斜拉橋的施工

斜拉橋的施工斜拉橋的結(jié)構(gòu)形式斜拉橋是用許多拉索將主梁直接拉在橋塔上的一種組合受力體系的橋梁，其主體結(jié)構(gòu)由斜拉索、索塔、基礎(chǔ)、主梁等組成。1、斜拉橋整體布置常見的斜拉橋布置形式有獨(dú)塔雙跨式、雙塔三跨式和多塔多跨式。（1）相對于雙塔三跨式，獨(dú)塔雙跨式科拉所的主跨徑較小，而且常采用雙跨不等的非對稱形式，使結(jié)構(gòu)整體以受軸向力為主，以充分發(fā)揮材料的優(yōu)勢，這種布置形式在跨越中、小河流和城市通道時(shí)較常用。(2)斜拉橋布置成雙塔三跨式時(shí)，具有主跨徑較大、便于通航、計(jì)算簡單、方便施工等優(yōu)點(diǎn)，因此在大跨度橋中最為常見，適用于跨越海峽和寬度較大的河流、峽谷等。(3)多塔多跨式斜拉橋現(xiàn)在已經(jīng)很少采用，因?yàn)檫@種形式的橋中間塔頂處沒有端錨索來有效地限制其變位，采用多塔多跨式會(huì)使結(jié)構(gòu)的柔性增大，對抗風(fēng)不利。2、索塔索塔常見的布置形式有獨(dú)杜式“A”形、倒“Y”形、“H”形等。索塔的形狀和高度對審美、結(jié)構(gòu)剛度及整體穩(wěn)定性有重大影響。索塔受力比較復(fù)雜，必須保證其具有足夠的剛度和強(qiáng)度。索塔的形式必須適合于拉索的布置，使傳力簡單明確。主塔高度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)情況、主跨跨度、所選主塔的形狀、主梁截面形式以及景觀要求等。3、斜拉索斜拉索常見的布置形式有單索面、豎向雙索面和斜向雙索面。單索面應(yīng)用較少，因?yàn)椴捎脝嗡髅鏁r(shí)拉索對結(jié)構(gòu)抗扭不起作用，主梁需要采用抗扭剛度大的截面。采用雙索面時(shí)，拉索的軸力可以抵抗較大的扭矩，所以主梁可以采用抗扭剛度較小的截面，而且雙索面對抗風(fēng)非常有利，因此雙索面在大跨度斜拉橋中已經(jīng)成為主要的形式。4、主梁主梁常見的截面形式有板式截面和箱形截面。主梁截面選取主要由斜拉索的布置形式和抗風(fēng)穩(wěn)定性情況所決定。板式截面主梁構(gòu)造簡單、施工方便，一般適用于雙索面斜拉橋。箱形截面主梁具有抗彎、抗扭剛度大，收縮變形小等特點(diǎn)，能適應(yīng)許多不同形式的拉索布置，對懸臂施工非常有利，而且可以部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆，為施工方案提供了多種選擇，因此箱形截面主梁逐漸成為現(xiàn)代斜拉橋中經(jīng)常采用的形式。

索塔施工索塔還常用鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝上或預(yù)應(yīng)力混凝土制成。索塔的構(gòu)造遠(yuǎn)比一般橋墩復(fù)雜，塔柱可以是傾斜的，塔柱之間還可能有橫梁；塔內(nèi)須設(shè)置前后交叉的管道以備斜拉索穿過錨固；塔頂有塔冠，并須設(shè)置航空標(biāo)志燈及避雷器；沿塔壁須設(shè)置檢修攀登步梯，塔內(nèi)還可建設(shè)觀光電梯。因此，索塔施工必須根據(jù)設(shè)計(jì)、構(gòu)造要求進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)。1、鋼主塔施工鋼主塔施工主要包括工廠加工和現(xiàn)場安裝兩大部分。鋼主塔應(yīng)在工廠分段立體試拼裝合格后方可出廠。主塔在現(xiàn)場安裝，常采用焊接和栓接混合連接的方式。經(jīng)過工廠加工制造和分段立體試排裝的鋼塔，在正式安裝時(shí)，應(yīng)予以測量控制，并及時(shí)用墊板或?qū)β菟走M(jìn)行擴(kuò)孔來調(diào)整軸線和方位，防止施工誤路、受力誤差、安裝誤差、溫度誤差、測量誤差的積累。心主塔的防銹措施可用耐久鋼材或采用噴鋅層，但絕大部分鋼塔都采用油漆涂料，一般可保持的使用年限為10年。油漆涂料常采用兩層底漆、兩層面漆，其中3層由加工廠涂裝，最后一層面漆由施工安裝單位最終完成。2、混凝土主塔施工混凝土塔柱一般可采用支架法、滑模法、爬模法進(jìn)行施工。在塔柱內(nèi)，在塔壁中間常設(shè)有勁性骨架，勁性骨架在工廠加工，在現(xiàn)場分段拼裝。勁性骨架安裝定位后，可供測量放樣、立模、拉索鋼套管定位用，也可供施工受力用。勁性骨架在傾斜塔柱中的作用很大，應(yīng)結(jié)合構(gòu)建的受力需要設(shè)置。當(dāng)塔柱為傾斜的內(nèi)傾或外傾布置時(shí)，應(yīng)考慮每隔一定的高度設(shè)置受壓支架（塔柱內(nèi)傾）或受拉拉條（塔柱外傾），以保證斜塔柱的受力、變形和穩(wěn)定性。主塔混凝土采取現(xiàn)場攪拌、吊斗提送的施工方法。當(dāng)主塔高度較高，用吊斗提送混凝土難以滿足設(shè)計(jì)及施工要求時(shí)，可采用商品混凝土。為了改善混凝土的泵送性能和強(qiáng)度，應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定配合比。下橫梁、上橫梁的施工。在高空中現(xiàn)澆大跨度、大斷面、高強(qiáng)度等級預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁，其難度很大。施工時(shí)要考慮到模板系統(tǒng)的彈性變形和模板支撐部分的不均勻沉降，混凝土梁、柱與鋼支撐不同的線膨脹系數(shù)影響，日照對混凝土不同部位產(chǎn)生的溫差致使構(gòu)件產(chǎn)生的不均勻變形等影響，以及相應(yīng)的變形調(diào)節(jié)措施。每次澆筑混凝土的供應(yīng)量應(yīng)保證在混凝土初凝前完成澆筑，并且采取有效措施，防止在早期養(yǎng)護(hù)期間及每次澆筑過程中由于支架的變形影響而造成混凝土梁開裂。3、主塔施工測量控制斜拉橋主塔一般由基礎(chǔ)、承臺(tái)塔座、下塔柱、下橫梁、中塔柱、上橫梁、上塔柱（拉索錨固區(qū)）、塔頂建筑等八大部分或其中幾部分組成。由于主塔的建筑造型千姿百態(tài)，斷面形式各異，在主塔各部位的施工全過程中，除了應(yīng)保證各部位的幾何尺寸正確之外，更重要的是應(yīng)該進(jìn)行主塔局部測量系統(tǒng)的控制，并與全橋總體測量系統(tǒng)“接軌”。主梁的施工1、主梁的施工方法斜拉橋主梁施工方法與梁式橋基本相同，大體上有以下幾種方法：（1）頂推法。頂推法施工時(shí)需在胯間設(shè)置若干臨時(shí)支撐，頂推過程中主梁反復(fù)承受正、負(fù)彎矩。該法較適用于橋下凈空較低、修建臨時(shí)支墩造價(jià)不大、支墩不影響橋下交通、抗壓和抗拉能力相同、能承受反復(fù)彎矩作用的鋼斜拉橋主梁施工。對混凝土斜拉橋主梁而言，由于斜拉索作用力是主梁承受荷載的主要保證，頂推法施工需要在拉索張拉前頂推進(jìn)行，頂推法一般臨時(shí)支墩間距過大，主梁無法負(fù)擔(dān)自重荷載彎矩，為滿足施工需要，需設(shè)置預(yù)應(yīng)力束。（2）平轉(zhuǎn)法。平轉(zhuǎn)法是將上部構(gòu)造分別在兩岸或一岸順河流方向的矮支架上現(xiàn)澆，并在岸上完成所有的安裝工序（落架、張拉、調(diào)索等）；然后以墩、塔為圓心，整體旋轉(zhuǎn)到橋位合龍。平轉(zhuǎn)法適用于橋址地形平坦、墩身較矮和結(jié)構(gòu)系適合整體轉(zhuǎn)動(dòng)的中小跨徑斜拉橋。（3）支架法。支架法是在臨時(shí)支架上進(jìn)行混凝土澆筑的施工方法。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單方便、能確保結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)線形。該施工方法適用于橋下凈空低、臨時(shí)支架不影響橋下交通的情況。（4）懸臂法。懸臂法可以是在支架上修建邊跨，然后中跨采用懸臂拼裝和懸臂澆筑的單懸臂法；也可以是對稱平衡方式的自由懸臂法。懸臂施工法分為懸臂拼裝法和懸臂澆筑法兩種。2、斜拉橋主梁施工特點(diǎn)斜拉橋與其他橋梁相比，主梁高跨比很小，梁體十分纖細(xì)，拉彎能力差。在考慮施工方法時(shí)，必須充分利用斜拉橋結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，在施工階段就充分發(fā)揮斜拉索的效用，盡量減輕施工荷載，使結(jié)構(gòu)在施工階段和運(yùn)營階段的受力狀態(tài)基本一致。3、中孔合龍為保證大橋中孔能順利合龍，根據(jù)以往斜拉橋的成功經(jīng)驗(yàn)，一般選擇自然合龍的方法。采用自然合龍的方法需要考慮以下幾個(gè)方面：（1）合龍溫度的確定。（2）溫度變形的控制。施工過程中應(yīng)對溫度變形進(jìn)行監(jiān)測，特別是對將近合龍段時(shí)的中孔梁溫度變形更應(yīng)重點(diǎn)量測。（3）合龍段鋼梁長度的確定。先設(shè)計(jì)合龍段長度，在實(shí)際施工時(shí)再予以修正。其實(shí)際長度應(yīng)為合龍溫度下的設(shè)計(jì)長度加減溫度變形量。（4）合龍段的安裝。合龍段鋼梁的安裝是一個(gè)搶時(shí)間、搶速度的施工過程，必須在有限的時(shí)間里完成，因此在合龍前必須做好一切準(zhǔn)備工作。鋼梁應(yīng)預(yù)先吊裝就位，一旦螺孔位置平齊，即打入沖釘，施擰高強(qiáng)度螺栓，確保合龍一次成功。（5）臨時(shí)固結(jié)的解除。中孔梁一旦合龍，必須馬上解除臨時(shí)固結(jié)，否則由溫度變化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力會(huì)使結(jié)構(gòu)難以承受，因此在合龍段鋼梁高強(qiáng)度螺栓施擰完畢后，立即拆除臨時(shí)固結(jié)。斜拉索施工1、鋼索的種類鋼索作為斜拉橋的主體，必須用高強(qiáng)度的鋼筋、鋼絲或鋼絞線制作。鋼索主要有以下幾種形式：（1）平行鋼筋索。（2）平行（半平行）鋼絲索。（3）平行（半平行）鋼鉸絲索。（4）單股鋼鉸纜。（5）封閉式鋼纜。2、斜拉索制作有關(guān)要求（1）斜拉索色彩要求與制作。由聚乙烯材料作護(hù)套的斜拉索均為黑色。當(dāng)設(shè)計(jì)要求采用涂料涂成彩色護(hù)套時(shí)，應(yīng)在斜拉索安裝調(diào)試完成后進(jìn)行，所用涂料必須具有抗衰老化的能力；當(dāng)設(shè)計(jì)要求在工廠制索直接制成彩色護(hù)套時(shí)，則可以采用兩次擠塑的制作工藝，在黑色護(hù)套擠塑完成后，繼續(xù)加擠所需的彩色護(hù)套。（2）平行鋼絲索的制作1）調(diào)直與防銹。未經(jīng)鍍鋅的高強(qiáng)度鋼絲應(yīng)堆放于室內(nèi)，并防止潮濕銹蝕。使用前應(yīng)調(diào)直，用調(diào)直機(jī)進(jìn)行調(diào)直和除銹。2）確定標(biāo)準(zhǔn)鋼絲。3）鋼絲并列與夾緊定位。4）內(nèi)防腐處理。在夾緊定位后的鋼絲束上必須進(jìn)行內(nèi)防腐處理，一般可采用涂刷橡膠瀝青防水涂料和包以玻璃纖維布的做法，要求涂料涂刷均勻，無空白漏涂現(xiàn)象。玻璃纖維布的包裹應(yīng)緊密重疊。5）平行鋼絲索的外防護(hù)。平行鋼絲索的外防護(hù)有多種處理方法，一般宜采用聚乙烯管做護(hù)套，安裝后再在護(hù)套內(nèi)壓注特種水泥砂漿。因此，護(hù)套須能承受一定的內(nèi)壓力并具有一定的抗老化能力?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)所要求的直徑與管壁厚度，由專業(yè)工廠制作，其分節(jié)長度可根據(jù)工地現(xiàn)場及運(yùn)輸條件確定。3、鋼鉸線索的確定（1）防銹、防傷。鉸制鋼絞線索所用的高強(qiáng)度鋼絲未鍍鋅時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)防腐措施；當(dāng)采用鍍鋅鋼絲時(shí)，應(yīng)注意在放絲鉸制過程中防止擦傷鍍鋅表層。（2）鉸制要求。鋼絲匝按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行排列定位，不能錯(cuò)位。鋼絞線索鉸制的角度須嚴(yán)格控制在2°~4°以內(nèi)。（3）纏繞緊密。鋼絞線索鉸制成型后立即繞上高強(qiáng)度復(fù)合帶2~4層，要求繞纏緊密，繞纏后的鋼束斷面形式應(yīng)正確，且鋼絲緊密無松動(dòng)現(xiàn)象。（4）熱擠護(hù)套要求。熱擠護(hù)套可采用聚乙烯材料。聚乙烯材料中應(yīng)摻有一定比例的炭黑，以提高抗老化能力。斜拉橋施工檢測施工檢測是施工控制的重要組成部分。通過檢測所獲得的斜拉橋在施工各階段結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的第一手資料是施工控制、調(diào)整的依據(jù)，同時(shí)它也是監(jiān)測施工、改進(jìn)設(shè)計(jì)、確保結(jié)構(gòu)在施工過程中安全的重要手段。施工測試的內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面：（1）變形測試。主要觀測主梁撓度、主梁軸線偏差和塔柱水平位移。通常使用（精密）水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、傾角儀等測量儀器。（2）應(yīng)力測試