第八章斜拉桥案例

斜拉桥索塔施工工法及其工程实例一、前言随着高速公路的迅猛发展,公路等级不断提高,斜拉桥、悬索桥等具有高墩、大跨径特点的桥梁被广泛应用到工程实际,同时也发挥了越来越重要的作用.索塔作为斜拉桥、悬索桥一个十分重要的组成部分,造价高昂、施工周期长,如何科学组织施工,优质高效地完成施工任务,具有十分重要的意义.本工法依托江苏省连盐高速公路灌河特大桥索塔施工工程实例,全面系统地阐述了索塔施工技术和工艺特点.已建成的索塔成品倾斜度、空间尺寸以及外观质量均满足规范要求,处于良好的受控状态,施工进度科学合理.该工法被证明是一项行之有效的施工工法,代表了目前索塔施工的先进水平.二、工法特点1、本工法工艺简练,操作性强,施工易于实现.在合理设计模板、支架和爬架系统的基础上,可以实现高度较大的索塔施工.2、本工法施工结构设计合理,力学模型明确,设计计算量不大,易于被工程技术人员掌握.3、质量易于控制,通过采用相对基准极坐标法进行测量控制,以及模板支撑体系的优化,结构物实体质量和外观质量优良.4、本工法投入的大型机械设备相对较少,施工成本较低,循环施工周期较短,具备较高的投入产出比.三、适用范围本工法具有施工快捷,结构合理,经济实惠等特点,可以被广泛应用到斜拉桥、悬索桥的索塔施工中,尤其适合于索塔截面比较规则,塔柱高为100～200米的中小型钢筋砼索塔.通过对模板系统以及爬架提升装置的改进和优化,也可以应用到变截面及高度较大的索塔施工中.四、工法原理本工法是索塔施工的一种非常有效的工艺方法.工法原理：在塔柱内预先安装劲性骨架作为钢筋模板安装定位的依托,纵向主钢筋采用机械连接,下塔柱采用钢管支架模板体系、中上塔柱采用内翻外爬附爬架的分节段爬模施工模式,砼采用拖泵泵管输送,在中塔柱上设置横向临时撑架,防止塔柱根部产生拉应力,斜拉索与索塔的锚固形式采用钢锚梁锚固体系,直接传递给索塔,横梁采用钢管落地支架支撑体系,通过合理布设塔吊、电梯、泵管、水电等设施以及进行预埋件的埋设,并运用塔吊以及吊车进行施工材料的垂直运输的一种高效的索塔施工工艺.根据索塔形式、高度以及所采用的施工工艺、方法、设备性能和具备的施工能力,索塔分节长度不尽相同,一般分节长度为4.0～5.0米.五、施工工艺流程及操作特点（一）索塔施工工艺流程1、塔柱施工工艺流程图5-1.图5-1 塔柱施工工艺流程图2、塔柱节段循环施工工艺流程图5-2. 图5-2 塔柱节段循环施工工艺流程图循环施工节段3、横梁施工工艺流程图5-3.图5-3 横梁施工工艺流程图（二）、钢筋工程机械连接,其余钢筋采用焊接或绑扎连接.半成品的钢筋按型号、规格、用途等进行编号挂牌,分别堆放,由运输车运至施工现场.主筋连接后,箍筋由下而上焊接或绑扎,绑扎高度以每次砼浇筑高度为准.（三）、劲性骨架为了便于钢筋空间定位并固定模板,索塔塔壁内部一般设置劲性骨架.劲性骨架应单独进行结构设计.一般采用∟100×100及∟80×80角钢焊接拼装成桁架,在地面上单片制作、塔上整体拼装焊接定位而成.劲性骨架制作安装的总体布局是：在条件允许情况下,尽量在地面将工作做好,减少塔上工作量.单块骨架的高度同混凝土分节高度,框架形式按结构设计要求确定.（四）、砼工程索塔高度一般较大,砼标号较高,砼宜采用泵送方式输送,通过采用多台输送泵接力的方式,可以把砼输送到理想的高度.每个索塔下方设置一台固定拖泵,通过泵管将砼直接泵送至作业面.砼应具有良好的工作性和可泵性.混凝土浇筑从低处开始逐层扩展升高,并保持水平分层.振捣时使用插入式振动器,其分层厚度约为30厘米.振捣密实标准：砼停止下沉,无显著气泡上升,表面平坦,呈现薄层水泥浆时为止.下塔柱塔基部分设计一般为实心段,应按大体积砼施工考虑.内部设置降温水管,砼浇筑后,通水冷却,降低内部温度,同时对模板外部进行保温,防止砼产生温度应力裂缝.（五）、模板支撑体系为确保索塔外观质量,外模一般采用大面积定型钢模板,内模采用组合钢模板或木模板.1、模板的基本结构塔柱模板由外模板和内模板组成.外模板均为大面积钢模板,内模板以大模板为主,部分采用组合钢模和木模.外模、内模、角模或平模板,其结构形式基本相同,主要由横肋、竖肋、劲板和面板组成.2、下塔柱模板体系下塔柱一般设计成变截面形式,并有一定的斜率.为加快工期,充分利用底部承台工作面,下塔柱模板一般采用翻转式.根据下塔柱的高度,每个塔柱应加工2~3节定型钢模板,高度为3~4米,施工中根据实际进行循环利用,并进行适当的改装.模板外侧搭设钢管脚手架,作为操作平台及模板临时支承点,并设置对拉螺杆.3、中、上塔柱模板系统中、上塔柱采用内滑外翻的模板体系.每肢塔柱加工3节模板,高度为2~2.5米.为保证混凝土分段部位接缝严密,应保留一节基准模板不拆,施工时始终固定顶部一节作为上一节段施工的模具和支撑平台,而将下部两节拆除后上翻.提升模板设备采用倒链和塔吊.（六）、爬升系统爬升系统主要包括塔身预埋件、爬架、附墙架、工作平台以及塔吊和倒链提升设备等.功能集爬架爬升、模板支立、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉、孔道压浆以及施工平台于一体,工作平台整体随塔柱施工逐步上升,为施工人员提供一个封闭的操作空间,安全、施工便捷.如图5-4、图5-5.图5-4 爬模系统示意图（单位：厘米）爬模循环施工操作流程图5-5.模板拆除塔吊提升模板模板安装塔吊提升爬架并安装混凝土浇筑钢筋、预埋件安装图5-5 爬模循环施工操作流程图（七）、横向临时撑架系统根据索塔形式的不同,为防止索塔根部产生拉应力,一般设计要求采用水平临时撑架,以抵抗塔柱向内倾所产生的水平力.水平撑架设置：在规定高度,于塔柱内侧埋设预埋件并焊接牛腿,用钢管作支撑,采用油压千斤顶施加对撑力.（八）、索塔施工测量索塔施工测量的重点是确保结构的位置正确,塔柱各部分满足倾斜度、垂直度、几何尺寸和空间位置的要求,斜拉索锚管上、下口位置及其空间倾角准确.间法原理定位,尽量消除索塔因日照、温度变化的影响；高程采用差分三角高程法定位,以确保定位精度.（九）、拉索导管定位拉索导管定位是上塔柱施工的关键,安装精度的高低直接影响到斜拉索的安装及使用寿命.1、拉索导管定位精度要求锚固点空间位置三维允许偏差±10米米；导管轴线与斜拉索轴线的相对允许偏差±5米米.2、拉索导管空间定位示意图5-6.图5-6 拉索导管空间定位示意图（十）、钢锚梁安装1、搭设平台,平台上铺设钢板或组合钢模.由于安装空间狭小,塔壁内模一般采用钢管临时支撑.2、平台搭设完毕,焊接钢锚梁水平方向的限位钢板,埋设锚固螺栓, 浇筑小石子混凝土垫层,再安装支承钢板.3、起吊钢锚梁,使钢锚梁尽量水平,将钢锚梁临时放置在平台上,下垫枕板.安装另一块钢锚梁,精确调整钢锚梁位置,用高强螺栓将钢锚梁连接,连接后对钢锚梁的位置进行复测.（十一）、横梁施工横梁与相应的塔柱节段同步施工,采用落地钢管支架施工的方法.根据结构设计计算,确定支撑及模板系统,一般由钢管、贝雷桁片和型钢等组成,具体视现场材料情况而定,横梁钢筋、砼施工与塔柱基本相同,下面重点介绍预应力体系部分.1、预应力筋张拉规定张拉机具采用满足最大张拉吨位的千斤顶,张拉前,对高压油泵、液压千斤顶和压力表进行配套标定校验,确定千斤顶与油泵压力表的回归曲线.砼强度达到设计要求时,进行预应力筋的张拉.先对称张拉腹板束,再张拉顶、底板束.预应力钢束均为两端同时张拉,张拉以拉力与引伸量进行双控.钢束的伸长值误差控制在±6%以内.张拉程序为：0→初应力→分级张拉至σcon（持荷2米in锚固）.2、压浆及封锚张拉后,采用砂轮切割机切割多余钢绞线,压浆采用活塞式真空压浆泵,压力控制在0.5-0.7MPa,压浆后,立模浇筑封锚砼.（十二）、防雷装置及其它附属设施安装索塔上的附属设施主要包括塔顶防雷装置、航空障碍灯、塔内爬梯、横梁上的栏杆、照明设施等.塔内爬梯在索塔封顶之前安装,防雷装置和航空障碍灯在塔冠施工完成后安装,横梁上的栏杆要在0号梁段支架拆除后方可进行,照明设施在全桥主体工程基本结束后安装.（十三）、塔吊、电梯、泵管、水电等临时设施的布设以及预埋件埋设索塔施工主要临时设施把包括塔吊、施工电梯、拖泵及泵管、供电及供水五个部分.1、塔吊根据施工现场范围以及施工材料的重量,合理选用塔吊型号,一般选用80t·米型号以上,布置在承台两边塔柱旁靠河侧,使得整个索塔均处于吊装范围内,两台塔吊安装高度应错开布置.为确保安全稳固,沿塔柱高度方向每20米设置附臂.2、施工电梯为了保证工期,便于搭载人员上下通行,一般每个塔肢均应设置一台载货载人施工电梯,安装位置为承台两边塔柱外靠岸侧.3、混凝土垂直输送塔柱混凝土的垂直输送,宜选用80C型以上的拖泵,一次泵送至塔柱模板内.泵管采用“Ω”型卡固定在专用架上,并间隔用钢丝绳吊挂于塔柱的原模板对拉螺栓上.4、水一般宜采用两台高压多级水泵,分别布塔柱迎河面左侧,设置水箱用于砼养生及其他.5、供电系统承台顶面上设置低压配电箱,分别输送给塔吊、施工电梯、高压水泵的电机专用配电箱,动力电缆随塔柱垂直布置,施工作业面上设置小型配电箱.6、预埋件索塔上的预埋件种类较多,主要包括为满足设计和施工要求的两部分.对各种预埋件应统一绘图,并汇总成册,便于指导施工.六、材料设备本工法仅列出了一个索塔所需要的机械设备和主要材料需求量,实际施工时,可根据具体情况适当调整.钢筋加工和砼拌合设备可以与其他工程施工交叉使用.机械设备及主要施工材料详见表6-1.由于各索塔之间相距较远,并隔河或跨江,一般每个索塔投入一个队伍,独立组织施工.实际施工时,可酌情增减.下面以一个索塔为单位配置劳动力如表7-1.七、质量控制索塔的施工难度较大,质量要求高,施工时应严格要求,精细施工,严把质量关.严格遵循《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）和《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程（JTG F80/1-2004）的相关要求.并从模板、砼和施工工艺等方面进行重点控制.1、塔柱和横梁的外模板采用大面积钢模,除强度应满足浇注砼的各项要求外,为保证其表面平整度,设计时主要以刚度控制.2、对模板的拼接缝,力求做到设计合理,加工制作精细,减少或避免漏浆现象发生.3、尽量减少对拉螺杆数量,以减少塔身砼上的孔洞,并对塔身施工完成后留下的孔洞及时封堵修补.采用与塔身相同标号的水泥浆进行,力求做到与塔身砼颜色一致,并安排专人负责.4、对塔身砼配合比进行优化选择,砼搅拌均匀,保证其工作性能,确保塔身砼整体上色泽一致.5、对模板的准确安装定位,砼的搅拌、泵送入模、振捣、养护等工艺过程采取有效措施,加强控制.对现场管理人员和操作工人进行质量意识教育,做好每个关键工序的技术交底.通过保证各个工艺环节的工作质量来确保工程的质量.6、塔身的施工放样测量,除采取正确合理的测量方法外,严格执行两人复测制度,复核必须采用不同的方法进行,以确保塔身放样准确,防止因测量误差过大而导致塔身砼线条不平顺.7、索塔塔柱及横梁施工的实测项目见表8-1、8-2.表8-2 横梁实测项目八、安全措施1、进行安全施工应知应会教育.2、成立以项目经理为首的安全生产领导小组.3、建立健全生产组织机构,设置专职或兼职安全员.4、制定安全管理制度,定期进行安全检查,严格实行安全生产岗位责任制,奖惩分明.5、制定主要分项工程的安全操作规程,作业前认真进行安全技术交底.6、进行常规安全操作教育.7、建立健全安全检查制度,定期召开安全会议,及时采取措施消除事故隐患.九、环保措施环境保护是我国的一项基本国策.保护施工环境是保证施工人员身体健康和消除外部干扰保证施工顺利进行的需要.1、成立以项目经理为组长的文明施工领导小组.设置施工环境巡查员,由项目综合办公室负责,对施工造成的环境影响情况及时掌握,及时处理.2、环境保护领导小组组长：项目经理副组长：现场总负责人成员：工区负责人、部门负责人3、配置足够的资源,使空气质量、水质、噪音、废物处理、化学物品、人文自然,等在施工中符合相关法规和合同要求；4、按月进行环境检测及审核,并做好记录和备案；5、对施工管理人员和施工人员进行环境管理培训,使其清楚了解当地环境法律和合同条款中规定的相关要求,参加培训人员的记录和培训内容要备案在综合办公室,以便相关部门检查和审核.十、效益分析索塔施工时,在施工方法和施工工艺上采取了一些新的措施,项目部充分采用承台围堰钢管等周转材料用于支撑结构,进行了高标号砼配合比优化设计,掺加了粉煤灰,减少了水泥用量,采用了长距离泵送砼工艺等“四新技术”,节省了大量的机械设备,大大降低了工程成本,累计节约工程成本费用合计200多万元,并且项目部连续三季度获优质优价奖励,取得了良好的经济效益.同时,工程质量实现了工程合格率和优良率的目标,工程进度创造了屡创新高,提前完成目标计划,得到了业主、监理的认可和信任,使企业的信誉度得以增强和提高,取得了良好的社会效益.十一、工程实例灌河特大桥是江苏省连云港至盐城高速公路上的一座特大型桥梁,全长1.819千米,全桥宽度为36.6米,主桥为双塔双索面钢—砼组合梁斜拉桥.索塔采用为H形,C50砼,高度119.629米,其中上塔柱高42.0米,中塔柱61.8米,下塔柱15.829米,中下塔柱设置有斜率,塔柱采用空心箱形断面,单箱单室,塔壁厚度渐变,上塔柱内设牛腿,中间设钢锚梁,下塔柱底部设2米实心板.为确保塔柱垂直度与索导管安装精度,与武汉测绘大学联合进行测量监控,塔柱成品验收实测垂直度为1/7200,高于规范1/3000的标准,索导管安装定位,消除了温度及日照的影响,误差在5米米之内,高于图纸要求精度.模板、支架、爬架等临时结构设计新颖,操作便捷.结构物内实外美,受到业主的好评,并荣获2005年度江苏省高速公路建设项目质量排序“前十”通报表扬.施工进度快,中塔柱平均每天 1.14米,比计划快0.44米,第16、17节段施工周期仅为2天零11小时,创造了平均每天1.83米的最高纪录,南岸塔柱比预定计划提前约半个月,为下一步钢梁安装奠定了坚实的基础.执笔：阳华国黄天贵中交一公局三公司审核：田克平中交一公局灌河特大桥全景劲性骨架安装模板安装钢筋绑扎及焊接横梁施工浇筑砼索导管定位接高劲性骨架爬模施工施工中的塔柱成品索塔。

斜拉桥转体施工案例
一、苏通长江大桥转体施工案例
苏通长江大桥是连接江苏苏州和江苏南通的一座斜拉桥，该桥在建设过程中需要实施斜拉桥转体施工。

具体施工过程如下：
1. 桥梁设计：在斜拉桥的设计中，会考虑到桥梁的正常运行和转体施工两个状态。

设计师会使用特殊的结构支撑和连接方式，以便于桥梁的转体。

2. 施工准备：在转体施工前，需要对斜拉桥主体结构做好施工准备工作。

包括清理施工区域、搭建施工设备、准备施工材料等。

3. 转体施工机械：转体施工过程中，常用的机械设备有大吨位起重机、推拉机、支座等。

起重机主要用于提升和转动桥梁主体结构，推拉机用于控制桥梁转动的速度和方向，支座用于支撑转体过程中的桥梁主体结构。

4. 斜拉桥转体过程：转体施工一般是在水上进行，首先将大吨位起重机搭建在斜拉桥的桥塔上，利用起重机提升桥梁主体结构，并通过推拉机进行桥梁转动。

转体过程需要严格控制转动的速度和方向，以保证施工安全。

同时，在桥塔位置设置支座，以便于桥梁主体结构的转动支撑。

5. 施工监测与调整：在斜拉桥转体过程中，需要进行严密的监测和调整工作，以确保桥梁主体结构的安全和稳定。

通过监测设备对桥梁的变形、位移等参数进行实时监测，根据监测结果
对施工进行调整。

6. 完成转体施工：当斜拉桥主体结构完成转体后，进行最后的施工验收和整体调试工作。

包括桥面铺装、桥梁荷载测试等，以确保桥梁的正常使用。

这是一个大型斜拉桥转体施工的案例，其他斜拉桥转体施工也有类似的施工步骤和过程。

斜拉桥转体施工是一个复杂的工程，需要精确的计划和施工技术，以确保桥梁的安全和稳定。

斜拉桥主塔施工技术案例分析斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

下面由为大家的斜拉桥主塔施工技术案例分析，欢迎大家阅读浏览。

一、工程概况京新高速公路(五环路―六环路段)上地铁路分离式立交桥是京包高速公路工程的一部分，全长510 m，为46+46+230+98+90 m五跨连续独塔单索面预应力钢筋混凝土斜拉桥。

本桥上跨既有京包铁路、城铁十三号线，与既有京包铁路相交处铁路里程为K22+756，公路里程为K3+55.703，相交角度19度。

斜拉索主塔施工地处闹市，场地狭窄，前有地铁站及密集的居民区，后有加油站及密集居民区，两侧各有一个地下通道，中间夹有13号城铁线及一条京包线，施工环境复杂，为整个工程施工的重点与难点。

二、塔柱施工总体方案1、总体方案概述本桥主塔柱高度距承台顶面99 m，呈水滴状，由下塔柱，中塔柱，上塔柱三部分组成。

下塔柱高11 m。

中塔柱高40 m，为双斜柱，矩形变截面，内倾角22 °43'08''。

上塔柱高48 m，为刻槽矩形变截面，直线+圆曲线变化。

下塔柱采用常规工艺一次整体浇注，中、上塔柱施工分为20个节段进行，前两个节段施工完毕后，从第三节开始采用液压爬模施工。

爬模为4.25 m一个节段，每节段的施工工期为5～7 d。

针对该塔柱独特的外形构造，结合以往爬模施工的经验，从模板系统的选择、拼装、施工三个方面对现有技术进行改进，解决直线与曲线结构施工过程中相互转换和调整的难题。

2、模板选择所有模板采用全钢模板。

钢模具有较大的强度与刚度，可满足爬模设备多次拆分改制与循环使用要求。

其次，钢模板技术成熟，操作工艺相对简单，组装方便。

同时，可保证塔柱混凝土表面平整、光滑，外观质量好。

3、爬模系统加工及拼装爬模系统全部构件采用专业的厂家预制，根据施工实际情况，确定爬模的结构尺寸和最经济的爬模节段，经试拼验收合格后运至现场进行结构拼装。

斜拉桥的设计原理应用例子1. 引言斜拉桥作为一种重要的桥梁结构形式，在现代桥梁建设中得到了广泛的应用。

其独特的设计原理和结构特点使得斜拉桥具有良好的承载能力、适应性和美观性。

本文将介绍斜拉桥的设计原理，并通过一些实际的应用例子来进一步说明斜拉桥的设计原理和应用。

2. 斜拉桥的设计原理斜拉桥是一种利用拉力元件来支撑桥面荷载的桥梁结构。

其设计原理基于以下几个关键概念：•主塔：斜拉桥通常需要建立一些主塔来支撑桥面上的斜拉索。

主塔的高度和布置对桥梁的结构和承载能力有着重要的影响。

•斜拉索：斜拉桥的主要荷载传递元件是斜拉索。

这些斜拉索以特定的角度连接在主塔上，并向两侧延伸到桥墩或锚固点。

斜拉索的材料和尺寸的选择影响着桥梁的承载能力和稳定性。

•桥面结构：斜拉桥上的桥面结构负责承载行车荷载、风荷载等。

桥面结构通常由横梁和纵梁构成，通过横梁向斜拉索传递荷载。

•锚固点：斜拉桥的斜拉索需要通过锚固点进行固定。

锚固点的设置和设计对斜拉桥的稳定性和整体结构有着重要的影响。

3. 应用例子3.1 长江大桥长江大桥位于中国武汉市，是一座具有代表性的斜拉桥。

该桥采用了先进的设计原理和施工技术，成为武汉市的地标性建筑。

该桥的设计原理和应用包括：•主塔高度：长江大桥采用了较高的主塔，以增加桥梁的承载能力和稳定性。

•斜拉索布置：长江大桥的斜拉索采用了较大的角度，以减小斜拉索的受力，提高了桥梁的断面利用率。

•桥面结构：长江大桥的桥面结构采用了双层横梁和双层纵梁，以增加桥面的刚度和承载能力。

•锚固点设计：长江大桥的斜拉索通过混凝土锚块进行固定，通过合理的锚固设计，确保了斜拉索和锚固点之间的良好传力。

3.2 东京湾防波堤大桥东京湾防波堤大桥是一座位于日本东京湾口的斜拉桥。

该桥的设计原理和应用包括：•主塔高度：东京湾防波堤大桥的主塔采用了较低的高度，以适应该桥位置特殊的地理环境。

•斜拉索布置：东京湾防波堤大桥的斜拉索布置在主塔的两侧，并向桥面中心延伸，以支撑桥面结构。

斜拉桥制作过程及原理
贵阳市实验小学六（7）班程佳御 32号
制作材料：
木筷、木板、棉线、胶水
制作过程：
1.将两根筷子搭在一起固定好，底下再粘上一小截木筷，作为
一边的桥塔，另一边同上；
2.用尺子在长方形木板上测量好打孔的距离，用彩笔做好标记；
3.将铁丝烧红，在之前打好标记的位置打孔；
4.将棉线的一头缠绕在桥塔顶上，另外一头穿过打好的孔里，
再穿回与那个位置相对的孔，穿出来之后系到桥塔顶上；
5.重复步骤4，直到棉线穿过所有孔眼。

制作原理：
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

桥主要承载的重量并非行驶在它上面的汽车或者火车，而是它本身，也是我们看到的路面。

这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力，同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力，由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了。

最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。