讲义 斜拉桥施工技术全

讲义斜拉桥施工技术斜拉桥由梁、塔、索三种基本构件组成桥梁结构体系。斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用斜拉索直接锚固在索塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁组合起来的一种结构体系，可看作是用拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。这种布置形式可使梁体内弯矩减少，降低建筑高度，减轻结构自重，节省材料。斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的主要桥型。斜拉桥按主梁的受力状态分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离，主梁除两端有支承外，其余全部为拉索悬吊的多点弹性支承的单跨梁。支承体系为塔墩固结、塔梁分离，主梁在墩、塔处均设有支座，为具有多点弹性支承的三跨连续梁，所有墩上支座均不约束纵向位移的称为半漂浮体系。塔梁固结体系为塔梁固结并支承在墩上，梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关，这种体系的连续支座至少有一个为纵向固定。刚构体系为梁塔墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。另外，还有边跨斜拉索锚固在地锚上的地锚体系和在斜拉桥主跨跨中设置挂孔或剪力絞形成的T构体系。按主梁材料分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥和钢管混凝土斜拉桥。按拉索的特征分为双索面、单索面、稀索体系、密索体系以及无背索体系斜拉桥。按拉索的锚固体系分为自锚、地锚及部分地锚斜拉桥。按塔形分为门形、独柱形、钻石形、A形、H形、倒V形、倒Y形等，还有斜塔、矮塔、折线塔和曲线形塔等。斜拉桥的施工主要包括主塔的施工、主梁的施工、拉索的施工等。—、索塔索塔的构造材料主要有钢结构、混凝土结构、预应力混凝土结构等。(一)索塔施工方法及主要设备1.索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法。裸塔现浇施工主要采用翻模、滑模、爬模施工方法：(1)

翻模：应用较早，施工简单，能保证几何尺寸(包括复杂断面)，外观整洁。但模板高空翻转，操作危险，沿海地区不宜用此法。(2)

滑模：施工速度快，劳动强度小，但技术要求高，施工控制复杂，外观质量较差，且易污染。一般倾斜度较大，预留孔道及埋件多的索塔不宜用此法。(3)

爬模：爬模兼有滑模和翻模的优势，使用斜拉桥一般索塔的施工。施工安全，质量可靠，修补方便。国内外大多采用此法。2.索塔施工主要机械设备一般安装一台塔吊，一台施工电梯，还有混凝土浇筑设备、供水设备及混凝土养护设备等。塔吊可安装在两柱中间。混凝土的垂直运输一般采用泵送。泵管一般设在施工电梯旁，便于接管、拆管和采取降温或保温措施，或处理堵管等。(二)索塔施工要点1.索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。裸塔施工宜用爬模法，横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法。2.索塔的施工，除设置相应的塔吊外，还应设置工作电梯及安全通道。施工时应对其平面位置、断面尺寸、倾斜度、应力和线形等进行监测和控制。3.斜拉桥施工时应避免塔梁交叉施工干扰，必须交叉施工时应根据设计和施工方法采取保证塔梁质量和施工安全的措施。4.索塔横梁施工时应根据其结构、重量及支撑高度设置可靠的模板和支撑系统，考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响，必要时应设支承千斤顶调控，体积过大的横梁可二次浇筑。5.斜塔柱施工时，必须对各施工阶段塔柱的强度和变形进行计算，应分高度设置横撑，使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全。6.索塔混凝土现浇应选用输送泵施工，超过一台泵的工作高度时，允许接力泵送，但必须做好接力储斗的设置，并尽量降低接力站台高度。7.宜在索塔施工中设置劲性钢骨架，设置的劲性骨架应能起到保证钢筋架立、模板安装和拉索预埋导管空间定位精度的作用；劲性骨架应采用型钢制作，不得使用管材。8.索塔施工组织设计中必须制订整体和局部的安全措施：(1)设置运输安全设施，如塔吊起重量限制器、断索防护器、钢索防扭器、风压脱离开关等。(2)防范雷击、强风、暴雨、寒暑、飞行器对施工的影响。(3)防范吊落和作业事故并有应急的措施。(4)应对塔吊、支架安装、使用和拆除阶段的强度稳定等进行计算和检查。9.必须避免上部塔体施工时对下部塔体表面的污染。(三)索塔的施工测量1.

建立平面控制网，对常用点釆取加固、防晒防风措施。2.塔底高程测定、塔底轴线与塔座模板轮廓点放样、上下塔柱及横梁模板各接高轮廓点的放样与标高测定。3.塔柱基础沉降观测。4.劲性骨架、锚索管与模板安置的调整测量。5.考虑张拉引起的收缩偏位以及浇筑混凝土时产生下沉等原因，放样时在设计基础上加入预偏、沉降等。二、主梁(一)主梁的特点及施工方法由于斜拉桥主梁的支承形式为多点连续支承，而且支承间距小，与梁式桥相比，斜拉桥的主梁梁体高跨比较小，斜拉桥的主梁跨越能力大、建筑高度小，把斜拉索索力的水平分力作为轴力传递。主梁施工方法与梁式桥基本相同，大体分四种：1.

顶推法。2.

平转法。3.

支架法(临时支墩拼装、支架上现浇)。4.

悬臂法(悬臂拼装、悬臂浇筑)。(二)主梁的施工要点1.一般要求(1)主梁施工时必须进行施工控制，即对梁体每一施工阶段的结果进行详细的检测分析和验算，以确定下一阶段拉索张拉量值和主梁线形、高程及索塔位移控制量值，周而复始直至合龙成桥。(2)对设计为飘浮或半飘浮体系的斜拉桥，在主梁施工期间应使塔梁临时固结。2.混凝土主梁(1)

主梁零号段及其两旁的梁段，在支架和塔下托架上浇筑时，应消除温度、弹性和非弹性变形及支承等因素对变形和施工质量的不良影响。(2)采用挂篮悬臂浇筑主梁时，除应符合梁桥挂篮施工的有关规定外，还应按下列规定执行：①

挂篮的悬臂梁及挂篮全部构件制作后均应进行检验和试拼，合格后再与现场整体组装检验，并按设计荷载及技术要求进行预压，同时测定悬臂梁和挂篮的弹性挠度、调整高程性能及其他技术性能。②挂篮设计和主梁浇筑时应考虑抗风振的刚度要求。③

拉索张拉时应对称同步进行，以减少其对塔与梁的位移和内力影响。(3)主梁采用悬拼时，除应遵守连续梁及斜拉桥主梁悬浇的有关规定外，还应按下列规定施工：①预制梁段，如设计无规定，宜选用长线台座(可分段设置)，亦可采用多段的联线台座，每联宜多于5段，先预制顺序中的1、3、5段，脱模后再在其间浇2、4段，使各端面啮合密贴，端面不应随意修补。②应在底模上调整主梁分段形体所受竖曲线的影响。拼装中多段积累的超误差，可用湿接缝调整。③梁段拼合前应试拼，以便及时调整。④湿接缝拼合面应进行表面凿毛和清扫，干接缝应保持结合面清洁，粘合料应涂刷均匀。⑤采用垫片调整梁段拼装线形时，每次垫片调整的高程不应大于20mm。3.钢主梁(1)钢主梁应由资质合格的专业单位加工制作、试拼，经检验合格后安全运至工地备用。堆放应无损伤、无变形和无腐蚀。(2)钢梁制作的材料应符合设计要求。(3)应进行钢梁的连日温度变形观测对照，确定适宜的合龙温度及实施程序，并应满足钢梁安装就位时高强度螺栓定位所需的时间。4.钢一混凝土组合梁和混合梁(1)钢一混凝土组合梁预制桥面板在起吊、运输和安装时，应采取必要措施防止对其产生碰撞、坠落等损伤而开裂，对吊点处的局部应力应进行验算。预制桥面板安装前，应将钢梁与桥面板的结合面及剪力连接装置表面清理干净。安装应遵循先预制先安装的原则,安装时不得因桥面板就位困难而随意破坏剪力连接装置。(2)各桥面板单元之间的湿接缝应采用微膨胀低收缩混凝土。湿接缝混凝土浇筑后的养护时间应不少于7d,对桥面板预应力钢束的张拉亦宜在混凝土龄期达7d后进行。(3)钢一混凝土混合梁对支承钢一混凝土结合段连接施工的支架，应进行专门设计。结合段在浇筑混凝土之前，应对混凝土梁的结合面进行严格凿毛，并将全部结合面清理干净，结合段宜采用微膨胀低收缩混凝土。5.主梁合龙(1)对合龙前最后若干个悬臂施工梁段的高程、线形、轴线偏差及索力应进行严格控制，使合龙口两侧主梁的自然相对偏差满足合龙的误差要求。(2)混凝土主梁和全焊钢主梁在合龙时，应按设计要求设置临时刚性连接，控制合龙口长度及主梁轴线与高程的变化。(3)主梁合龙施工期间，应对桥面上的临时施工荷载进行严格控制，不得随意施加除合龙施工需要的其他附加荷载。(4)主梁中跨合龙后，应按设计要求的程序在规定时间内拆除塔梁临时固结装置，保证结构体系的安全转换。6.上部结构施工控制施工监控测试的主要内容：(1)

变形：主梁线形、高程、轴线偏差、索塔的水平位移。(2)

应力：拉索索力、支座力以及梁塔应力在施工过程中的变化。(3)

温度：温度场及指定测量时间塔、梁、索的变化。斜拉桥的施工控制宜遵守以下原则：在主梁悬臂施工阶段以高程控制为主；二期恒载施工阶段以控制索力为主。三、拉索施工(一)拉索的构造拉索按材料和制作方式的不同可分为以下几种形式：1.

平行钢筋索。2.

平行(半平行)钢丝索。3.

平行(半平行)钢绞线索。4.

单股钢绞缆。5.

封闭式钢缆。(二)索体防护与安装1.斜拉索防护斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，它的防护质量决定整个桥梁的安全和使用寿命。由于斜拉桥的拉索全部布置在梁体外部，且处于高应力状态，对锈蚀比较敏感，而锈蚀是斜拉桥劣化的起因。因此，拉索防护对斜拉桥有着十分重要的意义。斜拉索防护可分为临时防护和永久防护两种,防护类型主要有以下几种：(1)封闭索防护。(2)平行索用塑料罩套保护。(3)套管压浆法。(4)预应力混凝土索套防护。(5)直接挤压护套法。2.斜拉索的安装(1)放索及索的移动将斜拉索运输到施工现场，通常釆用类似电缆盘的钢结构盘，对于短索，也可采取自身成盘，捆扎后运输，放索方法主要有立式转盘和水平转盘放索。在放索和安索过程中，需要将斜拉索拖移，由于索自身弯曲或者与桥面直接接触，在移动中可能损坏拉索的防护层或损伤索