懸索橋施工技術(圖文并茂)

懸索橋施工技術

2021/5/91目錄懸索橋的簡介施工總體部署懸索橋主要施工方法及工藝2021/5/92一、懸索橋的簡介2021/5/93二、施工總體部署1、施工場地布置⑴加勁梁的生產、運輸、架設；⑵主纜運輸、存放、架設；⑶貓道、鞍座的架設安裝；⑷錨碇及主塔的施工。2021/5/94二、施工總體部署2、懸索橋施工專用機具設備、施工設施：⑴索鞍施工：塔頂臨時吊機、索鞍頂移設施等。⑵主纜施工：貓道、牽引系統(tǒng)、擠緊機、小型索股整形機具設備、纏絲機、張拉設備、倒鏈、小型纜索吊機等。⑶加勁梁施工：頂推系統(tǒng)、現(xiàn)澆或拼裝支架、預制場、碼頭、檢測設備、運梁設備、纜載吊機或其它專用架梁機具設備等。2021/5/95三、懸索橋主要施工方法及工藝1、主塔它是支承主纜的重要構件，有砼塔和鋼塔等形式。主塔施工過程中，應控制好傾斜度、塔頂標高（按設計規(guī)定留壓縮量）等指標，待主塔完工后，需精確測定不同溫度條件下裸塔塔頂中心線里程和標高（應考慮地球曲率及日照的影響、主塔的壓縮量。主塔傾斜度符合設計規(guī)定，設計未規(guī)定時按塔高的1/3000，且不大于30mm。索鞍底板面高程:＋10mm，－0.主塔爬模外支架2021/5/96索塔的施工主塔的形式懸索橋的索塔形式一般均為門式框架結構，中設若干道橫梁。2021/5/97索塔施工的主要機械設備選用及布置 懸索橋的索塔高度在100m以上，橋面寬度30m左右，宜設置2臺塔吊，2臺電梯。橋面寬度20m左右可設置一臺塔吊，一臺施工電梯。2021/5/98塔柱施工懸索橋的塔柱施工多采用爬模施工。施工時，每20m-20m設一道水平支撐，并根據(jù)計算用千斤頂施加60~100t左右的頂推力。懸索橋應考慮橫梁預應力張拉后的壓縮對塔柱預偏量的影響。索塔橫梁施工懸索橋橫梁施工一般采取柱梁異步施工，以有利工程進度和塔柱外觀。大跨度的懸索橋橫梁的體量較大，如江陰橋的三道橫梁高均為11m，下橫梁底寬11m，長32m。橫梁施工方法可采用一次澆筑，一次張拉；也可二次澆筑，一次張拉；還可多次澆筑，多次張拉。2021/5/992、錨碇

懸索橋主纜的錨固體（錨碇）是將主纜中的拉力傳遞給地基的構件。錨碇分為地錨式和自錨式錨碇兩類，通常的地錨式錨固體分為重力式錨固體和巖洞式錨固體。重力式地錨錨體施工

錨碇后錨面整體鋼模

重力式地錨錨體關鍵是錨固系統(tǒng)的安裝，應按相關標準安裝。

2021/5/910錨碇的施工懸索橋錨碇的施工特點懸索橋錨碇施工特點為：砼數(shù)量特別大，持續(xù)時間長，施工期近一年，經(jīng)歷一年中的最高溫季節(jié)和最低溫季節(jié)。錨碇大體積砼的施工有難度。2021/5/911懸索橋錨碇的施工措施（1）構造設計上采取防裂措施

①設計合理結構，減少工程數(shù)量，降低水化熱總量。具體：采用深埋式結構，挖空非關鍵直接受力部分砼，利用回填土方壓重；在主纜錨固體部分采用C40砼，其他基礎及配重聯(lián)結部分用C20等砼，減少水泥用量。②延長錨碇砼的評定驗收齡期。具體：利用主纜架設施工期的受力不及最終受力的30%，允許采用標準養(yǎng)護條件下的60d齡期的抗壓強度作為驗收評定的依據(jù)。③增設金屬擴張網(wǎng)，改善錨碇大體積砼表面受力狀況。2021/5/912（2）合理選材，優(yōu)化錨碇大體積砼的配合比 ①C20低標號的砼采用低熱礦渣硅酸鹽水泥。 ②摻粉煤灰，Ⅱ級灰。 ③摻緩凝型高效減水劑，初凝時間控制在22~28h。 （3）大體積砼施工溫度控制 ①砼分塊、分層1m~3m

②控制砼的澆筑溫度 砼經(jīng)運輸、平倉、振搗等過程之后的溫度為澆筑溫度。③控制各層澆筑間歇期每層一般不超8d④通冷卻水冷卻水管水平間距為0.9m。⑤降溫速率不超過1.5℃/d。2021/5/9132、錨碇巖洞式地錨

巖洞式則由錨固體將主纜中的拉力通過錨體與巖洞間摩阻力和錨塞作用傳遞給巖洞周壁。錨體混凝土必須與巖體結合良好，宜采用微膨脹混凝土，防止混凝土收縮與拱頂基巖分離。2021/5/9142、錨碇自錨式錨碇

而自錨式錨固體則將主纜錨固于加勁梁體上。

錨碇為大體積混凝土，應有溫控設置，可采取沿橫向分塊、豎向分層的辦法，防止混凝土開裂.2021/5/9153、索鞍

索鞍是用以支承主纜并使其圓順地改變方向或擺動的重要部件，布置在主纜幾何線形轉折點處，通過它可使主纜中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式傳給塔頂。包括橋塔（墩）頂?shù)闹魉靼?、錨碇（錨固體）前端的散索鞍（套）及副索鞍。主鞍準備起吊

2021/5/916

主索鞍采用特別設計的塔頂?shù)鯔C吊裝，該吊機應能保證鞍座分次吊裝上主塔頂并移動安裝就位。塔頂?shù)鯔C的結構部分，在主纜架設時可改裝為主纜牽引系統(tǒng)及索股調整的設施。主、散索鞍安裝時應根據(jù)設計提供的預偏量就位并臨時鎖定。專用吊架吊裝散鞍

主鞍在塔頂縱移就位

安裝中的主鞍上、下承板

主索鞍座板安裝誤差控制：中線偏差：±2mm；高程偏差：±2mm；

2021/5/9174、主纜鋼絞線（或鋼絲繩）索股斷面示意

主纜是通過塔頂鞍座懸掛在主塔上的柔性承重構件。主纜本身通過索夾和吊索承受活載和加勁梁（包括橋面）的恒載、溫度荷載，還分擔一部分橫向風荷載并將它直接傳遞到塔頂。

主纜常見的有鋼絲繩主纜、鋼鉸索主纜及平行鋼絲束主纜，它們的架設方法基本一致，對于目前通用的平行鋼絲束主纜，則主要有空中編纜AS法和預制平行索股PWS法兩種架設方法。2021/5/9184、主纜（1）架設方法①空中編纜AS法架設即空中紡絲法，是將一～四對的鋼絲在空中貓道上以滑車牽引紡成平行鋼絲索索股，然后再將若干根平行鋼絲索彼此平行的捆扎成一根主纜。香港特區(qū)青馬大橋主纜系采用AS法（97股，每股378絲）。②預制平行索股PWS法架設即預制鋼絲索股法。它是將工廠預制好的平行鋼絲索股牽引到貓道上，架設后再捆扎成主纜。每股平行鋼絲索中的鋼絲根數(shù)一般為91或127絲。目前，國內較大跨度懸索橋基本都采用這種主纜形式，如汕頭海灣大橋、西陵長江大橋、陽邏長江大橋、佛山平勝大橋、江陰長江大橋及潤揚長江大橋等。（2）工藝流程2021/5/919工藝流程2021/5/920架設步驟懸索橋主纜架設施工步驟：2021/5/9212021/5/9222021/5/9232021/5/924貓道斷面布置示例圖

貓道是重要的空中走道和作業(yè)平臺，供主纜鋼絲索股拖拉架設、測量、調索、主纜緊纜、安裝索夾及吊索、主纜纏絲及防護涂裝等工作之用。（3）貓道2021/5/925導索架設

主纜開始架設時，首先需架設導索將兩岸連接起來，利用它可作為完成貓道和主纜索股的架設所需要的牽引索。 導索的架設通常在海潮完全停止時，封鎖航道，將導索掛上浮體，用拖船牽引，即為浮子法架設。當潮水流速很大，通航頻繁時，可用不封鎖航道的方法，用長臂浮吊架設法或直升機吊運導索法。貓道架設主纜架設用的貓道由貓道承重索、貓道面層、欄桿和貓道風纜系統(tǒng)等構成。2021/5/926主纜與貓道面層間的高度視主纜直徑及緊纜和纏絲所用的機械尺寸而定。貓道寬度4m。為增強貓道整體剛度，并滿足通行需要，在適當位置設有貓道橫向天橋，將兩側貓道連通。

貓道的風纜設置為提高貓道的抗風穩(wěn)定性和調整貓道面層的形狀。其形式有兩種：一種將抗風拉索傾斜布置，另一種將抗風拉索垂直布置。

貓道面層放在貓道承重索上，從塔頂開始滑移架設，也可卷成盤，將其吊放在塔頂?shù)谋P架上，邊展開邊將橫梁、扶手立柱及扶手纜索和橫向天橋安裝好。2021/5/927江陰橋的貓道架設2021/5/9282021/5/929西堠門大橋貓道圖2021/5/930貓道架設總的原則是做到對稱施工，邊跨和中跨作業(yè)平衡，減少對塔的變位影響，控制塔頂變位及扭轉在設計容許的范圍內。下滑貓道面層宜由塔頂向跨中、錨碇方向鋪設，并且上、下游貓道要對稱、平衡進行。拖船拖運貓道索

架設牽引索和臨時軌道索

2021/5/931空中編纜法(AS法)2021/5/9322021/5/9332021/5/934懸索橋施工貓道

2021/5/935循環(huán)式牽引系統(tǒng)示例圖（單位：m）（4）主纜牽索系統(tǒng)施工

牽索系統(tǒng)是架于兩個錨碇之間,跨越索塔的用于空中拽拉的牽引設備,主要承擔貓道安裝、主纜架設以及其它牽引吊運工作，是懸索橋施工必備的施工臨時設施。它把牽引索的兩端插接起來，形成環(huán)狀無極索，通過一臺驅動裝置、張緊設備、調整裝置和必要的支承滾筒循環(huán)運動。

2021/5/936往復式牽引系統(tǒng)示例圖

該牽索系統(tǒng)的牽引索兩端分別卷入主副卷揚機，一端用于卷繩進行牽引，另一端用于放繩，兩臺驅動裝置聯(lián)動，使牽引索作往復運動。2021/5/937牽引時索股出盤

索股盤裝上放索器

2021/5/938索股盤及放索器安裝在錨錠后部

索股即將置入滾輪牽引過江

2021/5/939門架拽拉器牽引方式示例圖

牽索系統(tǒng)按其夾持索股的方式不同，又分為門架拽拉器牽引方式和軌道小車牽引方式兩種。

預制主纜索股與安裝于牽引索上的拽拉器相連，通過驅動裝置收放使牽引索帶動拽拉器穿過貓道門架導輪組、塔頂門架導輪組、錨碇門架導輪組作往復運動，將索股逐根沿貓道滾筒拉鋪到貓道上。2021/5/940預制絲股法(PWS法)絲股牽引2021/5/941?門架式牽引系統(tǒng)2021/5/942軌道小車牽引方式示例圖通過驅動裝置將索股逐根沿貓道滾筒拉鋪到貓道上。牽引系統(tǒng)架設步驟①首先是導索過渡，利用導索架設牽引索，并架設施工貓道。②其次在架設施工貓道后，安裝貓道門架及滑輪組，貓道滾輪等，使牽引索進入貓道門架滑輪組內，牽引索與驅動裝置連接完成，從而形成完整的牽索系統(tǒng)。2021/5/943?軌道小車牽引系統(tǒng)

?架空索道牽引系統(tǒng)

2021/5/944（5）PWS主纜架設①主纜索股的拽拉架設索股利用牽引系統(tǒng)沿貓道牽引架設，架設從放索場一側向索股另一錨固端的方向進行。平行鋼絲索股拽拉架設過程中采用垂度法控制，基準索股采用絕對垂度法控制，其它索股采用相對垂度法調整。

索股牽引架設過程中，應盡量勻速牽引，放索支架的索盤應設置可靠的制動裝置。當索股拽拉至錨碇（錨固體）時，應將兩端錨頭臨時錨固。

2021/5/945正在牽引中的索股

主鞍邊有槽軌引導錨頭構架通過

牽引過程中工人跟隨錨頭前進，控制索股行進速度2021/5/946（5）PWS主纜架設

地錨式懸索橋索股架設時的整形、橫移工作，需在主索鞍及散索鞍處設置門架，其上設倒鏈（或其它小型拽拉設備）以局部收緊索股，使整形段索股處于放松狀態(tài)而利于整型及橫移就位。自錨式懸索橋PWS索股架設時的整形、橫移工作同地錨式；而散索鞍（套）處索股一般不需要整形、橫移。②主纜索股的線形調整當主塔、邊墩、錨碇全部竣工后，須進行一次精密測量。在貓道鋪架完畢后，應對主塔進行復測，以便依據(jù)跨距變化修正基準索股垂度值。2021/5/947主纜成形夾及壓緊梁

絲股整形

2021/5/948暫時就位的索股有待整形

調整股絲

2021/5/949索股重新整型

調整索股

2021/5/950（5）PWS主纜架設③基準索股測量和一般索股測量:

基準索股一般為最初架設的索股（第一根），由于其它索股（或稱一般索股）的垂度測定是以基準索股為參照基準，因此基準索股的測定及垂度調整的精度，將控制影響主纜的架設精度?；鶞仕鞴傻臏y量控制采用絕對垂度法，即指主纜索股測點的絕對高程。一般索股的垂度測定，用大型卡具測定其與基準索股的相對垂度差。④主纜索股安裝定位:

每根鋼絲索股安裝順序原則是先主跨后邊跨。主跨調整完成后，將索股在索鞍槽口中固定，不允許再發(fā)生滑動。主跨索股線形固定后，再進行邊跨的調束直至符合要求。2021/5/951第一根索股已安裝就位

安裝在散鞍槽內的索股

索股整方安裝在主鞍槽內

2021/5/952主鞍上背索的錨固

張拉完成后的索股及錨體

錨頭安裝在螺桿后，用千斤頂調整定位

2021/5/953索股垂度調整方法示意圖⑤索股垂度調整：

主纜索股垂度調整順序為先主跨后邊跨，最后調錨跨。2021/5/954(6)主纜擠緊①初緊纜（整圓）②擠緊成型,擠緊方向宜向塔柱方向進行緊纜機調試實驗

緊纜時有六個頂點同時擠壓在跨中緊纜

2021/5/955(7)纏絲纏絲機在工作

已完成纏絲后的主纜2021/5/956(8)主纜架設精度要求

主纜架設精度要求表序號項目規(guī)定值或允許偏差1索股高程（mm）基準中跨跨中±L/20000（L為中跨跨徑）邊跨跨中±L/10000（L為中跨跨徑）上、下游高差10一般相對于基準索股0，+52錨跨索股力偏差符合設計要求3主纜空隙率（%）±24主纜直徑不圓度（%）2注：第4項主纜直徑不圓度檢查方法—緊纜后橫豎直徑之差，與設計直徑相比，測量兩索夾間。2021/5/957吊索與索夾的連接示意圖5.索夾與吊索

吊索與主纜通過索夾連接。吊索與索夾的連接方式常采用倒U騎掛式或銷接式（銷板式）兩種，吊索與加勁梁常用錨固于加勁梁吊點處的吊索錨頭或銷板予以連接。2021/5/958吊索與主纜索夾、加勁梁間連接關系示例圖

地錨式懸索橋吊索下端在吊裝加勁梁時與梁段連接；自錨式懸索橋吊索與加勁梁間連接，是通過加勁梁支承體系轉換過程中張拉吊索（通過連接桿延長吊索、在梁面張拉）的方式進行連接錨固。張拉順序及張拉力按設計規(guī)定。2021/5/959安裝索夾

安裝吊索

2021/5/960準備安裝吊索銷軸

吊索已預先安裝到索架上

2021/5/9616.加勁梁

懸索橋加勁梁典型橫斷面圖

地錨式懸索橋加勁梁采用分段預制架設的施工方法，需在主纜架設完成后進行加勁梁安裝。自錨式懸索橋加勁梁架設可采取頂推法、支架法現(xiàn)澆及拼裝的施工方法，需在主纜架設前預先就位完成加勁梁，待主纜架設后安裝索夾及吊索，進行體系轉換后，加勁梁轉由主纜懸吊。2021/5/962送跨纜吊機和吊架的專用船

采用自升法吊裝跨纜吊機

2021/5/963吊裝第一段鋼箱梁

箱梁已安置在運輸船上

2021/5/964兩臺吊機間用電腦控制水平

每段箱梁的對位和安裝吊約