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钢管混凝土拱桥的缆索吊装施工方法摘要：缆索吊装施工法是大跨度拱桥实现自架设施工的主要方法之一,大跨径钢管混凝土系杆拱桥中,钢管拱肋节段多、重量大,本文试论述了在传统的缆索吊装施工方法上进行了创新的主要施工方式。
关键词：缆索吊装施工方式缆索吊装施工是在六十年代应用于双曲拱桥施工的基础上发展起来的。
缆索吊装法在应用于钢管混凝土拱桥的施工后,极大促进了该类桥型的发展,同时,也使自身有了更多的创新,形成了适合钢管混凝土拱桥施工特点的施工技术。
1、千斤顶斜拉扣挂法传统的卷扬机钢丝绳斜拉扣挂悬臂系统设备较多,拉力大,调整困难,施工难度大。
因此在大跨度拱桥施工中开发了千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法,以千斤顶张拉系统实现钢管骨架标高调整时的扣索张拉和抬放。
(1)千斤顶斜拉扣挂法施工的顺序。
1)拼装塔架、设置主缆和地锚等,并在预制拼装现场进行主拱肋节段的预制拼装。
2)将预制拼装构件转送至缆索吊装系统下方,由起重机行车系统起吊牵引至指定位置;为了使先吊装的基肋在合龙前保持在一定位置,每吊装一片拱肋,即由扣索临时固定。
3)吊装应从一孔桥的两端向中间对称进行,在最后一节即合龙段吊装就位后,应对各段拱肋进行轴线调整,使各接头位置调整到设计标高以后,才能放松吊索并将各接头接整合龙。
4)将所有的扣索撤除,并浇注钢管内混凝土。
(2)施工注意事项。
缆索吊装设备由主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本部分组成。
其中主要机具包括主索、起重索、结索、扣索、塔架(包含索鞍)、地锚、滑轮、电动卷扬机、手摇绞车和千斤顶等。
主要机具的功能如下:1)主索为施工体系主要的构件,亦称为承重索或运输天线。
它跨越桥墩,支撑在两端塔架的索鞍上,两端锚固于地锚。
调运构件的行车支撑于主索上。
主索的截面积可以根据吊装构件的重量、垂度、计算跨径等因素由计算确定。
2)起重索用来控制吊物的垂直运输,一端与卷扬机滚筒相连,另一端固定在对岸的地锚上。
这样,当行车在主索上沿桥跨方向往复运动时,可保持行车与吊钩间的起生索长度不随行车的移动而改变。
1.拱桥的施工方法。
缆索吊装施工，转体施工法，悬臂施工法，劲性骨架法，塔架施工法劲性骨架法：先焊接钢筋骨架，再浇筑混凝土包住钢筋骨架的施工方法2.拱桥分类按照拱上建筑形式分为：实腹式拱桥，空腹式拱桥按照轴线形式：圆弧线，抛物线，悬链线按照桥面位置：上承式，中承式，下承式3.拱轴系数确定（m>=1）假定m，查表计算，算得的m与假定的m比较不符合则以计算的m继续查表如此循环知道计算的m 与之相等4.拱桥的结构体系分为：简单体系，组合体系5.拱桥总体布置考虑的因素有哪些？主要有：结构体系和结构形式，桥梁长度，跨径，孔数，矢跨比，拱圈的宽高，基础形式和埋置深度等。
6.宽跨比：拱圈宽度和跨进的比值7.矢跨比：矢高和跨径的比值，矢跨比减小水平推力增加，对墩台基础不利最好在1/4~1/8之间8.不等跨分孔处理问题（经典考题）采用以下措施改善基础受力（1）采用不同的矢跨比（相邻两孔中大跨用大矢跨比，小跨用小矢跨比）（2）采用不同拱脚标高（3）调整拱上建筑质量（4）采用不同类型的拱跨结构9.基础类型：（1）浅埋基础（刚性扩大基础，柔性扩大基础）（2）深基础（桩基础，沉井基础）（3）深水基础10.埋置深度：无冲刷时从河底或地面至基础地面的距离；有冲刷时从最大冲刷线到基础底面的距离。
11.肋拱的截面形式：矩形，工字形，箱型，管型12.箱型拱截面组成方式：（1）U型多室箱型（2）工字形截面（3）闭合箱肋截面（4）单箱多室13.双曲拱桥主拱圈分为：拱肋，拱波，拱版，横向联系特点：化整为零，集零为整缺点：整体性差，使用中出现严重裂缝14.实腹式供上建筑组成：拱腹填料，侧墙，护拱，变形缝，防水层，泄水管和桥面等组成护拱作用：保护拱圈。
15.变形缝作用：变形缝不留缝宽，避免供上结构开裂，保证结构安全16.拱腹填料要求：防水性好，自重轻，变形小17.空腹式拱上建筑——梁式供上建筑分为：（1）简支腹孔（2）连续腹孔（3）框架腹孔18.什么叫联合作用？19.伸缩缝变形缝的区别？相对变形较大的位置设置伸缩缝，相对变形较小的位置设置变形缝；伸缩缝有缝宽，变形缝不留缝宽。
钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法1.前言辛丰公路南桥横跨京杭运河镇江段，主桥为跨径104.4m下承式钢管混凝土系杆拱桥。
由于京杭运河水运繁忙，且超千吨级的船舶及拖挂船队众多，当地海事部门要求施工期间不得断航。
为解决新建桥梁施工与航道运营的矛盾，中铁四局集团有限公司在施工中，通过对施工方案的研究和论证，科学组织技术攻关，并在施工过程中不断总结和改进，解决了通航河道上新建钢管混凝土系杆拱桥施工对航道运营干扰大的难题，取得了良好的经济效益和社会效益。
2．施工方法特点2.1采用“岸上拼装钢管系杆拱骨架，使用两台浮吊整体吊装”的方法，把水上拼装作业转化为陆地作业，一次吊装就位，最大限度降低了对通航的影响，提高了工效，保障了施工安全；2.2设计了岸地拼装支架系统，并对骨架整体吊装变形进行了计算，全过程对应力、应变、结构变形等信息进行监测，掌握各种工况下应力与变形情况，保证了工程质量。
2.3钢管混凝土系杆拱桥骨架岸地拼装成形，整体吊装就位，为其它工序工作面的开展创造条件，缩短了总体施工工期。
3．适用范围本方法适用于通航河道的系杆拱桥、钢桁梁桥等类似桥梁施工。
4．工艺原理首先，将工厂制作的拱肋节段单元运至现场，在组装支架上进行拼装作业，并在组装胎架上组拼系梁劲性骨架，同时安装吊杆套管，绑扎系梁部分钢筋，安装吊杆及吊索、临时中横梁和系梁吊模系统，完成骨架整体组装，并通过软件模拟合理设置骨架两吊点位置。
钢拱拼装完成后在海事部门批准的封航时间内，采用两台浮吊将主桥骨架整体吊装就位。
完成吊装后，进行主桥后续工序施工。
5．施工操作要点5.1操作要点5.1.1施工准备深入理解桥梁设计文件，如设计文件提供方案采用骨架整体吊装工艺，便按照设计步骤实施，加强过程监控；若设计文件中采取其他施工方法，则需要对骨架在吊装过程各工况进行强度、刚度及稳定性检算，确保施工安全和结构安全。
5.1.2岸地拼装场地布置结合骨架结构尺寸、浮吊起重能力、距桥位距离、航道作业宽度等条件，选择合理区域规划骨架岸地拼装场地。
拱桥的施工特点一、劲性骨架浇筑拱圈(一)基本原理：利用自重轻、强度、刚度均较大的钢管骨架容易架设，并具有承受后续浇筑砼重力的特点●以实现较大的跨度和降低施工费用的目的(二)适用：大跨度砼拱桥“自架设”(三)结构：1.劲性骨架砼拱桥是内填外包式的钢管砼结构2.劲性骨架：●先期形成的钢管和钢管砼起施工的劲性骨架作用●成桥后，劲性骨架也参与结构受力，但钢管砼的结构布置和截面积大小由施工受力控制3.外包拱圈：●劲性骨架砼拱桥的外包拱圈以钢管砼劲性骨架为依托，利用吊挂模板浇筑●按照横向分块纵向分环和分段的原则外包砼4.施工受力：●劲性骨架单独承担拱圈第一环的砼重力●随后各环砼的重力由先期浇筑的砼环和劲性骨架形成的组合结构承担(四)施工：1.施工程序：●劲性骨架安装→灌注管内砼→灌注钢管外包砼2.关键技术：（1）大跨度大吨位缆索吊机设计、安装、操作（2）长距离、大落差的砼两级泵送和压注工艺（3）拱圈砼浇筑的“多点平衡法”浇筑程序设计（4）劲性骨架安装及拱圈施工过程中的拱轴线控制（5）浇筑拱圈外包砼期间的结构强度和稳定性分析3.砼浇筑：（1）大跨径劲性拱圈砼拱圈（拱肋）的浇筑方法：●分环多工作面均衡浇筑法●水箱压载分环浇筑法●斜拉扣挂分环连续浇筑法（2）浇筑过程控制：●浇筑前进行加载程序设计，正确计算和分析钢骨架以及钢骨架和先期砼层联合结构的变形、应力、稳定安全度●在施工过程中监控二、装配式砼、钢筋砼拱圈●适用：箱型拱、肋拱及箱肋组合拱的少支架或无支架施工(一)无支架安装拱圈1.吊装设备：●根据桥梁规模、河流、地形、设备等条件选择吊装工具●各项机具设备和辅助结构规格、型号、数量均应按有关规定经过设计计算确定●缆索吊机在吊装前必须按规定进行试拉和试吊2.拱肋吊装时，除拱顶段之外，各段应设一组扣索悬挂3.扣架的布置规定：（1）扣架一般设在墩台顶，扣架底部应固定，架顶设置风缆（2）各扣索位置必须与所吊装的拱肋在同一竖直面内（3）扣架上索鞍顶面的高程应高于拱肋扣环高程（4）扣架应进行强度和稳定性验算(二)转体施工安装方法1.平转施工：适用：刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋砼拱桥、钢管拱桥2.竖转施工：●适用：转体重量不大的拱桥（砼拱肋、刚架拱、钢管砼拱）或某些桥梁预制部件（塔、斜腿、劲性骨架）●转动系统：转动铰、提升体系（动、定滑轮，牵引绳）、锚固体系（锚索、锚碇）组成3.平竖结合施工(三)缆索吊装施工1.适用：●峡谷或水深流急的河段，或需要满足通航要求的河流上●拱桥施工中被广泛采用2.施工方法：●在架设好的缆索吊装设备上设置两个跑车，下面连接起吊滑车组，跑车上安装前后牵引钢丝绳，牵吊预制构件在架设安装孔上空，下落、横移、就位、安装●预制的拱肋（箱），一般均有起吊、安装等过程●必须验算吊装、搁置、悬挂、安装等状况下的拱肋强度，以保证施工安全●拱肋如采用卧式预制，还需验算平卧运输或平卧起吊时截面的侧向应力(四)钢管拱肋（桁架）施工1.钢管拱肋（桁架）安装●钢管砼拱肋施工中最重要的工序之一●钢管拱既是结构的一部分，又兼作浇筑管内砼的支架与模板（1）安装方法：①无支架缆索吊装②少支架缆索吊装③整片拱肋或少支架浮吊安装④吊桥式缆索吊装⑤转体施工⑥支架上组装⑦千斤顶斜拉扣挂悬拼（2）拱圈形成：①横向连接：●钢管拱肋成拱过程中，应同时安装横向连接系●未安装连接系的节段＜1个●否则应采取临时横向稳定措施②节段焊接：●节段间环焊缝的施焊应对称进行●施焊前需保证节段间有可靠的临时连接并用定位板控制焊缝间隙●不得采用堆焊③合龙作业：●合龙口的焊接或栓接作业应选择在结构温度相对稳定的时间内尽快进行④斜拉扣索悬臂拼装法施工：●扣索与钢管拱肋的连接应进行设计计算●扣索根据扣力计算采用多根钢绞线或高强钢丝束，其安全系数＞2⑤千斤顶斜拉扣挂悬拼安装：●利用吊装时用于扣挂钢管的斜拉索的索力调整来控制吊装标高和调整管内砼浇筑时拱轴线变形●与普通缆索吊装比较的优点：i.采用强度高、承载力大、延伸量小、变形稳定的钢绞线作斜拉索，可减少架设过程中不稳定非弹性变形ii.采用千斤顶张拉系统对斜拉索加卸拉力、收放索长，具有张拉能力大，行程控制精度高，索力调整和控制灵活，锚固可靠等优点iii.斜拉扣挂体系自成系统，不受缆索吊装系统干扰iv.可以准确计算悬拼架设过程中各施工阶段的索力、延伸量以及由此产生的大段接头预抬高量，作为施工检测适时控制的依据⑥拱圈形成主要分两步：●第一步：钢管拱形成●第二部：管内灌注砼形成最终拱圈2.钢管内砼浇筑（1）浇筑方法和工艺流程：①方法：●人工浇筑、泵送顶升压注●一般采用泵送顶升压注施工，由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成②钢管砼压注工艺流程：●堵塞钢管法兰间隙→清洗管内污物、湿润内壁→安设压注头和闸阀→压注管内砼→从拱顶排浆孔振捣砼→关闭压住口处闸阀稳定→拆除闸阀完成压注（2）管内砼质量要求：①压注砼：●压注前：清理管内污物，润湿管壁，泵入适量水泥浆●压注砼：管内砼应连续压注，不得中断；直至钢管顶端排气孔排出合格的砼时停止●压注完成：关闭设于压住口的倒流截止阀●一根钢管的砼灌注完成时间不得超过第一盘入管砼的初凝时间●一根钢管的砼必须连续灌注●为保证砼泵送工艺的顺利进行，对大跨径钢管砼拱桥，需按实际泵送距离和高度进行模拟砼压注试验●钢管砼的泵送顺序按设计要求进行，宜采用先钢管后腹箱的施工顺序②管内砼要求：●管内砼不能出现断缝、孔洞●管内砼不能与管壁分离●管内砼的配料强度比设计强度高10%-15%●新灌入钢管的砼，3d内承载量＜设计强度×30%、7d内承载量＜设计强度×80% ③检测方法：超声波检测为主，人工敲击为辅。
