掛籃施工工藝

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2樓：白河愁先生

大跨度斜拉橋施工工藝

1概述1.1定義

斜拉橋是一種橋面體系受壓，支撐體系受拉的橋樑，其橋面體系用加勁樑構成，其支撐體系由鋼索組成。

自從2023年瑞典stromsun橋開始了現代斜拉橋的先端後，隨著材料科學與電腦科學的發展，國內外修建了大量的斜拉橋，其跨徑也在逐步增大。斜拉橋以其跨越能力大、結構效能好、施工簡便、易於維修、造價便宜和外形輕巧美觀等特點，使其得到迅速發展。

1.2斜拉橋的結構特點

斜拉橋的主要特點是利用橋塔引出的斜纜索作為樑垮的彈性中間支撐，藉以降低樑垮的截面彎矩，減輕樑重，提高梁的跨越能力。當然，斜纜索對樑的這種彈性支撐作用，只有在斜纜索始終處於拉緊狀態才能得到充分的發揮。因此必須在承受荷載前對斜拉索進行預拉。

這樣的預拉還可以減小斜纜索的應力變化幅度，提高拉索剛度，從而改善結構的受力狀況，此外，斜纜索的水平分力對主樑的軸向預施壓力可以增強主樑的抗裂效能，節約高強度鋼材的用量。

斜拉橋是一個有索、塔、樑喪鐘基本結構組成的組合結構。在斜拉橋中。樑和塔是主要承重構件，借蘭所組合成整體結構。

根據樑的支撐方式，其中包括樑與塔或墩的聯結方式，組成不同形式的母體結構，但都是借斜纜索將樑以彈性支撐的形式吊掛在塔上，這種中間彈性支撐（斜纜索）增強了樑的剛度，形成了多點彈性支撐的變截面連續樑、單懸臂樑、t型剛架及連續剛架。

1.3我國斜拉橋建設

我國在2023年第一座斜拉橋——四川雲陽橋修建至今，橋樑工作者在吸收國外先進技術和經驗的基礎上，不斷髮展創新，從上個世紀90年代至今，斜拉橋特別是大跨度斜拉橋建設突飛猛進，以上海楊浦大橋為標誌，主跨超過600m的斜拉橋有：主跨605m、疊合樑型鑽石型塔的青州閩江橋；主跨618m、混合樑型鑽石型主塔的武漢長江大橋；主跨628m、剛箱梁型鑽石型主塔的南京長江二橋，以及在建的南京長江三橋。這些橋樑的建設不斷採用新技術，探索新方法，從而使我國長大斜拉橋的發展與建設跨入世界先進行列。

2斜拉橋的機構概述

2.1斜拉索

一、拉索構造

斜拉索在構造上可分為剛性索和柔性索兩大類，在現代斜拉橋發展中，密索薄樑是發展方向，從而使柔性索得以大量採用。

二、拉索的縱向佈置

拉索縱向佈置形式多種多樣，但常用的是輻射形、豎琴形、扇形、和星形四種。

三、斜拉索的橫橋佈置

斜拉索的橫橋佈置分單索麵、雙索麵和三索麵三種，其中上索麵應用最廣。

2.2橋塔

斜拉橋主塔不僅承受自身重力，還要考慮通過拉索傳遞給塔身的主樑橋面系的重量，以及主樑橋面系所承受的豎向和水平荷載，因此主塔不僅要承受巨大軸力還要承受巨大的彎矩。橋塔一般為空心斷面，用鋼結構或鋼筋混凝土製作，根據需要也可採用預應力混凝土結構。橋塔的結構形式應根據斜拉索的佈置，橋面寬度以及主樑跨度等因素決定。

2.3主樑

1.主樑按材料不同分為鋼樑、混凝土樑及鋼樑上加設混凝土橋面板的結合樑三類。其中鋼樑有按其結構形式分為鋼桁架和實腹樑兩類。

剛實腹樑截面形式如下圖：

混凝土樑截面形式如下圖：

2. 主樑結構體系

主樑結構體系按樑塔索三者結合方式，可分成四種不同體系：

漂浮體系：塔墩固結，塔樑分離，主樑除兩端有支撐外，其餘全部由拉索懸吊，這種體系不能對樑提供有效的橫向支撐，給結構體系的溫度收縮和徐變內力小，各截面變形和內力變化平緩、受力均勻，但在懸臂施工時須在塔柱處加臨時固結。

支撐體系：塔墩固結，塔樑分離，主樑在塔墩上設定豎向支承，成為具有多點彈性支承的三跨連續樑或懸臂樑，後者即在跨中設鉸或掛孔，掛孔需要有一定長度，以免在一側受到荷載時，導致掛孔發生過大傾斜。

塔樑固結體系：塔樑固結並支承在墩上，斜拉索為彈性支承，它可以用於連續樑或懸臂樑，樑的內力和擾度直接同主樑與塔的彎曲剛度比值有關。

剛構體系：樑塔墩互為固結，形成跨度內具有多點彈性支承的剛構。

3斜拉橋施工工藝概述

斜拉橋的施工架設方法總的來說有三種常用方法：支架法、頂推法和懸臂施工法。

前兩種方法在早期的斜拉橋施工中多采用，對於目前的長大斜拉橋，尤其是多跨密索斜拉橋多采用從橋塔向兩側的懸臂施工，用斜纜逐節支承。

施工工藝概述

一鋼斜拉橋施工，大多是工廠電焊加工，運至工地，用吊機整體起吊，或分塊起吊，就位後用高強度螺栓連線成型。

二混凝土斜拉橋施工有現澆和預製拼裝及其它組合的施工工藝。

1現澆工藝

（1）當節段比較短時，可採用一般t型剛構的施工工藝。

（2）當節段比較長時，重量比較大時，可採用凸型（或凹型，單索麵採用凸型，雙索麵採用凹型）施工工藝。其構思是化整為零，即將斷面分成二部分，第一部分先用傳統的懸臂施工工藝，

掛籃轉移：斜拉橋拉索張拉到設計噸位錨固後，解除錨固系統的斜向拉桿；鋪好走行滑道，兩側滑到高差小於規定值；用錨固系統的垂直吊杆將掛籃桁架與底模及外側模等慢慢落在走行滑道上；解除錨固系統的垂直吊杆；在桁樑的尾部橫樑上，對稱安裝兩臺千斤頂，用這兩臺千斤頂，將調高楔塊頂離斜拉橋主樑底面，裝入走行輪並進行錨固；將穿心式千斤頂，用這兩臺千斤頂放在滑道前端的頂座上，並將精軋螺紋鋼筋一端連線其上，另一端與掛籃的走行牛腿相連線。千斤頂同時反覆頂拉，使掛籃遷移。

同時將主樑上的錨固系統部件移至下一段安裝位置；掛籃走行就位後，藉助於千斤頂拆除走行輪，用錨固系統吊升，安裝掛籃到設計位置。

施工要點：1掛籃的安裝標高，要嚴格按設計給定值就位。2預留孔應準確，不得使吊杆及拉桿受彎。

3掛籃的預拉力，要按設計準確設定。4錨固螺栓要藉助千斤頂將其擰緊。5外側模在錨墊板處不要包死。

6掛籃走行時，一定要平穩前移。7懸臂澆築混凝土時應從掛籃的前端分層均勻的向掛籃尾端進行。8千斤頂是施工中的重要工具，必須認真保養。

9走行系統要經常進行潤滑保護。

短平臺複合型牽索掛籃施工：

短平臺複合型牽索掛籃由掛籃平臺、三角架和伺服系統（包括牽索系統、懸吊系統、走行系統、錨固系統、水平支承系統、微調定位系統等）三大部分組成。

如圖：主樑節段施工中，在掛籃前吊杆和牽索共同作用條件下，必須保證前吊杆受拉力，而且拉力值必須在設計規定範圍內。為此要安裝測力計。

自行式前支點牽索掛籃施工

對於普遍使用的懸臂掛籃無論是桁架式還是斜拉式均為後支點形式，這種掛籃為單懸臂受力，承受負彎矩較大，所以澆築節段長度受限制。而前支點掛籃能充分利用斜拉索的作用變懸臂負彎矩受力為簡支正彎矩受力。這樣澆築長度和承受能力可大大提高。

施工工藝：1掛籃懸掛脫空，此時後反力點作用力向下，掛籃掛樑作用力向上，掛籃主縱梁承受負彎矩。2掛籃前移，掛籃仍承受負彎矩，呈單臂狀態。

3掛籃掛樑頂升，後錨固點錨固，使掛籃就位，後反力點使標高大致調平，設預抬高量。4拉索與掛籃聯結，進行第一次索力張拉，此時掛籃前支點受力，縱梁受正彎矩呈簡支狀態。5澆至1/2樑段進行第二次索力張拉。

6角完全斷面樑段混凝土後，掛籃端部彈性下擾度小於規定值。7檢測樑段標高，待混凝土達到強度張拉預應力束。8掛籃脫空待前移。

懸臂拼裝;

國內外已有幾十座用懸臂拼裝法建造的斜拉橋。懸臂拼裝法既可用於鋼和鋼與混凝土結合樑斜拉橋，也可用於預應力混凝土斜拉橋的施工。懸臂法一般是在塔柱區現澆0號樑段，以作為放置起吊裝置的起始樑段，然後用各種起吊裝置從塔柱兩側依次對稱安裝樑段，使懸臂伸長直到合攏。

懸臂可用單懸臂拼裝，也可用雙懸臂對稱拼裝。下面我們結合上海楊浦大橋來看看結合主樑斜拉橋的懸臂施工：

鋼主樑懸拼施工法

1.0號段施工工藝

0號段安裝是整個主橋安裝的基礎和關鍵，因此質量要求嚴格，安裝後的軸線和標高必須與設計一致。為克服主橋安裝過程中產生的傾覆力矩和剪力，必須將該段鋼樑臨時固結。因此安裝該段前必須先加工臨時固結裝置並安裝到位。

0號段由三個節段組成，施工時先吊裝中間節段，採用捲揚機加索具的方法，將定滑輪安裝在主塔上部的進人孔上，用地面捲揚機通過滑輪組將鋼樑直接從地面起吊。當起吊超過主塔橫樑時，將原先與橫軸線平行的鋼樑轉90度，使之與縱軸線平行，然後由橫樑上的捲揚機將鋼樑移至臨時固結裝置上，慢慢放下是臨時固結裝置上的肋板插到下部鋼管桁架上的槽底。測的鋼樑軸線和標高與設計一致時，將臨時固結裝置上部和下部焊接。

用相同的方法安裝另一根主樑和三根橫樑。

待框架形成後，即安裝0號索，然後利用原有的起吊裝置安裝橋面板。

1號段施工工藝

為使1號段主樑安裝時在0號段處不發生過大彎矩，在河跨、岸跨兩個0號段上設定臨時接索。為此在中間0號段上安裝了一個臨時索塔。

樑與樑之間採用摩擦型高強螺栓連線。

標準段施工工藝

標準段鋼樑由特製的橋面吊機安裝。橋面吊機由底座、機身和扒杆組成，在現場由0號上的扒杆拼裝。

鋼樑安裝時，構件由加工廠運至工地，用安裝在地面上的門吊和小平車將其運至安裝在主塔一側由萬能杆拼裝而成的垂直提升處，由垂直提升到橋面經過改制的運輸車上，運至安裝所在位置，然後由橋面吊機安裝就位。

一節鋼樑的安裝順序為：主樑安裝------橫樑安裝------小縱梁安裝------檢修行車軌道樑安裝------人行道挑樑安裝-------斜拉索安裝------橋面板安裝------調整索力-----橋面吊機前移下一節段------重複上述步驟------澆築橋面接縫混凝土。

拉索施工工藝

斜拉索出廠前盤繞在特製的索盤上，運至工地後，由地面水平和垂直運輸裝置將其運到橋面，再由橋面吊機將索盤放在特製的放索架上。施工時由安裝在橋面上的捲揚機通過塔頂上的索具及滑輪組將斜拉索緩緩抽出，然後用橋面吊機將錨固端錨具在鋼主樑中安裝就位。此時塔頂上的滑輪組繼續將斜拉索牽引，當張拉端錨頭接近塔柱上的安裝鎖孔時，將其和張拉千斤頂上伸出的鋼絞線連線開動塔內張拉用千斤頂牽引至所需位置，然後套上固定螺栓。

斜拉索就位後即可張拉。

總結：斜拉橋在向大跨度發展過程中，需要注意和更進一步**一下問題：

1.預應力混凝土斜拉橋的長懸臂不對稱施工問題。此時要注意力學模式的轉變。

2.斜拉索的索力測試和長索應力鬆弛問題。

3。注意斜拉索的耐久性，在防護上採用必要措施。

4.注意飛對稱力影響及風力影響。

近年來斜拉橋施工朝著簡化和減少施工機械裝置、機具而加強施工控制管理的方向發展。施工前要做詳細的施工計算，施工時加強測量分析，來調整施工。

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