吊滑车组
起吊滑车组的定滑车采用三门三轮，动滑车采用二门三轮三角滑车，用钢丝绳穿线，由电动卷扬机带动。
d. 塔
索塔由万能杆件组拼，为使拱段吊装尽量采用正吊正落，每组运输天线下置四轮滑车，索塔两个用以支撑天线，要求两鞍紧靠。
索塔风缆设于塔顶，塔顶上下游端顺桥向各用钢丝绳做风缆，风缆的一端固定于锚碇留环上，另一端固定于众墩顶预埋的钢筋环上。
e. 扣索布置
箱端段扣索里用桥台作地锚，将钢丝绳斜绕于桥台作固定千斤绳。扣索的一端绕环卡于千斤绳上，另一端通过台口索鞍绕过大滑轮，再返回索鞍与固定千斤绳上的六门滑车组连接。中段扣索的一段绕固定于轨束梁上，另一端通过扣具上滑轮，再返回通过轨束梁上与固定于桥台的千斤绳上的滑车组连接。
f. 拱圈风缆布置
拱圈风缆共布置8组，用短钢丝绳捆在拱箱端头的第二块横隔板位置。
g. 锚碇
锚碇受力按一片拱箱已合拢调整，第二片中段拱箱调运至跨中时，运输天线产生的最大内力，以及在此状态时，各有关段扣索，索塔风缆，工作天线等等传于锚碇的最大拉力设计。
3、拱箱吊装
a.吊装前的准备工作
对拱箱的尺寸进行检查和修凿，使其符合设计尺寸。
b.拱箱吊装
利用上游组运输天线吊装第一片拱箱，下游组则吊装第二片拱箱，将两片拱箱吊装完成后，进行横向联结和接头处理。然后拆除第一片拱箱吊点，将运输天线向上游移动，吊装地三片。
1〉中片拱箱吊装
端段吊装：先收紧扣索并暂时固定，以水平仪观察下接头的高程。当下接头开始上升时，停止收紧扣索，缓缓放松吊点，控制端头高程升降在10cm范围内。
两岸对称按先端段后中间段慢慢放松扣索，往返进行，使两岸中间段端面接头逐步靠拢中段端面至完全接触后，安装接头螺栓，同时利用风缆使一片拱箱完成合拢。
拱箱合拢后进行松索和中线调整，施工中松索和中线调整同时进行。松索由水平观测资料通知卷扬机进行采用定长松索法进行；中线调整由专人指挥，同时松紧风缆使拱箱段至设计标高。
2〉两片拱横联
当一片和两片拱箱完成合拢，调整，接头处理后，首先将两片拱箱的顶部和底部预埋横向联系件电焊联结，安装侧板螺栓，接头灌注环氧树脂，然后将上接头和下接头及拱座接头混凝土灌满。
6.4.2拱上建筑施工
拱上建筑待主拱圈接头混凝土强度达到70%以后开始浇筑拱上立柱，施工时由拱脚向跨中逐渐施工。
6.4.3缆索吊装方法和要点
缆索吊装施工工序为：在预制场预制拱肋（箱）和拱上结构，将预制拱肋和拱上结构通过平车等运输设备移至缆索吊装位置，将分段预制的拱了吊运至安装位置；利用扣索对分段拱肋进行临时固定，吊装合拢段拱肋，对各段拱肋进行轴线调整，主拱圈合拢，拱上结构安装。
由于拱桥跨径较大，并且每段拱肋较长，重量较大，为使拱肋吊装安全，所以采用正吊、正落位、正扣，因此索塔的宽度应与桥宽相适应。拱肋分段安装时，每段拱肋由扣索临时固定在扣架上，此时每段拱肋必须设置风缆。起重索与扣索承重交接时速度不能太快，每次升降应控制在一定范围内，交接过程中对风缆随时进行调整。本桥采用双基肋合拢松索成拱的方式。即当第一根拱肋合拢并校正拱轴线，锲紧拱肋接头缝后，稍松扣索和起重索，压紧接头缝，但不卸掉扣索，待第二根拱肋合拢，两根拱肋横向联系固定好并拉好风缆后，再同时松卸两根拱肋的扣索和起重索。拱肋合拢后，松索过程中必须注意下列事项：
（1）松索前应校正拱轴线位置及各节头高程，使之符合要求。
（2）每次松索均应采用仪器观测，控制各接头高程，防止拱肋各接头高程发生非对称变形而导致拱肋失稳或开裂。
（3） 松索应按照拱脚段扣索、次段扣索、起重索的先后顺序进行，并
按比例定长、对称、均匀松卸。
（4） 每次松索量宜小，各接头高程变化不宜超过1cm。松索至扣索和起
重索基本不受力时，宜用钢板嵌塞接头缝隙，再将扣索和起重索放松到不受
力，压紧接头缝，拧紧接头螺栓，同时用风缆调整拱肋轴线。调整拱轴线时，除应观测接头高程外，还应兼测拱肋及1/8跨点处高程，使其在允许偏差之内。
（5） 接头处部件电焊后，方可松索成拱。
6.5边跨及其墩台的施工
两边跨引桥均为26米的简支梁，且主梁截面均是由9片T梁组成，拟采用工厂预制拼装成桥。
6.5.1边跨主梁的施工
预制T梁“出坑”以后，用大型平板车运至桥位现场，用架桥机安装就位，浇注桥面系统，完毕。
6.5.2桥墩的施工
1、桥墩模板
用滑动刚模板，又施工单位自行设计模板。模板的设计可参照交通部标准《公路桥涵刚结构及木结构设计规范》的有关规定，模板安装前应对模板的尺寸进行检查，安装要坚实牢固，以免振捣混凝土的时候引起跑模漏浆，安装位置要符合结构设计要求。
2、滑动模板构造
滑动模板系将模板悬挂在工作平台的围圈上，沿着所施工的混凝土构造截面的周界组拼装配，并随混凝土的灌注由千斤顶带动向上滑升。模板的构造 ，由工作平台、外刚模、混凝土平台、工作吊篮和提升设备等组成。
3、滑动模板设计要点
滑动模板整体结构是混凝土成型的装备，也是施工操作的主要场地。必须具有足够的整体刚度、稳定性和合理的安全度。为了保证施工质量和安全，滑动模板的组成部分必须按照强度和刚度要求进行设计与验算，主要有以下几个方面：
（1）荷载取值：作用于滑动模板整个结构上的荷载在静荷载和活荷载。工作平台、刚模板、混凝土平台、工作吊篮、提升装备、液压管线等自重都属于静荷载；操作人员，施工机具、平台上堆放的材料以及半成品等的重力，以及滑升时候混凝土与模板见的摩阻力等属于垂直活荷载；想模板内倾倒混凝土时产生冲击力，新浇混凝土对模板的侧压力，以及风荷载等属于水平活荷载。按有关规范与设计要求取值。
（2）确定支承顶杆、千斤顶 、顶升架和工作平台的布置方案：
A.支承顶杆和千斤顶的布置方案：采用均匀布置方案，千斤顶在布置时，应使各千斤顶承受的荷载大体相同，以利同步提升。当平台上的荷载分布不均时荷载较大的区域和摩阻力较大的区域，千斤顶布置的数量要多一些。
B.顶升架的布置方案：采用均匀布置，间距1.5m。
C.工作平台的布置方案：工作平台的承重结构采用单象布置，承重梁间设置水平支架，两端的承重梁设置垂直支撑。
(3)顶升架和工作平台的设计
顶升架采用双横梁式，为了满足绑扎水平钢筋和预埋件的要求，顶升架的横梁低面与模板顶面间的距离取0.5m，顶升架的立柱按拉弯构件计算，工作平台按常用的结构计算方法验算起强度。
4、模浇筑混凝土施工要点
（1）滑模块装
在墩位上就地进行组装，安装步骤为：
A.在基础顶面打枕木垛，定出桥墩中心线；
B.在枕木垛上安装辐射梁外钢环、立柱枯、顶杆、千斤顶、模版等；
C. 提升整个装置，撤去枕木垛，再将模版落下就位，随后安装余下的设施；吊架待模版滑升至一定高度，以及安装；组装完毕后。必须按设计要求和组装的质量标准进行全面检查，并及时纠正偏差。
（2）灌注混凝土
灌注混凝土时应分层、分段的进行，分层厚度30cm，灌注后混凝土表面距模版上缘的距离要不小于10cm，混凝土入模时，要均匀分布，采用插入式振捣器捣固，振捣的时候应避免触及钢筋以及模版，振动器插入下一层混凝土的深度不得超过5cm ；脱模时混凝土的强度应为0.2-0.5Mpa，以防在其自重压力下变形，为此，可根据气温和水泥标号经试验后加入一定的早强剂，以加速提升；脱模后8小时左右开始养生，用吊在下吊架的环绕墩身的戴小孔的水管来进行，养生水管设在距模版下缘2m处。
（3）提升
整个灌注过程分为初次滑升和最后滑升三个阶段，初灌混凝土高度60cm，在底层混凝土强度达到0.2-0.4MPa即可试升，如果混凝土具有脱模强度，再提升20cm左右。初升后，以全面检查设备，即可进入正常滑升阶段。当混凝土已经灌注需要高度时即进入最后滑升阶段，滑膜提升时应做到垂直、均衡一致，顶架间高差不大于20mm，顶架横梁水平高差不大于5mm，要求三班作业，不得随意停工。
（4）接长杆件、绑扎钢筋
模板每提升至一定的高度后，就需要穿插进行接长顶杆和绑扎钢筋等工作。为不影响提升时间，钢筋接头均应事先准备好，并注意将接头错开，对预埋的接头钢筋，滑模抽离后，要即使清理，使之外露。
（5）混凝土停工后的处理
如果在施工过程中，由于特殊情况使混凝土的灌注工作停止较长时间，即需进行停工处理，每隔半小时左右稍微提升滑模一次，以免粘结；停工时在混凝土表面插入短钢筋等，以加强新老混凝土的粘结；复工时还需要将混凝土表面凿毛，并用水冲走残渣，湿润混凝土表面，然后再灌注原配合比的混凝土，继续滑模施工。
6.5.3桥台施工
1.基础的定位放样
根据桥梁中心线和墩台的纵横轴线，推出基础边线的定位点，将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上，再放线画出基坑的开挖范围。
2.基坑开挖
桥台基础山坡地段，地势陡峭，小心滑坡等的发生。
3基底检验与处理
基坑施工是否符合设计要求，在基础浇筑前应按规定进行检验，检查基底平面位置，尺寸大小，基底标高，基底岩质的均匀性及承载能力等。按《桥涵施工技术规范》规定，检验结果如果不符合设计或规范要求，不得进行基础浇筑，在基础浇筑前对基底进行处理。
4.桥台浇注
由两个主要施工工序组成，一是制作与安装桥台模板；二是混凝土浇注。台身混凝土施工前应将基础顶面冲洗干净，凿除表面浮浆，整修连接钢筋。灌注混凝土时，应经常检查模板、钢筋和预埋件的位置和保护层的尺寸，确保位置正确，不发生变形。混凝土施工中，应切实保证混凝土的配合比、水灰比和坍落度等技术性能指标满足规范要求。台身钢筋的绑扎应和混凝土的灌注配合进行。
6.6施工注意事项
6.6.1合拢施工注意事项
1. 拱圈合拢选择在较低气温下进行，合拢时注意两边拱圈位置的对正，确保合拢段的平稳、和谐。
2.拱圈施工加载时，应注意对称、均衡、分段、分环，以免拱圈产生过大偏载而失稳。
6.6.2施工控制
为提高控制速度和精度，采用计算机程序控制，其步骤为：
（1） 将施工中实际结构状态信息输入计算机程序；
（2） 通过对各种测量信息的综合处理，得到结构的误差；
（3） 对结果进行判断，决定是否采取措施纠正；
通过上述每个节段反复的跟踪控制办法，使结构与预定目标始终控制在很小误差范围内，最后合拢时可达理想目标。
6.6.3施工要求及安全
为使施工达到高度安全，高质量及高精度，要求混凝土强度达到75%时方可进行下一阶段工作，施工中应注意细节，查缺补漏，严格遵守求真务实的原则，施工中一旦发现问题要及时上报，及时解决，避免产生严重的后果。同时坚持以人为本，注重施工人员的生命安全。