长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工法.pdf

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1、长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工法长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工法1.1.前言前言为了解决跨越航道和大峡谷施工困难的难题，现代桥梁正朝着大跨径、更轻巧的方向发展。斜拉桥因其本身的结构特点成为解决该难题的最为常用的一种桥型。近年来斜拉桥梁体设计宽度越来越宽，跨度越来大，同时业主对施工单位的施工效率要求越来越高，工期都较以前要短，为了加快施工进度缩短建设期限，斜拉桥主梁设计的悬浇块段单次施工长度也日趋增长，对挂篮悬浇施工的技术挑战也是越来越大，也存在诸多施工质量瑕疵：梁体线形不顺、梁面高程与设计不符、较明显的错台等问题。中铁二十三局一公司所施工的达州市通川区罗江大桥主桥设计为独塔单索面超宽幅斜拉桥，

2、梁宽达 33.5 米，主梁悬浇块段长度设计为 7 米，属于长节段超宽幅悬浇梁。为了确保施工安全和施工质量和工效，采用短平台前后支点结合的牵索挂篮施工。我公司以罗江大桥项目主桥斜拉桥长节段超宽幅悬浇梁段的施工经验进行了总结和创新，形成了长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工法，在罗江大桥项目的施工中取得了较好的施工效果，显著提高施工质量，在该类型桥梁施工上具有广泛应用前景。本工法的关键技术研发单位是中铁二十三局集团第一工程有限公司；评审（鉴定）时间 2020 年 9 月 4 日，评为优秀奖；该工法的关键技术被评为国内先进；依托该该工法，申请实用新型专利一项，专利号：ZL 2019 2 0562685.7

3、。通过该工法在达州市通川区罗江大桥项目主桥悬浇梁上的应用，取得了较好的成效：在保证安全和质量的情况下按照业主工期要求如期合龙；主桥线形和斜拉索索力满足设计和规范要求；桥梁外观质量达优秀。为了介绍短平台前支点挂篮施工工法在此长节段超宽幅悬浇梁上的应用，依据达州市通川区罗江大桥实践施工经验，编制本工法。2.2.工法特点工法特点2.1 采用短平台牵索挂篮减小挂篮自重、减少投入降低施工成本，同时利用斜拉索的索力和挂篮共同承担长节段悬浇梁段自重和施工荷载，使得挂篮在施工过程中的受力更加科学，施工安全可靠性更高；2.2 在悬浇段施工过程中通过斜拉索的适时张拉来调整梁体线形，避免因悬浇节段过长、梁段自重过大

4、等原因引起的梁体线形问题。2.3 悬浇梁段长度边长，减小了挂篮循环次数，缩短施工工期。3.3.适用范围适用范围本工法适用于大跨径斜拉索主梁的长节段悬浇块施工。4.4.工艺原理工艺原理4.14.1 前支点挂篮工艺原理前支点挂篮工艺原理传统后支点挂篮受力是悬挑状态，受挂篮及梁体结构制约，单次施工节段长度很有限；该工法是通过待浇梁段的斜拉索与挂篮后锚共同承受挂篮及待浇梁段的自重和其他外部荷载，将挂篮受力由悬臂状态转变成简支状态，提高挂篮的承载力。前支点挂篮在梁段施工过程中斜拉索前支点是通过张拉横梁作用在挂篮上的，待梁体混凝土达到张拉强度并完成梁体内钢绞线张拉后进行斜拉索索力体系转换，将斜拉索作用在梁

5、体上。后支点挂篮和前支点挂篮受力原理示意见图 4-1 所示：图 4-1后支点挂篮和前支点挂篮受力原理前支点挂篮又可分为长平台前支点挂篮和短平台前支点挂篮两种形式：长平台前支点挂篮顾名思义是指挂篮底平台较长，这种挂篮只在梁下设置平台，梁面不设置三角桁架等设施，通过底平台的竖向吊杆和斜拉索共同承担荷载，其长度一般比两个节段总长略长，因此需要制作很长的挂篮底平台，挂篮体量大、自重大，在使用过程中对主梁截面要求很高。短平台前支点挂篮顾名思义是底平台较短的前支点挂篮，梁面设置轨道梁、主纵梁和三角桁架，梁底设底平台和止推块，主纵梁前端和后端均采用吊杆与底平台固定，同时通过斜拉索作用在挂篮前端底平台主梁上共

6、同承担荷载，挂篮底平台自重相对长平台前支点挂篮小 50%以上。两种前支点挂篮示意图见图 4-2 和图 4-3 所示：图 4-2长平台前支点挂篮图 4-3短平台前支点挂篮4.4.2 2 前支点挂篮前支点挂篮设计方法及原则设计方法及原则前支点挂篮设计应符合实际施工情况，以现场施工条件和设计文件为依据来进行挂篮设计。在挂篮设计中结合施工方法和悬浇梁段的分段长度，挂篮设计方法和形式往往取决于分段长度，分段长度关系施工速度，分段长度长，挂篮周转使用次数少，施工速度快，单次浇筑混凝土方量大，对挂篮设计的结构体系和材料要求高，设计需综合考虑各方面的关系，做到挂篮结构合理、经济。前支点挂篮设计必须保证能够满足

7、悬浇段施工的安全需要，尤其是吊杆、止推块和压锚等关键部位；前支点挂篮设计时必须保证便于加工，尽可能降低制作成本，挂篮材料除销子、吊杆和吊带之外均选用普通碳素钢 Q235A；前支点挂篮设计尽量可能减小挂篮自重，主桁和底平台优先选择高强度的轻型材料挂篮体系要选用结构受力合理、安全可靠的轻型结构，挂篮行走时尾端充分利用箱梁竖向预应力筋平衡平衡倾覆力矩以取消配重，达到减轻挂篮自重；对挂篮主桁钢箱内合理布设加劲肋，确保其刚度满足施工安全和质量需求；前支点挂篮在设计时要尽量减少迎风面积和高度，确保在较大风力环境下挂篮作业的安全性；挂篮设计时要确保挂篮零部件便于运输和吊装，且必须保证安装快捷。5.5.施工工

8、艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5 5.1.1 长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工艺流程长节段超宽幅斜拉桥悬浇法施工工艺流程短平台前支点挂篮悬浇施工长节段超宽幅斜拉桥梁段，其总体施工工艺流程见图5-1。图 5-1斜拉桥长节段超宽幅悬浇段施工工艺流程图5 5.2 2 操作要点操作要点5 5.2 2.1.1 施工准备施工准备进场的原材料，对原材料进行检测，合格后用于配合比设计及施工生产；做好C60高等级混凝土生产配合比的设计和验证工作；做好监控量测仪器和预应力张拉设备的标定工作；设计、定制并采购好施工用挂篮；挂篮安装绑扎底腹板钢筋并支设内模绑扎顶板钢筋定位斜拉索钢导管斜拉索穿索进行第一次张拉浇筑

9、悬浇段混凝土 50%方量斜拉索进行第二次张拉浇筑悬浇段余下的 50%混凝土混凝土养护张拉体内索挂篮行走至下一节段斜拉索索力体系转换监控量测监控量测挂篮调整定位施工准备工作方案编制与评审其他施工用设备的采购与准备；制定长节段超宽幅悬浇梁段的施工方案，做好施工交底工作；监控单位和人员进场并完成交底工作。5.2.25.2.2 挂篮选型与制作挂篮选型与制作1.挂篮选型罗江大桥主桥斜拉桥主梁悬浇块的节段长度为 7 米，且宽幅达 33.5 米，传统的后支点挂篮无法满足施工需求，需要借助斜拉索的索力来承担部分梁段自重和施工荷载，因此需采用前支点牵索挂篮。挂篮主要包括承重系统、牵索系统、悬吊系统、锚固系统、止

10、推系统、行走系统和模板系统的七大系统。1）承重系统下部平台下部平台（底平台）是挂篮的承载主体结构，主梁是两道带弧形的钢箱梁、通过横向钢箱梁分别与两侧的行走梁钢箱梁连接，边腹板模板承载骨架采用间距 50cm 一道的桁架片，模板采用 10mm 厚钢板铺设。弧形梁截面 II180-120120cm，腹板厚 12mm，翼板厚 16mm。前端为适应拉索角度变化，同时方便张拉梁支垫，设计为 3 段折线形。行走滑梁兼作砼浇筑时的支承梁。内行走梁截面 II90-7050cm，外行走梁截面 II80-5050cm，腹板厚 12mm，翼板厚 16mm。前后横梁截面 II150-9080cm，腹板厚 12mm，翼板

11、厚 16mm。分配梁用 I32 按间距 50cm 布置，隔板下加强为 2I32b。翼板侧分配梁与内行走梁采取铰结连接，保证受力明确。上部桁架上部结构为主要由主纵梁、立柱和三角桁架组成。主纵梁为 16050cm 钢箱梁结构，腹板厚 12mm，翼板厚 16mm，斜拉带为 4020cm钢箱梁结构，板厚均为 20mm，立柱为 5030cm 空心钢柱结构，板厚为 20mm，立柱通过高强螺栓与主纵梁连接，斜拉带通过销子与立柱连接，立柱之间通过桁架式横梁连接，彼此之间共同形成一个受力体系。2）牵索系统牵索系统是由斜拉索、索力转换架、接长杆和张拉横梁组成。牵索系统在悬浇梁段施工过程中利用斜拉索作用在张拉横梁上

12、拉住挂篮前端，锚固在已浇筑的主塔上。悬浇梁段浇筑完成后通过索力转换架将斜拉索索力转换至梁体上。3）悬吊系统挂篮悬吊系统采用90 高强螺杆，弧形梁上共 4 根，内、处行走梁各 2 根。行走梁后吊杆为70 高强螺杆。锚固系统挂篮每根主纵梁的后锚采用 445 高强螺杆作为挂篮的后锚。5）止推系统止推系统主要由底平台的两道弧形梁后端设置的止推块和止推梁组成，作用时用来抵消施工过程中挂篮产生的向后的水平推力，止推块采取与弧形梁分离形式，以减少预留孔位置误差的影响。止推块为型钢焊接结构，弧形梁通过可调丝杆与止推块接触，止推块通过焊接其上的钢柱与箱底砼密贴传递压力。6）行走系统行走系统分梁面行走系统和梁底行

13、走系统，梁面行走系统主要是轨道梁和主纵梁下面的行走托子，轨道梁上表面设置一层不锈钢钢板，采用黄油保养；梁底行走系统是由行走梁和行走托轮组成，行走托轮要确保能自由转动。行走时在梁面轨道梁上设置反力点用千斤顶牵引主拖子沿轨道道前行。底平台内、外行走梁置于行走框内的托轮上行走。挂篮采用两台 20 吨液压千斤顶张拉32 精轧螺纹钢进行牵引，行走时必须在轨道梁前端设限位板，挂篮主体后端锚杆和底平台行走框均需用钢丝绳反拉，保证行走的安全。7）模板系统模板系统外模均采用钢模，在挂篮底平台和侧面桁架上铺设 10mm 钢板，采取底模包侧模的组合模式，模板拼缝处采取防漏浆措施；由于主梁斜拉索位置有隔板，箱室内模采

14、用木模组拼。2.挂篮制作挂篮选择具有相应资质和实力的大型钢结构厂定制。承重系统的主梁采取分段制作，现场接长；牵索系统从斜拉索厂家采购；悬吊系统为90 和70 高强螺杆，从钢厂定制；锚固为45 高强精轧螺纹钢，项目部自行采购；止推系统和行走系统在挂篮厂照图制作；模板系统采用=10mm 钢板，在现场裁剪和制作。挂篮制作组装完成后的纵横断面示意图见图 5.2.2-1 和图 5.2.2-2。图 5.2.2-1 挂篮纵断面示意图图 5.2.2-2 挂篮横断面示意图5.2.35.2.3 挂篮安装挂篮安装前支点挂篮安装主要流程：梁面找平轨道梁和行走托子安装主桁梁安装立柱及主桁横联安装底平台组装和提升安装斜腹

15、板桁架铺设底平台模板预压。液压爬模安装流程如下（参见图 5.2.3-15.2.3-5）：图 5.2.3-1挂篮轨道安装示意图将轨道梁进行调平，使每根轨道梁处于统一标高位置，轨道梁安放在已浇筑梁段的腹板位置。图 5.2.3-2挂篮主桁架安装示意图在每根轨道梁上安装两个行走托子，行走托子上安装主纵梁，主纵梁安装后应及时通过后锚梁和锚杆将主纵梁锚固并安装主立柱和三角桁架。图 5.2.3-3挂篮主桁架横联，横向斜拉带和前上横梁安装安装拉索区小立柱后安装主横梁，然后安装拉索区斜拉立柱和斜拉带，最后安装立柱间的横联桁架。将所有连接处销子打紧，反向立柱处采用千斤顶进行加压，设置反向预顶力。图 5.2.3-4

16、挂篮底平台吊装底平台组装时应将底平台的内行走梁和外行走梁与梁上的四道主纵梁垂直对应，底平台组装完毕后通过梁上主纵梁设置的吊点位置下放的精轧螺纹钢采用千斤顶提升底平台，底平台吊装到离梁底面约 1m 的位置停止提升，待侧模桁架以及底侧模板安装。图 5.2.3-5挂篮斜腹板桁架及底、侧模模板安装采用卷扬机配合吊车安装侧模桁架，侧模桁架安装定位完成后铺设底侧模模板，模板采用 10mm 厚钢板。底、侧模模板外形尺寸应严格按照设计尺寸施做并与 0 号块顺接。底侧模安装完毕继续提升底平台至设计高程并按时止推块。5.2.45.2.4 悬浇梁段施工悬浇梁段施工1.挂篮安装的平面位置和高程调控挂篮平面位置控制首先

17、控制梁面轨道梁和主纵梁的位置，依据梁体结构形式合理设置轨道梁和主纵梁的安放位置，考虑到结构的安全性和更好的受力，原则上将轨道梁和主纵梁安设在梁体的腹板位置，在底平台拼装平台上与梁上主纵梁垂直对应的位置安放底平台行走梁，对应斜拉索拉索区腹板位置安放挂篮主梁（弧形梁），通过千斤顶张拉提升吊杆提升底平台并锁定平面位置。挂篮底平台的高程应依据监控单位提供的立模指令调控，首先通过后吊杆和后压锚梁将底平台后端与已浇筑梁段底面紧贴；斜拉索穿索张拉前，挂篮前端高程由前吊杆控制，待斜拉索穿索完成后（混凝土浇筑前）由斜拉索与前吊杆共同调控；混凝土浇筑过程中挂篮高程主要通过张拉斜拉索来进行调控。2.钢筋工程钢筋在靠

18、近主墩设置的钢筋加工场内集中下料、车丝、弯制，利用塔吊和平板运输车运至梁段施工位置。钢筋加工场设置制作区、原材料区、半成品区、运输及安全通道等。受力主筋采用机械连接方式接长，钢筋原材在车丝前应采将端部切平，车丝长度为套筒长度的二分之一加 12 个丝，车丝完成后采用砂轮将端头打磨平整。机械连接国家执行的相关规范标准。标准型连接套筒基本参数表见表 5.2.4-1。表 5.2.4-1 标准型连接套筒的基本参数表钢筋直径套筒长度（mm）套筒外径（mm）螺距（mm）327547328724132560372.52260332.5钢筋接长时先用手拧至外露 34 丝，然后用扭力扳手拧紧。抽检接头做拉伸试验，

19、合格后方可批量生产。箍筋等小直径钢筋接长采用焊接，焊工需上岗前需进行岗前培训和考核，考核通过后方可进行主体工程钢筋焊接，接头两端的钢筋应轴线一致，焊缝长度和饱满度应满足规范要求，不得有夹渣、焊瘤和气孔。钢筋安装绑扎严格参照设计图纸和规范执行，同一断面接头不的超过 50%。3.内模施工内模由竹胶板加方木组成；支撑采用钢管支架支撑；腹板拉杆采用20 拉杆，利用 PVC 管成孔。底板内模只铺设腹板与底板倒角连接的 50cm 范围，底板中间部分不铺设内模。待梁段底腹板钢筋绑扎完成后立即施作内模，顶板内模先做中间箱室，为斜拉索施工提供工作面。顶板内模按施工方案要求预留人洞和混凝土布料孔。4.混凝土施工1

20、）配比设计主梁混凝土设计为 C60 聚丙烯纤维混凝土且需采用泵送，在混凝土设计时应遵循高性能混凝土设计理念：降低胶凝材料水化热、减小水灰比、用堆积密度大的骨料、采取适当的水胶比、采用高性能外加剂和矿物参合料双掺的原则进行设计。应满足最大水胶比、最小水灰比，绝热温升等规范规定的指标。大体积高标号混凝土的性能保证及裂缝控制情况存在着一定的冲突，既要保证混凝土强度又要确保不产生裂缝，混凝土配合比设计不仅要满足强度性能，还要满足前支点挂篮工艺施工的施工性能。单块悬浇段混凝土方量达 210m3，节段长度达 7m，浇筑过程中为确保挂篮平衡和稳定，在块段混凝土浇筑约 50%时依据对挂篮实时监测所得到的变形值

21、需要对斜拉索进行二次张拉，故混凝土初凝时间不小于 10 小时。混凝土配比原材料主要从以下方面着手控制：胶凝材料的控制为降低大体积混凝土水化热，应选用 52.5 级硅酸盐水泥或 52.5 级普通硅酸盐水泥，同时“双掺”粉煤灰和矿粉。水泥用量不宜过高，以减少水化热、收缩徐变等影响。混凝土采用泵送时胶凝材料不超过 530kg/m3，非泵送时不超过 500kg/m3。严禁使用前期水化热偏大的早强水泥。粗骨料的控制粗骨料的选择不仅要满足规范要求的压碎值，还要注重粗骨料的粒径、级配和含泥量等指标参数。粗粒径满足规范和良好的级配可以减少水泥用量，使混凝土和易性更好不易产生离析，如果粗骨料粒径和级配不达标，势

22、必需增大胶凝材料和水的用量，会加大混凝土的收缩产生裂缝。较小的含泥量将会减少混凝土坍落度经时损失，确保泵送性能。罗江大桥 0 号块粗骨料采用强度较高卵碎。细骨料的控制细砂混凝土需要水泥用量大而且砂率低，生产的混凝土粘度大，收缩相对较大，梁体混凝土出现早期开裂的可能性较高；机制砂具有粗糙度大、含粉量高、级配不良等缺点，单独用作细集料时，混凝土工作性差容易出现泌水难以满足泵送要求，会容易造成堵管。所以本工程 C60 大体积混凝土宜采用细度模数 2.7-2.9 的二区中砂，由于达州及周边地区没有此类天然中砂，需采用细河砂和机制砂进行调配。达州地区天然河砂细度模数为 1.7，经过多次调试，按照细河砂：

23、机制砂=17:73 的比例掺配成细度模数 2.8的二区中砂（机制砂使用前应进行筛洗，尽可能减少石粉的含量）。外加剂的控制本工程主梁混凝土属于大体积高性能混凝土，外加剂应起到降低水化热峰值等要求，同时应具有高减水性、低坍损性、低收缩性、缓凝时间长（不小于 10 小时）、与水泥等胶凝材料的相容性好等特性；外加剂掺量饱和临界点必须通过试配确定，且要留有一定的富余系数，确保混凝土到达现场的施工性能。拌和用水和养护用水的控制混凝土拌和用水采用经检验合格的饮用水，混凝土养护用水采用桥址处州河水（桥址上游州河是水源保护区，水质符合养护用标准）。2）搅拌和运输为降低混凝土的入模温度，可以一部分拌和用的水转换成

24、等质量的冰块来达到降低混凝土温度的目的，中和一部分水化热；外加剂采取分次添加，在拌和站拌制时留一部分外加剂到浇筑现场采取后掺，确保混凝土的和易性，避免混凝土因运输和等待时间造成混凝土的施工性能降低。给混凝土运输罐车的罐体包裹隔热层，运输过程中保持低速转动。选择用时最少的路线，减少混凝土的等待时间。3）浇筑悬浇段混凝土浇筑遵循前后左右对称，从悬臂端往主塔方向进行，浇筑过程中边跨与中跨两侧混凝土方量差不得大于 3m3。混凝土坍落度根据浇筑部位以及施工气温进行实时调控：底腹板浇筑时应将坍落度适当调小（一般 1214cm 为宜），浇筑顶板时应将坍落度适当调大（一般 1618cm 为宜）。块段混凝土浇筑

25、约 50%时依据观测到的挂篮主纵梁及底平台的下沉量，后续待浇混凝土的自重来模拟确定需要将挂篮进行抬升的值，此时需要对斜拉索进行第二次张拉调整挂篮标高。斜拉索进行第二次张拉的同时需要适时对已浇筑混凝土少量补充混凝土并进行复振，防止混凝土接茬面出现冷缝；斜拉索第二次张拉完成后应及时对施工梁段与已完工梁段的接茬面进行复振，防止因斜拉索第二次张拉产生裂缝，然后继续浇筑块段剩余的混凝土，块段混凝土浇筑完成后及时对梁段进行复测，复核梁体高程是否满足监控指令要求，若下沉量超过允许值应立即对斜拉索进行补张（施工过程中斜拉桥监控以线形为主、索力为辅）。高程复核无误后对梁体进行养生。5.预应力筋工程1）预应力筋下

26、料制作预应力钢绞线下料前应仔细复核设计图纸的下料长度，复核无误后方可进行钢绞线下料。钢绞线下料应用砂轮机平放切割，严禁使用电焊或气割进行切割。下料平台应硬化平整、无积水和杂物，并做到下垫上盖，确保钢绞线不被污染和损伤。2）钢绞线运输与穿束钢绞线要用人工装上平板车运输至穿束现场，采用穿索机进行钢绞线穿束，保证钢束两端的张拉长度满足施工需求。3）张拉设备准备与效验本工程预应力张拉采用智能张拉设备，千斤顶和压力油表在使用前必须进行配套标定，标定后有效期为 6 个月且不超过 300 次张拉作业，当千斤顶被拆卸或液压油表受到撞击后应重新进行标定方可使用。油泵的油箱容量不的小于张拉千斤顶总输油量的 1.5

27、 倍，额定油压数读数行程不的小于使用油压数的 1.4 倍。4）预应力筋张拉与锚固预应力钢绞线张拉前梁体混凝土必须采取强度和龄期双控。钢束张拉顺序严格参照设计图纸说明和规范执行。张拉时两侧应对称、同步进行。千斤顶安装好以后，在智能张拉系统软件界面内，输入预应力的主要参数。启动智能张拉系统开始钢绞线张拉。分级张拉至相应力值后持荷时间应满足规范要求，断丝、滑丝以及伸长率均应符合规范要求，5）孔道压浆为确保孔道压浆的饱满度和强度，本工程采取成品预拌高强压浆料，现场严格按照设计水灰比进行拌和，压浆料拌和完毕后应先对浆体进行检测，流动性等相关技术指标符合规范标准后方可采用高压注浆机进行管道压浆。压浆压力应

28、控制在0.5MPa0.7MPa，出浆口冒浓浆后封堵出浆口，然后补压两次。现场需制作压浆试块。压浆料初凝时间应大于 4h，终凝时间应小于 24h，压浆时浆体温度应不超过 35。6.斜拉索施工1）斜拉索施工工艺流程图 5.2.4-1斜拉索施工工艺流程图2）施工平台、通道及吊装系统所有的施工平台、通道及吊装系统主要共斜拉索作业人员进行斜拉索作业施工使用，使用持续时间长，贯穿整个斜拉索作业工序，直至调索和防腐作业完成。塔外平台塔外平台采用吊笼结构型式，由布置于塔顶钢支架提供吊点，通过钢丝绳与布置于索塔中横梁的 1 台 5T 卷扬机经中横梁钢支架导向牵引控制升降，吊笼设 1 道用钢绞线做成的竖向安全绳。

29、另外，需在塔外平台和塔柱之间设置定位滑道，一般采用不小于16 钢丝绳作为定位滑道，定位滑道的作用时将塔外平台在施工作业时可以随时锁定，确保作业人员的施工安全。塔外平台示意图见图 5.2.4-2 和 5.2.4-3。图 5.2.4-2 塔外平台纵桥向立面图图 5.2.4-3塔外平台大样立面图塔内平台在 1#索齿块混凝土上搭设临时平台；在临时平台上焊接塔内施工平台。塔内操作平台拼装完毕后，塔顶门架滑轮组与台内施工平台滑轮组进行链接，调试塔内施工平台升降，排除施工平台升降过程中各种难题。调试完毕后，把千斤顶和各种设备及工具吊至塔内施工作业平台，进行斜拉索挂索及张拉。塔内平台示意图见图 5.2.4-4

30、。图 5.2.4-4塔内平台大样图梁底平台主梁施工采用短平台前支点挂篮施工，梁下平台可利用挂篮进行接长，如图5.2.4-5所示。梁端斜拉索通过卷扬机的辅助进行梁下安装，并通过千斤顶和油泵进行张拉牵引。图 5.2.4-5梁底平台大样图塔顶钢支架主塔封顶时需在塔顶预埋塔顶钢支架固定钢板，塔顶钢支架主要作用时悬吊塔外和塔内平台，塔顶钢支架示意图见图 5.2.4-6。图 5.2.4-6塔顶钢支架大样图吊装系统斜拉索施工多为高空作业，需要吊装作业的有 HDPE 套管、锚具、索盘、卷扬机、环氧钢绞线等等。针对该桥实际情况，吊装方案主要利用塔吊、塔顶钢支架与卷扬机组成吊装系统及桥面吊机、汽车吊等起重设备进行

31、吊装。3)锚具安装梁端固定端锚具安装梁端均为固定端锚具，安装时首先利用起吊设备将锚固吊至安装位置，然后采用钢丝绳将其临时固定住。本工程是钢筋混凝土现浇梁，无法像钢箱梁一样提前将锚固与梁体固定在一起，需要考虑锚具安装后的固定方式。可采用临时支架配合钢丝绳共同固定。张拉端锚具安装张拉端设在塔上，安装时用塔吊或起重系统将带 PE 导管的一段锚具组件从塔顶预留人洞下放至安装位置，可利用塔顶钢支架和手拉葫芦临时固定。张拉端锚具空位应与梁端锚具孔位应一一对应。锚具安装技术要求张拉端和固定端锚孔按每排孔水平排列，两端锚孔相互对应，不得有错位现象；锚具中心线与锚垫板中心线保持一致。4)斜拉索 HDPE 套管施

32、工斜拉索套管采用 HDPE 套管，表面涂聚脲防腐涂层。套管从下料、组拼、焊接接长及吊装均应做好详细记录。HDPE 套管焊接长度确定L焊=L0-L1 L2-L3+L4式中：L0-斜拉索锚固端和张拉端锚垫板之间的距离(mm),该数据参照设计图纸；L1梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和(mm)；L2-塔端预埋管长度及钢垫板之和(mm)L3塔上伸缩套管长度(mm)；L4HDPE 外套管进入塔端连接装置长度(mm),暂时取 3000mm，根据当地最大温差变化和施工时期的气温具体调整焊接工艺焊接方式：斜拉索 HDPE 外套管的连接采用专用 PE 管压力焊机对焊，操作示意图见图 5.2.4-7。图 5.2.4-

33、7斜拉索 HDPE 套管焊接示意图HDPE 套管焊接工艺斜拉索 HDPE 套管焊接施工工艺流程图见图 5.2.4-8。图 5.2.4-8HDPE 套管焊接工艺流程图焊接条件HDPE 管焊接时，根据管材规格，其焊接条件见表 5.2.4-2：表 5.2.4-2HDPE 管焊接规格和对应条件管材格规（mm）预热温度()H=1.Omm 时的预热压力预热完成后加热时间(s)允许最大切换时间(s)焊接压力(bar)冷却时间(min)18021010181106181420021010211288211623521010231351023172602101025142122518HDPE 套管焊接直至焊缝完

34、全冷却这段时间内必须保持焊接压力，不可以中间卸压。斜拉索 HDPE 外套管吊装斜拉索 HDPE 外套管吊装前，应先将斜拉索相关附件装置、HDPE 套管连接装置等部件安装设计图纸位置固定好，然后在 HDPE 外套管内穿入一根辅助钢绞线并用绳夹固定牢固。在套管梁段安装抱箍并适度拧紧，抱箍与套管之间设置一层薄橡胶条缓冲摩擦力，防止对套管造成损伤。附件及夹具安装完成后，本工程 1#-5#索安装时由于梁段浇筑长度不够，需要先使用塔吊将 HDPE 管从桥底起吊至桥面，然后再利用塔顶提升系统将将钢绞线和套管一起吊起并吊装至对应索号的塔外索导管管口相应位置处并用手拉葫芦临时锚固，提升过程中用滚筒支架或枕木将套

35、管架立，桥面与 HDPE 管接触处要进行适量包裹防止 HDPE 管表面损伤。由于 HDPE 管吊装前塔吊已经拆除，需要在塔顶布置好的两台卷扬机在提升时进行左右调节。套管下端调节牵引至下端预埋管口，先将钢绞线穿入下端锚具并固定。HDPE 套管吊装示意图见图 5.2.4-9 所示。图 5.2.4-9HDPE 套管吊装示意图5)挂索施工单根挂索过程由于斜拉索整束钢绞线数量多且长度长，自重过大，无法采取整束穿索，需要采取单根穿索的方法进行斜拉索穿索。环氧钢绞线运输至现场安装到索盘上，采用塔吊将索盘和钢绞线吊至塔顶的放线架体上，利用穿索机从塔端往梁端方向进行穿索。斜拉索钢绞线穿索具体操作是将钢绞线与穿索

36、机的牵引装置连接，启动穿索机将钢绞线从 HDPE 外套管内牵引至梁端锚具端，然后将钢绞线穿过梁端锚具，解除穿索循环系统上的牵引装置，然后将塔端的钢绞线穿过塔端张拉锚具，确保塔端锚具外露钢绞线长度满足张拉所需的工作长度，安装临时夹片准备穿下一根钢绞线，循环作业直至整束钢绞线全部穿索完成。单根钢绞线穿索时应加强环氧钢绞线表面的 PE 层保护，严禁出现破损，同时要严防钢绞线在穿束过程中出现打绞、旋转、扭曲现象。斜拉索钢绞线采取单根牵引安装的步骤如下：安装滚筒穿索机在塔顶并固定牢固将钢绞线从桥面放索架牵引至塔顶滚筒穿索机启动穿索机将钢绞线运送至桥面 HDPE 管口塔端运送至塔外管口桥面与梁下进行连接塔

37、端管口与塔内进行连接钢绞线安装完成。为提高单根挂索效率，其施工工艺采用了从塔上牵引穿束法进行，牵引穿束系统主挂篮滚动支架正在挂设的管主塔管夹持器要包括以下：钢绞线放索器；滚筒穿束机；塔外挂篮施工平台；锚具内牵引索和导向钢丝。单根索安装塔内操作示意图见图 5.2.4-10。图 5.2.4-10单根索安装塔内操作示意图挂索工艺流程本工程斜拉索单根挂索工艺流程见图 5.2.4-11。图 5.2.4-11单根挂索工艺流程图单根穿索顺序斜拉索穿索采取单根穿索的作业方式，穿索顺序应从上往下的顺序进行，待上排孔穿束完成后再进行紧邻的下排孔穿索，塔端和梁端的锚具孔必须一一对应。单根穿索后应立即进行第一次张拉，

38、中跨和边跨两侧应对称进行，确保主塔两侧受力误差在设计允许范围内，张拉时应严格参照监控指令执行。6)斜拉索单根张拉张拉方法斜拉索钢绞线采取单根张拉，即采用等张拉值法施工。其原理：前一根张拉的钢绞线会在后面的钢绞线张拉后产生回缩，索力会有所减小，因此需将先张拉的钢绞线进行一定的超张拉同时调整后张拉钢绞线的张拉油压，让先张拉和后张拉的钢绞线索力相同，依次类推循环进行。斜拉索钢绞线采用单根张拉，实际施工操作时按以下原则：第一排钢绞线：为减少斜拉索外套管因自重产生的垂度对单根张拉力造成过大的非线性影响，所以第一排钢绞线主要用来承受外套管的自重，所以张拉力由该束斜拉索的HDPE 外套管管的垂度确定；第二排

39、第 1 根：依据监控指令以及主梁、主塔的变形量进行修正，确保钢绞线安装张拉完成之后索力累计值与整束斜拉索的设计索力值接近，避免后期索力出现较大的调整。索力大小按下式确定：laAEnNTCsin1式中：N斜拉索控制力；n斜拉索孔数；斜拉索安装前、后的主梁锚点标高抬高量理论值，由监控单位提供；拉索设计仰角。-锚具变形及夹片回缩量,取 5mm。AEc钢绞线弹模截面面积；l斜拉索索长；第i根：iiiTT1，i第i根安装时传感器变化值；第一排钢绞线补拉时按iiiTT1控制方法确定。张拉过程斜拉索钢绞线采取单根张拉法施工，先在塔内张拉端钢绞线上安装临时夹片进行锚固，安装千斤顶并在钢绞线上做好记号用来量测伸

40、长量。检查完固定端的锚固及其他准备工作完成情况后，开始张拉加载至单根绞线控制应力的 15%时测初始伸长值，然后张拉至监控指令的张拉力值。第 1 根安装压力传感器，按控制应力的 100%进行控制，并记录此时传感器显示值。斜拉索钢绞线钢束剩余的钢绞线张拉力值各根根据传感器变化值进行控制。直至最后一根钢绞线张拉完成后再拆除第 1 根钢绞线上传感器，并按当时变化值进行补张拉锚固。单根张拉过程采用振弦式传感器控制，该传感器使用时安装在第三根钢绞线上，通过单孔锚具临时锚固，待该整束斜拉索安装完成之后拆除。其中传感体通过导线与显示仪相联，压力变化值从显示仪中读取。单根张拉工艺斜拉索钢绞线单根张拉时应安装张拉

41、架，具体示意图见图 5.2.4-12 所示。图 5.2.4-12斜拉索单根张拉示意图单根张拉工艺要点锚具、夹片及斜拉索安装前，应检查是否完好，否则应更换；张拉时过程中，固定端和张拉端锚固时，要保证夹片平整；张拉端千斤顶若一个行程无法满足张拉伸长量，需要回顶采取多次张拉，回顶时应采用临时工具夹片在千斤顶的连续张拉部件内进行临时锁定，严禁在工作锚垫板上进行临时锁定。夹片安装质量直接影响索力均匀性，夹片安装是应保持外露量和缝隙高差一致，高差2mm,缝隙15,使之自锚跟进时同步,保证索力均匀性；夹片安装前必须严格执行外观检查，凹面压槽内不允许有杂物，在夹片外锥面（或锚孔内圆锥面）预先涂退锚灵以利于夹片

42、跟进锚固；张拉时安排专人在锚固端检查夹片跟进情况，适时轻轻敲打夹片使之均匀跟进。张拉完成后每号索总索力差不能大于 3%；同一束斜拉索的各根钢绞线应力差不能大于 3%。7)斜拉索索力调整为了确保斜拉索钢绞线张拉完成后整束索力值与设计索力值相符，需要对斜拉索进行索力调整。索力调整分整体张拉调整和单根张拉调整。整体张拉调整斜拉索采用整体张拉调整时，选择 YCW800 型千斤顶，并配套张拉连接套、张拉螺母和张拉撑脚，其安装如图 5.2.4-13 所示：图 5.2.4-13整体张拉千斤顶安装示意图钢绞线整体张拉调整在塔内张拉端进行，设备安装在塔内平台上进行，千斤顶安装时对中误差5mm。塔内张拉调索时，应

43、严密监控主梁斜拉索锚固端的高程变化，当标高达到设计要求，即旋紧垫板上的工作螺母，调索完成。单根循环张拉调整当调整量很少时，采用单根循环张拉调索方式，其索力调整工艺与单根张拉一致。8)斜拉索紧索、减震器安装等挂索完成后，在不影响索力监控的前提下，可以进行紧索、减震器安装工作。紧索利用倒链等提升工具将斜拉索钢绞线整束紧固成型，紧索是在倒链与斜拉索钢绞线之间设置土工布等衬垫，防止损伤钢绞线 PE 保护层。减振器安装斜拉索减震装置安装应严格按照设计指定部位安装，在最终成桥之前为了方便监控单位对索力的监测，减震装置先不固定，待桥面等二期恒载施加完毕完成全桥斜拉索最终调索后再固定减震装置。减震器和索夹安装

44、示意图见图 5.2.4-14。图 5.2.4-14减震器和索夹安装示意图9)斜拉索防护斜拉桥的斜拉索防护工作时成桥后重中之重，尤其是斜拉索的索体和锚头的防腐。本工程的斜拉索索体及锚头严格按照国家有关标准和 OVM250 平行钢绞线拉索体系技术标准进行。斜拉索索体防腐索体材料采用带 PE 环氧涂层钢绞线，PE 层与钢绞线间涂专用油脂，如在下料、挂索等过程中发现 PE 有破损处，立即用焊枪修补，谨防钢绞线锈蚀。索体外用套管防护，成桥调索结束，减振器固定后，固定已预先套在管外的 PE 连接装置，与两端预埋管联接，可有效防止水份进入 PE 管内，并隔绝了紫外线照射，进而起到保护索体的作用。假如预埋管因

45、偏心过大造成 PE 连接装置无法顺利联接，预埋管安装方可考虑将预埋管接长，只要保证该接长段与索体同心即可。锚头内防腐斜拉索锚头内的钢绞线因工作需要，端部的 PE 保护层被剥落，待斜拉索最后调索完成后必须在锚具内注入防腐油脂。油性蜡使用前需要加热成流体状态以方便施工。灌注前需要排空注蜡机内压力泵的空气，灌油管出油后与预安装在锚具最低点的球阀连接，打开球阀开始灌注油性蜡，当油性蜡从锚具高点溢出，关闭锚具高点球阀。继续灌注直至灌注压力达到 1Mpa 并保持压力 10min，检查是否有漏油或压力下降等现象。检查无渗漏后关闭锚具低点球阀，卸压后拆除灌油管。灌注过程中需要采取措施防止漏油造成环境污染。锚头

46、端面、夹片、外露钢绞线的防腐斜拉索最后调索张拉完成后，钢绞线在锚垫板外露部分、锚垫板、夹片等都涂上防腐油脂，并在锚具外安装保护罩，罩内抹油对裸露钢绞线、夹片、锚板等进行防护。塔内和梁端的锚箱内必须预设防水、防潮措施，梁端锚垫板最低的一面应设有排水槽。7.前支点挂篮行走斜拉索体系转换完成并进行第三次张拉后，挂篮需行走至下一梁段施工位置。挂篮行走前应将底平台的止推块和后吊杆进行拆卸，将底平台下落 3050cm（确保挂篮底平台与梁体完全脱开），检查行走托轮是否能够自由活动，将各滑动部位涂抹润滑油，采用四台千斤顶在轨道梁前端通过牵引杆（32 精轧螺纹钢）将四道主纵梁同步向前牵引行走，主纵梁前端的四根吊

47、杆带动底平台同步前移。挂篮行走到下一节段位置后依据监控指令调整挂篮平面位置和高程，进行下一节段梁体施工。5.2.55.2.5 梁体线形控制梁体线形控制斜拉桥采用前支点挂篮施工，在施工过程中需要多次调索对梁体线形进行调控，在现浇梁施工过程中以线形控制为主、索力控制为辅。长节段宽幅斜拉桥悬浇法施工梁体的线形控制主要通过挂篮吊杆、斜拉索来调控底平台的平面位置和高程实现。挂篮平面位置主要是通过梁面轨道梁确定主纵梁和三角桁架的平面位置，通过主纵梁下穿吊杆垂直提升挂篮底平台确定挂篮平面位置；挂篮底平台立模标高是通过利用千斤顶提升或下放吊杆来实现。梁段混凝土施工阶段线形控制主要是高程（挂篮安装及行走已确定了

48、平面位置），首先将挂篮底平台后吊杆提升到位并打紧，然后通过前支点（斜拉索）来调控挂篮前端高程，斜拉索的张拉力应分级施加，混凝土浇筑前斜拉索施加索力能抵消梁段约 50%左右的混凝土自重，待混凝土浇筑至约 50%时依据监控观测到的主纵梁和底平台的下沉量来进行第二次斜拉索张拉，将下沉量以及后续待浇混凝土预计引起的下沉量设置预抬值，抵消后续待浇混凝土自重产生的下沉。混凝土养护后张拉体内索后进行斜拉索体系转换，进行斜拉索第三次张拉进行高程调整。循环作业直至全桥合龙，待桥面系恒载施加完成后进行第四次斜拉索张拉调整成桥线形。6.材料与材料与设备设备6.16.1 主要材料主要材料本工法实施涉及到的主要材料有：

49、钢筋、钢绞线、混凝土、锚具、波纹管等材料。主要材料见表表 6 6.1.1-1-1。表 6.1-1主要材料数量表序号材料名称规格型号技术指标及质量要求1钢筋HPB300GB 1499.1-2017 国家标准及其引用标准2HRB400GB1499.22018 国家标准及其引用标准3钢绞线s15.2 普通低松弛GB/T5224-2014 国家标准及其引用标准4环氧涂层s15.2 普通低松弛GB/T 18365-20015混凝土C60 聚丙烯纤维混凝土普通混凝土配合比设计规程JGJ556斜拉索套管外200 和外260HDPE 材质7锚具OVMDR 型锚具预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370

50、-2015)中 I 类锚具要求8DHS 型锚具9普通锚具10波纹管聚乙烯管道磨阻系数 0.17，管道偏差系数 0.00156.26.2 主要设备主要设备本工法实施涉及到的主要设备有：挂篮、塔吊、电梯、发电机、电焊机、全站仪、GPS、水准仪等设备。主要设备见表表 6 6.2.2-1 1。表 6.2-1主要设备配置表序号设备名称规格型号技术标准及质量要求1挂篮短平台前支点满足 7m 长，重 550t 的悬浇段施工需求2发电机300KW输出功率 300KW3塔吊QTZ80（6012）功率 36KW，工作幅度 2.560m4电梯SC200G起重量 2t5电焊机BX1-500最大输出电流 500A，最大