自锚式悬索桥的施工控制分析

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自锚式悬索桥缆索系统的施工

高明春 崔本东

(中铁十三局集团第一工程有限公司,大连116033)

(沈阳高等级公路建设总公司,沈阳110003)

摘 要 详细介绍了康济大桥索鞍、主缆、索夹及吊索的施工技术及施工监控要点,为同类桥梁实践经验的积累提供了重要的参考。

关键词 自锚式悬索桥 缆索系统 施工技术1 工程概况

金华康济大桥横跨义乌江位于浙江省金华市金东新区东关大桥上游约2400m,设计桥宽31.5m,双向4车道,为中等城市主干道。主桥采用36+100+36m的自锚式悬索桥结构,桥面系为钢混叠合梁结构;主塔全高31.3m设计为半月形混凝土结构,在桥面以上高度为16m;主缆呈抛物线型,采用19根截面为0.03m平行钢线成品索编制排列而成。吊索规格为91 7。

桥位处地貌属堆积地貌冲击平原,河床底最低标高30.42m,常水位34.62m。主桥基础采用明挖扩大基础,持力层为中等风化粉砂岩。

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2 施工方法

由于自锚式悬索桥取消了庞大的锚锭(图1),将主缆直接锚在加劲梁上。所以自锚式悬索桥的施工程序与传统悬索桥相反,需先在支架上整体施工主梁,然后才能架设主缆,然后逐步张拉吊索使加劲梁到成桥位置。金华康济大桥的主要施工顺序为:扩大基础→桥面以下索塔→搭设临时支架架设桥面系钢结构→桥面以上索塔→安装主缆→安装索夹→安装和分组张拉吊索→吊装和现浇桥面板→安装人行道板→分组张拉吊索→桥面铺装栏杆及照明等附属设施→调整吊索拉力及缆索线型。下面详细介绍索鞍、主缆、索夹、

吊索的施工艺。

图1 桥梁立面图

3 塔顶索鞍施工

金华康济大桥共有四个塔顶索鞍,索鞍由鞍体、

索鞍底座上平板及盖板等组成,鞍体采用ZG310-570铸钢整体铸造。塔柱第一阶段施工完成后,先检查预埋钢板顶面标高,符合设计要求后,用塔吊起吊索鞍就位,鞍体吊装时要稳、慢、轻,防止鞍体扭转、摆动,不得与其它物件碰撞;吊装入座后,穿入销钉定位,要求鞍体底面与底座密贴,四周缝隙用黄油填实。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值索鞍安装时应根据设计提供的预偏量就位,在吊索张拉过程中进行限量顶推到永久位置。索鞍顶

推用千斤顶配合自制的钢架作用于索塔上,施工平台利用索鞍安装时的轮扣式脚手架搭设而成。顶推前应确认滑动面的摩阻系数,严格掌握顶推量。成桥后,鞍体与底板上平板采用高强螺栓予以固定。

4 缆索系统的施工

缆索系统施工包括主缆、索夹、吊索的安装,防:

第8期 高明春等:自锚式悬索桥缆索系统的施工防腐、线型调整。吊索施工包括:索夹安装、多次螺栓拧紧、吊索安装及吊索张拉(索力调整)。4.1 主缆施工

(1)展索:主缆工厂加工成型后成圈包装,在展开时避免主缆弹开伤及工作人员,也要避免形成扭劲。在放索前将成圈索放在可以旋转的支架上,称之为展索盘。为避免索股在桥面展开时损坏,在桥面每4~5m设置索托辊(或敷设草包等柔性材料),以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索股外包保护材料损坏。索股牵引采用2台3T卷扬机。为避免牵引钢丝绳过长,索的纵向移动可分段进行,将1台卷扬机置于主梁主跨中部,另一台置于主桥另一端端横梁处。

(2)起吊:金华康济大桥主索由19股索股组成,每一根索股由61丝 7高强钢丝组成,根据本项目的特点,主缆安装时在每个主塔侧面配置1台塔吊、1个滑轮提升架,索股展开后提升架配合塔吊利用滑轮逐股提升安装就位。为避免起吊过程中主索损伤及索股扭转,起吊索股采用专用的索夹保护,将索夹固定于主缆的起吊位置起吊索夹。

(3)紧索:在紧缆器紧缆之前必须使索股精确定位,索股定位使用专用的整形器进行预紧缆,预紧缆采用中分法分区段在温度相对稳定的夜间进行,预紧缆后的主缆每隔5~6m用不锈钢带暂时固定。然后使用专用紧缆器紧缆,作业在白天进行,紧缆方向朝向塔柱方向,达到设计要求空隙率后,在靠近紧

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缆机的地方打上两道刚带,紧缆点间距约1m。 (3)散索鞍处主缆的架设:在主缆上散索鞍位置靠近锚固端一侧预先给索股定位,定位半径略小于散索鞍相应端半径,待散索鞍扣装紧固后拆除临时定位设施。

(4)主缆调整:主缆在制作过程中需对锚固点、索夹、索鞍及跨中位置进行准确的标记。安装前首先精确测定跨长、索鞍标高、索鞍予偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度,然后计算出各控制点标高。检查主缆上对应索夹位置是否与主梁上的吊索预留孔相对应,如有较大偏差应重新计算索夹间主索长度,准确标记吊索位置,然后经设计单位同意后进行调整。按照调整后的控制值进行调整,一般在早晚温度比较稳定的时间进行。

主缆的调整采用大于35T千斤顶在锚固区张拉。首先调整主跨跨中缆的垂直标高,完成索鞍处固定。调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。主跨调整完毕后,边跨根据设计提供的索力将主缆张拉到位。

4.2 索夹安装

索夹安装采用猫道便桥(图2)作为工作平台,承载索夹及安装人员在上面进行操作。猫道顺主缆全长方向搭设,其承重索使用 50钢丝绳,钢丝绳架设前进行预张拉消除非弹性变形,猫道桥面铺设3cm木板,

两侧护栏安装方格钢线网。

图2 猫道结构示意图

索夹的安装从跨中向塔顶进行,边跨从锚固点向塔顶进行。索夹与主缆之间空隙充填铅锌填料抗滑。索夹螺栓的紧固分两次进行:索夹安装就位时

用扳手预紧,然后用扭力板手第一次紧固,吊杆索力加载完毕后用扭力扳手第二次紧固。索夹的紧固力

需要进行滑移试验来确定。滑移试验主要是将一个成品索夹固定于主缆裸缆钢丝上,计算出索夹在主缆上工作时的最大水平分力,用千斤顶施加相同的水平力,测出索夹固定所需的扭紧力。4.3 吊索施工

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记录。需对塔顶索鞍顶推,达到设计位置。施工监控共包含三部分内容:(1)标高及位移控制。标高及位移测量必须在早晨日出之前的固定时间内进行。对主缆竖向和横向变形进行偏差测量;定期观测索塔变形。观测不平衡荷载、日照等因素对索塔水平变位的影响。(2)系杆张拉力控制。用经过严格标定的油压千斤顶进行读数,并以伸长值进行校核。(3)关键点应力控制。在锚固处、主塔、主梁的1/4L、1/2L等处的每个断面上布置2~3个应变计,用应变仪测量其应力。测量的应力同时修正施工控制理论计算的参数取值。4.4 缆索系统的防腐

主缆防腐采用五层防腐,一层为2~3mm防腐腻子;二层为40 mIC531;三层为40 m富铝面漆;四层为HDPE缠包带;五层为不锈钢管。不锈钢管灌注防腐油脂进行防腐。

索夹及附件的防腐措施采用喷涂防腐油漆,油漆分多道喷涂。索鞍处设置保护罩用发泡材料进行封闭处理。吊索桥面以上的部分用不锈钢管防护,防止使用过程中损坏;与钢梁结合处外加防水罩;钢梁预埋管内注防腐油漆;吊杆的下锚头加保护罩并注入防腐油脂,防止潮气的侵入发生锈蚀。5 结论

图3 工作撑脚和连接杆

吊索安装和张拉是自锚式悬索桥施工的一个特点和难点,主要是因为主缆的空缆状态与成桥状态不同,而支承于支架上的主梁与成桥状态基本在同一位置。这样,部分吊索的长度在张拉过程中需要接长,在张拉需配备临时工作撑脚和连接杆(图3)。另外,由于各种因素的限制,如主梁和主塔的承载力、吊索的承载力、张拉设备的数量和能力等,全桥的吊索必须多次逐步张拉,才能 …… 此处隐藏：2488字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……