悬拼施工论文.doc

南京长江二桥斜拉索安装工艺作者佚名文章来源网友推荐点击数更新时间javascriptddocumenttdselectiondselectiontypeNonedselectioncreateRangetextdgetSelectiondgetSelectionvoidviviwindowopenhttpvivisinacomcncollecticollectphppid2008amptitleescapedtitleampurlescapedlocationhrefampdescescapetviviscrollbarsnowidth480height480left75top20statusnoresizableyesvivifocus摘要本文重点介绍南京长江二桥特大规模斜拉桥斜拉索施工方案和施工技术特点关键字南京长江二桥斜拉索牵引张拉临时减振一概述南京长江第二大桥南汊桥横跨南京市和八卦洲之间的长江江面是一座双塔双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥全长主桥长桥跨总体布置为桥面总宽主梁采用扁平闭口流线型钢箱梁梁体最大宽度为包括风嘴索塔位于长江通航主航道上总高为包括预抬量主塔由下塔柱中塔柱上塔柱及下横梁中横梁上横梁组成外形为倒型空间结构南京二桥主桥总体布置见图斜拉索类型的选择当前国内外斜拉桥采用的斜拉索主要分为平行钢丝索和钢绞线索两种综合考虑各种因素南京二桥斜拉索采用平行钢丝索其优点是耐久性和抗疲劳性能好国内有专业化的制索工厂有较成熟的生产工艺和生产能力价格较便宜冷铸锚在工厂内加工可以试拉质量可得到保证应用历史长施工单位施工技术成熟斜拉索的规格及布置每个索塔上布置空间双索面扇形斜拉索每个索面对斜拉索全桥共根索在梁上的锚固间距索塔两侧为钢箱梁标准段为边跨部分为和索在塔上的锚固间距为南京二桥斜拉索有五种规格分别为其中最长的斜拉索长重二斜拉索施工主要设备每个主塔斜拉索施工设备主要包括型机械自升式塔吊一台汽车吊一台卷扬机台卷扬机台门滑轮个张拉千斤顶台千斤顶台连续千斤顶台及油泵台传感器台施工电梯台放索船艘浮吊艘以及张拉丝拉杆等塔吊塔吊和汽车吊是主塔斜拉索施工的主要起重设备在主桥钢箱梁施工前拆除主塔施工塔吊在索塔上横梁顶中心安装型塔吊主要负责完成斜拉索安装过程中的高空吊装工作该塔吊最大工作幅度最大起重力矩最大起重量另外在主梁第二对斜拉索张拉完成后利用水上浮吊把台汽车吊起吊到主梁上主要负责完成塔吊工作幅度以外的吊装工作二者都能满足施工中的吊装要求施工电梯施工电梯是主塔斜拉索施工时工作人员上下的主要交通工具台施工电梯布置在桥轴线上索塔的江侧距主塔横轴线处施工电梯从钢围堰顶面平台到钢箱梁底面施工平台其输送高度为每设置一个附墙另一台电梯安装在索塔下游塔肢中塔柱空腔内从下横梁项面直到中横梁底面其输送高度为电梯的安装斜度与中塔柱的斜度保持一致附墙与电梯预埋件相联此外在上塔柱内设置脚手架通道及斜拉索张拉平台见布置图三斜拉索的放索牵引安装与张拉斜拉索放索船的定位放索船定位有两种方案第一种放索船抛锚定位法即每次挂索前把放索船顶推到指定位置在放索船的四个角上分别抛锚通过收放锚链来调整放索船的位置优点是放索船受水流冲击影响小缺点是占用航道时间长阻塞航道第二种放索船风缆拖轮共同定位法优点是操作简便快捷占用航道时间很短安全可靠并有成功经验缺点是要时刻观察水位变化防止风缆受力过大影响主梁焊接经过研究斜拉索放索船的定位采取第二种方案具体施工工序如下斜拉索运送到施工水域后按编号转移到放索船的放索架上在钢箱梁的环焊缝焊接完成后用匹马力拖轮把放索船顶推到主梁端部的正下方放索船的长度方向与主梁横断面方向一致这时从钢箱梁前端的上下游各放一根卷扬机钢丝绳拴住放索船内侧上下游的拉环启动卷扬机使钢丝绳受力适中同时利用拖轮调整放索船的平面位置通过目测保持放索架上斜拉索转盘处钢箱梁前端的斜拉索转向架的正下方此时放索船定位完毕见放索船定位方案图斜拉索的牵引及安装整个挂索过程粗略可分为两个阶段牵弓提升使整根拉索脱离索盘将两个冷铸锚头分别灌入索塔及箱梁的预定锚固孔道并固定张拉至设计吨位并根据主梁悬壁端荷载及标高适当调整索力在斜拉索的牵引阶段拉索尾端在江面的放索船上中间部分置于桥面上端被牵引至索塔锚固区附近如图头尾垂直高度差为水平距离为属于典型的大跨度空间立体施工作业因此要科学地制定施工程序及细节合理地安装提升系统的机具设备精心组织统一协调指挥才能安全快捷地完成一系列的牵引提升动作牵引提升系统的布置和安装斜拉索施工最常用的牵引装置为卷扬机这里用到两种型号的卷扬机快速卷扬机额定拉力平均绳速容绳量电动机功率慢速卷扬机额定拉力平均绳速容绳量两种型号卷扬机均配置钢丝绳其中四台慢速卷扬机对称安放于索塔根部路线石内侧分别朝向主梁前端其作用是将拉索张拉端从江面船上放索架的索盘中引出通过钢箱梁前端转向架引至桥面并平拖至索塔根部附近待进一步提升牵引作为主提升用的台快速卷扬机对称安放于无索区的南北两端的桥轴线两侧其钢丝绳通过塔顶定滑轮组门走丝形成滑轮组用于将拉索张拉端提升至索塔锚固区相应套街口附近在塔顶搭设平台安放两台慢速卷扬机其钢丝绳经过转向从斜拉索套筒放出其作用是将张拉端锚头牵引进入套筒在距钢箱梁前端处上下游两侧各安一台慢速卷扬机南北共台其钢丝绳从梁前端放下用于稳住江中的放索船待斜拉索完全脱离放索船到达桥面此卷扬机还可用于牵引锚固端锚头进入钢箱梁锚箱此卷扬机随钢梁向前延伸而迁移位置上述即为牵引系统卷扬机的布置具体安放与操作时应注意以下几点应选用与卷扬机相匹配的钢丝绳及转向滑轮这里选用钢丝绳破断拉力总和为单门转向滑轮最大受力状况即转向受力为卷扬机单丝的两倍因此卷扬机应配置承受能力为的单门转向滑轮从卷扬机滚筒引出钢丝绳经过的第一个转向滑轮其转向点与滚筒轴线的中点的连线应垂直干滚筒轴线该点到滚筒的距离应为滚筒长度的倍钢丝绳才会在滚筒上自然排丝若场地有限距离不够则应设专人排丝严防钢丝绳跳出滚筒引发事故塔顶定滑轮组的吊点支架其预埋件应在索塔施工中提前安装好每次挂索前都应全面检查卷扬机制动器开关箱钢丝绳的磨损状况转向装置是否符合受力要求确保消除隐患后再开始工作斜拉索施工牵引阶段施工程序及要点施工程序如图这一阶段施工作业面长危险性大要做到安全文明施工应掌握以下施工要点及细节各作业点指挥人员应用对讲机及时联系统一步调协调指挥卷扬机应选出有经验的工人定岗定人专职操作遇到紧急情况能及时作出正确的反应另外电工机械修理工应在现场待命随叫随到及时排除电器及机械故障所有起重用钢丝绳卸扣转向轮等均应符合起重行业施工规范具有足够的安全系数斜拉索放索架应安装配重并有制动装置张拉端冷铸锚杯被牵引出索盘后当固定端锚具转至索盘最高点由于力矩不平衡索盘会发生突然加速转动使得放索速度时快时慢很不安全也容易损坏斜拉索因此应根据固定端锚杯重量在其所处直径的另一端加配相同重量铁块以平衡力矩使得索盘能匀速转动张拉端锚杯通过前端转向架时应尽量使其从平辊中间位置通过以不受阻碍的到达桥面为保护斜拉索外包装应在桥面上斜拉索经过的沿途设置平辊平辊过索槽净宽度应大于最大直径的锚杯张拉端被牵引至索塔根部附近处即开始安装吊点抱箍及张拉丝杆如图大样准备向上提升这个工作很关键必须认真细致地完成抱箍应有足够的长度其夹紧用的螺栓应有足够的强度拧紧后应使抱箍与斜拉索之间垫有橡胶皮产生足够的摩擦力以防止抱箍受力后滑移这里我们使用的抱箍长两侧法兰边各有颗高强螺栓张拉丝杆通过一个内外有螺纹的接头与冷铸锚杯连接另一端与牵引钢丝绳连接如图经实际使用证明张拉丝杆螺距不宜太小在受力计算可通过的前提下螺距最好在以上这样在斜拉索牵引过程中螺纹不易碰坏或发生局部变形拉索张拉端被提升至所需高度后主要由从套筒引出的滑轮组单门滑轮根丝牵引进入此时塔顶主滑轮组应及时调整锚头倾角使张拉丝杆基本沿套筒轴线方向牵引进入丝杆前端超出锚垫板一定高度后即可用开合螺母临时锚固待安装千斤顶准备张拉当张拉端被临时锚固后即可用卷扬机组滑轮组将固定端引入锚箱此状况下所需牵引力较大例如挂号索时索长钢丝重立面角度为滑轮组选用两个门滑轮组绕路丝另一种做法是在张拉端离套筒距离尚远时先将固定端灌入锚箱此时牵引力较小仅用三根丝滑轮组就可但上端牵引力相应增大很多实践证明前一种做法更安全可靠滑轮组仍通过抱箍与斜拉索连接为防止抱箍滑移可在抱箍前加一根套筒将力传至冷铸锚杯根部随着斜拉索长度的不断增加重量增大立面角度减小斜拉索两端的水平分力也越来越大以号索为例总长重立面角度根据现场油表读数计算当固定端已按设计要求锚固好张拉端锚杯前端距离锚垫板为时钢绞线所受拉力为已超过卷扬机牵引能力张拉端仅依靠接长拉杆已不足以减小挂索机的牵引力此时需在拉杆前加接钢绞线束用快速千斤顶代替卷扬机实施牵引如图图所示用千斤顶通过钢绞线实施牵引其施工步骤如下机具材料准备千斤顶为型由两个穿心式油缸及两个工具锚组成额定油压排油量相应牵引速度为牵引过程为无间歇连接作业钢绞线下料长度每束六根其中三根为右捻三根为左捻左右对称排布购置与工具锚相匹配的工具夹片加工钢绞线与张拉丝杆间的连接头钢绞线与千斤顶之间的连接件油泵为型电动高压油泵额定压力配套压力表采用油压表精度为级将钢绞线束穿入千斤顶并用工具夹片限位螺母锁定如图右半截所示钢绞线一端伸出前活塞工具锚即可后活塞锚环外另一端事先做挤压接头并穿好工作锚环及限位螺母将已连成一体的千斤顶与钢绞线吊入上塔柱内使钢绞线自由端从相应套筒放出套筒外口并将千斤顶固定于反力架上当斜拉索张拉端丝杆被提升至适当高度时于空中将钢绞线与张拉丝杆连接固定端进入锚箱后即可开始用千斤顶牵引斜拉索经过几次实地操作发现几个容易出现问题的环节并研究了解决办法在千斤顶工作的初始几个行程钢绞线束易发生扭绞现象原因有两个一是斜拉索与钢绞线在制作完成后均有扭应力存在其中斜拉索的扭转可靠吊点抱箍限制钢绞线的扭转可通过对称排布左右捻钢绞线来自行抵消二是钢绞线受力不匀造成扭饺解决的办法是尽量使钢绞线长度一致并每隔用胶布束紧一处就能保证每根钢绞线基本同时受力快速顶前活塞回油时可能出现工具夹片不能自动松开而导致钢绞线在千斤顶内散丝因此在张拉开始前应在工具夹片外表涂润滑油脂并在千斤顶工作过程中严密注意夹片是否松开以便及时停机钢绞线束露于套筒口外的长度宜长不宜短不少于越长其端部自由度越大与张拉丝杆在空中施工人员于空中实施连接的连接越容易如图岸侧边跨合龙后岸侧斜拉索上桥方案有两种从江侧前端上桥面平拖至岸侧再向上牵引直接从岸侧钢箱梁路缘外侧上桥面前一种方案在安徽铜陵大桥及黄山太平湖大桥都使用过缺点是用时较长还需多台卷扬机接力做桥面牵引后一种方案首次在南京二桥实施成功只需将原安装在梁前端的转向架改装在梁外侧转向架向外挑出牵引张拉端通过转向架时先让其完成竖直面转向到达桥面再使其完成水平转向转而沿平行于桥轴线的路径向索塔根部牵引其他环节施工过程则与上述内容相同实践证明此方案较前一种更省时高效斜拉索的张拉南京二桥斜拉索的最小张拉吨位为最大张拉吨位为采取一端张拉一端锚固的张拉方式即事先把斜拉索下端冷铸锚锚固在箱梁上张拉在索塔内进行根据施工单位现有设备以及最大张拉力不超过千斤顶容许荷载的的施工规范张拉千斤顶采用型和型千斤顶油压表采用级精度表在索塔内张拉空间足够的情况下在张拉丝杆上配有精度为的传感器进行检验保证索力准确见张拉安装图张拉前的准备工作在张拉前千斤顶油泵油表都要到有资质的机构进行标定并要出具标定书千斤顶检验系数理论计算张拉力实际张拉力油压表读数活塞面积压力机读数千斤顶内摩阻实测张拉力理论张拉力一压力机读数油压表读数活塞面积如果检验系数或内摩阻为合格可以使用张拉根据钢箱梁悬壁端的荷载状态斜拉索正式张拉分两次张拉吨位由设计提供前后两次都必须四根同时对称张拉以防止索塔承受过大的弯曲应力在张拉设备安装好以及钢箱梁焊接完成后进行第一次张拉为了减少温度日照对张拉和梁体标高的影响斜拉索的第二次张拉定在晚上以后日出之前进行采取分级张拉以每为一级缓慢进行并作好张拉记录张拉端冷铸锚杯进入斜拉索套筒口前由于斜拉索因自重下垂必然使张拉丝杆下缘抵在套筒口上此时须依靠主吊点滑轮组随时调整高度使得拉杆始终处于套筒中心否则拉杆螺纹将被损坏在张拉过程中要不断拧紧斜拉索冷铸锚的锚环防止千斤顶回油时斜拉索产生冲击损坏千斤顶和油泵同时观察油压表读数以及传感器读数使两者基本保持一致如果两者相差较大应立即停止张拉并分析原因四斜拉索的临时减振在钢箱梁的悬拼过程中斜拉索的风振非常明显直接影响箱梁悬拼时的控制因此施工过程中在斜拉索下端设置临时减振装置此方法简单有效见图五总结斜拉索是斜拉桥的重要组成部分是主梁的直接受力结构物斜拉索的施工质量直接影响斜拉桥的质量和使用寿命斜拉索施工技术性强风险性大因此施工人员要求素质高且组织分工细致专人专职控制过程中的每个环节才能确保施工质量和施工安全