02大跨度斜拉桥施工技术一.docx

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02大跨度斜拉桥施工技术一

大跨度斜拉桥施工技术

第一工程有限公司李文良高伟

内容提要：

通过在建的浙江金华江大桥介绍并总结大跨度斜拉桥主梁、主塔、索部施工技术。

关键词：

大跨度斜拉桥主梁主塔斜拉索

1.工程概况

1.1工程地点

金华市作为浙江中西部交通枢纽，位于浙江中部，金衢盆地东段，为省辖地级市。

本工程为金华市西二环跨金华江的大桥，位于金华市婺城区乾西乡西二环路里程1+998.401～2+711.401m处。

1.2工程投资

施工合同暂定工程建设投资人民币10963.99万元。

1.3主桥结构设计

1.3.1上部结构

主桥上部结构采用95.5m+222m+95.5m三跨双塔斜拉桥，桥宽45.0m，主桥总长413m。

主梁采用预应力混凝土边双实心主梁断面，主塔从双边主梁间穿过，主梁在每个拉索锚固点间均设置一横梁，拉索锚固点间距为27m，桥面总宽度为45.0m。

横梁采用预应力结构，整个桥面系为纵横梁组成的梁格体系。

边跨由于压重及减小剪力的要求在端部采用箱形截面，箱体内采用钢砂配重。

主塔采用钢筋混凝土结构，桥面以上塔高约67m，横桥向尺寸为3.0m，纵桥向尺寸为6.0m，采用箱形截面，斜拉索均锚固于塔内。

主塔设钢骨架，用于增加主塔刚度及固定斜拉索钢锚管。

为了增加主塔稳定性及抗风性能，二主塔间在桥面以上约2/3的位置及主梁底各设一道横梁。

斜拉索主梁下标准间距为6m，边跨梁端为3m，在桥塔上拉索交点间距为2m。

采用高强平行钢丝成品索施工方法。

本桥采用塔柱固结，主梁半漂浮体系。

1.3.2下部结构

主塔基础采用扩大基础，持力层为微风化粉砂岩，基础顺桥向尺寸为16m，横桥向尺寸为12m，基础厚度为5m。

主桥边墩采用独柱独墩的结构型，柱与桩之间采用承台相连。

桩基采用挖孔桩基础，直径为2m。

边墩断面为2×1.5m的混凝土立柱。

1.3.3引桥结构设计

两岸引桥均采用5×30m预应力钢筋混凝土连续箱梁，东西两岸各一联。

2.主塔施工技术

2.1主塔基础施工

2.1.1测量放线

复核图纸中主塔基础中心坐标利用全站仪放样出主塔中心，并测量其相对尺寸进行校核。

根据地面实测标高计算出基础的放样尺寸。

2.1.2开挖

根据设计图纸要求，基础顶面以上采用大放坡1：

1开挖，基础部位按照规范要求分台放坡，基础顶面以下按1：

0.25放坡，四壁喷射15cm厚c25混凝土支护，以保证施工安全。

采用现代220-5型凿岩机开挖，为防止基坑开挖时扰动基底，开挖至基底20cm处停止开挖，采用人工配合风镐进行局部的找平和休整，使开挖尺寸满足设计要求。

基底开挖标高根据涌水量的大小，控制封底混凝土的厚度，一次开挖到位。

开挖完成后立即进行混凝土的封底工作。

由于开挖部分较深，须在基坑一侧开挖一道坡道，宽度6m，坡度12%，利于凿岩机退出基坑。

详见图1。

图1主塔基础开挖施工断面图

2.1.3降水措施

降水在基坑四周挖排水沟，根据水量的大小利用4寸或者6寸水泵直接降水。

2.1.4钢筋绑扎

基坑开挖挖至设计标高经现场监理对开挖尺寸检验以后，立即进行基础钢筋的绑扎。

基础钢筋在钢筋场地加工下料以后，分别编号放置；在基础开挖完成以后，运至施工现场，严格按照施工图纸以及施工规范的要求进行绑扎。

2.1.5混凝土浇筑

基础混凝土采用大体积混凝土的施工方法进行施工，施工中采取措施进行混凝土温度的控制。

首先在混凝土出厂以及原材料上严格控制混凝土质量，选择配比时采用低水化热的矿渣水泥，在混凝土中掺入适量粉煤灰，降低混凝土的入仓温度，对砂石料加遮盖，防止日照，采用冷却水作为混凝土的拌合水等，严格控制混凝土的出仓温度。

其次，在混凝土结构中布置冷却管，在混凝土浇筑同时开始通水冷却降温；冷却管接头使用丝扣连接，施工时设专人检查，并在混凝土浇筑以前进行通水试验，保证畅通并且不漏水，砼开始浇筑时即进行通水冷却。

保证在混凝土养护前7d不间断供水，冷却水抽取江中底层水，冷却水流量根据砼配合比产生的水化热量计算确定。

在施工中采用分层浇筑，本工程混凝土厚度为5m，分两层进行浇筑，第一次浇筑3m，第二次浇筑2m，混凝土接茬的水平施工缝在第一次混凝土凝固以后凿毛，并在连接处增加接茬锚固钢筋。

两次混凝土浇筑时间间隔7d。

混凝土浇筑完成后，按照规定覆盖并洒水进行养护。

在养护过程中及时在测温孔中测量混凝土的内部温度和混凝土表面温度，避免因混凝土内外温差过大而产生裂缝，如果温差过大，加强冷却管内的水流速度以及在混凝土表面进行覆盖保温。

基础混凝土施工时，注意墩身钢筋的预埋工作。

2.2主塔桥墩施工

2.2.1测量定位

用全站仪准确测定墩身中心线及外包线的尺寸，为下步支模做好准备。

2.2.2模板及支撑

内、外模板采用竹胶板，纵横向均布置10×10cm木方，以Φ20mm圆钢作拉杆，间距60×60cm。

2.2.3钢筋绑扎及吊装

钢筋骨架现场绑扎成型，竖向主筋采用滚压直螺纹套筒连接。

2.2.4混凝土施工

砼采用运输车送料至工地，混凝土泵车送料入模。

砼分层振捣，振点采用梅花形布置，间距为30cm，砼浇筑完后一段时间，进行洒水养护，强度达要求后拆模，拆模时注意防止模板碰损墩身砼。

拆模后罩塑料薄膜养护。

拆下的模板运至指定场地，将模板上的砼残渣清除干净，人工用砂纸和磨光机把板面的砂浆和脱模剂打磨干净，校正备用。

2.3横梁现浇施工

2.3.1支架

采用钢管立柱、军用梁做排架支承，下横梁立柱基础采用混凝土底座，上横梁基础直接立于主梁0#段上，使立杆承重后均匀受力并有效地将荷载传递给基础。

支架安装施工注意事项：

下横梁安装支架前，先对支架地基进行压实处理，减少地表的沉陷，对软弱地基必须清除，换填砂砾，或根据现场实际情况采取特殊措施处理。

上横梁支架安装在0#段预埋钢板上，要求连续施焊。

钢管立杆位置确保正确，并与地面垂直，相邻立杆接头避免在同一高程内。

2.3.2模板

箱梁模板由底模、外侧模、内模组成。

底模板：

使用竹胶板作为现浇梁的底模。

通过调整木排架的标高，竹胶板直接铺设在木排架上。

外侧模：

使用竹胶板楔块支垫，水平双侧支撑调节定位。

内模板：

使用3cm木板制作，内模外层包裹厚塑料布以防漏浆。

为了避免浇筑混凝土时内模上浮，内模底面以钢支腿支承，顶面以压杠压牢

2.3.3钢筋绑扎及波纹管道安装、钢绞线穿束

骨架分片加工，其分片位置在横梁1/4～1/3Ｌ处。

施工中，先放骨架大样，按照骨架大样进行骨架加工，加工完成后编号堆放，加工中严格按照设计所给尺寸按图施工，焊接符合施工要求。

骨架的装配采用吊车配合人力按照编号装配。

张拉孔道采用预埋钢波纹管，以50cm长为一段面，精确计算波纹管的空间位置，据此加工波纹管定位网。

定位网与钢筋焊接固定，在定位网的定位孔内。

穿入波纹管，波纹管接头采用60cm长接头管，（比波纹管管径大4mm）连接前用胶带密封以防止漏浆。

波纹管穿入后还需仔细检查其位置以确保准确。

2.3.4浇筑下横梁砼

横梁砼分两次浇筑，每次浇筑厚度为2m。

使用商品混凝土泵送入模。

插入式振捣棒捣固混凝土。

浇筑底板、腹板混凝土。

按施工需要在1/4跨处预留100×75cm进人口。

浇筑顶板砼。

顶板浇筑完成后，及时整平，抹面收浆。

混凝土的浇筑分层下料、振捣，每层厚度不超过30cm，上下层浇筑时间相隔不超过1h。

上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后方能浇筑，以保证混凝土有良好的密实度。

分段浇筑长度取4m～6m，分段浇筑时必须在前一段混凝土初凝前开始下段混凝土，以保证浇筑连续性。

2.3.5养生

梁体草帘覆盖保温，自然洒水养生，每小时一次养护7d。

2.3.6拆模

梁体浇注后3d可以拆内模，内模的拆除采用在横梁顶板1/2处留一入人孔，人工拆除，拆除后再将入人孔补浇砼。

侧模、底模、支架的拆除要等梁体张拉压浆完成后拆除。

2.3.7张拉、锚固

2.3.7.1准备工作

梁体砼达设计强度的85%以后，开始张拉。

锚具均要进行硬度试验，检验不合格不得使用。

张拉千斤顶采用YCW400型千斤顶，选用高精度油表。

油表及千斤顶在张拉前标定，同时按规范要求进行标定，以随时检查张力损失情况，并对油表压力做出调整。

油泵采用ZB4-500型电动高压油泵，额定油压50MPa，最大流量2×2L/min。

2.3.7.2张拉程序

钢束张拉分初张拉和正式张拉二步。

初张拉：

为了使钢束均匀受力，正式张拉前将千斤顶加载到10%的控制张拉力。

正式张拉：

对千斤顶主缸进油，使油表读数稳定在初压力值，此时在钢束上做一记号，然后进行张拉，其步骤为0→初应力→σk（持荷5min）→测量伸长量→油缸油压回零（锁定）→退工具锚和千斤顶。

2.3.7.3张拉控制

张拉采用双控，即以油表压力读数为主，以伸长量为辅的办法，若计算伸长量与实测值出入较大，要及时查找原因，问题解决后方可继续张拉。

2.3.7.4注意事项

张拉操作要认真做到三对中，即孔道、锚具、千斤顶对中；一慢二快，即大缸进油慢，对中找平动作快。

张拉分级逐步加载，每拉一级要观察有无滑移、断丝现象，出现异常立即查找原因，问题解决后方可继续张拉。

2.3.8注浆

注浆所用的主要机具有：

吸浆泵、压力表、灰浆搅拌机、储浆桶、过滤筛、注浆管、灰浆嘴等。

首先切除钢绞线并用高压水冲洗孔道——用压缩空气吹出积水——由下往上顺序注浆——吸浆压力至0.8MPa（另一端流出浓浆）——关闭注浆嘴——稳压2min——关闭注浆阀。

水泥浆采用42.5号水泥配制，水灰比0.4～0.45，3h后最大泌水率不超过2%，在稠度仪上测定水泥砂浆自仪器筒内流出的时间不得超过16秒，水泥浆自调制后至压入孔道内的间隔时间不得大于40min。

吸浆泵的最高输浆压力以保证吸入管道的水泥浆饱满密实为准，一般为500～700kPa，并有适当保压时间。

2.4主塔塔身施工

主塔塔身采用爬模法施工，每节段施工约4.2m，爬架高度为14.918m.

2.4.1起重设备的选用与安装

为配合塔柱混凝土及斜拉索的施工，结合工地实际情况，特选用ZJ5510型自升式塔吊，塔吊安装在塔墩横向中心线上，其基座中心距上游塔柱外表面5m；塔吊额定起重力矩63t.m，最大起重力矩75.72t.m，最大工作幅度为55m，附着后最大起升高度121.5m，塔吊布置见图2。

另外，为了减小塔吊的自由高度，应在已浇筑好的下横梁中部设置第一道塔吊锚固装置后（在下横梁混凝土浇筑时注意预埋锚固装置），塔吊每增高15m加设一道锚固装置。

图2塔吊布置示意图

塔吊操作要求：

a.相垂直的侧立面的垂直度误差均不得大于4‰；

b.各焊接构件无永久变形及扭曲现象，焊缝及母材无开裂现象；

c.各构件之间联结牢固、可靠，所采用的联结件的材质、规格及放松设置应符合说明书原设计要求；

d.压重块固定牢靠，分布均匀，其重量与塔高相匹配；

e.接地电阻不得大于4Ω；

f.吊钩应固定牢固，转动灵活，无裂纹、变形及补焊现象，并设置防脱绳棘爪；

g.钢丝绳在卷筒上固定牢固，排列整齐，最外层钢丝绳低于端部凸缘，其高差不小于钢丝绳直径的2.5倍，并设有钢丝绳防跳槽装置；

m.钢丝绳应符合技术要求，并在放出最大工作长度后保持在卷筒上的不少于三圈；

2.4.2主塔塔柱施工流程控制

主塔塔柱各节段施工工艺主要流程如下：

施工凿毛、清洗→用倒链拉紧爬架与模板上的吊环→拆除爬架固定螺栓→推进伸缩脚轮，使架体离开索塔表面→拉动葫芦，提升爬架→到位后，退回脚轮，使下部架体紧帖塔表面→调整爬架位置→安装固定螺栓→索塔劲性骨架安装→绑扎钢筋→安装内模板→松开外模板并用倒链一端固定在接长架上，另一端固定在模板上→拉紧倒链、分块提升外模板→初步定位，打保险绳→所有外模板均提升到位→连接块间螺栓→测量、调整外模板位置符合要求后固定→浇筑混凝土→混凝土养生→进入下一节施工。

主塔塔柱锚固区节段施工工艺主