跨海斜拉桥索塔锚固区钢锚箱安装技术研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：张夫玲（1975），女，汉族，江苏邳州人。-159-跨海斜拉桥索塔锚固区钢锚箱安装技术研究 张夫玲 中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆 400065 摘要：摘要：本文以西村港跨海大桥为例，针对钢锚箱安装技术进行了研究。通过总体方案概述、人员配备、机械设备和现场安装方案等方面的设计，确保了钢锚箱的安装质量和工期。关键工艺包括首段钢锚箱安装、索导管安装、螺栓紧固和钢锚箱安装纠偏。在质量保证体系方面，设定了质量目标并建立相应的质量保证体系。同时，提出了从组织管理和计划安排上保证工期的措施，以确保项目的顺利进行和按时完工。关键词：关键词：钢锚箱；索导管；安装技术；关键工艺 中图分类号：中图分类号：U44 0 引言 目前，越来越多的斜拉桥索塔上塔柱锚固区采用钢锚箱的设计。钢锚箱作为斜拉桥一种重要的构件，其正确的现场吊装方案设计对项目的安全和进展具有重要意义。本文通过研究钢锚箱的现场安装方案，并设计关键工艺和制定质量保证体系，以及工期保证措施，旨在提高钢锚箱现场安装的效率和质量，同时保证项目的顺利进行。1 工程概况 北海市西村港跨海大桥主桥为半漂浮体系双塔双索面景观斜拉桥，主桥跨径布置为（38.9+70+238m（主跨）+70+38.9）=455.8m，桥面功能宽度 37m，设 2%双向横坡。图 1 锚箱安装部位图 主塔采用混凝土桥塔，主梁为钢混叠合梁，桥面功能宽度 37m。索塔为大倾角空间钻石型钢筋混凝土结构，塔高 83.5m。上塔柱为斜拉索锚固区，采用左右塔肢，在拉索区段顺桥向由四肢渐变为双肢，横桥向内倾斜角 12.7。本项目有 20#、21#两座主塔，单塔单支钢锚箱数量为 9 节。第 1 层锚箱底部安装高程为 58.5m，第 9层锚箱顶部高程为 79.7m。锚箱安装在塔身内部空腔里，其大、小里程方向通过剪力钉与塔身混凝土相互联结。锚箱采用 Q345qC 钢板焊接而成。上下相邻两层锚箱间通过 M24 高强螺栓进行联结。2 钢锚箱现场安装方案 2.1 总体方案概述 钢锚箱的现场吊装方案是主塔施工的核心，其成功实施关系到项目的安全和效率。项目制定了总体方案，包括确定了钢锚箱安装施工的整体框架，确保了各个环节的协同作业。详细分析项目的要求和约束条件，包括现场环境、钢锚箱规格以及吊装高度等。制定详细的计划，确定各个工序的先后顺序和时间节点，确保工程进度可控。此外，选择适当的吊装方法和设备，考虑到安全性和效率性。最后，建立严格的安全措施和风险管理体系，以应对各种意外情况。2.2 人员配备 为保证钢锚箱吊装施工安全、优质、高效地顺利完成，组建钢锚箱吊装施工管理机构，配备足够的管理人员和劳动力，明确各个人员的职责和任务分工，确保信息畅通和沟通高效。同时进行安全意识的培训中国科技期刊数据库 工业 A-160-和推广，以减少事故风险。2.3 机械设备 根据钢锚箱工程的工程量、施工方案和工期要求，投入足够数量的施工机械设备参加本工程施工。优选精良设备，并合理配套，形成综合生产能力。设备能力大于进度指标要求的能力。设备经过定期检查和维护，确保其性能可靠。吊装配件如吊钩、钢丝绳和吊装梁符合标准和质量要求，以确保吊装过程的安全性。施工现场在 20#、21#主塔旁各自布置有一台D800-28 塔式起重机。钢锚箱采用汽车运输到现场后利用墩旁塔吊吊装安装。节段混凝土浇筑前完成相应节段钢锚箱吊装。3 关键工艺 3.1 钢锚箱安装方案 首段钢锚箱的安装是整个项目中的关键工艺之一。该工艺要求高度的精确度和协同作业。需要确保吊装设备的稳定性和准确性，以精确地将钢锚箱定位到目标位置。在安装过程中，需要密切协调操作人员和信号传输，确保吊装动作的同步和安全。同时，监控和调整钢锚箱的倾斜度，以避免不必要的变形或损坏。在安装完成后，进行必要的检查和测试，以验证安装的准确性和稳定性。这一工艺的成功实施对于整个项目的顺利进行至关重要。因现场塔吊使用时间较长，为安全考虑，因此将钢锚箱顺桥在中心线附近将钢锚箱分为 2 块。在工厂匹配试装时分段口处安装对位匹配件，以方便现场安装对位及质量控制。（1）在混凝土塔上预埋预埋件,预埋件定位平面度（相对主塔为高程）精度要求1mm/m，2mm/3m；所有钢锚箱需在两边侧板上做好测量基准点标识（打样冲点），测量基准点为名义锚固点水平线与侧板竖向中心的交点。图 2 首节段钢锚箱安装定位支架布置示意图（2）钢锚箱A吊装到位后，对底部四周焊接挡板，上部用手拉葫芦紧固。整体安全加固后采用全站仪对钢锚箱的控制点进行观测，并采用手拉葫芦及千斤顶对钢锚箱空中姿态进行调节。复测完毕后用马板将钢锚箱固定焊接在预埋件上。图 3 首节段钢锚箱安装示意图（3）吊装节段分块 B，并采用手拉葫芦及千斤顶对钢锚箱空中姿态进行调节。同时通过临时匹配件与已安装完毕的钢锚箱进行连接。图 4 首节段钢锚箱安装示意图（4）钢锚箱定位完毕后，开始钢锚箱的焊接。钢锚箱焊接时应严格按照评定合格的焊接工艺规程及现场安全文明施工规范要求进行。钢锚箱焊接完后应对所有焊缝进行超声波探伤合格后才进行后续工序施工。（5）钢锚箱现场焊接检测合格后应对钢锚箱的空间位置进行重新复测，合格后进行下一节段钢锚箱的安装。3.2 索导管安装方案 钢锚箱索导管的安装需要准确测量和切割导管，确保其符合钢锚箱的规格要求。然后，进行导管的预装配，以减少现场安装的复杂性。在安装过程中，必须确保导管的精确对位和固定，以避免后续问题。此外，对于导管的密封和连接也要特别关注，以确保其完整性和可靠性。在完成导管的安装后，进行必要的测试和检查，以验证其性能和密封性。这一工艺的成功实施有助于确保钢锚箱的稳定性和长期使用。（1）利用高精度全站仪在现场放样出索导管上、下剖切口的高程，并在钢锚箱或劲性骨架延伸出的三角架上相应高程位置处做标记。（2）将索导管吊装至相应位置进行粗定位，索导管上口尽量与钢锚箱上的椭圆索孔相匹配；利用加工中国科技期刊数据库 工业 A-161-好的圆心定位装置（半圆板）定出相应钢锚箱锚固点。（3）将索导管下剖切口吊装至标记处，利用制作好的索导管定位装置（带直角支撑和拉杆的半圆板）检查索导管居中情况，若有偏差，利用导链葫芦进行调整。索导管定位后，做临时固定处理，防止索导管发生偏移。（4）索导管数据放样采用全站仪三维极坐标法，实际控制时测量出索导管入塔口、出塔口中心坐标，并与理论数据进行对比，然后调整索导管直至与理论数据一致。完成后，焊接索导管与预埋钢筋的连接处，并对周围钢筋进行加固处理，防止混凝土浇筑过程中因外部因素导致索导管发生偏移。（5）当相应节段钢锚箱安装定位完成后，其上的索导管与事先预埋的预埋件按要求进行焊接。3.3 高强螺栓紧固 在这一过程中，高强螺栓需符合规格要求的，并确保其质量合格。螺栓的紧固必须按照规定的扭矩和顺序进行，以确保紧固力的均匀分布。同时，必须进行紧固力的监测和检查，以确保达到预定的紧固标准。对于螺栓的润滑和防锈处理也是必要的，以延长其使用寿命。在紧固完成后，进行必要的质量检查，以验证螺栓的紧固效果和可靠性。钢锚箱高强螺栓规格为 M24，性能等级为 10.9s，预拉力设计值为 250kN。高强螺栓贴板和连接件间应保证密贴。高强螺栓的紧固分两次进行，第一次为初拧，初拧紧固到螺栓标准轴力的 60%80%，第二次紧固为终拧。为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，螺栓群的施工顺序应从螺栓群中间顺序向外侧进行紧固。初拧扳手应是可以控制扭矩的，初拧完毕的螺栓，应做好标记以供确认。为防止漏拧，当天安装的高强螺栓，当天应终拧完毕。3.4 钢锚箱安装纠偏 钢锚箱的安装纠偏需要仔细测量和调整梁的位置，以确保其准确对位。利用适当的工具和设备对梁进行调整，使其符合设计要求。在调整过程中，必须密切协调操作人员，确保梁的平衡和稳定。监控梁的变形和应力，以及与其他结构的配合情况。在安装完成后，进行必要的检查和测试，以验证梁的稳定性和可靠性。这一工艺的成功实施有助于确保钢锚箱结构的正常运行和安全性。钢锚梁在工厂采取全塔段匹配模拟现场工位试装（试装时应在每个锚梁上用样冲做出现场安装复测点）。因此在现场安装时一般不会发生超出规范误差，但为了保证安装的精度现场每安装一段应复测锚梁纵横基线、标高与设计的偏差值并及时调整。纵横向纠偏：通过倒链配合千斤顶进行纠偏。高程纠偏：通过塔吊和千斤顶配合进行。当纠偏导致与已经拼装节段出现较大缝隙时，应提前测量锚箱顶面偏移量可通过适配垫板进行调节。3.5 钢锚箱安装线形控制及施工测量（1）主塔线型保证 主塔安装线形控制需从工厂制造到现场安装到成桥线形全程测量监控，每道工序严格把关，同时通过修正安装误差，减小累积误差，主塔施工过程中主塔线形做到可调可控。桥位安装主要再现工厂预拼装线形，需满足加劲板螺栓安装精度和塔柱焊接间隙。（2）主塔施工测量 斜拉桥塔柱施工测量的重点是保证塔柱各部分的倾斜度、铅垂度和外形几何尺寸以及一些构件的空间位置符合设计要求。主塔施工中应经常测定并检查施工部位的位置和标高，作好测量记录。当索塔安装到一定高度时，按设计及监控要求采取稳定措施，调整并确保主塔的线形及增强塔柱的抗风能力或遭到意外撞击时的稳定性。图 5 钢锚箱试拼装 4 质量保证体系 4.1 质量目标 质量目标应涵盖各个方面，包括安装准确性、结构稳定性、材料质量和安全性等。需要明确制定各个工序和环节的质量标准和要求，以便衡量和验证项目的质量。要设定合理的质量指标和检查点，确保在各个阶段都能够监控和评估项目的质量。建立完善的记录和文档管理系统，以便追溯和证明项目的质量达标。要强调安全性和质量的并重，确保项目不仅高质量完中国科技期刊数据库 工业 A-162-成，而且安全无事故。4.2 质量保证体系 质量保证体系应包括质量计划、质量控制和质量保证三个方面。需要制定详细的质量计划，包括质量目标、工程标准、检验计划和质量文件等。这些计划应与项目的总体方案相一致，并确保各个工序和环节都有明确的质量要求。其次，要实施严格的质量控制措施，包括监督和检查各个工序的执行情况。以检查和测试为手段，确保各项技术要求和规范的合格性。应当对关键工艺和设备进行特殊的检验和质量控制，以确保其安全和可靠。此外，还应定期进行内部质量审查和评估，以发现和纠正存在的问题，并提出改进措施。建立质量记录和追溯机制，以便对问题进行追溯和分析，确保类似问题不再发生。5 工期保证措施 5.1 从组织管理上保证工期 在钢锚箱现场吊装项目中，从组织管理上保证工期是确保项目按计划进行的关键措施之一。需要建立高效的项目团队，明确各个人员的职责和任务分工。项目经理应负责整个项目的规划和组织，确保各个工序的顺利衔接和协调。此外，密切沟通和协作是提高工程进度的关键。定期召开会议，确保所有相关人员了解项目的进展和动态，并及时处理和解决工期延误的问题。同时，设立必要的报告和反馈机制，及时掌握工期的变化和风险，以便采取相应的应对措施。要设定明确的里程碑和工期目标，对项目进度进行严格的监控和评估，确保按时完成项目。5.2 计划安排上保证工期 在钢锚箱现场吊装项目中，需要对项目进行详细的计划，包括各个工序和环节的时间安排和先后顺序。在计划制定过程中，需要全面考虑各种因素，如人员配备、机械设备的可用性、现场环境等。要设定合理的时间预留，以应对可能出现的延误和突发情况。同时，必须制定详细的施工方法和步骤，确保各个工序之间的衔接和协调。在实施过程中，要严格按照计划进行，监控工期的变化和风险，并及时调整计划和资源分配，确保项目的工期可控。在计划安排过程中，要充分考虑安全性和质量保证，确保工期的同时，不影响项目的安全和质量。6 结语 通过本文的研究，提出了相应的总体方案、人员配备和机械设备，并设计了关键工艺、制定了质量保证体系和工期保证措施。这将有助于提高钢锚箱现场安装的质量和效率，同时确保项目的顺利进行和按时完工。希望本文的研究成果能对钢锚箱现场安装技术提供一定的参考和指导。参考文献 1闵祥.异形钢混组合桥塔施工关键技术J.四川水泥,2021(06):298-299.2刘咏梅.异形索塔首节钢锚箱精确定位施工技术J.四川建筑,2021,41(02):121-123.3徐勇.缆索吊装系统张拉端锚箱优化设计方法研究J.黑龙江交通科技,2019,42(11):146-147.