斜拉桥索塔横梁质量施工

《斜拉桥混凝土索塔横梁悬空支架施工工法》江西省宜春公路建设集团有限公司中交第二航务工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司2013年3月目录1 前言 (3)2 工法特点 (3)3 适用范围 (3)4 工艺原理 (4)5 施工工艺流程及操作要点 (4)6 材料与设备 (12)7 质量控制 (13)8 安全措施 (13)9 环保措施 (16)10 资源节约与效益分析 (17)11 应用实例 (18)斜拉桥混凝土索塔横梁悬空支架施工工法完成单位：江西省宜春公路建设集团有限公司中交第二航务工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司主要完成人：杜俊、陈胜启、张钊、陈干、于东东1 前言随着桥梁建筑的不断发展，特大型桥梁越来越多的应用于公路、铁路。

大跨径桥梁主塔横梁施工的快慢直接制约了塔柱的施工进度，横梁传统施工工艺是搭设落地钢管支架进行施工,该工艺存在施工周期长、材料用量大、交叉作业安全隐患多等问题。

鉴于以上情况，中交第二航务工程局有限公司、中交第二公路工程局有限公司及江西省宜春公路建设集团有限公司通过对九江长江公路大桥南、北塔横梁施工关键技术进行了研究，并结合工程特点，采取了新的施工工艺，即悬空支架法进行施工，大量节省了钢材用量，明显缩短了施工周期，并总结出了一套先进的《斜拉桥混凝土索塔横梁悬空支架施工工法》，供同类型桥梁基础施工参考与借鉴。

该工法在忠县长江大桥也得到了应用，其技术成熟、先进，具有明显的经济效益和社会效益，具有较高的推广价值。

九江长江公路大桥在进行横梁施工中，结合本工程施工特点。

2 工法特点2.0.1悬空支架采取在后场制作、预拼，转移至前场安装，而且拆除方便；2.0.2利用悬空支架法施工，相对于落地支架，所用材料比较少，应用机械设备少，节约成本；缩短了施工工期；2.0.3该工法施工不受塔高的限制，安全风险低，可操作性强。

3 适用范围本工法适用高塔横梁支架施工，对于设有横梁（跨径≤30m）的双柱式或多柱式高墩桥梁均可适用。

4 工艺原理根据该桥主塔特点，结合中塔柱和中横梁箱形薄壁结构的实际情况，中横梁支架结构系统采用十榀三脚架，三脚架之间用型钢进行连接。

塔柱内侧壁预埋销轴孔，牛腿的下支点直接固定在销轴孔内，上支点与预埋板进行焊接，两个对应三脚架之间用H588进行连接，然后焊接固结，结构稳定，横梁浇筑时，作用于主承重梁上的所有荷载，通过主横梁及三脚架传递到塔柱上的预埋件上。

5 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程如图5.1所示。

图5.1 施工工艺流程图5.2 主要工序及操作要点5.2.1悬空支架设计（1）设计条件砼密度26.0kN/ m3；施工荷载 2.5kN/m2；风荷载设计风速V=23.9m/s （50年一遇）模板重量 2.5kN/m2（2）悬空支架设计悬空支架从下至上分别由下支撑架（含剪力销）、卸荷砂箱、上支撑架、风撑联系梁、拱形支撑、主横梁、贝雷梁及分配梁等部分组成。

图5.2.1-1支架总体图（2）结构验算悬空支架需进行结构受力计算，验算支架系统的强度、刚度及稳定性，主要受力部位有：1、上、下支点与塔柱固结；2、贝雷销轴处单向铰接；3、上支撑梁与拱架连接处；4、其余节点均按刚性连接考虑（包含卸荷砂箱处）；5.2.2悬空支架加工（1）剪力销剪力销作为结构的主要受力构件，是由双拼HW700的型钢组成。

（2）下支撑架下支撑架要与下支点和钢牛腿进行连接，且下支撑架为整个横梁悬空支架的基础，加工精度要求较高，下支撑架单件重约5t，可以在后场制作成整体。

下支撑架制作步骤如下：①选一块10m×10m的平整场地上面铺6mm钢板，在钢板上按图纸进行放样并焊限位板，制作下支撑架胎架。

②根据图纸下好料后在胎加上制作下支撑架，保证下支撑架制作精度。

三脚架的下支撑梁和下支撑斜杆分别是用HW588型钢制作加工而成，下支撑腹杆采用双拼[32制作加工而成。

下支撑架结构见图5.2-3。

图5.2-3 下支撑架结构图（3）拱形支架拱形支架的圆弧段及竖杆采用双拼工32a加工，横杆及斜杆采用双拼工25加工，为确保加工精度，在加工场按结构同尺寸放大样加工。

（4）上支撑架上支撑架加工时为方便运输，在后场分两半进行加工运至现场后拼装成整体，然后整体吊装。

上支撑架的横杆、竖杆及斜杆采用双拼HM588×300mm加工成型上支撑架见图5.2-4，上支撑架加工见图5.2-5。

图5.2-4 上支撑架结构图图5.2-5 1/2上支撑架（5）主横梁、贝雷梁、分配梁主横梁材料采用双拼HM588×300mm，分配梁材料采用工20a。

主横梁及分配梁在后场将杆件按设计尺寸下料，组合焊接完成后，转运至前场，整体吊装。

贝雷梁在后场拼装成型后，安装时进行整体吊装。

（6）加工注意事项横梁悬空支架构件严格按设计图纸和有关规范进行加工。

○1贝雷梁是外购成品，材料为16Mn；其它钢构件材料均为Q235，其质量应符合《碳素结构钢》GB/T700 的规定。

○2手工焊接采用的焊条应符合《碳钢焊条》GB/T5117的规定，焊条型号应与主体金属力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。

○3所有焊接构件的焊缝表面不得有虚焊、夹渣、裂纹等现象。

各主要构件的对接焊缝质量应达到《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 二级焊缝标准。

所有焊缝均采用E4303焊条焊接，图中未注明焊缝均为连续角焊缝，焊脚尺寸为10mm。

○4钢结构采用人工除锈，防腐采用红丹底漆两道。

5.2.3 悬空支架运输根据现场安装需要，支架各构件采用平板车运输至现场，转运过程中注意以下事项：（1）分类堆放；（2）运输过程中注意避免破坏钢构件表面油漆；（3）避免在转运过程中钢构件被挤压碰撞导致变形。

5.2.4 悬空支架安装（1）下支点剪力销安装①下支点预留孔施工下支点预留孔在上、下游塔柱相应位置各设5处。

在塔柱施工时将下支点对应位置的主筋置进行适当调整，保证在预埋下支点钢套件时有足够空间，且不得切断主筋，同时在钢套件周围设置加强钢筋。

下支点预留孔见图5.2-7。

图5.2-7 下支点预留孔图②下支点剪力销安装对应节段塔柱施工完成后，即可安装下支点剪力销。

采用塔吊将下支点牛腿起吊后，人工协助安插入预留孔内，并固定。

下支点剪力销安装见图5.2-8。

图5.2-8 下支点剪力销安装图（2）上支点施工上、下游塔柱各设上支点5处。

通过在塔柱混凝土内预埋锚筋，锚筋与钢板采用螺栓连接。

上支点结构图见图5.2-9。

图5.2-9上支点结构图（3）下支撑安装上、下支点安装完成后即进行下支撑架安装。

下支撑架采用塔吊进行吊装。

塔吊起吊下支撑架，位置调整到位后，与上支点预埋板及下支点剪力销焊接固定。

下支撑架安装完成后，逐根安装下支撑的风撑联系梁、平联、斜撑。

图5.2-10下支撑架安装（4）卸荷砂箱安装下支撑架安装完成后，测量下支撑架顶面卸荷砂箱对应位置标高，根据实测标高和卸荷砂箱顶面理论标高计算卸荷砂箱高度。

根据计算结果在后场制作卸荷砂箱，卸荷砂箱制作时与测量点一一对应，且对卸荷砂箱进行编号。

按编号将卸荷砂箱安装在对应位置上。

（5）拱形支架安装拱形支架分10个单片用塔吊吊装。

10个单片安装到位并调整好垂直度后，将单片连接成整体，然后逐根安装拱形支架上的分配梁。

（6）上支撑架安装上支撑架在现场拼装成整体后，采用塔吊整体吊装。

上支撑架在吊装到位先临时固定，测量复核上支撑架顶面标高，确认无误后进行施焊。

（7）主横梁、贝雷梁及分配梁安装上支撑安装完成后，依次逐根、逐片安装主横梁、贝雷梁、分配梁。

图5.2-11悬空支架安装完成5.2.5悬空支架预压悬空支架安装完成后进行堆载预压，以消除支架的非弹性变形。

堆载重量按横梁设计重量及支架重量之和的1.2倍进行压载，横梁若采用分层浇筑，堆载重量则按第一次砼浇筑重量及支架重量之和的1.2倍进行压载。

6 材料与设备6.1材料表表6-1 材料表6.2表6-2 设备表7 质量控制7.1 质量标准（1）《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011（2）《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2004（3）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205－95），（4）《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221－95）（5）其他相关标准、规范7.2 支架制造及安装支架制作允许误差±10mm。

支架安装允许误差±5mm，埋件安装允许误差±5mm，高程安装误差±5mm支架制作应按《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205－95），《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221－95）中规定执行。

拼接采用等强度焊缝连接，所用拼接焊缝均为连续满焊，或按照图纸要求进行。

8 安全措施8.1 支架的后场制作1）做好开工前的安全准备⑴、做好该项目所需设备计划和清单并及时报告相关部门，相关部门应及时检查设备保证安全有效：相关工种应做好开工前的准备。

如：电焊机应备好接地线、配电闸刀应完好、各种吊具准备好。

⑵、工序安排应按照工艺场地布置图执行，每个工艺场地应有招牌标识。

⑶、安排好施工现场布局，检查或搭建好平台。

⑷、施工人员应按本工种安全规范施工并做好“两穿一戴”，高空作业必须系安全带。

2）施工现场安全注意要点⑴、焊接导线不能有破损、氧气、乙炔不应漏气。

⑵、电焊机应符合“一机一闸保护”。

焊机一次线不应有接头、二次线接不应超过三处。

⑶、电源接线箱应符合要求。

⑷、夜间作业应有足够的照明，用电、用火要防止触电和火患。

⑸、拼装平台附近的原材料、零部件、工具摆放应整齐，大型构件应垫平稳。

⑹、结构件内部热作业区应有工艺通风口或配备通风机设备，通风设施作用良好，狭小结构内进行焊接作业应有专人监护。

8.2支架的转运由于圆弧支架超宽、超高，所以在运输过程中，避免对钢构件造成的挤压及碰撞变形。

8.3 起重工安全操作规程（1）工作前检查工作前检查起重所用的一切工具、设备是否良好，如不符合规定，必须修理或更换，不得凑和使用，机具设备在使用前必须试车，加润滑油。

（2）工作前应了解吊物尺寸；重量和起吊高度等，安全选用机械工具；不得冒险作业，不得超负荷操作。

（3）事先应看好吊车信道，吊运方向和地点，如有障碍必须清理。

（4）夜间作业应有足够的照明。

（5）起重作业应有专人指挥，指挥按规定的哨声和信号，必须清楚准确，指挥者站在所有施工人员全能看到的位置，同时指挥者本人应清楚地看到重物吊装的全部过程。

（6）作业前，应按规定穿戴好个人防护用品，如手套、安全帽、安全带等。

（7）禁止在风力达6级以上时吊装作业。

（8）吊物应按规定的方法和吊点进行绑扎起吊，当用一条绳扣绑扎吊物时，绑扣应在重心位置。

用两条绳扣吊物时，绳扣与水平夹角应大于45°。