主桥主要分项工程施工工艺及控制点主缆架设.docx
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主桥主要分项工程施工工艺及控制点主缆架设
主桥主要分项工程施工工艺及控制点--主缆架设
主桥主要分项工程施工工艺及控制点--主缆架设
第三章、主缆架设
1、主要工程项目的施工方案简述
主要工程项目的施工方案列表
序号
工程项目名称
施工方案简介
1
测量工程
建立施工测量队伍、并建立测量控制网,根据各工序要求进行施测。
2
主索鞍安装
主索鞍吊装前,安装塔顶特制门架起重结构,并将索鞍成品铸件在岸边采用汽车吊机倒运装船送达安装点,利用墩顶特制门架吊装、横移就位安装。
3
散索鞍安装
利用25t汽吊安装就位。
4
猫道架设
利用牵引系统,架设猫道承重索,铺设猫道面网,安装布置展索导向尼龙滚轮。
5
小循环牵引系统安装
一端设置放索场,另一端设置拉索场,采用小循环牵引系统架设主缆。
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6
主缆索股安装
主缆索股采用墩顶门架起吊、横移、通过核对索股塔顶中心基准线标记点对位就位入主鞍鞍槽,并临时固定。
再用牵引设备通过索股散索鞍中心位置入鞍临时固定。
索股锚头采用小牵引设备牵引就位,并安装锚固连接拉杆临时固定。
主缆垂度调整基准索以满足设计要求精度为准,其余索股以基准索为准作相对调整。
7
紧缆施工
利用猫道施工平台,进行紧缆,紧缆工作须分两步进行,即初紧园和正式紧缆。
正式紧缆采用专用紧缆机施工。
8
索夹安装
索夹由跨中及锚梁处向塔顶逐只安装。
索夹先吊至塔顶,然后用牵引系统将吊索运至安装位置安装。
索夹螺栓分三次紧固。
9
吊索安装
卷在卷盘上的吊杆索装在盘架上,然后运至桥位安装位置下面。
从索夹处放下吊绳,将吊杆索往上吊升,直至插入耳板,对准销孔,安装销轴及挡板。
为下一步架梁作好准备。
10
主缆缠丝
采用专用缠丝机施工。
11
涂装防护
按设计和规范要求施工。
2、主索鞍的安装
2.1、主索鞍吊装门架
组成主索鞍的部分零部件自重较大,鞍座总重为27.5t,鞍体吊装最大单件重量达19.3t。
仅凭塔吊无法进行吊装,拟采用在塔柱顶面上的特制门架,并在门架上放置吊梁形成起吊系统,对主索鞍进行吊装,主索鞍吊装如图所示。
2.2、鞍座下底板在灌注塔柱第14#砼应按设计位置精确埋置,并检查下底板位置满足纵横向偏位≤3mm,平面扭角≤0.1%,高程0~+10mm,四角水平度≤2mm技术要求,检查合格后,方可灌注14#塔柱砼,并应保证下底板顶面的整洁。
在鞍体安装前,应将底座的上座板与底座的下座板精确定位后以埋头螺栓固定,并按设计要求放好四氟板,以备鞍座座体安装。
2.2、座体安装
待塔顶临时门架安装就绪和下底板安装好四氟板,且塔柱砼强度达到100%后,通过5t卷扬机提升鞍座,并横移座体精确就位。
并按设计设定的预偏值临时锁定(制动防滑装置)。
2.3、顶推架安装
为控制在钢加劲梁安装过程中主塔可能产生过大的变形(塔身弯矩),主索鞍应向岸侧有一预偏量(设计已给定预偏值为575mm),在塔顶每个鞍座预偏侧均设有顶推装置(顶推架布置如图)。
为控制鞍座向中跨的顶推滑移量,应在鞍座滑移的前方设临时制动装置予以限位。
3、散索鞍的安装
散索鞍的安装工艺基本与主索鞍类同,由于散索鞍位于地面,且现场通行条件较好,散索鞍的吊装可采用25t汽吊,不需在锚碇上设置门架吊装系统。
4、猫道架设施工
4.1、猫道构造及布置
(1)、在猫道工程施工前,东西塔顶的设计中心里程应在夜间气温稳定的条件下测量,以此作为鞍座的安装预偏和以后进行鞍座复位的依据。
猫道面按低于主缆中心1.35m布置,猫道面净宽为2.7m;承重索为6-φ32钢芯钢丝绳,两端头采用承重梨形环和夹头与锚固件连接。
塔顶和锚碇前的调节长度装置为φ32预应力粗钢筋,用以调整猫道承重索线型。
施工过程中,应特别注意预应力筋不要被电焊伤害,并应经常检查。
(2)、猫道面网底层采用φ5mm,50×50mm焊接大孔眼钢丝网;面层为φ1.3mm,13×13mm小孔眼钢丝网,以方木条50×80×950mm,将底层和面层网绑扎固定。
横梁为[10L=2900mm,以U形螺栓固定于承重索上,将钢丝网用10~12#铁丝捆扎在[10上。
猫道扶手索每侧为2-φ15mm钢丝绳,栏杆网为高1.2m的大方眼网。
滑轮支架的布置间距为4米。
横向天桥仅中跨设2道,设4根φ26mm抗风索。
其下端锚固于东、西主塔的下横梁上。
4.2、下锚体系
猫道下锚点采用砼内预埋体系,见图。
4.3、上锚体系
猫道在主塔上的锚固体系采用预埋钢拉板方式锚固,根据猫道线型反算上锚固点的标高位置(见附图)。
由于本桥主塔塔柱横向宽度仅300mm,且鞍座中线偏内侧仅100mm,故6根猫道承重索无法直接与埋于塔柱中的钢拉板相连。
经研究,只得以锚固梁的主式连接。
详见下图所示。
锚碇
2.30
猫道下锚点
4.4、塔顶循环索布置及架设(该循环索用于架设中跨猫道)
在西塔顶布置1台5t慢速卷扬机。
卷扬机配750mφ26互捻钢丝绳作循环索。
E
W
循环索架设与常规导索架设方法一样,采用半空渡江法架设,本桥施工按不设导索考虑,架设流程如图所示。
牵引绳
5t卷扬机
1t卷扬机
4.5、猫道架设
(1)、主跨猫道承重索架设
塔顶循环索在布置调试运转完成后,开始架设猫道承重索。
猫道承重索单根预拉成盘后,绳头处装好承重套环及卡头,通过汽车倒运至码头,吊至铁驳船上,置于放索支架(做四套放索支架)上,通过塔吊将绳头牵引上塔顶,翻过塔顶,绳头通过卡环和绳夹头固定在循环索上,启动卷扬机牵引,每隔20m设一道钢筋挂钩,钢筋挂钩采用Φ14圆钢,到位后,后方打梢,前方拉进调节丝杆端部销轴,后方用10t导链回拉固定。
(2)、边跨承重索架设
架设边跨承重索,绳头处装好承重套环及卡头,直接用塔吊提升装入塔顶调节丝杆端部销轴,通过锚碇处的1t卷扬机引绳直接拉至下锚点附近再利用10t导链回拉固定。
在架设过程中,应进行测量监控,包括线型和主塔位移。
应该强调的时:
在猫道承重索架设过程中,为了保证塔顶水平力的平衡,其上、下游和主、边跨猫道承重索的架设应大体对称进行,而不对称索架设不应超过2根。
猫道承重索架设次序见下图:
架设顺序:
3→E3→W3→10→E10→W10→9→E9→W9→4→E4→W4→5→E5→W5→8→E8→W8→11→E11→W11→2→E2→W2→1→E1→W1→12→E12→W12→6→E6→W6→7→E7→W7
(3)、猫道承重索线型调整
猫道索架设完毕后,需调整其空载线型,调整通过φ32mm螺栓进行,必须时辅以10t导链,回拽调整。
(4)、猫道面网铺设
猫道面网在地面预制成30m一段,卷盘吊至塔顶放索架上(分别放在东西塔的两侧上下游处),将横向天桥与端横梁联为一体,往下溜放,横向天桥设梢绳(以抗风索作梢绳),以策安全。
并注意带上U型栓(松带)。
横向天桥到位后,解开端横梁,固定横向天桥。
边跨猫道面网到位前与中跨架法一样,到位后,通过锚碇处1t卷扬机引绳牵引猫道面网端横梁直至铺满。
紧固横梁处的U型连接螺栓,安装扶手索及栏杆网。
猫道面层完成后安装尼龙滚轮,中心轴距猫道面横梁40cm且与横梁栓连。
另外,在猫道承重索架设前必须安装好主塔两侧操作平台。
(5)、猫道承重索控制
猫道承重索为消除其非弹性变形,工厂必须按要求进行预张拉后并做长度测定和标记。
在架设调整索长时,应提前编制好电算程序现场调控,协调索的伸长量与挠度、温度变化之间的关系,以保证猫道线型与主缆空载线型基本一致。
同一猫道面6根索其相对高差值不得>30mm。
猫道线型安装精度要求:
边跨及中跨垂度值≤±30mm,并反算其长度值予以检核。
(6)、猫道线型测量控制
猫道线型与主缆线型必须保持一致,测量通过几何关系进行。
1)、建立控制点
沿大堤设立两个控制点,精密测量其坐标及高程(XA、YA、ZA),控制点设立应注意A角应不小于45o。
假定待测点理论值为(XO、YO、ZO),如图示,根据(XA、YA)、(XO、YO),计算得水平角∠A=arctg[(XO-XA)/(YO-YA)];OA水平距离:
OA=[(XO-XA)2+(YO-YA)2]1/2;O点至A的高差△hOA=ZO-ZA
E
W
2)、测量实施
置站A和B点(置镜两点的目的是为了校核,提高精度),置镜A点,后视原有控制点,拨水平角,∠A=arctg[(XO-XA)/(YO-YA)],
水平制动,照准待测钢丝绳,读出竖直角β,则OA两点的高差为
ΔhOA=tgβ×[(XO-XA)2+(YO-YA)2]1/2;O点标高为:
HO=HA+IA+△hOA。
其中HA为置镜点高程,IA为仪器高。
Ho与设计标高进行比较并以丝杆调整,直至满足设计要求。
4.6、主缆架设施工
(1)、放、拉索场选定
主缆钢束架设选定江东侧锚碇为放索场,西侧锚碇为拉索场。
两侧场地各布置一台汽车吊作垂直运输。
(2)、主缆架设循环系统
为提高效率、确保工期,主缆拽拉牵引系统采用竖向小循环布置拽拉牵引系统,(即每根主缆设一套独立的拽拉系统)。
东锚上下游各布置一台放索支架,放索盘上配有制动装置。
西锚碇布置供循环牵引拽拉钢束的支架,上下游各布置一台10t慢速卷扬机,将φ28循环牵引绳及主缆钢丝束股均置于尼龙轮上,另布置一根φ26的临时承重绳。
(3)、主缆拽拉架设
(1)、索股的牵引
a、每根主缆设置一根基准索股,其余均为一般索股。
施工过程中,开始时上下游各牵引一根2号一般索股,以检查牵引系统及牵拉过程情况,对在一般索股牵引到位的过程中,若出现钢索索面镀锌层磨损,缠包带断裂、鼓丝以及索股扭转等现象,应及时分析其原因,采取有效措施,以避免上述现象在索股正式牵引过程中再次发生。
b、索股前锚头的引出
首先利用锚后250KN汽吊将成捆的索股解包后安装在放索架上,利用汽车吊拉出索股前锚头,通过专用连接器与在锚面门架上牵引系统拽拉器连接,如图所示。
c、通过循环牵引索携持主缆钢丝束,自东岸放束场出发向另一侧行进。
牵引速度以15m/min左右为宜,牵引最初几根索时,要降低牵引速度,对关键部位进行必要的调整和监视。
在牵引行进过程中,须有三人全程跟踪,特别注意临时承重绳在受力后出现下挠故障。
若出现这种情况,可在猫道面上
放丝架
水平滚筒
引出
索股
放丝架
放丝架
下降
提升
索股卷筒
图:
索股前端锚头引出
每隔70m设置二道过渡门架解决。
钢丝束还应注意防扭转、摩损及钢丝鼓丝等现象出现。
在牵索过程中,利用塔顶门架上的倒链经常性的提升主缆索股以防主缆下层钢丝鼓出。
注意塔顶设置门架使临时承重索高出尼龙轮顶800mm,跟踪人员在这里需辅以2t导链协助携持装置及锚头翻过塔顶。
上下游主缆应对称架设,不平衡架设钢束数不得超过2束。
(4)、临时锚固
主缆钢丝束拉至西锚碇,在两侧锚碇端部处各布置2台5t卷扬机,通过5t卷扬机回拽。
拽拉前应预先装好连接杆,人工将锚头导入连接杆,装好垫圈及六角螺母,出二丝即可备后调整。
(5)、鞍座处的钢丝束整方及横移就位
钢丝束临时锚固后,在塔顶门架上采用2台导链滑车收紧并吊起钢丝束,再横移到鞍座上方,进行整形,详见下图。
鞍座槽路一般设计为矩形,以便于加工制作。
因钢丝束断面为正六角形,故钢丝束在进入鞍座槽路之前必须整方,即变六角形为矩形。
钢丝束的整形作法是:
在鞍座两侧的钢丝束上安装定位六角形夹具,拆除待整形区段的纤维绑扎带,在距六角形夹具1m左右处安装四边形夹头,再用铁片梳丝,木锤整形,整形从一端移向另端,边前移边调动敲打,使钢丝束变成紧密的矩形断面。
已整成矩形断面的钢丝束应以定型带绑扎,使之保持不变,便于钢丝束进入鞍座槽内。
钢丝束放入鞍座槽内后,应将钢丝束上的标记点与鞍座圆弧顶点进行精确对位,并锁定牢靠,防止发生相对滑动。
张紧钢丝束,钢丝束即可从尼龙滚轮上摆动到设计位置。
特别注意的是:
临时锚固后应及时将鼓出的钢丝用木锤敲顺,绝不能将鼓丝留在锚跨内。
(6)、基准束的控制
在猫道架设前,主塔处于自由状态下,需要进行全天候观测,取得温度变化,光照角度与主塔变位资料,尽可能在温度变化不大且无日照的阴天,作竣工测量,精密作出墩中心十字线和鞍座十字线。
基准束安装后,精密测量中跨,边跨的跨距资料,并记录测量时的温度(注意在塔体温度稳定情况下施测)。
根据这些资料计算基准束的空载线型,该项工作应在夜间气温稳定阶段如2:
00~5:
00点钟进行测量调整,锁定。
调整时间选择在温度影响较少的夜间进行.温度稳定条件为长度方向索股温差小于2℃,横向索股温差小于1℃。
跟踪测量跨距,气温变化,束温变化,挠度变化关系,分析判定基准束的线型与设计线型是否一致,若有出入,应于下一工作夜间继续观测调整。
调整顺序为:
先调整中跨,后调整边跨;基准束垂度误差规范要求控制在±20mm,边跨跨中垂度误差:
±25mm;上下游基准束跨中相对高差为10mm。
在整个主缆架设过程中,对基准束要进行监控观测,在主缆架至1/3、1/2、2/3及全部完成时,都要进行严密观测。
(7)、一般束架设调整
一般束的线型是以基准束为依据,调整的方法同基准束,按顺序安装调整好,整体观察,束与束间应保持若即若离的状态。
每天,在架设过程中,必须保证上层束不压住已架好的下层束上,以避免调束时相互影响。
(8)、主缆线形测量与控制
1)、测点的布设
为了测量工作的方便及考虑主缆线形要求,主缆测点采用3个:
即主跨跨中及东西边跨跨中处,为了保证主缆测点的精度,主或边跨跨中测点采用全站仪进行三角高程测量。
在猫道架设前,首先使用NA2水平仪进行精密水平联测,把水准点引至测站点位,使用全站仪对主桥各跨进行精密里程及方向测量,并在东、西主塔塔顶放出墩中心十字线,以控制鞍座安装。
2)、标准索的测量
为了尽量减少施测过程中索的温差,测量时间均在夜间零点过后进行。
以测量主跨中点及边跨中点的垂度。
标准索须3天连续调整复测,结果稳定,与设计值相差±5mm即可。
3)、一般索的测量
测量时间与标准索相同,只是主跨中点及边跨中点的垂度测量不再使用测量仪器观测,而是使用大型卡尺来测定标准索与一般索之高差,并以此值进行调整。
在一般索的架设期间,应定期复测标准索的垂度。
4.7、主缆挤紧施工
主缆索股架设完毕,在相应部位检查各索股是否排列顺当,复测基准索股垂度,并全面复测锚跨索力,如索力均匀必差应适当进行调整。
(1)、初紧缆
1)、预紧缆顺序
为了使主缆索股沿全桥分布均匀、钢丝的松弛不集中在一个地方,预紧缆时可把全长每隔40~50m划为一个区间,预紧缆按图示顺序方向进行。
猫道
2)、施工方法
a、将预紧点6~7m范围内的主缆外层索股绑扎带解除,索股绑扎带要边预紧边拆除的办法,不要一次性拆光,并在主缆的外层包一层起保护作用的软质物品。
b、用千斤索配合手动葫芦捆扎主缆,人工收紧主缆,用大木锤沿主缆四周敲打,初步挤成圆形用钢带绑扎,在挤圆时应尽量减少表层索股钢丝的移动量。
c、预紧缆的间距按80m、40m、20M、lOm、5m等先疏后密的原则进行,最后以间隔5m用钢带绑扎一道,直至主缆表面基本平顺圆滑。
(2)、正式紧缆
1)、每根缆由两台紧缆机进行紧缆施工,正式紧缆顺序是先中跨,后边跨;即4台挤紧机安装于跨跨中,然后往塔机方向移动、挤紧。
每隔1m紧缆1次,注意离主索鞍设计终结位置。
中跨主缆挤紧后,将挤紧机吊至边跨,移到锚碇附近,在设计初始位置开始挤紧,至主索鞍设计终结位置挤紧结束。
2)、紧缆时,首先启动紧缆机下方左右两台千斤顶,调整紧缆机轴线与主缆中心重合。
3)、再启动挤紧机上方1台千斤顶,协调好3台千斤顶的顶进速度,当3台千斤顶达到一样的行程后,一起施压。
注意保持接近相同的压力同时挤压主缆。
4)、在紧缆时,注意保持主缆钢丝的平行,不能有交叉及里外窜动现象,否则要及时处理。
5)、用钢卷尺在紧缆机压块15—20cm的地方测量主缆周长,主缆空隙率为20%,主缆直径:
缆直径为d337mm,周长为1058mm。
6)、控制主缆横径和竖径差值在10%以内。
7)、达到标准后,在靠近紧缆机压块的地方用钢带捆扎一道。
8)、紧缆点问距为lm,带扣布置在主缆的侧下方,每紧一次扎两道钢带,钢带间距O.5m。
9)、松开紧缆机的油压,移位至下一个紧缆点,这时再次测量上一个紧缆点的主缆周长,把周长和所在的紧缆位置作记录。
10)、在紧缆过程中应避免千斤顶油污污染主缆而影响主缆索夹的抗滑力。
11)、为争取工期,中跨紧缆完毕后,即可进行主缆线形的测定,确定中跨索夹安装位置后再将紧缆机吊移到安装索夹的位置对主缆进行再次紧团,直径由原来的d337mm变为d333mm,使其空隙率达到设计要求。
4.8、索夹、吊索安装
(1)、索夹安装
当紧缆成型后,在气温稳定的夜间,测定主缆线形,根据实测线形,按照每个索夹至主塔中心的设计距离,计算索夹位置,用全站仪在主缆的相应位置上放出天顶线及索夹位置线,测量时应注意修正温差的影响,以利于白天安装时精确定位。
(1)、索夹安装测量放样
采用红外线测距法测量。
当主缆线形定型后,白天沿主缆的曲线把索夹的粗略位置在主缆上作临时标记。
夜间,在空缆状态下把临时标记作为参考进行索夹正确位置的放样。
由于高空作业,工作场面狭小,拟采用全站仪的红外线测距法。
(2)、索夹中心点位置计算方法,如下图所示
(3)、索夹上架
索夹的吊运及安装,系利用塔吊将索夹吊至塔顶,再由塔顶利用承重索和拽拉索拖拉到位,再利用20KN导链滑车安装。
索夹安装示意见下图:
承重索
(4)、索夹安装
安装及张拉索夹,索夹安装顺序由跨中及锚碇处向塔顶逐个安装。
利用自行设计的工装夹具适当改变主缆的横、竖径,先安装索夹上半索夹。
对好天顶线与位置线,再将放在猫道上的下半索夹,从螺栓孔位同步吊起,与上半索夹合拢。
穿入螺栓后先用手工适当初紧,索夹安装就位的,采用千斤顶将索夹上的M36高强度螺栓拉紧,达到控制力后,即拧紧螺母.高强螺栓的拉紧力除按照设计预紧拉力控制外,在过程中同时应控制索夹两侧缝隙宽度。
(5)、索夹紧固
索夹螺栓的紧固分三个阶段:
索夹安装时;全部梁段架完后;二期恒载铺装之后。
要特别注意在架梁过程中对螺栓拉力的检查,以防索夹发生滑动。
采用“先缠丝后铺装;施工新技术后,对索夹螺栓紧固力损失情况及补偿问题,待正式施工图下达编制实施性施工方案时再作计算确定。
7.2、吊索安装
(1)、当索夹安装完毕,开始进行吊索安装,施工中将吊索利用塔吊吊至塔顶,将其挂于承重索上,利用牵引索拽拉至吊索安装部位,再利用导链葫芦辅助上提到位,对准销孔后,安装销轴及挡板。
吊索安装时,应注意编号正确,同时注意对PE防护套的保护,并在钢箱梁吊装前核查,以确保吊索安装准确无误。
(2)、安装前应对工厂预制的每根吊索长度,使其在一定的张力作用下,进行核对和复测,以便根据其与设计长度的误差来调整吊索下端叉形耳板锚头的连接丝扣。
(3)、每个编号的索夹吊索长度不同,必须用导链滑车对号入座安装。
8、主缆涂装保护及缠丝
8.1、主缆涂装防护
(1)、表面清洁处理
用热水清洗机对主缆表面的灰尘、油污等污染物进行清洗。
首先用2%浓度的清洁剂热水(水温控制在80℃-90℃,并采用高效清洁剂)进行清洗,待表层油污、砂尘等基本冲完后再用硬质尼龙刷用手工刷洗表面的少量氧化锌层,最后用不含清洁剂的高温高压清水再将主缆冲洗干净。
约表面水分基本蒸发后,再用干布擦干。
经过检查验收后用尼龙布包裹,以防雨水、灰尘、油污再度污染。
(2)、涂刷有机富锌漆
若主缆表面锌层局部损坏或出现返锈现象,可涂抹有机富锌漆进行处理。
其干膜厚度75μm。
湿膜干燥后,用刷子对小孔和裸露部分进行修补。
涂抹时的环境条件要求:
相对湿度≤90%,空气温度15℃-35℃;表面温度比露点高3℃以上。
(3)、磷化底漆
采用手工涂刷XF06-2磷化底漆一道,与上道工序间隔时间为8h。
(4)、再涂9501B密封膏腻子
首先将密封膏原材料搅拌直至浓度均匀(加催化剂),然后用小泥铲将腻子均匀地涂抹在主缆上,嵌填漫盈,与上道工序间隔时间为8h,即可开始缠丝作业。
(5)、环氧云铁底漆
缠丝后,涂刷881-D02环氧云铁底漆2道,干膜厚度80μm,与上道工序间隔1-2天,每道间隔8-24h。
(6)、按设计要求,应涂刷HM106密封剂3道。
(7)、环氧聚氨脂面漆
按要求,应涂刷881-Y01环氧聚氨脂面漆3道。
干膜厚度120μm,与上道工序间隔1-10天,每道间隔8-24h。
庆丰桥因地处沿海,主缆防腐究竟采用何种防护方式,还有待中标后会同业主、设计与专业防腐单位研究确定。
(8)、聚氨脂防滑漆
上层面漆完成后,在主缆顶面(宽度大于30cm)进行防滑层施工。
首先将砂粒均匀地撒于面漆层表面,并使砂粒完全附着为止,然后再涂聚氨脂面漆一层,干膜厚30μm。
8.2、缠丝工艺
主缆缠丝是主缆施工中最后一道重要工序,缠丝施工与涂装施工交叉配合进行,以实现对主缆的防护。
(1)、缠丝工艺设备的准备
对已备的缠丝机进行辅助件加工及安装,并在主缆适当的位置上实地操作,掌握操作特性,缠丝拉力导入值,待正式施工图下达编制实施