扬州万福大桥主缆系统与主塔施工

扬州新建万福大桥 主缆系统与主塔施工,第一部分 主缆系统施工,1 万福大桥概况 2 地锚式与自锚式悬索桥 3 两种悬索桥的施工过程 4 万福大桥主缆系统施工,1 万福大桥概况,1 万福大桥概况,万福大桥主桥（94+188+94m）为混凝土自锚式悬索桥，桥梁分两层布置，上层为车行桥，下层为非机动车及人行桥。,1 万福大桥概况,1.1主塔,主塔兼桥头堡功能，塔内设计建筑结构，塔顶建双层金光阁仿古建筑。,采用塔梁分离体系，主塔在主梁外侧。 主塔总高86.119m.,1 万福大桥概况,1.2主梁,加劲梁采用两侧单箱单室P-K混凝土箱梁，箱室之间用横梁、桥面板连接。标准梁高2.8m，宽30.5m，设置双向横坡2.0%。,1 万福大桥概况,1.3 缆吊系统,万福大桥缆吊系统布置图,1 万福大桥概况,1.3 缆吊系统,边跨主缆由37股1695mm镀锌高强钢丝索股组成，中跨主缆由35股1695mm镀锌高强钢丝索股组成；边跨主缆37股中有2股锚固在主索鞍上，其余35股通长。,边跨理论跨径94m，主跨理论跨径188m，主跨的理论垂跨比1：4.1。,1 万福大桥概况,1.3 缆吊系统,主缆吊索采用销铰式，标准间距6m，共98根吊索；采用1637mm平行钢丝成品索。,1 万福大桥概况,1.3 缆吊系统,主塔吊索共计20根，采用3137mm平行钢丝成品索。,1 万福大桥概况,1.3 缆吊系统,主索鞍、散索套、索夹采用全铸铁结构。散索套采用滑动式，索夹左右对合。,主索鞍,散索套,索夹,1 万福大桥概况,1.4 下层人行桥及非机动车道桥,下层人行桥及非机动车道桥采用钢结构纵横梁体系，混凝土桥面板。人行桥结构全宽3.8m，非机动车道桥结构全宽9.34m。,2 地锚式与自锚式悬索桥,2 地锚式与自锚式悬索桥,悬索桥根据主缆锚固方式的不同，可分为地锚式悬索桥与自锚式悬索桥。绝大部分的悬索桥，特别是大跨度的悬索桥，都是地锚式悬索桥；地锚式悬索桥主缆的拉力由桥梁端部的重力式锚碇或岩锚传递给地基，因此在锚碇处一般要求地基具有较大的承载力，最好是有良好的岩层作持力层。,地锚式悬索桥示意图,2 地锚式与自锚式悬索桥,地锚式悬索桥的三大受力构件是：主缆、主塔、锚碇，主缆矢跨比一般在1/81/12范围内。目前，已建成通车的最大跨度的地锚式悬索桥是明石海峡大桥，主跨1991m，主缆矢跨比为1/10.5。,2 地锚式与自锚式悬索桥,自锚式悬索桥的主缆拉力直接传递给加劲梁来承受，主缆拉力的垂直分力（一般较小）可使加劲梁端支点的反力得以减小，但水平分力则以轴向压力的方式传递到加劲梁中。因此，自锚式悬索桥的跨度不宜过大；否则，为了抵抗巨大的主缆水平分力，加劲梁的截面将非常庞大而很不经济合理。自锚式悬索桥的优点是适用于两岸地基承载力较差，特别是软土的桥位；另外对城市跨河桥梁可以避免影响景观或无法布置庞大的锚碇建筑物。,自锚式悬索桥示意图,2 地锚式与自锚式悬索桥,自锚式悬索桥的三大受力构件是：主缆、主塔、主梁，主缆矢跨比一般在1/41/7范围内，主跨328m的长沙三汊矶湘江大桥主缆矢跨比为1/5。目前，已建成通车的最大跨度的自锚式悬索桥是我国郑州桃花峪黄河大桥，主跨406m（钢梁）。,3 两种悬索桥的施工过程,3 两种悬索桥的施工过程,地锚式悬索桥的主要施工过程是：基础施工锚碇、主塔施工猫道安装 主缆（索股）架设吊索安装加劲梁吊装桥面铺装等成桥。先架设主缆，再吊装加劲梁，主缆是吊装加劲梁的天然脚手架，集结构与施工目标于一体，施工费用很经济。,地锚式悬索桥加劲梁吊装施工,3 两种悬索桥的施工过程,地锚式悬索桥的线形主要靠空缆线形和吊索的制造精度来保证。只要恒载和弹模足够准确，按照现在的计算手段能够准确计算出线形及下料长度，空缆线形在架设索股时调整实现，恒载一般按照施工图计算，最准确的是实际称出每个构件的重量。 加劲梁吊装时，节段间先临时连接，下缘有张口，待所有节段吊装完毕后，节段间张口已闭合，即可焊接，焊接完成即可上桥面铺装等二期恒载，二期恒载全部上去一般不需调整吊索就能达到成桥设计线形。,3 两种悬索桥的施工过程,加劲梁线形变化过程,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥的主要施工过程是：基础施工主塔施工主梁施工猫道安装 主缆（索股）架设吊索张拉、安装桥面铺装等成桥。 自锚式悬索桥由于要靠加劲梁来传递主缆的水平力，因此施工过程与地锚式悬索桥有很大不同。施工时必须先在临时支架上架设（或现浇）好主梁，然后才能架设主缆，张拉、安装、调整吊索，使主梁的自重通过吊索传递到主缆上。由于须要设置临时墩（或满堂支架） 、主梁顶推设施等，施工费用较高；由于须要顶推主梁（或现浇），张拉、安装、调整吊索，施工也比较麻烦。,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥的主梁临时墩（现浇支架）顶标高设置为设计标高+预拱度。主梁顶推（或现浇）到位、主缆架设完毕后，即可张拉安装吊索，开始由于主缆缆力、刚度较小，主缆被拉下来；随着吊索的逐步张拉安装，主缆缆力、刚度增大，这时主梁被拉上去，临时墩（现浇支架）脱空，主梁上升一定位移；最后等栏杆、桥面铺装等二期恒载完全上去后，主梁回到成桥线形。 自锚式悬索桥空缆线形的实现和地锚式悬索桥大同小异，其主缆对主梁的压缩量通过主梁的预长等方法来补偿。,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥钢梁顶推施工,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥钢梁顶推施工,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥钢梁顶推设施,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥砼主梁现浇支架,3 两种悬索桥的施工过程,自锚式悬索桥吊索安装、张拉,3 两种悬索桥的施工过程,地锚式和自锚式悬索桥的鞍座在安装时都要按要求预偏。这是由于主塔设计的恒载状态塔顶没有偏位，塔底没有弯矩，鞍座在成桥恒载状态没有剪力，主缆在鞍座处保持平衡。但是，空缆状态各跨荷载和成桥不同，各跨卸载不同，如果鞍座保持成桥位置不预偏，势必产生强大的不平衡力，由于该不平衡力会产生以下后果： 1）不平衡力引起主塔偏位和塔底巨大弯矩，主塔受不了； 2）索股调索非常困难，难以保证精度； 3）索股将克服摩擦力在鞍槽内滑动，无法保证垂度精度； 4）鞍座的固定限位装置要做得非常强大，提高施工造价。 因此，鞍座必须预偏位。在后面的加劲梁吊装或吊索张拉安装、桥面铺装等过程中，分几次有控制地将鞍座顶推到位并锁定。,3 两种悬索桥的施工过程,地锚式和自锚式悬索桥在主缆索股架设以前均要安装猫道，作为索股架设、吊索安装等的施工便道。 猫道开始安装时的线形与空缆线形一致，在主缆下面，距主缆中心线1.31.6m左右，宽34.5m左右。 待主缆索股架设完毕、挤圆、安装索夹后，把猫道改挂在主缆上；猫道在施工完毕后拆除。,3 两种悬索桥的施工过程,悬索桥线形计算时，首先根据矢跨比、控制点坐标、主缆及吊索截面、吊点位置、恒载等参数计算出成桥线形；然后程序采用倒拆法即可计算出空缆线形、鞍座预偏量、索夹安装位置等参数。 实际施工索股架设完毕形成空缆状态时，即可根据计算结果通过测量精确标出索夹安装位置，待所有索夹安装位置均标出后，才能开始安装索夹，以免索夹重量对标记位置产生影响。,4 万福大桥主缆系统施工,4 万福大桥主缆系统施工,4.1 质量检验及控制标准,悬索桥主缆系统施工除依照设计施工图外,目前主要执行或参照标准为公路工程质量检验与评定标准JTGF80/1-2004及城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2008，标准中规定了主散索鞍架设、主缆架设、索夹及吊索安装实测项目及安装精度要求。,4 万福大桥主缆系统施工,4.2 工艺流程,施工准备 预埋件埋设,主塔、主梁施工,猫道及牵引系统架设,主（散）索鞍安装,猫道制作,基准索股架设,其它索股架设,主缆紧缆施工,索夹及吊索安装,体系转换 （吊索及背索第一次张拉）,索夹螺栓第二次预紧,二期恒载,吊索第二次调整,主缆缠丝防护,附属设施安装,临时设施（猫道等）拆除,4 万福大桥主缆系统施工,4.3 锚固安装,工厂制造成整体后运到现场安装,现场散拼安装,4 万福大桥主缆系统施工,4.4 主索鞍吊装,常规膺架法吊装,4 万福大桥主缆系统施工,4.4.1 支架吊装方案,万福桥主索鞍吊装特点： 1、主塔为板凳形结构； 2、桥头堡内吊装需穿过5层楼板； 3、主索鞍尺寸大，且为整体铸造，鞍体吊重达73t； 4、工期紧张。,桥头堡外吊装,4 万福大桥主缆系统施工,4.4.1 支架吊装方案,桥头堡内吊装,4 万福大桥主缆系统施工,4.4.2 吊机吊装方案,500t浮吊吊装,4 万福大桥主缆系统施工,4.5 散索套安装,散索套安装,4 万福大桥主缆系统施工,4.6 猫道架设,猫道线形与主缆空缆线形一致,4 万福大桥主缆系统施工,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,架设步骤： 1) 猫道承重绳架设,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,架设步骤： 2) 网面铺设,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,架设步骤： 3) 扶手绳及栏杆(安全)网铺设,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,架设步骤： 4) 滚轮支架安装,4.6 猫道架设,4 万福大桥主缆系统施工,牵引系统包括：承重索、卷扬机、牵引索、塔顶门架,4.7 牵引系统,4 万福大桥主缆系统施工,4.7 牵引系统,4 万福大桥主缆系统施工,4.7 牵引系统,4 万福大桥主缆系统施工,4.7 牵引系统,4 万福大桥主缆系统施工,4.7 牵引系统,4 万福大桥主缆系统施工,4.8 主缆索股架设,4.8.1 架设前的准备 （1） 将锚固索道管按索股设计位置编号；,4 万福大桥主缆系统施工,（2） 正确地提取欲架设的索股，将标志丝的红色标记延伸到锚具端部； （3） 用专用夹具夹持住锚具，使其在牵引架设过程中，始终不发生扭转。,4.8 主缆索股架设,4 万福大桥主缆系统施工,4.8.2 主缆索股架设顺序 （1）首先架设基准索股； （2） 待基准索股架设就位后，观察数日，测量其标高的变化； （3） 架设一般索股；,4.8 主缆索股架设,4 万福大桥主缆系统施工,4.8.3 基准索股架设,4.8 主缆索股架设,4 万福大桥主缆系统施工,基准索股调整 1）基准索股跨中垂度调整方法是采用三角高程法测量，利用在跨中设置棱镜测出基准索股跨中点高程，计算出索股跨中点垂度，与设计垂度比较，依据垂度调整表，计算出索股需移动调整长度，同时进行温度修正，来进行垂度调整。 2）在稳定的温度时间内，多次观察索股垂度，并连续观察三个夜晚以上，确认基准索股垂度稳定度达到要求。如观察中，因天气或其它原因引起变化，需重新调整直至达到设计要求。 3）索温测量目前我们采用非接触红外测温仪对主缆温度进行观测。,4.8 主缆索股架设,4 万福大桥主缆系统施工,4.8 主缆索股架设,4.8.4 一般索股架设,4 万福大桥主缆系统施工,4.8 主缆索股架设,4.8.5 索股入鞍,主索鞍（塔顶）,散索鞍（梁端）,4 万福大桥主缆系统施工,4.8 主缆索股架设,4.8.6 索股防扭转措施,4 万福大桥主缆系统施工,4.9 主缆紧缆施工（预紧缆）,4 万福大桥主缆系统施工,4.9 主缆紧缆施工（紧缆）,4 万福大桥主缆系统施工,4.10 索夹及吊杆安装,4.10.1 索夹安装工序 （1） 索夹放样 根据施工监控指令,得到空缆状态的索夹安装坐标,进行施工放样, 放样可以采用全站仪进行,也可以用距离法(测玄长); （2）用专用安装设备进行索夹安装; （3）按对称原则安装; （4）索夹螺栓预紧(预紧力根据设计 要求取值)。,4 万福大桥主缆系统施工,4.10 索夹及吊杆安装,4.10.2 索夹安装,4 万福大桥主缆系统施工,4.10 索夹及吊杆安装,4.10.3 索夹螺栓预紧,4 万福大桥主缆系统施工,4.10 索夹及吊杆安装,4.10.4 吊杆安装工序 （1） 将吊杆按编号转运至安装位; （2） 在塔吊悬臂范围的吊索采用塔吊安装,其他部位用起重吊机或其他方法; （3）按对称原则安装吊杆。,