第3讲桥梁工程施工技术-4 斜拉桥.pdf

1、第第3 3讲讲 桥梁工程施工技术桥梁工程施工技术 桥梁工程结构与施工技术桥梁工程结构与施工技术2017/12/262斜拉桥的施工（Cable-stayed bridge construction）1、桥塔的施工、桥塔的施工2、主梁的施工、主梁的施工3、斜拉索的施工、斜拉索的施工4、施工控制、施工控制2017/12/2631、桥塔的施工1、桥塔的施工（1）搭架现浇）搭架现浇无须专用的施工设备，能适应较无须专用的施工设备，能适应较复杂的断面形式复杂的断面形式，对，对锚 固区的预留孔道和预埋件的处理也较方便锚 固区的预留孔道和预埋件的处理也较方便，但是比较费工、费料、速度慢。，但是比较费工、费料、速

2、度慢。（2）预制安装）预制安装采用钢箱与混凝土结合结构，预制吊装。采用钢箱与混凝土结合结构，预制吊装。（3）滑模施工）滑模施工应分高度应分高度设置横撑设置横撑，使其，使其线形、应力、倾斜度线形、应力、倾斜度满足设计要求并保 证施工安全。满足设计要求并保 证施工安全。2017/12/264索塔索塔横梁横梁施工施工1 横梁施工中，防止支 架变形，对支架系统 进行横梁施工中，防止支 架变形，对支架系统 进行预压预压。2 当横梁体积较大时，为减轻支架荷载，可 当横梁体积较大时，为减轻支架荷载，可 分次浇筑分次浇筑，并，并初张拉 预应力初张拉 预应力。2017/12/2652017/12/266拉索锚固

3、段拉索锚固段施工施工塔内塔内斜拉索套筒斜拉索套筒、环向预应力管道环向预应力管道的铺 设与定位，的铺 设与定位，劲性骨架劲性骨架可保证套筒的精确 定位；可保证套筒的精确 定位；环向预应力管道依托主筋定位；环向预应力管道依托主筋定位；施工时的施工时的模板、钢筋等的要求模板、钢筋等的要求。劲性骨架劲性骨架钢筋钢筋拉索套管拉索套管预应力索预应力索模板、浇砼模板、浇砼2017/12/267预埋预埋钢索套管钢索套管时，按三维坐 标精确定位。时，按三维坐 标精确定位。2017/12/2682、主梁的施工2、主梁的施工（1）支架现浇（）支架现浇（2）悬臂浇筑（）悬臂浇筑（3）悬臂拼装（）悬臂拼装（4）顶推施工

4、（）顶推施工（5）转体施工）转体施工2017/12/269（1）支架现浇）支架现浇所跨越的河流通航要求不高或岸跨无通 航要求，且容许设置临时支墩时，可以 直接在脚手架上拼装或浇筑，也可以在 所跨越的河流通航要求不高或岸跨无通 航要求，且容许设置临时支墩时，可以 直接在脚手架上拼装或浇筑，也可以在 临时支墩上设置便梁临时支墩上设置便梁，在便梁上拼装或 浇筑。，在便梁上拼装或 浇筑。2017/12/2610（2）悬臂浇筑）悬臂浇筑安装支架安装支架现浇现浇0、1号块号块浇筑浇筑2号块，挂索号块，挂索对称施工其余节段对称施工其余节段拆除挂篮拆除挂篮中跨合龙中跨合龙节段长度节段长度25m，施工周期，施工

5、周期610d独塔斜拉桥主梁阶段施工独塔斜拉桥主梁阶段施工独塔斜拉桥主梁阶段施工独塔斜拉桥主梁阶段施工2017/12/2611悬臂浇筑分段长度悬臂浇筑分段长度主要决定于主要决定于索距、节段重量及挂篮总量索距、节段重量及挂篮总量，一般为，一般为 1/22倍索距。倍索距。悬臂施工工艺悬臂施工工艺在悬臂施工中，为调整主梁内力，减轻挂篮总量，在砼浇筑及预应力张拉过程中，在悬臂施工中，为调整主梁内力，减轻挂篮总量，在砼浇筑及预应力张拉过程中，多次调索多次调索。塔梁的临时固接措施塔梁的临时固接措施2017/12/2612悬臂浇筑斜拉桥合龙施工悬臂浇筑斜拉桥合龙施工施工准备施工准备(温度观测、索力观测温度观测

6、、索力观测)合龙吊架安装就位合龙口标高调整合龙临时锁定合龙段施工体系转换（全漂浮）合龙吊架安装就位合龙口标高调整合龙临时锁定合龙段施工体系转换（全漂浮）2017/12/2613混凝土斜拉桥合龙段合龙段施工注意事项1）在梁上下底板或两肋端部）在梁上下底板或两肋端部预埋临时连接钢构 件预埋临时连接钢构 件，或设置，或设置临时纵向连接预应力索临时纵向连接预应力索，或，或用千斤 顶调节合龙口的应力和合龙口长度。用千斤 顶调节合龙口的应力和合龙口长度。2）合龙两端高程在设计允许范围内时，可视情 况进行适当）合龙两端高程在设计允许范围内时，可视情 况进行适当压重压重。3）观测合龙前连日的昼夜）观测合龙前连

7、日的昼夜温度场变化温度场变化与合龙高 程及合龙口长度变化的关系，选定适当的合龙 浇筑时间。与合龙高 程及合龙口长度变化的关系，选定适当的合龙 浇筑时间。4）合龙梁段浇后至纵向预应力索张拉前应）合龙梁段浇后至纵向预应力索张拉前应禁止 施工荷载的超平衡变化禁止 施工荷载的超平衡变化。2017/12/2614悬臂浇筑实例汉江大桥汉江大桥仙桃汉江公路大桥主桥结构为独塔双 索面仙桃汉江公路大桥主桥结构为独塔双 索面PC斜拉桥，主孔跨径斜拉桥，主孔跨径180米，荷载 等级：汽车一超米，荷载 等级：汽车一超20级，挂车级，挂车120；路 基宽度：；路 基宽度：23m；（双向四车道）。；（双向四车道）。201

8、7/12/2615下塔柱施工2017/12/2616下横梁施工2017/12/2617中塔柱施工中塔柱施工2017/12/2618上塔柱施工上塔柱施工2017/12/2619主梁主梁0号块托架号块托架2017/12/2620挂篮拼装与荷载试验挂篮拼装与荷载试验2017/12/26211号块浇筑养护号块浇筑养护2017/12/26222017/12/2623挂篮前移挂篮前移2017/12/2624挂篮就位挂篮就位2017/12/2625悬臂段施工悬臂段施工2017/12/26262017/12/2627施工控制施工控制2017/12/2628悬臂浇筑实例漳州战备大桥漳州战备大桥漳州战备大桥为三跨

9、部分（矮塔）斜 拉桥漳州战备大桥为三跨部分（矮塔）斜 拉桥,主跨主跨132米米,边跨边跨80.8米米,南北引桥 分别为南北引桥 分别为6 x 32米及米及5 x 32米连续梁米连续梁.主桥 采用单索面三跨（主桥 采用单索面三跨（80.8+132+80.8）预应力混凝土部分斜拉桥，桥长）预应力混凝土部分斜拉桥，桥长296.3 米。米。2017/12/26290号块现浇号块现浇2017/12/2630安装挂篮安装挂篮2017/12/26311#块浇注完毕块浇注完毕挂篮前移挂篮前移2017/12/2632主塔浇注主塔浇注2017/12/2633拉索套管定位安装拉索套管定位安装2017/12/2634

10、拉索张拉拉索张拉2017/12/2635对称悬臂施工对称悬臂施工2017/12/2636边跨满堂支架现浇边跨满堂支架现浇2017/12/2637合拢劲性骨架合拢劲性骨架2017/12/2638释放临时固结释放临时固结2017/12/2639中跨合龙2017/12/2640（3）悬臂拼装）悬臂拼装0号块支架现浇号块支架现浇墩梁固接墩梁固接拼装吊机拼装吊机预制节段就位提升预制节段就位提升预制节段就位提升预制节段就位提升接缝及预应力施工接缝及预应力施工吊机前移吊机前移吊装下一节段吊装下一节段合龙段施工合龙段施工斜拉索挂梁斜拉索挂梁斜拉索挂梁斜拉索挂梁2017/12/2641悬臂拼装吊机悬臂拼装吊机动

11、画动画2017/12/2642苏通大桥每段桥面钢梁长苏通大桥每段桥面钢梁长16米，重米，重450吨。吨。动画动画2017/12/2643（4）顶推施工）顶推施工施工方法与梁桥顶推相似，但需要设置 临时支墩，国内采用此方法的实例较少。施工方法与梁桥顶推相似，但需要设置 临时支墩，国内采用此方法的实例较少。京新高速上地斜拉桥施工京新高速上地斜拉桥施工京新高速上地斜拉桥施工京新高速上地斜拉桥施工2017/12/2644洪山庙大桥洪山庙大桥洪山庙大桥洪山庙大桥位于长沙市二环线上，主桥采用独柱斜塔双索 面无背索异型斜拉桥结构形式，主孔跨度位于长沙市二环线上，主桥采用独柱斜塔双索 面无背索异型斜拉桥结构形

12、式，主孔跨度206m，塔高，塔高 136m，与水平面成，与水平面成58o倾斜。桥面宽倾斜。桥面宽33.2m，采用长方 形钢箱主梁、箱型钢挑梁与预制混凝土桥面组成钢混叠合 梁传力体系。拉索横桥向间距，采用长方 形钢箱主梁、箱型钢挑梁与预制混凝土桥面组成钢混叠合 梁传力体系。拉索横桥向间距6m，顺桥向间距，顺桥向间距12m，全 桥共，全 桥共l3对斜拉索。钢梁标准节段长对斜拉索。钢梁标准节段长12m。原方案采用斜拉桥传统施工方法，但在施工过程中原方案采用斜拉桥传统施工方法，但在施工过程中塔身混 凝土浇筑重量、塔柱外型尺寸、钢梁自重及斜拉索力与设 计值存在误差塔身混 凝土浇筑重量、塔柱外型尺寸、钢梁

13、自重及斜拉索力与设 计值存在误差。因此改为顶推方案。因此改为顶推方案。2017/12/2645钢梁预制顶推就位钢梁预制顶推就位拉索安装张拉拉索安装张拉拆除临时支墩拆除临时支墩2017/12/26462017/12/2647世界最高的桥法国米约（Millau）米约桥桥长25 km，是一座8跨单索面连续钢箱梁斜拉桥该桥设 7座A形钢塔，塔高87 m，最大墩高245m，采用C50混凝土。米约桥上部结构采用双向顶推法施工，南侧顶推长度为1 743 m，北侧为717 m，最大顶推重量为52 800 kN。大桥投资410亿 美元，总工期为39个月。2017/12/2648全桥共设7个临时支墩。2017/1

14、2/2649顶推设备顶推设备Each cycle moves the deck 600mm.Total of 5000 cycles required.2017/12/2650导梁系统2017/12/26512017/12/26522017/12/26532017/12/26542004年年12月月16日建成通车日建成通车米约高架桥米约高架桥米约高架桥米约高架桥2017/12/2655转体施工转体施工适用范围：适用范围：桥址附近河滩平整且墩身较矮，适合于平转法施 工。桥址附近河滩平整且墩身较矮，适合于平转法施 工。当跨越公路、铁路干线时。当跨越公路、铁路干线时。中小跨径斜拉桥。中小跨径斜拉桥。

15、施工方法：施工方法：支架现浇张拉落架调索平转合龙支架现浇张拉落架调索平转合龙2017/12/2656北京石景山斜拉桥转体施工北京石景山斜拉桥转体施工主桥为主桥为45m+65m+95m+40m四跨连续独 塔单索面的预应力混凝土部分斜拉桥。四跨连续独 塔单索面的预应力混凝土部分斜拉桥。因跨越石景山南站，为不影响铁路交通，采用 转体施工法。因跨越石景山南站，为不影响铁路交通，采用 转体施工法。2017/12/26572017/12/265814000吨桥梁转体 用了吨桥梁转体 用了68分钟，转 动角度分钟，转 动角度49o.2017/12/2659牵索式挂篮工艺牵索式挂篮工艺牵索式挂篮一般适用于斜拉

16、桥。牵索式挂篮一般适用于斜拉桥。主要原理是利用斜拉桥的主要原理是利用斜拉桥的拉索来承担大部分底 模平台的荷载，拉索来承担大部分底 模平台的荷载，这样可以减轻主桁架的受力，减小挂篮自身重量。这样可以减轻主桁架的受力，减小挂篮自身重量。斜拉索所产生的水平分力斜拉索所产生的水平分力，必须在其，必须在其底模平台 的尾端设置抵抗水平分力的抗剪装置底模平台 的尾端设置抵抗水平分力的抗剪装置，需增加 一定工作量。，需增加 一定工作量。按行走方式的不同，底模平台的长短，牵索式 挂篮可分为按行走方式的不同，底模平台的长短，牵索式 挂篮可分为长平台和短平台两种结构长平台和短平台两种结构。2017/12/2660短

17、平台复合型牵索挂篮结构构造短平台复合型牵索挂篮结构构造挂篮平台、三角架（增加下纵梁刚度）伺服系统（牵索系统、悬吊系统、走行系统、锚固系统、水平交承系统、微调定位系统）挂篮平台、三角架（增加下纵梁刚度）伺服系统（牵索系统、悬吊系统、走行系统、锚固系统、水平交承系统、微调定位系统）2017/12/2661短平台复合型牵索挂篮行走短平台复合型牵索挂篮行走拆除前吊杆及拉索拆除前吊杆及拉索挂篮平台下降挂篮平台下降三角架行 走挂篮平台行走三角架行 走挂篮平台行走挂篮平台提升挂篮平台提升前吊点、后锚点及拉索张拉。前吊点、后锚点及拉索张拉。2017/12/2662长平台牵索挂篮长平台牵索挂篮2017/12/2

18、6632017/12/2664挂篮施工流程挂篮施工流程1 挂篮落架并前移一提升挂篮，调整标高。挂篮落架并前移一提升挂篮，调整标高。2 安装锚固、吊杆及抗水平分力装置。安装锚固、吊杆及抗水平分力装置。3 安装斜拉索使之与挂篮连接，安装斜拉索使之与挂篮连接，第第1次张拉索力次张拉索力（挂篮 前支点受力），绑扎钢筋，安放预应力及预埋件一（挂篮 前支点受力），绑扎钢筋，安放预应力及预埋件一浇 注混凝土至一半浇 注混凝土至一半，第第2次张拉索力次张拉索力一浇注另一半混凝 土。一浇注另一半混凝 土。4 待其强度达到设计值的待其强度达到设计值的80，张拉预应力筋。，张拉预应力筋。5 体系转换（拉索移至主梁）

19、，体系转换（拉索移至主梁），张拉。张拉。6 拆除抗水平分力装置及锚固、吊杆系统，卸落后桥面 模板一下一节段循环施工。拆除抗水平分力装置及锚固、吊杆系统，卸落后桥面 模板一下一节段循环施工。2017/12/26652017/12/26663、斜拉索的施工3、斜拉索的施工斜拉索组成斜拉索组成：锚具、拉索、拉索防护材料 抗疲劳性能优良 的锚具，高强度、高刚度拉索；防护措施的可靠性、永久 性；施工的方便性、经济性。锚具、拉索、拉索防护材料 抗疲劳性能优良 的锚具，高强度、高刚度拉索；防护措施的可靠性、永久 性；施工的方便性、经济性。拉索的材料拉索的材料有钢丝绳、粗钢筋、高强钢丝、钢绞线等有钢丝绳、粗钢

20、筋、高强钢丝、钢绞线等2017/12/2667索的安装拉索安装可根据拉索安装可根据塔高、布索方式、索长、索 径、索的刚柔程度、起重设备和施工现场状况 塔高、布索方式、索长、索 径、索的刚柔程度、起重设备和施工现场状况 等综合选择架设方法等综合选择架设方法。1 工作索道安装工作索道安装2 临时钢索与滑轮临时钢索与滑轮3 吊装天线吊装天线4 卷扬机与吊机卷扬机与吊机5 单根绞线安装。单根绞线安装。2017/12/2668卷扬机牵引卷扬机牵引2017/12/2669千斤顶张拉牵引千斤顶张拉牵引2017/12/26702017/12/2671斜拉索的张拉1 用千斤顶将塔顶 用千斤顶将塔顶 鞍座顶起鞍座

21、顶起2 在支架在支架上将主梁 前端向上顶起上将主梁 前端向上顶起3千斤顶直接张拉千斤顶直接张拉2017/12/2672斜拉索的张拉注意事项斜拉索的张拉注意事项1）拉索张拉的顺序、级次数和量值应按设计规定执行。应以）拉索张拉的顺序、级次数和量值应按设计规定执行。应以振动频率计测定振动频率计测定的索力或的索力或油压表量值油压表量值为准，以为准，以延 伸值作校核延 伸值作校核，并应视拉索防振圈以及弯曲刚度的状况 对测值予以修正。，并应视拉索防振圈以及弯曲刚度的状况 对测值予以修正。2）拉索张拉拉索张拉可于塔端或梁端可于塔端或梁端单端进行单端进行，也可顶升索鞍支 座进行。，也可顶升索鞍支 座进行。平行

22、钢丝拉索宜采用整体张拉，平行钢绞线 拉索可用整体或分索张拉平行钢丝拉索宜采用整体张拉，平行钢绞线 拉索可用整体或分索张拉，分索张拉应按，分索张拉应按“分级分级”、“等 力等 力”的原则进行。的原则进行。3）索塔顺桥向和桥横向对称的拉索（组）必须对称）索塔顺桥向和桥横向对称的拉索（组）必须对称同步 张拉同步 张拉；两侧不对称的或设计拉力不同的拉索两侧不对称的或设计拉力不同的拉索，应按设 计规定的索力，应按设 计规定的索力分级同步张拉分级同步张拉。4）拉索张拉完成后及其他关键工序对）拉索张拉完成后及其他关键工序对索力检测索力检测。2017/12/26734、施工控制4、施工控制斜拉桥施工过程的复杂

23、性，材料参数的误差、温度影 响、施工精度的误差，使施工与设计存在偏差。斜拉桥施工过程的复杂性，材料参数的误差、温度影 响、施工精度的误差，使施工与设计存在偏差。施工控制的目的：施工控制的目的：1 可确定各施工理想状态的线形及位移，为施工提 供目标与决策依据；可确定各施工理想状态的线形及位移，为施工提 供目标与决策依据；2 使施工成桥状态符合设计要求。使施工成桥状态符合设计要求。2017/12/2674施工控制内容施工控制计算施工控制计算材料参数测定材料参数测定几何、应力、索力及温度测量几何、应力、索力及温度测量发布施工指令发布施工指令2017/12/2675索力调整索力调整一次张拉到设计索力一

24、次张拉到设计索力多次张拉法多次张拉法卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法最小二乘法确定索力调整最小二乘法确定索力调整参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例曹妃甸一号路跨納潮河大桥曹妃甸一号路跨納潮河大桥参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例参与工程实例工程实例工程实例工程实例工程实例苏通大桥施工方案苏通大桥施工方案视频播放视频播放视频播放视频播放课后学习资料(视频)：课后学习资料(视频)：【1】杭州湾跨海大桥】杭州湾跨海大桥(325m)【2】希腊利翁安提利翁大桥【】希腊利翁安提利翁大桥【3】米约高架桥【】米约高架桥【4】斜拉桥铜陵公铁两用长江大桥】斜拉桥铜陵公铁两用长江大桥2017/12/2681推荐书籍推荐书籍王伯惠.斜拉桥结构发展和中国经验M.北京：人民交通出版 社，2003.王伯惠.斜拉桥结构发展和中国经验M.北京：人民交通出版 社，2003.伊藤学 著.刘健新 译.超长大桥梁建设的序幕技术者的 新挑战M.北京：人民交通出版社，2002.伊藤学 著.刘健新 译.超长大桥梁建设的序幕技术者的 新挑战M.北京：人民交通出版社，2002.