CN108487064B - 分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法,其特征是：包括以下步骤：根据鞍座及锚固螺栓组实际位置及设计尺寸加工制作立体定位架；立体定位架加工完成后，将锚固螺栓组、立体定位架、鞍座整体组装，对锚固螺栓组进行定位，保证锚固螺栓组与鞍座预留孔吻合无误后将锚固螺栓组与立体定位架焊接固定，然后再将鞍座拆除；从而保证了锚固螺栓组预埋位置准确且垂直于鞍座；混凝土浇注两次。本发明的有益效果是：将减少了塔顶的工作时间，避免了塔顶的不利施工条件，大大提高了工作效率和工作质量，保证了设计强度要求。采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆，既保证了鞍座下混凝土的密实，又保证了鞍座安装精度。

Description

分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法

技术领域

本发明属于悬索桥领域，涉及一种分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法，该方法利用立体定位支架进行锚固螺栓组快速精确定位,适用于悬索桥主索鞍座的施工。

背景技术

目前悬索桥主索鞍安装施工传统施工工艺主要是通过在主索鞍安装部位利用测量工具依次定位预埋螺栓，然后安装主索鞍。这样做的优点是操作熟练，但是浇筑、振捣混凝土时会导致预埋螺栓及主索鞍移位，导致索鞍安装位置不准确，索鞍混凝土无法振捣密实，最终导致主索线形及桥梁受力不合理。

济南城建集团针对以上问题开展技术攻关，调整施工工艺，经过现场实践，总结了分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法，解决了悬索桥主索鞍座施工过程中索鞍安装位置不准确及索鞍下混凝土无法振捣密实的质量通病。索鞍的安装质量有显著提高。

发明内容

本发明为弥补现有技术的不足，提供了一种能够快速准确安装主索鞍座、克服质量通病的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法，其特征是：包括以下步骤：

根据鞍座及锚固螺栓组实际位置及设计尺寸加工制作立体定位架；立体定位架加工完成后，将锚固螺栓组、立体定位架、鞍座整体组装，对锚固螺栓组进行定位，保证锚固螺栓组与鞍座预留孔吻合无误后将锚固螺栓组与立体定位架焊接固定，然后再将鞍座拆除；从而保证了锚固螺栓组预埋位置准确且垂直于鞍座；

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，通过精确定位后将立体定位支架与预埋筋焊接牢固，保证了锚固螺栓位置准确；然后进行第一步混凝土浇筑，采用普通混凝土进行浇筑，由于立体定位支架采用桁架式结构，在混凝土浇筑时能够对混凝土充分进行振捣，保证了混凝土浇筑质量和设计强度要求；

待鞍座安装定位完成后，进行第二步混凝土浇筑，采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆；既保证鞍座下混凝土的密实度，又避免了鞍座在混凝土浇筑过程中发生位置偏移的现象发生，保证了鞍座安装精度。

本发明的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法,立体定位支架根据桁架式稳定性原理采用钢桁架式结构，该结构不易变形，利用Midas软件计算力学结构分析，经计算，计算吊装变形值0.6mm。尽量避免在吊装过程中影响到其安装精确度。并根据鞍座及锚固螺栓组实际位置及设计尺寸加工制作立体定位架。立体定位架加工完成后，将锚固螺栓组、立体定位架、鞍座整体组装，对锚固螺栓组进行定位，保证锚固螺栓组与鞍座预留孔吻合无误后将锚固螺栓组与立体定位架焊接固定，然后再将鞍座拆除。从而保证了锚固螺栓组预埋位置准确且垂直于鞍座。

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，通过精确定位后将立体定位支架与预埋筋焊接牢固，提高了施工效率，保证了锚固螺栓位置准确。然后进行第一步混凝土浇筑，采用普通混凝土进行浇筑。由于立体定位支架采用桁架式结构，在混凝土浇筑时可对混凝土充分进行振捣，保证了混凝土浇筑质量，大大提高了施工效率，保证了设计强度要求。

浇筑混凝土分两步进行，第一步混凝土采用普通混凝土进行浇筑，待鞍座安装定位完成后浇筑第二步混凝土，第二步混凝土采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆。

精确定位安装鞍座操作方便可靠，由于锚固螺栓组已进行精确定位并已浇筑完成第一步混凝土，主索鞍座仅需要在吊装安装完成后对其位置进行微调进一步确保鞍座位置精确无误，施工操作方便且固定后不会发生偏移现象。鞍座定位完成后采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆进行第二步混凝土浇筑，既保证了鞍座下混凝土的密实，没有空隙，又避免了鞍座在混凝土浇筑过程中发生位置偏移的现象发生，保证了鞍座安装精度。达到了施工快捷、节能高效的良好效果。

具体施工步骤如下：施工准备→破除沥青→加工锚固螺栓组→安装预埋锚固螺栓组→支设模板→浇筑第一步混凝土→安装梳齿板→浇筑第二步混凝土→养护→检查验收。

本发明的有益效果是：

在加工场地利用立体定位支架对锚固螺栓进行精确定位并焊接固定，吊装至安装位置后，只需对立体定位支架进行定位即可，将减少了塔顶的工作时间，避免了塔顶的不利施工条件，大大提高了工作效率和工作质量，保证了设计强度要求。采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆，既保证了鞍座下混凝土的密实，没有空隙，又避免了鞍座在混凝土浇筑过程中发生位置偏移的现象发生，保证了鞍座安装精度。有效解决了索鞍安装定位偏差及索鞍下混凝土振捣不实的问题，直观有效，简便易行。达到了施工快捷、节能高效的良好效果。获得建设单位充分肯定，社会效益显著。

附图说明

图1是立体定位支架设计模型；

图2是立体定位支架力学软件计算分析；

图3是图2中各颜色对应值；

图4是立体定位支架、锚固螺栓组、鞍座组装模型；

图5是锚固螺栓组吊装至施工位置。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法，包括以下步骤：

根据鞍座及锚固螺栓组实际位置及设计尺寸加工制作立体定位架；立体定位架加工完成后，将锚固螺栓组、立体定位架、鞍座整体组装，对锚固螺栓组进行定位，保证锚固螺栓组与鞍座预留孔吻合无误后将锚固螺栓组与立体定位架焊接固定，然后再将鞍座拆除；从而保证了锚固螺栓组预埋位置准确且垂直于鞍座；

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，通过精确定位后将立体定位支架与预埋筋焊接牢固，保证了锚固螺栓位置准确；然后进行第一步混凝土浇筑，采用普通混凝土进行浇筑，由于立体定位支架采用桁架式结构，在混凝土浇筑时能够对混凝土充分进行振捣，保证了混凝土浇筑质量和设计强度要求；

待鞍座安装定位完成后，进行第二步混凝土浇筑，采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆；既保证鞍座下混凝土的密实度，又避免了鞍座在混凝土浇筑过程中发生位置偏移的现象发生，保证了鞍座安装精度。

本发明的详细步骤如下。

一、作业条件

桥梁主塔已施工至鞍座安放位置，经检查具备鞍座安装施工条件。

二、施工准备

1）检查起重设备、风镐、重力灌浆设备、振捣棒、电焊机等设备运行情况。

2）对施工队伍进行施工技术交底及安全交底，并进行相关培训。

3）检验鞍座钢板、钢板防锈处理、四氟滑板安装、锚固螺栓的质量能否符合质量要求，对鞍座钢板完整性、锚固螺栓吻合程度等进货检验。

4）根据现场施工条件、各主塔施工进度、机械设备能力等提前确定主缆鞍座安装施工顺序。

5）确定鞍座安装精度要求范围及灌浆后混凝土强度的检查验收依据。

三、立体定位支架设计加工

根据桁架式稳定性原理决定采用钢构件桁架式结构，该结构不易变形，利用Midas软件计算力学结构分析。

--变形值，q --均布荷载， --长度或跨径，E--钢材弹性模量，I--毛截面惯性矩，G--钢材的剪变模量，A--毛截面面积。

计算分析工具：MIDAS/Civil V.8.0.5

Modeling, Integrated Design & Analysis Softwar

计算分析结果：

经计算，结构最大吊装变形值0.6mm≦1.5mm。满足变形范围要求。

立体定位支架设计完成后，根据实际设计尺寸加工制作立体定位架。立体定位支架的制作严格按照设计尺寸进行施工制作，制作完成后对其进行实际吊装变形值进行测试，检查测试结果是否满足要求，若实际测试变形值不能够满足设计要求必须重新进行设计制作。

以下为立体定位支架实测变形值检验表。

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四、精确定位固定锚固螺栓组

将鞍座反置在平整地面上，采用水准仪对鞍座进行调平，鞍座调平后在鞍座上放置立体定位支架，并将立体定位支架预留孔与鞍座锚固螺栓孔对准，将锚固螺栓穿过立体定位支架预留孔、鞍座锚固螺栓孔至平整面，调整锚固螺栓外露鞍座顶面长度后将锚固螺栓与立体定位支架临时固定，用标定后的钢尺对螺栓进行测量微调，直至所有锚固螺栓位置符合要求后将锚固螺栓组与立体定位支架进行焊接固定牢固，在焊接过程中不得使锚固螺栓及立体定位支架变形。

锚固螺栓组、立体定位架、鞍座整体组装，对锚固螺栓与立体定位支架焊接固定情况进行检测后，将锚固螺栓组与鞍座进行分离并放置在平整的地面上，准备进行下道工序施工。

经现场实际测量结果得出结论：

锚固螺栓组安装定位偏差均≤2mm，实施检查结果：满足施工要求。

五、安装预埋锚固螺栓组

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，在锚固螺栓组四角放置四个手拉葫芦并固定好手拉葫芦位置，然后进行测量放样，并根据测量放样结果调整锚固螺栓组位置及高程，锚固螺栓组精确定位后与主塔原预埋型钢进行焊接牢固，锚固螺栓组固定牢固后进行该段主塔的钢筋安装绑扎、模板支设。

六、第一步混凝土浇筑

为保证第二步混凝土浇筑厚度不低于10cm，第一步混凝土浇筑前测量出混凝土浇筑高度位置并弹墨线作为标示，浇筑完成混凝土初凝后及时对混凝土浇筑高度进行复测，以防混凝土浇筑高度超高影响鞍座安装施工。混凝土浇筑必须浇筑密实、平整无蜂窝，并连续浇筑，保证混凝土整体性，混凝土采用振捣的方法，特别振捣死角，至出浆、不再有气泡为止。振捣密实后，用刮杆将混凝土表面刮平，上表面与墨线平或略低1-2mm。第一步混凝土养护完成后，对混凝土表面进行凿毛处理。

七、鞍座安装定位并固定

鞍座安装固定前，用高压风（水）枪将第一步混凝土表面凿毛处理后残留在主塔鞍座槽内的垃圾清洁干净。然后采用起重机械将鞍座吊运至主塔安装部位，使锚固螺栓组与鞍座螺栓孔一一对应后将索鞍放入主塔鞍座安装位置槽内，然后在鞍座四角放置四个手拉葫芦并固定好手拉葫芦位置，然后进行测量放样，并根据测量放样结果调整锚固螺栓组位置及高程，调整过程中采用楔形铁块对鞍座进行垫实，以防调整完成后因鞍座自重过大发生偏移，同时采用精密水准仪对索鞍四角高差进行测量以保证索鞍放置平整精确，通过反复调整直至鞍座安装精度符合设计要求。调整完成后将鞍座与主塔预埋型钢进行焊接固定，并松放手拉葫芦。

手拉葫芦松放后应从新对鞍座进行测量放样复核已保证位置精确，同时采用精密水准仪对索鞍四角高差进行测量复核以保证索鞍放置平整精确。复核数据确认无误后，进行下一道工序施工。

八、采用重力灌浆浇筑第二步混凝土

选用支座灌浆料作为重力灌浆浇筑第二步混凝土原材料，该种材料含有高强石英砂作为骨料，且材料强度高于设计要求，材料由生产厂家直接生产购货方便，仅需现场按比例进行拌合后便可使用，施工操作较为简便。根据重力原理采用高度为3.5m灌浆设备从一端进行灌浆，灌浆过程保持连续无间断，待鞍座全部排气孔均溢出与原材料浓度相同的材料将时停止灌浆。

九、养护

灌浆设备调离灌浆现场后清理干净鞍座表面溢浆，采用塑料薄膜及毛毡进行覆盖并进行洒水养护，养护时间不小于7d；养护期间由专人进行养护，采取防护或封闭措施。

十、检查验收

每完成一座鞍座安装，进行检查。通过测量放样数据及相关实验报告进行检查验收，记录检查，逐个检查锚固螺母，确保每一个螺母安装到位。

十一、质量控制

1）基本要求

（1）索鞍应有专业单位加工制造，制造的要求应按《公路桥涵施工技术规范》

（JTG TF50-2011）与设计图纸相关规定执行，制造完成后应在厂内进行试装配和防腐涂装，检验合格后方可运至施工现场安装。

（2）施工过程的设备安装精度控制严格按照《公路桥涵施工技术规范》

（JTG TF50-2011）与设计图纸相关规定执行，平面四角高差小于2mm，高程误差+20～-0mm，主要包括主索鞍下底板平整度、主索鞍、鞍座的定位精度控制。

（3）锚固螺栓组立体定位架应严格按照设计尺寸加工制作，确保预留孔精度。

（4）锚固螺栓组与立体定位架焊接固定时避免伤及螺栓，以免降低螺栓强度。

（5）立体定位架就位前以及索鞍底座就位前对混凝土表面进行凿毛，并冲刷干净。

2）外观检查项目

（1）锚固螺栓螺纹应表面整洁，无毛刺、无机械损伤、凹瘪、无锈蚀、无渣、无油污及其它杂质。

（2）索鞍鞍体及鞍座表面防腐涂层应完好、无损，鞍座四氟乙烯板平整清洁无鼓包。

（3）灌浆料包装完好无破损，不得出现潮湿板结现象。

3）实测实量项目

索鞍鞍座安装精度符合设计及规范要求，混凝土按要求留取试件。

下表为索鞍鞍座安装允许偏差。

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Claims (2)

1.一种分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法,其特征是：包括以下步骤：

根据鞍座及锚固螺栓组实际位置及设计尺寸加工制作立体定位支 架；立体定位支 架加工完成后，将锚固螺栓组、立体定位支 架、鞍座整体组装，对锚固螺栓组进行定位，保证锚固螺栓组与鞍座预留孔吻合无误后将锚固螺栓组与立体定位支 架焊接固定，然后再将鞍座拆除；从而保证了锚固螺栓组预埋位置准确且垂直于鞍座；

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，通过精确定位后将立体定位支架与预埋筋焊接牢固，保证了锚固螺栓位置准确；然后进行第一步混凝土浇筑，采用普通混凝土进行浇筑，由于立体定位支架采用桁架式结构，在混凝土浇筑时能够对混凝土充分进行振捣，保证了混凝土浇筑质量和设计强度要求；

待鞍座安装定位完成后，进行第二步混凝土浇筑，采用高强自密实灌浆材料进行重力式灌浆；既保证鞍座下混凝土的密实度，又避免了鞍座在混凝土浇筑过程中发生位置偏移的现象发生，保证了鞍座安装精度。

2.根据权利要求1所述的分离式安装悬索桥主索鞍座施工方法, 其特征在于：详细步骤如下：

一、作业条件

桥梁主塔已施工至鞍座安放位置，经检查具备鞍座安装施工条件；

二、施工准备

根据现场施工条件、各主塔施工进度、机械设备能力，提前确定主缆鞍座安装施工顺序；

确定鞍座安装精度要求范围及灌浆后混凝土强度的检查验收依据；

三、立体定位支架设计加工

根据桁架式稳定性原理决定采用钢构件桁架式结构，该结构不易变形，利用Midas软件计算力学结构分析；

立体定位支 架变形值计算公式：

--变形值，q --均布荷载， --长度或跨径，E--钢材弹性模量，I--毛截面惯性矩，G--钢材的剪变模量，A--毛截面面积；

计算分析工具：MIDAS/Civil V.8.0.5

Modeling, Integrated Design & Analysis Softwar

计算分析结果：

经计算，结构最大吊装变形值0.6mm≦1.5mm；满足变形范围要求；

立体定位支架设计完成后，根据实际设计尺寸加工制作立体定支 位架；立体定位支架的制作严格按照设计尺寸进行施工制作，制作完成后对其进行实际吊装变形值进行测试，检查测试结果是否已满足要求；

四、精确定位固定锚固螺栓组

将鞍座反置在平整地面上，采用水准仪对鞍座进行调平，鞍座调平后在鞍座上放置立体定位支架，并将立体定位支架预留孔与鞍座锚固螺栓孔对准，将锚固螺栓穿过立体定位支架预留孔、鞍座锚固螺栓孔至平整地面，调整锚固螺栓外露鞍座顶面长度后将锚固螺栓与立体定位支架临时固定，用标定后的钢尺对螺栓进行测量微调，直至所有锚固螺栓位置符合要求后将锚固螺栓组与立体定位支架进行焊接固定牢固，在焊接过程中不得使锚固螺栓及立体定位支架变形；

锚固螺栓组、立体定位支 架、鞍座整体组装，对锚固螺栓与立体定位支架焊接固定情况进行检测后，将锚固螺栓组与鞍座进行分离并放置在平整的地面上，准备进行下道工序施工；

经现场实际测量结果得出结论：

锚固螺栓组安装定位偏差均≤2mm，实施检查结果：满足施工要求；

五、安装预埋锚固螺栓组

采用起重机械将锚固螺栓组整体吊放桥塔安装位置，在锚固螺栓组四角放置四个手拉葫芦并固定好手拉葫芦位置，然后进行测量放样，并根据测量放样结果调整锚固螺栓组位置及高程，锚固螺栓组精确定位后与主塔原预埋型钢进行焊接牢固，锚固螺栓组固定牢固后进行该段主塔的钢筋安装绑扎、模板支设；

六、第一步混凝土浇筑

为保证第二步混凝土浇筑厚度不低于10cm，第一步混凝土浇筑前测量出混凝土浇筑高度位置并弹墨线作为标示，浇筑完成混凝土初凝后及时对混凝土浇筑高度进行复测，以防混凝土浇筑高度超高影响鞍座安装施工；混凝土浇筑必须浇筑密实、平整无蜂窝，并连续浇筑，保证混凝土整体性，混凝土采用振捣的方法，特别振捣死角，至出浆、不再有气泡为止；振捣密实后，用刮杆将混凝土表面刮平，上表面与墨线平或略低1-2mm；第一步混凝土养护完成后，对混凝土表面进行凿毛处理；

七、鞍座安装定位并固定

鞍座安装固定前，用高压风枪或水枪将第一步混凝土表面凿毛处理后残留在主塔鞍座槽内的垃圾清洁干净；然后采用起重机械将鞍座吊运至主塔安装部位，使锚固螺栓组与鞍座螺栓孔一一对应后将索鞍放入主塔鞍座安装位置槽内，然后在鞍座四角放置四个手拉葫芦并固定好手拉葫芦位置，然后进行测量放样，并根据测量放样结果调整锚固螺栓组位置及高程，调整过程中采用楔形铁块对鞍座进行垫实，以防调整完成后因鞍座自重过大发生偏移，同时采用精密水准仪对索鞍四角高差进行测量以保证索鞍放置平整精确，通过反复调整直至鞍座安装精度符合设计要求；调整完成后将鞍座与主塔预埋型钢进行焊接固定，并松放手拉葫芦；

手拉葫芦松放后应从新对鞍座进行测量放样复核以保证位置精确，同时采用精密水准仪对索鞍四角高差进行测量复核以保证索鞍放置平整精确；复核数据确认无误后，进行下一道工序施工；

八、采用重力灌浆浇筑第二步混凝土

选用支座灌浆料作为重力灌浆浇筑第二步混凝土原材料，该种材料含有高强石英砂作为骨料，且材料强度高于设计要求；根据重力原理采用高度为3.5m灌浆设备从一端进行灌浆，灌浆过程保持连续无间断，待鞍座全部排气孔均溢出与原材料浓度相同的材料将时停止灌浆；

九、养护

灌浆设备调离灌浆现场后清理干净鞍座表面溢浆，采用塑料薄膜及毛毡进行覆盖并进行洒水养护，养护时间7-12天；养护期间由专人进行养护，采取防护或封闭措施；

十、检查验收

每完成一座鞍座安装，进行检查；通过测量放样数据及相关实验报告进行检查验收，记录检查，逐个检查锚固螺母，确保每一个螺母安装到位。