主桥吊杆安装张拉工艺设计控制内训材料.docx
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主桥吊杆安装张拉工艺设计控制内训材料
吊杆安装及张拉施工工艺控制
新建太和颍河三桥桥梁全长576.531m，主桥、南引桥均处于直线段内，主桥位于R=6000m竖曲线范围内，主桥跨中为最高点，两侧各按1.69%、1.70%的纵坡与两侧引桥连接，主桥采用单跨下承式钢管砼系杆拱结构，基本呈南北向一跨152米跨越沙颍河；主桥跨径152米，桥面布置为：
2.5m（人行道）+2.1m（拱区）+15.5m（车行道）+2.1m（拱区）+1.0m（附属装饰带），全宽23.2m。
主桥结构体系：
主桥采用单跨下承式钢管砼系杆拱结构;桥面结构采用自重较轻的钢-混凝土结合结构；系梁、钢管拱与端横梁固结，外部设置4个球钢支座，形成外部静定结构；系梁平衡主跨水平推力。
全桥共设40根吊杆，左右侧各20根，吊杆间距为7m，最外侧吊杆距离支座中心线距离为9m，；吊杆均采用规格为PES7.0-73高强低松弛镀锌平行钢丝双护层拉索，吊杆及锚具应符合GB/T18365-2001《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》的要求，钢丝抗拉强度≧1670MPa，弹性模量≧1.9×105MPa，吊杆上锚头应涂建筑油脂防腐，套管口采用橡胶密封圈，吊杆下端PE设置φ100不锈钢管防护，长2.5m，厚3mm。
吊杆张拉端设置于拱肋端，其下部采用吊耳锚固在主纵梁上，销轴式。
全桥吊杆参数表
吊杆编号
吊杆理论长度m
第一次吊杆力KN
成桥吊杆力KN
成桥吊杆弹性伸长量m
全桥数量（套）
Φ7高强钢丝重量KG
右侧
M1（M20）
9.590
822
1170
0.019
2
446.0
M2（M19）
15.418
706
1170
0.031
2
703.6
M3（M18）
20.486
658
1170
0.042
2
927.6
M4（M17）
24.834
621
1150
0.050
2
1119.8
M5（M16）
28.499
589
1120
0.055
2
1281.8
M6（M15）
31.509
582
1110
0.061
2
1414.8
M7（M14）
33.889
586
1110
0.065
2
1520.0
M8（M13）
35.657
580
1100
0.068
2
1598.1
M9（M12）
36.828
564
1080
0.069
2
1649.9
M10（M11）
37.412
555
1070
0.070
2
1675.7
左侧
M1（M20）
9.590
889
1270
0.021
2
446.0
M2（M19）
15.418
758
1270
0.034
2
703.6
M3（M18）
20.486
704
1270
0.045
2
927.6
M4（M17）
24.834
666
1250
0.054
2
1119.8
M5（M16）
28.499
633
1220
0.060
2
1281.8
M6（M15）
31.509
627
1210
0.066
2
1414.8
M7（M14）
33.889
632
1210
0.071
2
1520.0
M8（M13）
35.657
627
1200
0.074
2
1598.1
M9（M12）
36.828
610
1180
0.075
2
1649.9
M10（M11）
37.412
601
1170
0.076
2
1675.7
一、吊杆安装、张拉前的施工准备
材料进场前先按照规范、标准等要求验收出场证明、合格证、外观等，并进行相应的质量检测试验等，合格后方可使用。
①、拱上、梁上设置人行通道，便于施工人员行走。
②、在拱上各吊杆锚固处对人行通道进行改造并加固，以满足拱上张拉的需要。
③、将拱、梁索道管口用磨光机磨光，清除索道管内杂物及锚垫板上的焊渣和孔口处毛刺,在锚垫板上放出孔道口十字中心线，保证锚固螺母居中并与锚板能密贴。
④、检查、清除吊杆索锚杯内外螺纹上的环氧树脂和杂物,如发现丝扣有损伤应及时修复。
⑤、检查每一根吊杆索上挂设的出厂合格证的长度，以便在安装吊杆索固定端锚固螺母进行位置调节，用以调整钢管拱上各吊杆索锚固点理论坐标与坐标偏差。
⑥、千斤顶、油泵和油压表均编号、配套标定。
二、吊杆安装
2.1放索
吊杆拉索由工厂制作卷盘成捆，然后运至施工现场，摆放到相对应的位置，在安装之前须把索放出来。
放索的目的一是检查吊杆拉索在制作及运输过程有否损伤；二是把卷盘时产生的应力释放掉。
2.2、吊杆安装
2.2.1、安装步骤
当拱肋调整线形后，即可进行吊杆安装。
吊杆安装时，充分利用拱肋支架，作业人员可以到达支架顶进行吊杆安装工作。
安装前先加工一个安装于吊杆墩头锚顶端联结器（吊杆安装吊具），其上焊一吊环，安装时将吊杆运至施工现场，把钢丝绳从拱肋吊杆套管中顺下并系在联结器吊环上，联结器与要吊装的吊杆联结，汽车吊提升带着吊杆一起提升，当吊杆提升至接近拱肋吊杆套管时，锚头对准套管后缓缓提升，吊杆伸出锚垫板后安装上锚头锚固螺母，松开钢丝绳，拧下联结器，然后将吊杆索下端固定在系梁吊耳上，依次类推，将全部吊杆吊装于拱上。
2.2.2、安装注意要点
这一阶段施工作业面长、危险性大，要做到安全文明施工，应掌握以下施工要点及细节：
①、各作业点指挥人员应用对讲机及时联系、统一步调、协调指挥，遇到紧急情况能及时作出正确的反应。
②、所有起重用钢丝绳、卸扣等均应符合起重行业施工规范，具有足够的安全系数。
③、吊杆索锚杯进入导索管时注意锚杯外螺纹与导索管壁碰撞卡住而导致吊装钢丝绳绷紧断裂。
④、为保护拉索外包装，应在桥面上拉索与运索小车之间放置柔软垫物。
⑤、拉索张拉端被提升至所需高度，从预埋索道管引出后，待锚杯露出锚垫板，即锁紧螺母临时锚固。
⑥、当吊杆顶部被临时锚固后，即可用销轴将其底部固定在系梁顶吊耳上。
2.2.3、安装工艺要求
①、严格按照工艺要求进行施工，施工前做好技术交底工作。
②、安装过程中应注意不得损伤锚具丝扣及吊杆索PE护层的保护。
③、吊装前应检查上索导管道有无杂物。
④、吊杆索安装过程中应采取相应措施确保吊杆在套筒管内居中。
2.2.4、安装施工验收
①、质量检查表
吊杆安装质量检查表
检查项目
规定值或允许偏差
吊点位置（mm）
10
吊点高程
高程（mm）
±10
±10
两侧高差（mm）
20
吊点锚固处防护
符合设计要求
②、成品索的外表面不应有深于1mm的划痕，不得有面积大于3cm2的损伤。
三、吊杆调索张拉
桥面荷载先通过梁体传给吊杆，再传递给拱肋，最后传到桥墩上。
由于吊杆的不同施工加载顺序会影响吊索的受力不均匀，如不进行各施工阶段吊索随时调整和现场的实时监控，会造成局部吊杆索力增大，弹性变形过大造成桥梁线型无法满足设计要求或甚至影响结构受力及桥梁的使用。
3.1张拉前的准备工作
3.1.1机具选用
依据吊杆锚具的型号、吊杆索力，张拉机具采用200T穿心式千斤顶。
3.1.2张拉前的准备
（1）搭设张拉操作平台。
（2）在吊杆索安装完后，选择与上锚内螺纹相配套的连接头张拉杆，旋在锚杯内。
（3）将千斤顶的撑脚安放到锚垫板上，撑脚的中心与吊杆索中心要保持同心，不得有偏心的现象。
（4）装入张拉杆。
注意，拉杆在旋入连接头时一定要到位，否则，将有可能出现拉脱现象。
（5）千斤顶就位，千斤顶在放在撑脚上时要轻，要求和撑脚的接触面要平，并且要求对中。
（6）装配上螺母，螺母装上后不要旋的太紧，以便给千斤顶活动的余地。
应离千斤顶1-2cm，这样有利于调节千斤顶、撑脚与吊杆索的中心位置，同时，也有利于千斤顶的供油。
3.1.3吊杆张拉顺序及步骤
吊杆张拉由四个拱脚向跨中对称张拉（监控单位出具吊杆张拉顺序）。
吊杆施加预应力是进行体系转换的关键工序，具有裸拱加载的特点。
由于结构的特殊性和体系转换时重量较大；同时，张拉时各索力和拱肋、系梁变形互相影响，索力难以控制；为了保证拱肋纵向和横向的稳定性，吊杆张拉必须遵循对称、慢、细、严的原则，必须对称、分次分步骤多次张拉，以逐步接近达到设计索力。
吊杆张拉顺序为：
第一阶段：
拱肋混凝土达到设计强度后，安装吊杆，按照设计（或监控单位要求）顺序及张拉力依次张拉吊杆；
第二阶段：
桥面板安装完成后进行第二次张拉；
第三节段：
水中支架拆除、桥面铺装施工完成后，最后一次调整系杆内力至设计要求值。
吊杆的张拉严格控制其内力和伸长量，实际索力和设计索力的误差不得超过2%。
张拉过程中，吊杆在桥跨结构中应保证前后左右对称。
并做好张拉记录。
张拉工艺与预应力钢筋张拉要求与方法相同。
吊杆张拉采用千斤顶在拱肋上锚固端进行张拉，系梁吊耳为固定端。
张拉步骤：
连接油泵油管与压力表，按照张拉程序张拉、测量、记录与观察。
张拉过程中固定端与桥面要安排专人观察、检查，防止固定端螺母位置的变化与索体偏心。
张拉过程中为保证索体应力准确，减少应力损失，张拉螺母必须不断旋紧到与钢垫板完全密贴后才能放张锚固。
在张拉过程中，要不断观测工具夹片，防止千斤顶回油时，拉索产生冲击，损坏千斤顶和油泵。
同时观察油压表读数以及传感器读数，使两者基本保持一致，如果两者相差较大，应立即停止张拉并分析原因。
3.1.4索力调整
调索应遵循的原则为：
调整后索力达到成桥索力吨位。
调索按预定级次的相应张拉力，通过电动油泵进油或回油逐级调整索力。
如果是降低索力，则先进油拉动吊杆索，使锚固螺母能够松动，在旋开螺母后可回油使吊杆索索力降低。
3.1.5吊杆的防护
吊杆索力调整至最终索力后，可进行依次安装橡胶块、密封装置及防水罩，安装上锚头的保护端盖或保护罩。
3.1.6密封圈安装
安装时注意安装顺序及位置，同时采取可靠措施防止在施工期间及运营后滑落。
安装过程及要点：
（1）由于施工误差，吊杆索与预埋管之间或多或少存在偏心，采用专用工装进行偏心调整。
（2）安装时将锲块调至预埋管最里端居中位置。
（3）安装金属阻尼橡胶圈。
（4）收紧螺栓并调整，使密封圈紧密压紧在吊杆索索体上。
3.1.7防水罩安装
防水罩卡在预埋管口，防水罩与索体之间用防水橡胶或防水胶泥进行密封，固紧防水罩螺栓。
3.1.8锚具防护
吊杆锚头防腐用防腐油脂涂于锚头外表面，厚度10mm。
3.1.9不锈钢护套安装
（1）不锈钢管规格按Φ100×3×2500mm设置。
（2）不锈钢护管两边折边的长度根据现场使用要求确定，一侧单边折，另一侧单边折后再翻边。
（3）将不锈钢护管包住吊杆索索体，直至其与下部的锚杯连接筒相接触。
（4）不锈钢护管两侧折边连接，同时用麻绳将不锈钢外护管临时收紧固定，用钢丝钳将连接边向一侧折平，再用皮榔头敲紧、敲平。
（5）不锈钢护管与吊杆索索体尽量贴紧，防止不锈钢护管滑动。
（6）用密封胶封堵不锈钢护管与拉索间的缝隙，以防止雨水进入。
3.1.10吊杆安装、张拉工艺流程：
吊杆安装与张拉工艺流程图
四、本桥吊杆安装及张拉控制重难点
1、张拉阶段的选择
设计图要求吊杆张拉分两个阶段：
第一次张拉为拱肋混凝土浇筑完成、支架拆除并安装完桥面板后，第二次（最后一次）张拉为河中支架拆除并完成桥面铺装后。
结合本桥实际情况，考虑到桥面板自重相对较大（共计约1600t），如果桥面板安装完成后再张拉，水中支架系统承受的荷载偏大，可能由于出现不可估量的因素（船只突然撞击或河底暗河造成局部钢管桩沉降）造成支架失稳或钢梁变形，从而使得桥梁安装无法满足规范要求。
2、吊杆长度的确定
由于本桥吊杆为单端张拉，使得吊杆可调长度仅为9cm,由于拱肋及钢梁的预抛高、拱肋混凝土灌注后沉降、张拉后拱肋及钢梁变形、吊杆张拉伸长等因素综合影响，造成吊杆实际最佳长度很难提前预判，而等待混凝土浇筑完成后再确定吊杆长度，则总体工期将受到影响。
因此必须提前进行严密的理论计算并提前制定预防措施（假如吊杆长了或短了），以确保吊杆安装张拉既满足规范要求，又节约成本、利于工期。
3、吊杆锚具的加工
由于吊杆通过专业厂家进行加工，在加工吊杆前，必须组织钢结构加工厂家及吊杆制作厂家对吊杆的上下锚具与钢结构加工的拱肋锚箱、吊杆套筒管、吊耳板等进行核对、匹配，确保钢结构加工环节与吊杆制作环节相统一，以便能够顺利地进行吊杆安装及张拉。
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