195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法

由中鐵十七局集團有限公司完成的工法195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點材料設(shè)備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應(yīng)用實例效益分析榮譽表彰目錄0908010基本信息《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》是中鐵十七局集團有限公司完成的建筑類施工工法；作者分別是王宇、戴志用、梁毅、王清明、孫良標；適用范圍是大跨度鋼筋混凝土箱型拱橋，尤其適用于跨度大、吊裝節(jié)段多、地形復(fù)雜，現(xiàn)澆及轉(zhuǎn)體難以完成的鋼筋混凝土箱型拱橋的施工?！?95m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》主要的工法特點是采用逐段固結(jié)扣掛的方法；采用雙索面扣索；纜索吊系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)造簡單、起吊重量大、安全經(jīng)濟、運行效率高；采用主扣塔合用的設(shè)計及施工技術(shù)，減低了造價、縮短了工期。2008年1月31日，《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評定為2005-2006年度國家二級工法。形成原因形成原因《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的形成原因是：鋼筋混凝土拱橋因其截面設(shè)計合理、橫向剛度大、造價相對低廉、養(yǎng)護量小、費用低等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用前景，但也因其施工過程中線形控制、橫向穩(wěn)定性、吊裝工藝接頭處理等多項難點限制了其發(fā)展。中鐵十七局集團有限公司結(jié)合貴州省六圭河特大橋凈跨195米鋼筋混凝土箱型拱公路橋的施工，立項開發(fā)并總結(jié)了“采用分節(jié)段預(yù)制、纜索吊多節(jié)段吊裝、逐段固結(jié)扣掛、合攏后松索成拱的施工技術(shù)”。這項技術(shù)在貴州省六圭河特大橋凈跨195米鋼筋混凝土箱型拱公路橋施工中應(yīng)用，取得成功，并獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。2005年該技術(shù)通過了山西省科學(xué)技術(shù)廳組織的技術(shù)鑒定。鑒定認為：“該技術(shù)工藝先進，安全可靠，在同類型橋梁工程中具有較好的推廣價值，研究成果達到中國國內(nèi)領(lǐng)先水平”。

工法特點工法特點《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的工法特點是：1.參照斜拉橋的懸拼原理，采用逐段固結(jié)扣掛的方法，解決了多節(jié)段吊裝的穩(wěn)定性和線型控制問題，達到了較高的線型控制精度。2.采用雙索面扣索，因扣索非保向力的作用，拱肋橫向穩(wěn)定性高。3.纜索吊系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)造簡單、起吊重量大、安全經(jīng)濟、運行效率高。4.采用主扣塔合用的設(shè)計及施工技術(shù)克服了地形復(fù)雜、場地狹窄的困難，減低了造價、縮短了工期。

操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》適用于大跨度鋼筋混凝土箱型拱橋，尤其適用于跨度大、吊裝節(jié)段多、地形復(fù)雜，現(xiàn)澆及轉(zhuǎn)體難以完成的鋼筋混凝土箱型拱橋的施工。

工藝原理《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的工藝原理敘述如下：主拱箱吊裝借鑒拱橋的吊裝方法和斜拉橋的控制方法，采用預(yù)制拱箱節(jié)段，纜索吊起重運輸至設(shè)計位置，每段吊裝到位調(diào)整好后即固結(jié)，然后進行體系轉(zhuǎn)換，將纜索吊受力轉(zhuǎn)換給斜拉索，并參照懸拼斜拉橋的方法進行施工控制。

施工工藝《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》各段的主要吊裝工藝流程為：預(yù)制場地預(yù)制→拱箱吊具安裝、起吊→拱箱縱移至纜索吊下方→拱箱轉(zhuǎn)體→纜索吊起吊→到位后調(diào)整線形，上緊螺栓→焊接接頭鋼板→上鋼絞線連接器→拉緊扣索鋼絞線進入后錨系統(tǒng)→千斤頂張拉鋼絞線→逐級調(diào)索、吊點受力轉(zhuǎn)移給扣索受力→拉拱箱風(fēng)纜、卸吊具回天車→下一段拱箱安裝直至全部吊裝完成→澆注合龍段混凝土→按程序放松扣索，索力轉(zhuǎn)化為拱肋推力實現(xiàn)單肋合攏。

《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的操作要點如下：一、施工準備1.進行纜索吊裝系統(tǒng)、扣掛系統(tǒng)的總體布置和規(guī)劃，要求空間關(guān)系清楚，受力體系明確。2.準備移運梁系統(tǒng)、纜索吊裝系統(tǒng)及扣掛系統(tǒng)所需各種卷揚機、滑輪、索鞍、塔架桿件、鋼絲繩、千斤頂?shù)炔牧?、機具和設(shè)備。3.平整場地，設(shè)置拱箱預(yù)制場，安裝預(yù)制拱箱節(jié)段吊裝門架及移梁設(shè)備要求節(jié)段預(yù)制采用預(yù)制場長線法預(yù)制，即預(yù)制臺座應(yīng)能保證半跨拱肋嵌合預(yù)制，保證預(yù)制節(jié)段尺寸準確，結(jié)合面嵌合好。如因地形等原因限制無法實現(xiàn)，可以采用幾片一聯(lián)，每聯(lián)內(nèi)耦合預(yù)制的辦法。材料設(shè)備材料設(shè)備《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》所用的材料及機械設(shè)備見表2、表3。質(zhì)量控制質(zhì)量控制《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的質(zhì)量控制要求如下：一、質(zhì)量標準根據(jù)交通部《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2004、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTGD62-2004、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTJ071-98、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000、《公路工程技術(shù)標準》JTJ001-97等相關(guān)設(shè)計及施工規(guī)范，制定質(zhì)量標準如下：1.萬能桿件塔架的拼裝誤差：塔頂標高偏差不大于50毫米；塔頂平面高差不大于10毫米；立柱側(cè)向彎曲小于H/1500（H為塔架高）；立柱傾斜小于H/2000（H為塔架高）；構(gòu)架的平面扭轉(zhuǎn)不大于1°。2.纜索吊主索間的高差不大于5厘米。3.當(dāng)前節(jié)段拼裝過程中的控制標準：當(dāng)前拱箱前端定位標高允許偏差：±5毫米；當(dāng)前拱箱軸線前端橫向偏位：±10毫米；合龍口兩端相對誤差：±20毫米；扣索索力控制張拉最大允許誤差：最大不同步張拉力為100千牛，同時不同步索力使扣塔塔項產(chǎn)生的順橋向偏移值不得大于20毫米。4.已拼裝完成節(jié)段的控制誤差：拱圈底面高程誤差：±20毫米；拱圈對稱接頭相對高程誤差：±20毫米；軸線橫向偏位誤差20毫米，拱肋間距誤差±30毫米。安全措施安全措施采用《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項：1.嚴格按照施工規(guī)范及設(shè)計文件指導(dǎo)生產(chǎn)。2.嚴格施工程序，對每道工序檢驗合格后，方可進行下道工序施工。3.嚴格遵守國家有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)，嚴禁違章作業(yè)。4.纜索吊系統(tǒng)及扣掛系統(tǒng)的設(shè)計是確保安全的基本條件，必須確保設(shè)計方面不出任何紕漏。運用科學(xué)的設(shè)計理念和先進的計算手段結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行合理設(shè)計，需多專業(yè)分工協(xié)作，共同攻關(guān)，要進行專題研究，設(shè)計方案必須經(jīng)過專家論證，以確保設(shè)計的安全性。對各種臨時設(shè)施的設(shè)計成果采用試驗、檢測手段進行驗證，通過驗證結(jié)果優(yōu)化設(shè)計方案，形成由設(shè)計理論指導(dǎo)施工實踐，再從施工實踐中總結(jié)經(jīng)驗對設(shè)計理論進行完善的良性循環(huán)體系。5.對起吊設(shè)施定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時整改，處理結(jié)果要有記錄。6.吊裝過程中測量工作要認真負責(zé)，做到吊裝過程連續(xù)觀測，測量數(shù)據(jù)及時整理匯報。7.對塔架受力較大的桿件應(yīng)力測試及塔頂位移要隨時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時采取相應(yīng)措施處理后，方可繼續(xù)施工。環(huán)保措施環(huán)保措施《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的環(huán)保措施如下：1.優(yōu)化施工設(shè)計，減少對周邊環(huán)境的破壞?？傮w布置盡可能地利用兩岸地形條件，盡可能地利用永久性設(shè)施，地錨的設(shè)計盡可能地和周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，如采用的地錨集中設(shè)置、采用錨索式地錨等均可以最大限度地減少對周邊環(huán)境的破壞。2.施工中的建筑垃圾、開挖中的廢渣、施工中的廢水等的排放、廢棄物的堆積必須統(tǒng)一規(guī)劃，不能隨處排放堆積。必要時采用修筑擋碴墻集中堆放廢渣、利用廢渣修筑田地廢水沉淀凈化后再排放等措施以減少對環(huán)境的影響。3.在橋頭植樹造林，美化環(huán)境，做到建一橋，添一景。4.采用“四新”技術(shù)，精心組織，科學(xué)施工，減少對周邊環(huán)境的影響。如臨時設(shè)施用建筑材料盡可能采用可循環(huán)和周轉(zhuǎn)使用的環(huán)保材料，采用新技術(shù)和新工藝等減少材料和能源的浪費，做好施工組織施工以注意噪聲、煙塵等對周邊環(huán)境的影響等等。

效益分析效益分析1.《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》施工費用低，節(jié)省支架材料，以貴州六圭河特大橋為例，節(jié)約投資470多萬元，經(jīng)濟效益明顯。2.《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》由于逐段固結(jié)扣掛，采用雙索面扣索，橫向穩(wěn)定性好，線形精度高，縮短了吊裝架設(shè)時間。3.《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》適宜于復(fù)雜地形條件下的大跨度鋼筋混凝土拱橋，受地形條件及影響小，橋下通航不受影響。

注：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算應(yīng)用實例應(yīng)用實例《195m跨鋼筋混凝土拱橋多節(jié)段纜索吊裝工法》的應(yīng)用實例如下：貴州六圭河特大橋地處巖溶峰叢區(qū)的高原中山深切河谷地帶，沿橋位軸線岸坡地面高程河床最大高差235米，河谷橫斷面為不對稱的“V字形峽谷。其主跨為上承式鋼筋混凝土箱型拱橋，總體布置是：凈跨l0=195米，凈高f0=39米，橋?qū)挒?2.0米。左岸設(shè)兩孔20米預(yù)應(yīng)力空心板引橋，右岸設(shè)一孔跨度為20米預(yù)應(yīng)力空心板引橋。全橋總長255.76米。該橋在施工難度特別大，地形異常復(fù)雜、氣候條件惡劣的情況下，主跨采用“分節(jié)段預(yù)制、纜索吊多節(jié)段吊裝、逐段固結(jié)扣掛、合攏后松索成拱”的施工技術(shù)，完成了施工任務(wù)。該橋上下游兩片單肋拱箱吊裝節(jié)段為20段，全橋拱箱吊裝節(jié)段為40段（最重節(jié)段95噸），跨中設(shè)置60厘米的合攏調(diào)整段，在吊裝完成后成拱狀態(tài)下，主拱拱底標高實測值與理論值吻合良好，絕對誤差遠遠小于規(guī)范的規(guī)定值（L/3000=65毫米），主拱軸線實測值與理論值吻合良