同向回转锚固体系斜拉索施工工法.docx

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1、同向回转锚固体系斜拉索施工工法1 .前言芜湖长江公路二桥采用柱式塔、双分肢、分离式钢箱梁、四索面同向回转拉索锚固体系，创新了索与塔的锚固方式，从根本上避免产生拉应力，有效抑制塔柱裂缝的产生，使塔柱更耐久可靠，是传统锚固方式无法比拟的，改变了人们对大跨度桥梁结构性能的传统认识。同向回转拉索锚固体系让塔柱更耐久可靠，但同向回转鞍座内的雨滴型分丝管给穿索带来了很大困难，同时对施工质量提出了更高的要求，并极大地增加了施工组织和管理的难度。为提高穿索工效，确保施工质量，中铁大桥局芜湖长江公路二桥主桥项目部依托集团公司的技术优势，开展科技创新，通过积极有效的管理，取得了良好的经济效益和社会效益，并形成了同

2、向回转锚固体系斜拉索施工工法。2 .工法特点2.1 本工法采用的塔顶吊架系统与传统的塔外电动吊篮施工相比，结构安全可靠，人员作业更方便安全，同时减少人机在恶劣环境下的效率降低对工程进度的影响；2.2 本工法采用的“三角循环推送体系”，避免斜拉索在雨滴管内出现卡壳现象；设计不同规格的穿索板确保索沿HDPE管下管壁移动，保证斜拉索的HDPE不受破坏，施工质量更易得到保证；2.3 本工法注重快速施工，环形通道可以让塔外作业人员之间可以相互协作，穿索施工工效达到45min根，加快了施工进度；2.4 本工法小型机具通用性好，现场施工无需大型机械配合，降低了成本。3 .适用范围本工法适用于同向回转锚固体系

3、结构的HDPE管安装、斜拉索穿索施工、塔上斜拉索配件的安装等。4 .工艺原理依托塔顶吊架及塔外操作平台，在塔外一周设置一环向活动操作平台作为斜拉索施工平台和人员通道，用于斜拉索安装时要在塔外索道管出口进行操作及安装附属构件等施工，人员通过电梯到达上层同道位置，再沿环向通道下到各操作平台位置。利用“三角循环体系”进行挂索安装，即在塔根与穿索点的中间桥面处布置一台卷扬机，卷扬机的钢丝绳绕过塔外索导管出口处的定滑轮，并通过HDPE套管放置到桥面端，与桥面端的定滑轮相连，形成类似三角形的循环牵引系统。然后从桥面牵引钢绞线，首先通过HDPE套管，到达对应的塔外索导管出口处，将钢绞线插入对应孔道，并在循环

4、牵引系统的推力下，绕过鞍座，到达另一索导管出口，并插入另一侧对应的HDPE套管中。钢绞线继续向前推移，直到钢绞线进入另外一侧的索梁锚固装置中，钢绞线的尾端同时也进入相应的索梁锚固装置中，最后对称张拉索力，完成本次钢绞线的安装。5 .施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工准备f塔顶吊架系统安装一塔顶卷扬机布置一HDPE管下料、焊接及挂设一第一根引线穿束f三角循环系统布置f斜拉索穿束一斜拉索一张一一斜拉索二张一斜拉索配件安装。5. 2操作要点5.2. 1塔顶吊架系统安装在斜拉索安装时要吊装HDPE管、安装塔外附属构件、吊装材料上塔顶等施工需要，塔顶安装一吊架作为以上施工的主要起重设施，在塔

5、外一周设置一环向活动操作平台作为斜拉索施工平台和人员通道。吊架由下至上由主梁、主纵梁、横梁、平联组成，安装焊接完成后与塔顶进行锚固。塔顶吊架系统平面布置图见图5.2T；塔顶吊架系统立面布置图见图5.2-2；穿索平台布置图见5.2-3；八f图5.2-3穿索平台平面布置图5.2.2塔顶卷扬机布置塔顶布置4台8t卷扬机和2台5t卷扬机，塔顶上的4台8t卷扬机分别用于提升主操作平台系统包括通道平台至需要位置，利用塔顶放下的钢丝绳悬吊起；2台5吨卷扬机用于HDPE管及配件材料的吊装；整个操作平台系统再由塔顶下放由8根26mm钢丝绳作为保险绳。塔顶卷扬机布置图见图5.2-1；5. 2.3HDPE管下料、焊

6、接及挂设1 .由于HDPE管随温度变化而膨胀或者冷缩，因此在计算预制长度时，应考虑温度的影响，同时在预制过程中，应根据最高温、最低温、HDPE管的温度膨胀系数、作业空间长度等因素考虑，计算应预制的长度并实际测量；2 .在焊接过程中需要对焊接温度、加热时间、焊接压力、冷却时间等参数进行控制，参数设置的不准确将会直接影响到焊接质量及工作效率。操作步骤为：在平整的场地上安放焊接机，并使之水平一将HDPE外套管放入焊接机，并固定一刨平HDPE外套管焊接面一热熔对焊；HDPE焊接见图5.2-4；图5.2-4HDPE管焊接预加热工序3 .在HDPE套管两端安装钢质哈弗式夹具，为保证夹具与HDPE管壁的摩擦

7、力，其之间应安装上一厚度约为2-5mm的土工布。哈弗式夹具的螺栓要适度旋紧。4 .利用塔顶卷扬机将套管及附属构件一起吊起，到达预定高度后将钢绞线穿入塔上锚具并固定，利用千斤绳和葫芦将套管吊挂在塔外管口相应位置，吊点为比之高的其下根索号的索道管口周边的预埋爬锥形成的受力点。上端采用两点吊，一点设置靠近延伸管最下段的HDPE管上，上端设置在过渡管的上口。HDPE起吊见图5.2-5；PE管吊装到位后利用塔上预埋的锚锥固定见图5.2-6；图5.2-5HDPE管挂设图图5.2-6HDPE管塔端固定图5. 2.4第一根引线穿束HDPE外套管临时固定后，斜拉索钢绞线通过卷扬机起升至导管口位置，人工将钢绞线向

8、上穿过主塔同向回转鞍座、向下穿过主梁张拉端锚具后，分别打紧夹片，用单孔千斤顶张拉该钢绞线，使HDPE管绷直。该钢绞线所穿过的锚具孔位为锚具最上侧的孔位，HDPE管崩直后，其自重将直接压在该钢绞线上，随后的其余各钢绞线将不受HDPE管自重和垂度的影响，确保索力的准确性。6. 2.5三角循环系统布置1 .在塔根与穿索点的中间桥面处布置一台3t卷扬机，四索面采用四点同步穿索，穿索作业面选择在同幅桥面便于材料倒运；卷扬机的钢丝绳采用防缠绕钢丝绳，钢丝绳由人工从塔壁上进行下放，绕过塔外索导管出口处的定滑轮，并通过HDPE套管放置到桥面端，与桥面端的定滑轮相连，形成类似三角形的循环牵引系统；三角循环系统布

9、置见图5.2-7；2.桥面卷扬机在桥面利用护栏底座螺栓孔或焊接进行临时固定，卷扬机有高速、匀速、低速控制挡以适应不当阶段的穿索速度。三角循环系统布置结束后进行试机，确保正式穿索顺利。桥面卷扬机布置见图5.2-8.5.2-9；图5.2-7三角循环系统布置图图5.2-8外侧卷扬机布置图图5.2-8内侧卷扬机布置图图5.2-10穿索的详细工序流程图1钢绞线运输到施工桥面后，将索盘吊装于放线架上，因挂索时从HDPE管下端向上穿索，将放线方向朝向塔端预埋管口处，放线架与预埋管之间应设铺垫及导向，以防钢绞线PE损伤。见图5.2-11；2 .为保证钢绞线不打绞，首先对桥面端锚具、塔上鞍座分丝管进行统一编号，

10、便于穿索时孔眼一一对应，防止出现串孔现象，穿索时必须遵循以下原则：从左至右，从上至下的原则，同一侧梁上塔上，另外一侧以桥轴线为对称线，即下游侧从外至内，上游侧就从外至内侧；见图5.2-12；图5.2T1现场放索架布置图图5.272现场穿索编号3 .先人工剥离斜拉索的PE后，从桥面牵引钢绞线，首先通过HDPE套管，到达对应的塔外索导管出口处，解除索卡，将钢绞线插入对应孔道，并在循环牵引系统的推力下，绕过鞍座，到达另一索导管出口，并插入另一侧对应的HDPE套管中，斜拉索端头安装一块穿索板用作导向，钢绞线继续向前推移，直到钢绞线进入另外一侧的索梁锚固装置中，钢绞线的尾端同时也进入相应的索梁锚固装置中

11、，最后对称张拉索力，完成本次钢绞线的安装；4 .斜拉索开始穿索时端头的穿索板要根据不同的HDPE管径设置，穿线板直径约为HDPE管径的一半，重量设置在Ikg以上，穿线板直径不合适、或重量太轻会造成斜拉索沿HDPE管壁下滑过程中出现缠绕现象；穿索板图5.2T3；5 .穿索索卡按照20m一道设置，索卡设置便于装拆；索卡见图5.2T4；6 .开始穿索采用快档匀速进行，斜拉索过鞍座时卷扬机采用低速慢档进行，斜拉索一端出导管口后卷扬机恢复快档作业。7 .将钢绞线牵引直至钢绞线中间的聚胭涂层在塔上的位置满足设计要求才停止牵引，然后将两侧梁端的钢绞线墩头从传板上取出，与梁上的导向钢丝连接，进行反穿，在牵引钢

12、丝的导向下穿过导向筒，锚板，张拉座对应的孔，进行张拉。图5.2-13穿索板图片图5.2-14索卡图片5. 2.7斜拉索张拉1 .由于本桥在梁端张拉，梁端锚固系统采用的是锚拉板结构，因此采用单根钢绞线张拉工艺。2 .张拉前，将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板一一传感器一一单孔工作锚。索穿完后先先进行一张，行走桥面吊机后根据监控指令进行二张。3 .为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，为确保线型及索力均匀性，四索面的八个点采取对称、分级、同步张拉，张拉采用等张拉值法进行张拉，每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准

13、，在某根索的前面某根钢绞线上装一传感器读数进行监测计算的索力是否与实际索力相符，如果不符找出原因进行修正。5 .2.8斜拉索配件安装1钢绞线斜拉索索力调索完成并满足监控要求后，进行索箍安装，利用专用紧索器将整束紧固成形；6 .减震器安装及梁段套管安装；7 .利用塔外吊架对塔上过渡管、延伸管进行安装，先将延伸管与HDPE套管对接，让过渡管穿入HDPE套管中并与HDPE套管临时固定。过渡管、延伸管随HDPE套管一同提升至桥面；8 .对锚头进行灌油作防腐处理。9 .3劳动力组织本工法涉及斜拉索施工的整个环节，施工难度大、要求高，特殊工种需求多。所有工种必须经过专业培训，特殊工种必须经相关部门考核后，

14、持证上岗。主要劳动力组织情况下表Io表1劳动力组织情况表序号单项工程人员情况备注1管理人员4人2技术人员4人3斜拉索穿索施工桥面放索8人桥面4个放索作业面，每作业面2人桥面开卷扬机4人桥面共4台卷扬机，每处1人塔上配合作业8人塔上四个作业面，每点2人穿索作业16人桥面4个穿索作业面，每作业面4人桥面倒运材料2人合计46人6 .材料与设备6.1 主要材料原材料主要包括：斜拉索、锚具、夹片、阻尼器、防护罩、导管、HDPE管、定位器等。工法涉及的特殊材料是防缠绕钢丝绳。6.2 主要设备本工法涉及的主要大型机具设备见表20表2主要大型机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1卷扬机8t4塔顶吊挂系统

15、2卷扬机5t台2塔顶吊HDPE及零星材料3卷扬机3t台4桥面4个穿索作业面，每作业面设置1台卷扬机4桥面汽车吊25t台1桥面倒运材料5HDPE管焊接机台4焊接HDPE6千斤顶20t台8斜拉索张拉，8处同步张拉7油泵台8斜拉索张拉，8处同步张拉8氧焊切割设备套2施工配合切割9砂轮切割机台8切割钢绞线7 .质控制7.1 工程质量控制标准斜拉索施工质量控制标准按芜湖长江公路二桥项目办公室编制的“芜湖长江公路二桥招标文件”的标准执行，实测项目的具体允许偏差见表3、4；表3斜拉索张拉检查数据实测项目序号指标类别检测项目二桥规定值或允许偏差实测值检测方法1关键指标索力控制符合设计和控制要求（5%）挑选钢绞线预先磁通量传感器进行测试2索力均匀性符合设计和控制要求（3%）挑选钢绞线预先磁通量传感器进行测试序号指标类别检测项目二桥规定值或允许偏差实测值检测方