悬索桥施工方案.docx

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悬索桥施工方案

悬索桥施工方案..

地锚式钢结构悬索桥施工技术总结

1.工程概况

悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。

悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。

由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，根据神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文件平面图等相关资料，两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。

跨度范围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，本工程的悬索桥主要用于管道的敷设，对于桥面的路面要求不高，但是对钢性有一定要求。

地锚式钢结构悬索桥的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，其施工重点在于钢结构梁的曲线挠度控制，及各种预埋件、构件的精度控制，难点是悬索桥张拉过程中的索力调整及主缆、索鞍的防腐处理，地锚式钢结构悬索桥具有造价高，跨度小，但外型曲线优美结构线条透明，适用景观工程等特点，本方案为地锚式钢结构悬索桥安装。

图1结构示意图

2．编制依据

1.《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001，

2.《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004，

3.《公路桥涵施工技术规范》JTT041-2000

4.《简易架空缆索吊》北京

3施工要点：

悬索桥的主梁由吊杆支撑，主梁弯矩与跨度关系不大。

钢梁组成平面梁格和后期铺

a吊装过程要求:

吊装过程必须严格遵守高空作业的安全规定；吊装过程观察索塔变化情况,根据设计要求和实测塔顶位移量分阶段调整索鞍偏移量,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,并随时拧紧定位临时螺栓.

b工地焊接

工地焊接做工艺评定,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的影响安装时有足够数量的固定点并保证足够的强度；当工地焊缝形成并具有足够的刚度和强度时,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钢桁加劲梁运输

钢桁加劲梁采用专用运梁车运送至现场，存放于桥头专用场地。

3.5扒杆索道安装

3.5.1扒杆索道安装方案

a.扒杆基础采用素砼结构，共两块，浇好整平后，待强度达到混凝土标准时即可安装扒杆。

b.索道布置，中间主缆道采用两根φ45mm钢缆，两只30吨滑车，行走牵引钢缆采用φ17.5mm钢丝绳。

c.两端扒杆地锚各为6个，主地锚各两个，各采用φ50×200cm木质圆木棒两根，侧向缆风地锚各4个，各采用φ30×200cm圆木棒埋入土中，深度180cm，主缆风钢缆采用φ45mm，侧缆风采用φ32mm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

根据跨度尽量减少排架的支设，以满足以承担该部位钢梁荷载为准。

设置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，使之符合设计要求。

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处理。

3.6.1索鞍吊装

索鞍由底座、索座、索盖三部分组成。

索鞍安装时根据设计提供的预偏量就位，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

在钢结构吊装及吊索张拉过程中，由于钢梁安装先后次序不同及对主塔底部产生弯矩不等，因此产生索塔底部实际承受能力超过其允许应力的情况，为消减上述影响，钢梁安装时及吊索张拉时必须对索鞍施加外力，抵消索塔底部承受的部分弯矩，保证索鞍施工安全。

施加外力方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的摩擦系数，严格掌握顶推量。

3.7缆索施工

缆索施工主要分主缆部分、吊杆部分、防腐部分、施工过程控制部分。

主缆部分的施工包括：

主缆架设、主缆线型调整。

吊索部分的施工包括：

索夹安装、吊杆安装即吊杆张拉（索力调整），螺栓多次拧紧（分初拧、复拧、终拧）。

防腐部分的施工包括：

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的支架上，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米设置索托辊（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.利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.在两座塔的两侧分别安装安置2台25t汽车吊，将主缆一次性吊到塔顶索鞍就位，同时用空中索道做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的索夹保护。

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主缆线型调整

主缆采取一次性吊装就位的工艺。

为保证安装精度，首先保证主塔锚碇的施工质量。

其次，主缆在工厂制作过程中要在缆上进行准确的标记。

标记点包括索夹、索鞍、跨中位置，锚固点的中心点。

安装前按照设计图纸的要求准确核对各项控制值的误差。

首先是测定主跨长，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的标高。

主缆调整时最重要的一项是检查主索上对应的索夹位置的标记是否与钢梁上的预留孔能否对应，为有较大偏差应重新架设索夹间主缆长度，准确标记索夹位置，然后经设计单位和监控单位同意后进行调整。

最后按照调整后的控制值进行安装调整（一般在气温比较稳定的时间进行）。

主缆调整用100t千斤顶在锚固端单端张拉。

调整时应参照主缆上的索夹吊杆允许位置进行调整。

首先调整主跨跨中主缆在自重状态下的垂直标高误差在3cm以内，完成索鞍处固定，然后固定锚固端。

3.7.3索夹安装

为避免索夹的扭转，索夹在主缆安装完成后进行安装。

3.7.3.1索夹位置确定

由设计院和监控单位确定，在工厂加工时标记在中心位置，在现场核对无误后将该处的双层彩色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成，将滑车安装在空中索道上，安装人员在其上面操作。

安装索夹的顺序从跨中向塔顶进行。

3.7.3.3索夹的紧固

索夹安装的关键是螺栓的紧固，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个螺丝的紧固力。

索夹的扭紧力需要进行滑移试验来确定。

最后是桥面木板及栏杆预压之后，桥面标高调节后，钢梁全部焊接完毕后，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，下端伸入钢梁的预留孔内，穿入连接销便完成。

3.7.5吊杆张拉

（1）吊索张拉前应确定张拉施工方案，明确张拉的顺序、步骤和方法；制定鞍座顶推步骤，确定分次顶推的时机和顶推量；同时应配备接长杆、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成后立即安装。

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2~3次进行张拉，逐步到位。

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的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。

因主缆的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于主梁梁体之内，因此部分吊杆在张拉过程中必须配备临时工作支架和连接杆。

吊杆上端与索夹结构配套，下端除结构必须满足便于安装、张拉、养护维修和便于更换等要求外，其工作螺母的调整范围要大到能满足主梁设计线形调整工艺的要求。

（4）吊杆的张拉及加载必须根据主梁和主缆的刚度、自重通过计算机模拟计算的方法得出最佳加载程序。

第一次张拉施加1/4的设计力将每一根吊杆临时锁定；第二次顺序与第一次相同，按设计力张拉完，然后检测每一根吊杆的实际荷载，最后根据设计力具体对每一根吊杆进行微调。

在吊索的张拉过程中，塔顶与鞍座一起发生位移，张拉一定程度后，根据实际观测及计算分析进行索鞍顶推，使塔顶回位；如此反复后，将每根吊索的张拉力调整至设计值。

（5）施工过程的每一道工序的施工均非常重要，每一根吊索的索力都要及时准确测量。

吊索张拉时千斤顶的油表读数和智能信号采集处理分析仪通过振动测出吊索的拉力，两种方法互相检验，确保张拉时每一根吊索的索力与设计相吻合。

（6）吊杆张拉期间，塔顶鞍座应进行临时限位。

若图纸没有考虑限位的，应在施工中采取可靠措施确保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关键部位应力测量。

3.7.6防腐施工

a.地锚式钢结构悬索桥的使用寿命关键在于缆索及钢梁的防腐上，主缆的防腐使用一些新材料、新工艺对其关键部位进行处理。

防腐工作主要包括索鞍、索夹、吊索、钢梁几个部位。

b.主缆安装时在索鞍及索夹的位置将外裹双层彩色PE剥开，露出裸缆，因此在剥开主缆PE的表面涂一层9501B不干性阻蚀型密封膏，待索夹及索鞍调整后使用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的整个过程，待吊索张拉后亦施工完成。

d.钢桁加劲梁防腐施工

角钢进厂先除锈，后喷20μm醇溶性无机富锌底漆；角钢外表面达到Sa2,5级后涂无机富锌底漆80μm,环氧磷脂锌封闭底漆30μm,环氧云铁中间漆100μm,脂肪属聚氨脂面漆两道各40μm.

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20μm和60μm,无机富铝漆20μm.

f.索夹、上下联结板及支座的表面处理及涂装

g.各外露不加工表面须经喷砂处理,达到Sa2.5级后涂无机富锌底漆两道,厚度分别为20μm和75μm,环氧云铁中间漆两道,总厚度80μm,聚氨脂面漆两道各40μm.合计干膜厚度255μm.

h.内加工面须按《热喷涂锌、锌合金涂层及其检验方法》（GB9793-9794-88）进行喷锌处理,锌层厚度不小于.0.2mm.

4管道的吊装施工

管道的敷设以悬索桥为主要载体，所以悬索桥的安装工期决定了管道施工的时间节点的控制。

所以在悬索桥架设调试完成中交后，再进行管道的敷设。

主要施工要点内容为：

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：

管道主要架设于悬索桥的上方或下方，介于横跨火车道。

火车的通过区域不易吊装机械的站位，增加了管道吊装定位的难度。

故采用分段吊装，无法吊装区管道可由吊装区的管道位移的方法进行安装。

4.3施工技术要求及注意事项

4.3.1吊车的选择

汽车吊理论吨位乘以3，再除以要吊的重量能得出距离