悬索桥综合标准施工专业方案.doc
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1、地锚式钢结构悬索桥施工技术总结1.工程概况悬索桥是以承受拉力缆索或链索作为关键承重构件桥梁,由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥关键承重构件是悬索,它关键承受拉力,通常见抗拉强度高钢材(钢丝、钢缆等)制作。因为悬索桥能够充足利用材料强度,并含有用料省、自重轻特点,所以悬索桥在多种体系桥梁中跨越能力最大,依据神华宁煤400万吨/年间接液化项目澄清文件平面图等相关资料,两座悬索桥分别跨铁路悬索桥、过经四路悬索桥。跨度范围几十米到两百米左右,横跨铁路悬索桥主跨要在100米以上。悬索桥又分为自锚式和地锚式两大类,本工程悬索桥关键用于管道敷设,对于桥面路面要求不高,不过对钢性有一定要求。地
2、锚式钢结构悬索桥施工工艺和自锚式混凝土悬索桥及重力式悬索桥有很大区分,其施工关键在于钢结构梁曲线挠度控制,及多种预埋件、构件精度控制,难点是悬索桥张拉过程中索力调整及主缆、索鞍防腐处理,地锚式钢结构悬索桥含有造价高,跨度小,但外型曲线优美结构线条透明,适用景观工程等特点,本方案为地锚式钢结构悬索桥安装。图1结构示意图2编制依据1.钢结构工程施工质量验收规范GB50205-,2.公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-,3.公路桥涵施工技术规范JTT041-4.简易架空缆索吊北京3施工关键点:悬索桥主梁由吊杆支撑,主梁弯矩和跨度关系不大。钢梁组成平面梁格和后期铺设混凝土桥面板组成。2道纵梁横向
3、位置和吊杆横向位置相同,吊杆直接锚固在纵梁上。 自锚式悬索桥采取先缆后梁施工方案施工次序以下:(1)在桥墩上架设第一段主梁,和桥墩临时链接,该链接可传输较大水平力;(2)把猫道主缆锚固在墩顶主梁上;(3)分步架设主梁:先吊装边上压力之前,主缆和临时连接系梁,形成能够承受轴力钢骨架,然后在钢骨架上施工主梁其它部分。纵梁承受压力之前,主缆和猫道承重索水平力由桥墩承受,大缆水平力从桥墩转移到纵梁,可用图2所表示临时固结装置处理。图2所表示为广州鹤洞大桥斜拉桥临时固结装置,可方便进行系统转化。 施工过程中,边墩最不利受力工况为吊装最终阶段纵梁:纵梁不能承受压力,主缆受自重、吊杆拉力(承受纵梁及连接系重
4、力)和猫道自重作用,其水平力全部由边墩承受。 次方法实施需要着重考虑问题包含桥墩设计尺寸、工字型主梁稳定性和大缆和桥墩临时固结等,需要进行计算制订具体施工方案。3.1桩基施工因为没有设计相关内容,依据现场地质条件桥塔桩基设计采取钻孔桩基础,桩基类型均为摩擦桩,深度以设计为准。3.2承台及锚碇施工基坑开挖至承台底以下0.3米后,进行地基扎实。在上面浇筑砼垫层厚度20厘米,然后在垫层上放线定位,承台一次整体立模浇筑,锚碇分两次浇筑完成,每次是200立方砼。3.3塔柱施工索塔施工属于高空作业,工作面狭小,其施工工期影响着全桥总工期,在制订索塔施工时,起重设备选择和部署,是索塔施工关键。起重设备选择视
5、索塔结构形式、规模、桥位地形等条件而定。起重设备必需满足索塔施工垂直运输、起吊荷载、吊装高度、起吊范围要求,且操作安装简单、安全可靠,并需综合考虑经济效益等原因。现在通常采取塔吊辅以人货两用电梯施工方法。索塔铅直时,可采取爬升式起重机,在规模不大直塔结构中,也可采取万能杆件或贝雷架等通用杆件起重等方法。3.4钢结构梁施工及运输3.4.1钢桁加劲梁施工3.4.1.1钢桁加劲梁制作主桁加劲梁分成段,每段约为20米左右,角钢采取Q235B钢材,节点板采取Q345B钢材,质量符合现行国家标准要求.钢桁架制造在有钢桁架制造资质工厂进行, 钢桁架各构件之间全部焊接连接,钢梁制造、焊接和检验必需遵照钢结构设
6、计规范(GB 500117-)和建筑钢结构焊接规程(JBJ81-)相关要求实施. 为了确保焊接接头焊后韧性和控制接头超强,应严格控制焊接能量输入。投产前必需依据结构中不一样接头形式作焊接工艺试验,经评定经过后方可生产。3.4.1.2钢桁加劲梁零件加工钢桁加劲梁零部件加工,选择精亲密割;边缘加工必需将边缘刺屑清除洁净,磨去飞刺挂渣波纹。刨边时应避免油污污染钢料,加工面表面粗糙度小于25,顶紧加工面和板面垂直度偏差应小于0.01t切不得大于0.3mm.3.4.1.3钢桁加劲梁板件、部件节段组装板件、部件节段组装在专用平台或胎架上进行,使用专用夹具或马板进行固定;松开马板约束时,必需采取火焰切割方法
7、进行,并将约束部位修磨匀顺;组装合格后板块或部件,应在要求部位打上编号钢印.3.4.1.4钢桁加劲梁试拼装钢桁加劲梁按拼装图进行厂内试拼装,试拼不少于3节段,按架梁次序进行试拼装.试拼装前,应认真做好各项准备工作,仔细检验试拼装胎位、工具、仪器及吊具是否完好和安全可靠.3.4.1.5钢桁加劲梁安装a吊装过程要求: 吊装过程必需严格遵守高空作业安全要求;吊装过程观察索塔改变情况,依据设计要求和实测塔顶位移量分阶段调整索鞍偏移量,以确保工程质量和施工安全;吊装时,钢架四角用导链固定于主缆绳上,然后安装吊杆、拧紧螺栓,直至安装结束。在节段吊装过程中对梁节段接头进行测试,并随时拧紧定位临时螺栓.b工地
8、焊接工地焊接做工艺评定,并严格按工地焊接工艺进行工地焊接;工地焊缝焊接前用钢丝砂轮进行焊缝除锈,并在除锈后24h内进行工地焊接;工地接头焊接时,应注意温度改变对接头焊接影响安装时有足够数量固定点并确保足够强度;当工地焊缝形成并含有足够刚度和强度时,方能解除安装固定点,预防焊缝裂纹及接口处错边量超差;桥面板和桥底板使用单面焊双面成形技术;为控制变形,对施焊次序进行控制,横向施焊次序宜从桥面中轴线向两侧焊接,并做到对称施焊.3.4.2钢桁加劲梁运输钢桁加劲梁采取专用运梁车运输至现场,存放于桥头专用场地。3.5扒杆索道安装3.5.1 扒杆索道安装方案a.扒杆基础采取素砼结构,共两块,浇好整平后,待强
9、度达成混凝土标按时即可安装扒杆。b.索道部署,中间主缆道采取两根45mm钢缆,两只30吨滑车,行走牵引钢缆采取17.5mm钢丝绳。c.两端扒杆地锚各为6个,主地锚各两个,各采取50200cm木质圆木棒两根,侧向缆风地锚各4个,各采取30200cm圆木棒埋入土中,深度180cm,主缆风钢缆采取45mm,侧缆风采取32mm钢丝绳,缆风绳和地面夹角约为20。卷扬机共用4台,其中两台起重,两台牵引,共需用电功率38KW。图2 “人”字型钢扒杆主示图图3 “人”字型钢扒杆左示图2.6.2排架安装 依据跨度尽可能降低排架支设,以满足以负担该部位钢梁荷载为准。设置水平撑用于顶升架设;排架桩纵向设剪撑,将排架
10、连接成整体。 图4 排架搭设示意图3.6索鞍施工检验顶面标高,使之符合设计要求。索鞍施工前,复测合格后清理表面和四面销钉,吊车吊装索鞍底座就位,对齐销孔使索鞍底座和钢板销接。在索鞍底座表面进行涂油处理。3.6.1索鞍吊装索鞍由底座、索座、索盖三部分组成。索鞍安装时依据设计提供预偏量就位,在索吊张拉过程中逐步张拉至设计永久位置,然后固定。索鞍安装误差控制在轴线误差最大1mm,标高误差最大+2mm。3.6.2索鞍顶推在钢结构吊装及吊索张拉过程中,因为钢梁安装前后次序不一样及对主塔底部产生弯矩不等,所以产生索塔底部实际承受能力超出其许可应力情况,为消减上述影响,钢梁安装时及吊索张拉时必需对索鞍施加外
11、力,抵消索塔底部承受部分弯矩,确保索鞍施工安全。施加外力方法采取千斤顶顶推索鞍,施工人员在脚手架平台上作业。顶推前应注意确定滑动面摩擦系数,严格掌握顶推量。3.7缆索施工缆索施工关键分主缆部分、吊杆部分、防腐部分、施工过程控制部分。主缆部分施工包含:主缆架设、主缆线型调整。吊索部分施工包含:索夹安装、吊杆安装即吊杆张拉(索力调整),螺栓数次拧紧(分初拧、复拧、终拧)。防腐部分施工包含:索夹防腐、索鞍防腐、主缆防腐。3.7.1主缆架设3.7.1.1展索设施a.展索盘:主缆工厂加工,成圈包装成型,运至现场后展开使用。在开包展开时要避免主缆弹开伤及工作人员也要避免形成扭劲。在放索前应将成圈索放在能够
12、旋转支架上,称之为展索盘。b.支承托辊:为避免主缆在地面展开时损坏,在地面每2米设置索托辊(用柔性材料),以确保索纵向移动时不会损坏索护套。c.锚头用空中两根吊索牵引。3.7.1.2起吊系统a.利用空中索道吊主缆从一端穿过火车道(经四路悬索桥不需要)。b.在两座塔两侧分别安装安置2台25t汽车吊,将主缆一次性吊到塔顶索鞍就位,同时用空中索道做2个吊点吊起主缆控制主缆垂度。c.为避免起吊过程中主缆损伤,起吊主缆到塔顶索鞍就位时应采取专用索夹保护。图5 主缆过河示意图3.7.1.3牵引设施主索牵引采取4台JWJ-5T卷扬机,2台在南端,2台在北端,30t滑车2台。3.7.2主缆线型调整主缆采取一次
13、性吊装就位工艺。为确保安装精度,首先确保主塔锚碇施工质量。其次,主缆在工厂制作过程中要在缆上进行正确标识。标识点包含索夹、索鞍、跨中位置,锚固点中心点。安装前根据设计图纸要求正确查对各项控制值误差。首先是测定主跨长,索鞍顶标高,索鞍预偏量,主索塔垂直度,外界温度,然后计算出各个控制点标高。主缆调整时最关键一项是检验主索上对应索夹位置标识是否和钢梁上预留孔能否对应,为有较大偏差应重新架设索夹间主缆长度,正确标识索夹位置,然后经设计单位和监控单位同意后进行调整。最终根据调整后控制值进行安装调整(通常在气温比较稳定时间进行)。主缆调整用100t千斤顶在锚固端单端张拉。调整时应参考主缆上索夹吊杆许可位
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