斜拉桥的施工要点

1、第二节斜拉桥的施工要点一、塔的施工索塔的材料可用钢、钢筋混凝土或预应力混凝土。索塔的构造远比一般桥墩 复杂，塔柱可以是倾斜的，塔柱之间可能有横梁，塔内须设置前后交叉的管道以 备斜拉索穿过锚固，塔顶有塔冠并须设置航空标志灯及避雷器，沿塔壁须设置检 修攀登步梯，塔内还可能建设观光电梯。因此塔的施工必须根据设计、构造要求 统筹兼顾。索塔承受相当大的轴向力，还可能有弯矩，因此对索塔的尺寸和轴线位置的 准确性应有一定的要求。允许偏差值应考虑以下两个原则：偏差值对结构物受 力的影响甚微；施工中经过努力可以达到的精度。上海柳港桥允许倾斜度为1/200,徐浦大桥允许偏差值如表 84所示。现行公路桥涵施工技术规

2、范 (JTJ041-2000)规定：主塔的倾斜度为塔高的1/3000,且不大于30mmE设计要 求。钢索塔施工一般为预制吊装，碎索塔施工大体上可分为搭架现浇、 预制吊装、 滑开模板浇筑等几种方法，分述于下：1、搭架现浇这种方法工艺成熟，无须专用的施工设备，能适应较复杂的断面形式，对锚 固区的预留孔道和预埋件的处理也较方便，但是比较费工、费料、速度慢。跨度 200m左右的斜拉桥，一般塔高(指桥面以上部分)在40m上下，搭架现浇比较适合。 广西红水河桥、上海柳港桥、济南黄河桥的桥塔都是采用此法。跨度更大的斜拉 桥，塔柱可以分为几段，各段的尺寸、倾角都不相同，往往各段采用的方法也不 同。下段比较适合

3、于搭架现浇，例如上海南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥、武汉 长江二桥，跨度都在400m以上，塔高在150m以上，下塔柱都采用传统的脚手架 翻模工艺、缺点是施工周期较长。2 .预制安装这种方法要求有较强的比重能力和专用的起重设备，当桥塔不是太高时，可以加快施工进度，减轻高空作业的难度和劳动强度。东营黄河桥塔高69.7m,桥面以上56.4m,采用钢箱与硅结合结构，预制安装。国外的钢斜拉桥桥塔基本上 都是采用预制安装方法施工。我国混凝土斜拉桥用预制吊装方法的不多，只有1981年建成的四川省金川县曾达桥，塔高24.5m.是卧地预制而成，从地面上用绞 车和滑轮组板起，由锚于对岸山壁上的钢丝绳和滑轮提供吊装力

4、。3 .滑模、爬模施工这种方法的最大优点是施工进度快，适用于高塔的施工。塔柱无论是竖直的 或是倾斜的都可以用这个方法，但对斜拉索锚固区预留孔道和预埋件的处理要困 难些，实际工程中采用滑模、提升搅和爬模等进行塔柱施工。辽宁长兴岛斜拉桥塔高43ml为适应高塔施工，专门制作了一种提升支架，不但可用于液压千斤顶提升的滑模，亦可用于分段浇筑的提模。索塔下节117m的斜腿段采用一般的搭架模板浇筑，竖直的上节塔柱则采用滑模或提模。先施工 的2号索塔采用滑模法，由于冬季寒冷不宜滑模使用，中止了施工。后施工的1号索塔采用提模法，碎蒸汽养生，解决了 -20C的冬季施工问题。两塔柱间的横梁利用支架的下层操作平台就地

5、浇筑，下层操作平台的下边则 用工字钢顶撑在已浇筑的横梁上。上海南浦大桥塔高150ml下塔柱斜率1： 5271842,净高29ml采用传统的脚 手架翻模工艺，施工周期较长，平均每天 0.56m。中塔柱斜率1: 85,高55.0m, 试制成功国内首创的斜爬模，这种斜爬模的原理与提模相同，施工速度提高到每 天1.14m。上塔柱同样采用爬模施工。二、主梁施工一般地说来，混凝土梁式桥施工中的任一种合适的方法，如支架上拼装或现 浇，悬臂拼装或浇筑，顶推法和干转法等，都有可能在碎斜拉桥上部结构的施工 中采用。由于斜拉桥梁体尺寸较小，各节间有拉所，还可以利用索塔来架设辅助 钢索，因此更为有利于采用各种无支架施

6、工法。其中悬臂施工法是碎斜拉桥施工 中普遍采用的方法。不论主梁为T构、连续梁或悬臂梁皆可采用。究竟采用哪种 方法，这是设计者首先要研究决定的问题。 决定时所要考虑的问题主要有所跨越的障碍的情况，斜拉桥本身的结构与构造等。1、在支架上施工当所跨越的河流通航要求不高或岸跨无通航要求，且容许设置临时支墩时， 可以直接在脚手架上拼装或浇筑， 也可以在临时支墩上设置便梁，在便梁上拼装 或浇筑。如果有条件的话，此法总是最便宜、最简单的。例如贝尔格莱德萨瓦河双线铁路桥，是一座钢斜拉桥，1977年建成，中跨254m）桥宽16.5m,由于萨瓦河无通航要求，故整个桥跨都是在施工脚手架上安 装，因此主梁、塔柱和斜拉

7、索的安装都能分开进行。主梁和塔柱安装完毕后，用 设在支架上的千斤顶将梁顶开，然后安装斜拉索，安装就位的斜拉索借助于放松 千斤顶使主梁下降而拉紧，这样斜拉索的安装就不需要大吨位千斤顶。我国天津永和桥也是在临时支架上安装的一个典型。永和桥是预应力碎斜拉 桥，中跨260ml 1987年建成。由于主梁较弱，为避免超应力，不在已架设挂索的 主梁上运送预制梁段.预制梁段经由河中满铺的便桥运送至安装部位。运送到位 的预制梁块下设四个临时支点，并立即穿进纵向预应力钢筋、胶拼、挂斜拉索。 安装顺序是以塔柱为中心，对称地两侧同时进行.每一节段包括四块长5.8m的预 制梁段，八根斜拉索，时间约需715天。2 .顶推

8、法当桥下不允许设置过多临时支架，如跨越道路、铁路的高架锈，可以考虑采 用顶推法。钢斜拉桥首次采用顶推法架设的是前联邦德国杜塞尔多夫市区内的一 座公路高架桥，称为尤利西大街桥。此桥 1963年建成，中跨98.7m,安装过程如 图812中所示。在西桥台后先拼装东半跨，临时支点 I至VI。顶推过程中，斜 拉桥的自重通过钢箱中的横隔梁传递至纵向箱梁，因此拉索只是部分受拉。在塔顶鞍座上设有顶升机械来消除顶推节段最外绕的悬臂挠度。当桥梁最外缘顶推至 永久墩即时，用千斤顶将支座顶起约10cm,使永久墩皿上的支承压力消除。 桥梁 更向前推进时，墩叫上的支承压力将增加；当最外缘超过临时墩IV约7.3m时，这个支

9、承压力达到允许值。这时，将墩叩的支座回复到原来位置， 继续顶推至达 到其最终位置，拆除临时墩IV、X。法国米洛桥（Millau ）为多跨连续斜拉桥，其最大塔墩高336ml主梁为钢箱 梁，采用梁式桥双向顶推法施工，施工中设置了临时墩，并利用永久的索塔结构 （图8-13）以保证顶推时内力和扰度的要求。当主梁顶推就位合龙后，再安装其 余的各主塔和斜拉桥。3 .转体施工转体施工在斜拉桥施工中采用不多， 比利时1988年建成的跨越默兹河的邦纳 安桥，独塔，其左岸3X 42mf口右岸168mE共294m的梁体均在平行于河流的岸 边制造，在安装和调整后，将整个桥塔-缆索-梁体以塔轴为中心转体 700就位,

10、并与右岸就地浇筑的一孔42m桥跨相接。四川金川县留达桥是我国第一座转体施工斜拉桥，1981年建成。该桥为独塔， 孔跨布置为41m 70ml桥面宽5.5m,墩、塔、梁固结。主梁为钢筋碎三室箱梁。 桥址附近河滩干整且墩身较矮，适合于平转法施工。先在河滩上搭设低支架浇筑 梁身，索塔则卧地预制。将索塔挂起，与梁固结并安装斜拉索后，平衡转体施工 就位。转体装置为碎球钱和钢滚轮，短跨内配有平衡重。1997年建成的汤河大里管铁路斜拉桥位于秦皇岛站疏解线上，下跨京秦线， 斜交，是一座槽形主梁、刚性索的斜拉桥，油塔，主跨 50ml边跨42m（图814）。 施工时，先沿所跨越的线路方向在支架上建造斜拉桥，包括塔、

11、梁和刚性索，待 碎达到设计强度后，张拉梁内和索内的预应力筋，然后整个斜拉桥绕转盘转动。转动时边孔的后端沿圆形轨道移动， 主孔的前端悬空，为防止最前线悬空引起外 主索悬吊点主梁上缘有过大拉应力， 在转体时增加临时震吊住前墙。待转体就位 后，卸除临时索，转盘用碎封实，再铺设道磴线路和人行道。4、悬臂拼装国外早期建造的钢斜拉桥，大多数是用悬臂拼装而成。我国东营黄河桥是我 国目前唯一的一座钢斜拉桥，中跨288m 1987年建成，岸侧跨度136.5m,在支架 上拼装，河侧悬臂拼装，栓焊结构。上海南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥主跨都 是钢与钢筋混凝上板结合梁桥，它们也全都是悬臂拼装。混凝土斜拉桥的悬臂拼装施

12、工是将主梁在预制场分段预制，由于主梁预制碎龄期较长，收缩、徐变变形小，且梁段的断面尺寸和碎质量容易得到保证，我国 上海柳港桥（1982）、安康汉水桥（1979）、哪阳汉江桥（1994）等都是采用悬臂拼装 法。美国帕斯克和肯尼维克两地之间,1978年建成的跨越哥伦比亚河的碎斜拉桥 （简称P K桥），其正桥部分的分跨为123.9m+ 299M 123.9m,桥面宽24.30m, 梁采用半封闭式箱形截面。其主梁施工方法采用预制节段的双悬臂法。主梁高 2.13m,分段长度为8.10m,由于是全截面整体制作，因此最重节段达到 254t。主 梁节段在预制后，存放六个月后再张拉横向预应力筋，浮运至桥孔处安装

13、，以保证碎的强度相减小收缩、徐变变形。图8-15为该桥的部分主要安装程序，其步骤是：先在斜撑式支架上现浇 20m 长的梁段，然后用特制的移动式吊架起吊梁段， 逐节进行悬臂拼装。梁段间用环 氧树脂粘结，并由拉索的水平分力施以预加力。 梁内另布置有预应力粗钢筋。为 了保证在安装过程中不致出现过大的塔顶水平位移， 在塔顶与另一桥墩之间设有 辅助拉索，它与边跨的背索一起来约束塔顶位移。该桥每安装一个节段的周期仅 需四天，全桥拼装工作在不到一年时间完成。因此，如运输、起吊设备条件可以 解决，以整体截面预制为好。斜拉桥特别适合于悬臂浇筑。我国在七八十年代悬臂浇筑的大部分斜拉桥还 是沿用一般连续梁常用的挂篮

14、。无论是桁梁式挂篮还是斜拉式挂篮均系后支点形 式，这种形式的挂篮为单悬臂受力，承受负弯矩较大，浇筑节段长度受到了很大 的限制，挂篮自重与所浇筑梁段重力之比一般在 0.7以上，甚至可能达到12。 例如1981年建成的广西红水河铁路斜拉桥， 跨径48m+ 96m+ 48ml中跨悬臂浇筑， 采用桥梁式挂篮，挂篮自重与梁段重力之比为0.77。80年代后期，我国桥梁工作 者根据斜拉桥的特点，开始研制前支点的牵索式挂篮。利用施工节段前端最外侧 两根斜拉索，将挂篮前端大部分施工荷载传至桥塔， 变悬臂负弯矩受力为简支正 弯矩受力。这样，随着受力条件的变化，节段悬臂长度及承受能力均大大提高。以武汉长江二桥为例，

15、施工中采用了自行研制的长度仅 12m的“短平台复合 型牵索挂篮”，其构造及设计要点如下。1 .挂篮构造短平台复合型牵索挂篮由挂篮平台、三角架和伺服系统（牵索系统、悬吊系 统、走行系统、锚固系统、水平支承系统、微调定位系统）三部分构成（图8-16）。 所谓复合型，是指现浇段的重力由牵索系统与三角架共同承担。挂篮平台是牵索式挂篮的主体，它由前横梁、后横梁、牵索纵梁、吊杆纵梁、 普通纵梁、安全尾梁、水平衡架和纵梁平面连接组成。前、后横梁为箱形截面的 刚性主梁用平弦式加劲桁架加劲后的组合结构。三角架的结构体系是刚性的下弦梁用三角式桁梁加劲后的组合结构。牵索系统是将施工中作为牵索使用的永久性斜拉索与挂篮

16、连接起来，构成牵索传力系统。2 .设计构思短平台复合型牵索式挂篮的设计构思， 突破了目前国内外常用的长平台牵索 式挂篮的结构形式和施工工艺。长平台型牵索式挂篮，一般仅在碎主梁下设置挂篮平台，且已成梁段下的挂 篮平台长度一般略长于待浇梁段下的挂篮平台长度，因此挂篮平台总长度是很长 的，如一次悬浇8m的挂篮平台长可达23ml这样做的目的，其一是为了挂篮的走 行，其二是增加挂篮在顺桥向的刚度，以保证主梁的线形。由于挂篮长，自重加 大（桥面宽者更甚），使得挂篮的前移必然采用类似“杠杆”传力的走行方式去完 成，而这种走行方式造成挂篮前端走行挂钩直接作用于主梁上的反力过大，对某些梁断面而言，将导致仅为挂篮

17、走行而需改变主梁截面设计， 从而增加工程数量 和工程费用，这是长平台牵索式挂篮的缺点。为了克服这个缺点，在已成主梁上 设置三角桁架，采用与普通挂篮走行方式相同的挂篮移动方式，使挂篮平台的后挂钩直接作用于已成主梁上的反力减小到不足长平台反力的一半。依靠三角架， 解决了挂篮的走行问题，因此，挂篮平台的长度可缩减到能满足8m节段主梁悬浇施工即可，从而大大减轻了挂篮自重（具总重小于长平台的总重）。然而，置于 已成主梁下的短挂篮平台的长度甚短，故该平台与已成主梁间的“连接”沿顺桥 向的刚度几乎是零，在挂篮和模板等自重下的牵索刚度也不大（此时索的变形模 且较小），因此，随着节段碎量的增加，悬浇节段相对于已

18、成梁的转角亦随之加 大，使主梁线形失去了有效的控制。为此，于挂篮平台前端，除设有牵索外，同 时还设有上端挂于三角架的吊杆，并限定前吊杆在施工中始终保持一定拉力， 利 用三角架较大的刚度，确保碎主梁的线形匀顺并符合设计要求。 总之，采用短平 台，以减轻其自重；安装三角架，以解决挂篮平台的走行；设置前吊杆和牵索， 两者共同受力，以控制主梁的线形和应力。这是本牵索式挂篮独特新颖的设计构 思。另外，本牵索式挂篮分两次走行，牵索与挂篮平台间采用弧面承压钻座的连 接，模板整体脱模和前移；采用双层挂篮平台结构及一篮多用等的设计构思， 都 有鲜明的待色。本牵索式挂篮的施工荷载传递途径设计为：通过挂篮平台前、后用杆，将部 分荷载传给三角架，再由设于三角架立柱下的前支承座和三角架后端的锚板，