自錨上承式拱橋系桿索施工方案

1、客運專線xx高速公路特大橋(88.8+160+88.8)m自錨上承式拱橋系桿索施工方案項目經(jīng)理部二0一0年三月目錄xx高速公路特大橋(88.8+160+88.8)m自錨上承式拱橋系桿索施工方案一、編制依據(jù)（一）、相關(guān)設計文件1、xx高速公路特大橋滬杭高速橋段（88+160+88）m上承式拱橋 拱肋部分（滬杭甬客專滬杭施工（橋）0403E）；2、xx高速公路特大橋滬杭高速橋段（滬杭甬客專滬杭施工（橋）0403B）；3、相關(guān)設計技術(shù)交底及設計文件審核記錄答疑；4、相關(guān)會議紀要。（二）、現(xiàn)行施工技術(shù)指南及驗收標準1、客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準（鐵建設2005160號）；2、客運專線鐵路

2、橋涵工程施工技術(shù)指南（TZ213-2005）。（三）、施工現(xiàn)場總平面布置情況。二、設計概況滬杭客?？绺咚俟诽卮髽蛟阼F路里程DK59+075.555DK59+413.555之間設計為一聯(lián)（88.8+160+88.8）m自錨上承式拱橋，該橋采用轉(zhuǎn)體施工工藝，轉(zhuǎn)體前通過水平臨時系桿平衡主拱推力，轉(zhuǎn)體到位后進行邊中跨合攏完成體系轉(zhuǎn)換，最后通過設置永久系桿來平衡主拱的水平推力。臨時系桿索設計采用規(guī)格為5515.2mm高強度、低松弛鋼絞線，單邊轉(zhuǎn)體共設置6束；永久系桿索采用SSI2000型685無黏結(jié)高強、鍍鋅鋼絞線斜拉索體系，可以實現(xiàn)系桿索的單根安裝、單根張拉、單根換索，全橋共設置10束。三、主要技術(shù)

3、標準（一）、臨時系桿臨時系桿設計采用5515.2mm一束抗拉強度標準值fpk=1860MPa、E=1.95*105MPa的高強度低松弛鋼絞線，其技術(shù)條件符合GB5224標準；錨固系統(tǒng)采用VSL公司生產(chǎn)的655型成套錨具，附加錨固夾片防松裝置。臨時系桿錨下控制張拉應力1038.9MPa，張拉力8000KN。（二）、永久系桿永久系桿設計采用平行鋼絞線系桿體系，每根系桿由85根15.2mm高強度低松弛鍍鋅涂油PE鋼絞線組成，鋼絞線抗拉強度標準值fpk=1860MPa，外包HDPE外防護套，防護套管內(nèi)含分絲圈，兩端采用VSL SSI 2000系列單根錨定夾片式錨具。無黏結(jié)鋼絞線系桿索錨具符合國際FIB

4、標準及GB/T143702007的有關(guān)技術(shù)條件要求，除具有可靠的錨固性能和足夠的承載能力系外，其與無黏結(jié)鋼絞線組成的系桿索具有足夠的抗疲勞性能，尤其是低應力錨固狀態(tài)下的疲勞性能。系桿鋼索有效張拉應力680MPa，單根鋼絞線張拉索力95.2KN。四、總體施工方案按照設計要求，單邊轉(zhuǎn)體拱肋施工完成后，部分張拉拱肋內(nèi)預應力索，拆除拱上懸臂端支架及拱腳7m范圍內(nèi)支架后進行臨時系桿索LS1、LS2、LS3張拉。臨時系桿采用卷揚機整根穿束，單根張拉到位工藝，單根索錨下張拉控制應力1038.9MPa，張拉過程中保持左右腹板對稱、同步，張拉完成后轉(zhuǎn)體前逐個錨頭安裝防松裝置，避免在轉(zhuǎn)體過程中因震動引起的夾片脫落

5、。永久系桿S1、S2、S3在全橋合攏完成后進行張拉，系桿鋼索有效張拉應力680MPa，采用單根等值張拉、整體調(diào)索工藝并輔以電子傳感器保證施工過程中股內(nèi)索力誤差2%、成橋后股內(nèi)索力誤差1%的要求。永久系桿索張拉完成后對錨頭及鋼索外部進行防腐處理，確保滿足設計使用壽命要求。五、施工設備、勞力組織及工期安排（一）、施工設備投入系桿施工的主要機具設備見表1。主要機具設備表 表1序號設備名稱及型號數(shù)量單位用途1YLDS160-150千斤頂2臺單根張拉24臺整體調(diào)索32臺鋼絞線墩頭4夾片預壓設備2臺夾片壓緊5HDPE套管焊機2臺HDPE套管焊接6配套千斤頂7配套千斤頂8磁通量傳感器20套單根索力監(jiān)測95t

6、卷揚機1臺穿索102t卷揚機1臺穿索112t手拉葫蘆2套臨時固定12切割機2臺鋼絞線下料13防腐油脂灌注（二）、勞力組織系桿索施工的勞力組織見表2。施工勞力安排表 表2序號人員數(shù)量職責1現(xiàn)場負責人2總體協(xié)調(diào)2技術(shù)管理人員4施工過程技術(shù)指導及監(jiān)控3操作技術(shù)工人12索力控制、監(jiān)測4普工20具體操作5合計34HDPE套管焊接（三）、工期安排系桿索施工的工期安排見表3。系桿索工期安排表 表3序號工序名稱工序時間（天）作業(yè)起止時間1臨時系桿下料、編束620102臨時系桿穿束、張拉33永久系桿錨具配套組裝104永久系桿穿束、單根張拉105整根調(diào)索56防護系統(tǒng)組裝、防腐處理2六、臨時系桿實施方案（一）、臨時

7、系桿索的布置設計臨時系桿索在錨固端布置見圖1。（二）、臨時系桿索施工的主要內(nèi)容及流程臨時系桿索施工內(nèi)容主要包括鋼絞線下料、穿束、張拉、安裝防松裝置以及轉(zhuǎn)體就位全橋合攏完成后退索。其施工工藝流程見圖2。圖1：臨時系桿在錨固端布置圖鋼絞線下料穿束張拉退索安裝防松裝置 圖2：臨時系桿施工工藝流程1、鋼絞線下料1.1下料長度計算根據(jù)設計鋼索長度及穿束工藝要求,計算下料長度L=L0+2*(L1+L2 + L3)其中: L0為設計孔道長度，取15775cm； l1為工作錨環(huán)厚度，取17.5cm;l2為千斤頂錨固需要長度，取80cm; L3為因穿束需要鋼絞線端部焊接成整體后切除多余的熱影響區(qū)長度，取100c

8、m，合計計算下料長度L=15972.5cm。1.2下料操作要求1.2.1在拖放鋼絞線前，在地面墊放木板或鋪以塑料雨布，不能直接在水泥地面上拖拉鋼絞線。1.2.2量取下料長度后用砂輪切割機切斷鋼絞線。2、編束按照6-55型錨環(huán)設計的孔位布置對55根鋼絞線進行編束，具體布置見圖3。圖3：6-55錨環(huán)孔位布置圖3、穿束總體采用卷揚機整束穿束方案，首先將按照設計長度下好的鋼索端部整體焊接成錐形，中心索適當超出錐面40cm，以便與牽引索連接。具體操作注意事項如下：3.1穿束前，首先檢查錨環(huán)上的錨孔及預埋鋼管內(nèi)部是否有砂漿或其他雜物堵塞，確保穿索通道暢通無阻。3.2先把5t卷揚機固定到準備穿索的箱梁一端，

9、利用牽引索與待穿索相連，利用轉(zhuǎn)向滑輪調(diào)整索的入孔方向，啟動卷揚機把索體從管道一端牽引到另一端。3.3移動卷揚機至下一道索位置，重復上述步驟，穿完所有即將張拉的縱向索。穿束詳見圖4。圖4：臨時索穿束示意圖4、張拉及防松裝置安裝臨時系桿在拱肋及拱梁結(jié)合段施工完成后，拱上梁混凝土施工前張拉完成，臨時系桿索總體采用單根張拉工藝。具體操作要求如下：4.1采用單根等值張拉工藝，借助于電子傳感器對索力變化進行監(jiān)測，確保每束中各股索力均勻。4.2按照橫截面左右兩側(cè)對稱并基本同步的原則進行張拉，張拉過程中以錨下應力控制為主，以伸長量為輔進行校核。4.3張拉至初始應力（設計張拉力的10%）測量并記錄千斤頂活塞伸長

10、量及夾片的內(nèi)縮量后，分級增加油壓，隨時測量、記錄伸長量并與理論值進行比較。如出現(xiàn)異常，應及時停止，查找及分析原因。4.4當伸長量較大時，應分多個行程進行張拉，每一輪的初始油壓即為上一輪的最終油壓。4.5兩端同時張拉時，應用對講機隨時保持聯(lián)系，以保證同步并相加延伸量。4.6如此循環(huán)的進行單根鋼絞線張拉，直到全部鋼絞線張拉結(jié)束。4.7 臨時系桿索張拉完成后，在錨頭位置安裝防松裝置，避免在轉(zhuǎn)體過程中因震動引起夾片松動。5、退索全橋合攏完成后，張拉永久系桿索的同時進行臨時系桿索的拆除。5.1首先拆除防松裝置，在錨頭外安裝退索支架。5.2根據(jù)千斤頂?shù)男谐?，分次加壓、退夾片、卸壓、安裝夾片循環(huán)完成單根索的

11、拆除。5.3按照橫截面左右兩側(cè)對稱并基本同步的原則進行拆除。5.4慢慢卸壓，安裝夾片，完成一次延伸量的退除。5.5如此循環(huán)完成所有臨時索的退除施工。七、永久系桿實施方案（一）、設計永久系桿索的組成設計永久系桿索主要由自由段和錨固段兩部分組成，其中自由段由組在一起且防腐、防機械損傷的鋼絞線束外包HDPE管組成；錨固段由錨具把系桿自由段和錨固點連接起來，使其成為整體受力構(gòu)件，并最終對其進行整體防護。詳見圖5。圖5：永久系桿索結(jié)構(gòu)圖（二）、永久系桿索施工的主要內(nèi)容及流程圖6：永久系桿施工工藝流程（三）、永久系桿索安裝工藝1.1 首根管焊接前進行工藝試驗，確定相關(guān)焊接參數(shù)，確保焊接接頭處能夠滿足管本身

12、橫截面的屈服強度。HDPE套管對接HDPE套管刨削HDPE套管加熱、鏡融HDPE套管焊接 圖7：HDPE套管焊接工藝流程1.2焊接接頭位置能夠滿足系桿索外套管熱脹冷縮的需要。2.1分絲圈結(jié)構(gòu)見圖8。圖8：分絲圈結(jié)構(gòu)圖2.2分絲圈組拼在分絲圈的直徑兩端對稱安裝定位繩，定位繩采用帶尺寸刻度的高強鋼絲，準確測量系桿索下方預安裝的滾輪脫架位置，按照實際位置對分絲圈的位置進行定位。圖9：分絲圈組拼圖DR6圖10：錨具結(jié)構(gòu)圖3.1首先利用3t手拉葫蘆將錨具提升到預埋鋼管位置，借助一單孔錨具、一根長6米的鋼絞線，使導向管端部穿過錨墊板孔進入預埋鋼管。3.2根據(jù)錨具上的標記，檢查1#鋼絞線孔洞位，使1#鋼絞線

13、孔位處于安裝的正確位置。3.3安裝半圓墊片上螺栓，使螺栓與錨墊板和半圓墊片上孔洞一一對應，2付半圓墊片應垂直放置在錨墊板上。3.4錨具平貼在半圓墊片上表面時通過全牙螺栓將錨具固定在錨墊板上。錨具安裝工藝詳見圖11。圖11：錨具安裝圖4.1穿束穿束前首先對盤卷的PE鋼絞線進行端頭去PE、切除外圍鋼絲、中心鐓頭處理。通過空心螺絲和子彈頭連接牽引線與待穿鋼絞線，利用1.5t卷揚機慢速將鋼絞線拖到另外一端錨頭處，按照施工要求的長度（在鋼絞線另一端計入預埋管長度、錨墊板厚度、半圓墊片厚度和錨環(huán)厚度、千斤頂工作長度所需要鋼絞線預留長度）后切斷鋼絞線并去PE保護層，安裝夾片做好張拉準備。鋼絞線安裝見圖12。

14、4.2張拉及索力控制總體采用單根等值張拉工藝，首先根據(jù)設計索力要求、鋼絞線實測截面積、彈性摸量、前后錨點坐標計算出每根索的張拉控制力，初張拉完成后對每索進行補償張拉，確保一束中各股索力誤差在±2%范圍內(nèi)，最后進行整體調(diào)索，確保整體索力與設計要求的索力誤差在±2%范圍內(nèi)。首先對張拉所采用的ZPE15單孔千斤頂、數(shù)顯油表進行標定，確保有效。圖12：穿束示意圖應用VSL STRAN計算程序?qū)γ扛鞯睦碚搹埨瓚M行計算，確定各索中每根鋼絞線的初張拉力，并在初張拉后單根索力的均衡性控制在±5%誤差范圍內(nèi)。對單根鋼絞線進行補償張拉，確保調(diào)整后索力的均衡性控制在±2

15、%誤差范圍內(nèi)。安裝限位圈、安裝索力檢查叉刀、安裝索力檢查專用千斤頂、開啟油泵緩慢供油、通過限位圈觀察夾片的松動、油壓表數(shù)值穩(wěn)定時的數(shù)值即為該根鋼絞線的檢查索力。為防止低應力錨固夾片的滑動，張拉端的夾片須采用專用千斤頂頂緊。首先將熱膨脹管移至預埋鋼管外2米左右并將其固定，用專用設備把鋼絞線約束成六邊形后安裝定位器內(nèi)圈，安裝反力套箍并擠壓內(nèi)圈，使其進入定位器一定距離，用內(nèi)六角扳手使定位器外圈膨脹與預埋管相接觸后安裝止動環(huán)，使HDPE熱膨脹管就位。13圖13：定位器安裝示意圖相關(guān)配套裝置安裝完成后，對錨環(huán)與過渡管內(nèi)密封圈之間灌注防腐油脂，錨固區(qū)鋼絞線的密封通過過渡管末端的密封圈作為第一道屏障，而PE

16、管內(nèi)的填充油脂為第二道屏障。最后在錨環(huán)上安裝永久蓋帽并有防腐油脂將蓋帽填充密實，完成防腐施工。防腐油脂灌注見圖14。圖14：防腐油脂灌注示意圖用單孔千斤頂逐根提升鋼絞線進行索力檢測的方法，具體操作方法及要求為：打開張拉端蓋帽后除去鋼絞線表面上防腐油脂，清理夾片上防腐油脂并安裝限位圈，利用專用千斤頂張拉并觀察夾片松動時的油壓表數(shù)值，此數(shù)值即為該根鋼絞線的檢查索力。九、施工質(zhì)量保證措施8.1建立健全質(zhì)量保證體系，并明確質(zhì)量體系的職責，從管理上提供保證；8.2項目經(jīng)理為施工質(zhì)量的第一責任人，負責保證質(zhì)量體系的正常運轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)有關(guān)方面的工作，審核并批準相關(guān)的質(zhì)量文件；8.3技術(shù)負責人、工程師制定有關(guān)質(zhì)量

17、文件、操作規(guī)程、施工方案、作業(yè)指導書，進行技術(shù)質(zhì)量交底，解決有關(guān)技術(shù)質(zhì)量的問題，并對施工過程進行監(jiān)控；8.4施工隊長負責本隊的施工前的技術(shù)質(zhì)量交底，并帶領(lǐng)及督促本隊人員按照施工規(guī)程進行操作；8.5施工人員需認真貫徹執(zhí)行有關(guān)操作規(guī)程；8.6任何人員都有監(jiān)督他人規(guī)范化施工、制止他人違反技術(shù)操作規(guī)程的行為以及拒絕接受違規(guī)指令的權(quán)利；8.9配備高素質(zhì)、高技術(shù)的技術(shù)施工人員，從施工人員的投入上對施工質(zhì)量予以保證；8.10所有投入施工的設備都應是合格的設備，千斤頂應是經(jīng)過標定并能正常使用的，如有異常，應及時重新標定；8.11在施工前，應結(jié)合工藝特點由技術(shù)人員、技術(shù)負責人進行施工技術(shù)交底，使施工人員明確施工

18、工藝及施工的技術(shù)質(zhì)量要求。對主要工序（HDPE管的制作和安裝、鋼絞線的下料、系桿索的張拉、索力的調(diào)整），應編制作業(yè)指導書；8.12對施工實行自檢、互檢及質(zhì)量員檢查，層層把關(guān)，確保質(zhì)量；8.13認真填寫施工記錄及有關(guān)施工質(zhì)量文件。十、施工安全保證措施9.1遵守國家、地方、業(yè)主等有關(guān)方面的安全文明施工規(guī)章制度，認真配合及接受有關(guān)方面對安全文明施工的監(jiān)督和檢查；9.2建立健全質(zhì)量保證體系，并明確質(zhì)量體系的職責，從管理上提供保證；9.3項目經(jīng)理為施工安全的第一責任人，負責保證安全體系的正常運轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)有關(guān)方面的工作，審核并批準相關(guān)的安全文明施工文件；9.4技術(shù)負責人制定安全合理的施工工藝及技術(shù)安全措施，進行安全技術(shù)交底，保證安全措施的落實；9.5施工隊長負責本隊的施工前的安全交底，并帶領(lǐng)及督促本隊人員按照安全操作規(guī)程進行操作；9.6施工人員需認真貫徹執(zhí)行有關(guān)安全操作規(guī)程，做到文明施工；9.7安全員負責檢查、分析各項安全狀況，提交有關(guān)安全報告，填報安全文明施工檢查表；9.8任何人員都有監(jiān)督他人安全文明施工、制止他人違反安全操作規(guī)程的行為以及拒絕接受違規(guī)指令的權(quán)利；9.9施工日志必須包括有關(guān)安全狀況的記錄；9.10所有進入現(xiàn)場施