一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，主桥包括两个主墩和两个过渡墩，主梁为整幅单箱三室直腹板箱梁，主跨按单孔双向通航布置，主梁采用纵、横、竖三向预应力体系，按全预应力混凝土构件设计，所述主梁施工工艺的顺序依次是：先同时施工0号、1号梁段，0号梁段与主墩采用塔梁固结体系连接，然后悬臂对称浇筑边跨侧和主跨侧的2号至20号梁段，同时施工索塔并安装拉索配套设施，同步悬浇梁身，斜拉索滞后两个节段安装，适时施工位于过渡墩上的22号梁段，再施工边跨合拢段和中跨合拢段，最后施工附属设施，完成主桥施工；本发明专利技术步骤设计合理，施工周期短，施工安全可靠，质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺
本专利技术涉及一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺。
技术介绍
铺门大桥位于铺门镇浪水村委南面约1km处，桥梁跨越贺江，主桥布置按单孔双向通航设计，因跨越贺江而设，跨贺江矮塔斜拉桥的主桥总体为90+165+90m单索面双塔预应力混凝土矮塔斜拉桥，矮塔斜拉桥具有两个主墩和两个过渡墩，主墩采用双肢薄壁墩，圆端形承台，桩基础为2.2m钻孔灌注桩。桥宽31.0m，梁高3.2m～6.2m，主塔为实体式长方体塔，塔顶设置宝塔形装饰构造，塔高23.0m。斜拉索为单索面，扇形布置，横桥向布置在中央分隔带上。斜拉索采用钢绞线斜拉索，规格为37-ΦS15.2mm，全桥共有拉索96根。斜拉索在塔上采用分丝管式索鞍构造，分丝管采用圆弧形。每根分丝管穿一根钢绞线，以便将来可以单根换索。在两侧斜拉索出口处设抗滑锚固装置，以防止钢绞线的滑动。主墩为5号墩和6号墩，每个墩桩基由15根直径为2.2米的桩基组成，水深最深处约18米以上，贺江浅滩区，表面卵石层覆盖，透水性强，卵石层下面直接是裸岩和斜岩，桩基地质为溶洞地质，安全风险极高，施工难度大。结合铺门大桥混凝土箱梁的结构特点,该桥较宽，桥面总宽31m，以重量最重的2号段悬臂梁作为计算设计荷载,确定采用菱形挂篮全幅悬浇施工,悬浇节段长度4.0m。混凝土一次浇筑成型，悬浇节段混凝土最大重量536.8t，其对挂篮的设计及其影响不可忽视。混凝土浇筑过程中容易出现荷载两端不平衡施工难度大，主梁线形控制难度大。主桥索塔共24对分丝管，分丝管由分别由37根Φ28X3mm的钢管焊接成整体，埋设于混凝土索塔内，斜拉索钢绞线通过分丝管穿过塔身。新型索鞍采用了创新的分丝技术，将拉索钢绞线分离布置，克服了旧式索鞍容易产生应力集中的固有缺陷，极大的改善了塔内应力分布，很好的起到了分散、均匀传递载荷的作用，且安装三维空间定位要求高。斜拉索为空间索，呈扇形分布，其上端锚固在分丝管处，下端锚固在中央分隔带中部，全桥共有拉索96根。在施工过程中斜拉索、主梁索导管及斜拉索锚固点空间定位困难。铺门大桥桥面宽度较大，自重大，施工难度较大，钢筋、预应力管道分布密集，结构复杂，施工难度大。主桥在施工过程中，工程技术复杂，技术难点多，全程水上高空作业，质量和安全管理难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，它的步骤设计合理，施工周期短，施工安全可靠，质量高。本专利技术的目的是这样实现的：一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，包括两个主墩和两个过渡墩，主梁为整幅单箱三室直腹板箱梁，主跨按单孔双向通航布置，主梁采用纵、横、竖三向预应力体系，按全预应力混凝土构件设计，所述主梁施工工艺的顺序依次是：先在两个主墩上采用托架现浇同时施工0号、1号梁段，0号梁段与主墩采用塔梁固结体系连接，然后采用菱形挂篮悬臂对称浇筑边跨侧和主跨侧的2号至20号梁段，同时施工索塔并安装拉索配套设施，同步悬浇梁身，斜拉索为单索面，扇形布置，横桥向布置在中央分隔带上，共布置两排，斜拉索滞后两个节段安装，8号梁段施工完成后，开始安装C1号斜拉索，直至C12号斜拉索安装完成；适时采用支架现浇施工位于过渡墩上的22号梁段，再采用吊架施工边跨合拢段和中跨合拢段，最后施工附属设施，完成主桥施工；所述0号、1号梁段施工依次为0号、1号梁段支架搭设、预压，底模安装，腹板外侧模安装，底板、腹板、横隔板钢筋绑扎，顶板以下预应力筋安装，腹板、隔板、封端模板安装，第一层混凝土浇筑并养生，内模及翼缘模板安装，顶板钢筋绑扎及预应力安装，第二层混凝土浇筑并养生，张拉预应力，拆除模板、支架、施工平台，进入挂篮悬浇施工；所述2号至20号梁段施工流程依次为：挂篮安装，挂篮预压、定位调整，底模、外侧模安装，第一次钢筋、预应力管道安装，内模、顶板模板安装，第二次钢筋、预应力管道及预埋件安装，封端模板安装，对称悬浇混凝土一次完成，混凝土养护，封端模板拆除并凿毛端头混凝土，内外模拆除，混凝土纵、横、向预应力张拉及灌浆封锚，安装斜拉索并按设计初张力张拉到位，解除挂篮约束、脱模，前一节段竖向预应力张拉，继续下一梁段施工直至施工完成20号梁段；混凝土浇筑工艺为：先浇筑底板、腹板浇筑至倒角位置，浇筑腹板，再浇筑顶板，底板浇筑先从底板中开始，再从两端处分别向中间分层分段浇筑，先浇筑一侧底板，在浇筑另一侧底板，腹板浇筑，顶板由两端向中间浇筑；在混凝土浇筑过程中，混凝土要水平分层浇筑，每层厚30cm，超过混凝土初凝时间时按施工缝处理；其中，0号、1号块箱梁混凝土分两次对称平衡浇筑，第一次浇筑底板及部分腹板，浇筑高度5m,第二次浇筑部分腹板和顶板混凝土，浇筑高度1.2m；索塔混凝土分节段浇筑施工，第一层浇筑高度6.75m，其余节段浇筑高度为4.5m，浇至宝塔型底面，宝塔型塔顶分3次浇筑成型。进一步，所述三向预应力体系的施工工艺为，每一节段施工完成后，依次张拉该节段顶板纵向预应力钢束、腹板下弯预应力钢束、顶板横向预应力钢束，除0号、1号梁段外，其他节段的竖向预应力钢束滞后一个节段张拉，竖向预应力束采用二次张拉工艺，时间间隔不小于16小时；8～20号梁段张拉腹板下弯预应力钢束后还需要张拉该梁段横隔板横向预应力钢束。进一步，所述0号、1号梁段支架包括悬臂段支架、两墩间支架及顶板支架，所述悬臂端支架和两墩间支架焊设在承台预埋钢板上，悬臂端支架包括从下到上依次固定连接的钢管立柱、卸落盒、横向承重梁、纵向调坡架、模板，两墩间支架包括从下到上依次固定连接的钢管立柱、卸落盒、横向承重梁、纵向分配梁、模板，所述顶板支架包括翼缘板支架和箱室内支架，所述翼缘板支架为桁架结构，箱室内支架采用满堂脚手架。进一步，所述0号、1号梁支架安装完成后先进行试压，并测算出支架的弹性变形，试压采用承台预埋精轧螺纹钢、承重梁设置反力架对拉的方法，模拟混凝土施工工况时荷载加压，测定支架的弹性变形量，0号梁采用双片支架等效受力预压的方式，根据墩身精扎螺纹钢预埋位置，选取支架进行预压，预压点距离墩身为1.50m，布置5组，中间3组每组预压力444.5KN，边侧2组每组预压力331.5KN，在承台预埋螺纹钢，反力架由双拼I40及千斤顶组成，对拉形成反压，预压力按照0-50％-75％-100％预压力顺序进行预压，在预压力加载达到50％、75％、100％时检查支架锚固系统变形，若有异常立即停止加载，预压之前先测得支架端部标高，待预压100％后再次测量端部标高，比较前后高差，取得支架变形量。进一步，待0号、1号块混凝土浇筑完成，三向预应力束张拉完成，支架拆除后，进行挂篮的安装、预压，主梁挂篮悬浇施工所采用的挂篮为菱形挂篮，挂篮行走轨道锚固采用单排竖向预应力筋，上前横梁由双拼型钢及钢桁架焊接组成，底篮前横梁由双拼型钢通过横向法兰现场连接；底篮后横梁由双拼型钢及钢桁架焊接组成，单个挂篮底篮腹板下加强纵梁为三拼热轧型钢，与底篮前后横梁栓接；单个挂篮底篮底板下普通纵梁为36根普通热轧型钢，与底篮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，其特征在于，包括两个主墩和两个过渡墩，主梁为整幅单箱三室直腹板箱梁，主跨按单孔双向通航布置，主梁按全预应力混凝土构件设计，预压采用纵、横、竖三向预应力体系，所述主梁施工工艺的顺序依次是：先在两个主墩上采用托架现浇同时施工0号、1号梁段，0号梁段与主墩采用塔梁固结体系连接，然后采用菱形挂篮悬臂对称浇筑边跨侧和主跨侧的2号至20号梁段，同时施工索塔并安装拉索配套设施，同步悬浇梁身，斜拉索滞后两个节段安装，8号梁段施工完成后，开始安装Ｃ1号斜拉索，直至Ｃ12号斜拉索安装完成；同时采用支架现浇施工位于过渡墩上的22号梁段，再采用吊架施工边跨合拢段和中跨合拢段，最后施工附属设施，完成主桥施工；/n所述0号、1号梁段施工依次为0号、1号梁段支架搭设、预压，底模安装，腹板外侧模安装，底板、腹板、横隔板钢筋绑扎，顶板以下预应力筋安装，腹板、隔板、封端模板安装，第一层混凝土浇筑并养生，内模及翼缘模板安装，顶板钢筋绑扎及预应力安装，第二层混凝土浇筑并养生，张拉预应力，拆除模板、支架、施工平台，进入挂篮悬浇施工；/n所述2号至20号梁段施工流程依次为：挂篮安装，挂篮预压、定位调整，底模、外侧模安装，第一次钢筋、预应力管道安装，内模、顶板模板安装，第二次钢筋、预应力管道及预埋件安装，封端模板安装，对称悬浇混凝土一次完成，混凝土养护，封端模板拆除并凿毛端头混凝土，内外模拆除，混凝土纵、横、向预应力张拉及灌浆封锚，安装斜拉索并按设计初张力张拉到位，解除挂篮约束、脱模，前一节段竖向预应力张拉，继续下一梁段施工直至施工完成20号梁段；/n混凝土浇筑工艺为：先浇筑底板、腹板浇筑至倒角位置，浇筑腹板，再浇筑顶板，底板浇筑先从底板中开始，再从两端处分别向中间分层分段浇筑，先浇筑一侧底板，在浇筑另一侧底板，腹板浇筑，顶板由两端向中间浇筑；在混凝土浇筑过程中，混凝土要水平分层浇筑，每层厚30cm，超过混凝土初凝时间时按施工缝处理；/n其中，0号、1号块箱梁混凝土分两次对称平衡浇筑，第一次浇筑底板及部分腹板，浇筑高度5m,第二次浇筑部分腹板和顶板混凝土，浇筑高度1.2m；索塔混凝土分节段浇筑施工，第一层浇筑高度6.75m，其余节段浇筑高度为4.5m，浇至宝塔型底面，宝塔型塔顶分3次浇筑成型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，其特征在于，包括两个主墩和两个过渡墩，主梁为整幅单箱三室直腹板箱梁，主跨按单孔双向通航布置，主梁按全预应力混凝土构件设计，预压采用纵、横、竖三向预应力体系，所述主梁施工工艺的顺序依次是：先在两个主墩上采用托架现浇同时施工0号、1号梁段，0号梁段与主墩采用塔梁固结体系连接，然后采用菱形挂篮悬臂对称浇筑边跨侧和主跨侧的2号至20号梁段，同时施工索塔并安装拉索配套设施，同步悬浇梁身，斜拉索滞后两个节段安装，8号梁段施工完成后，开始安装Ｃ1号斜拉索，直至Ｃ12号斜拉索安装完成；同时采用支架现浇施工位于过渡墩上的22号梁段，再采用吊架施工边跨合拢段和中跨合拢段，最后施工附属设施，完成主桥施工；
所述0号、1号梁段施工依次为0号、1号梁段支架搭设、预压，底模安装，腹板外侧模安装，底板、腹板、横隔板钢筋绑扎，顶板以下预应力筋安装，腹板、隔板、封端模板安装，第一层混凝土浇筑并养生，内模及翼缘模板安装，顶板钢筋绑扎及预应力安装，第二层混凝土浇筑并养生，张拉预应力，拆除模板、支架、施工平台，进入挂篮悬浇施工；
所述2号至20号梁段施工流程依次为：挂篮安装，挂篮预压、定位调整，底模、外侧模安装，第一次钢筋、预应力管道安装，内模、顶板模板安装，第二次钢筋、预应力管道及预埋件安装，封端模板安装，对称悬浇混凝土一次完成，混凝土养护，封端模板拆除并凿毛端头混凝土，内外模拆除，混凝土纵、横、向预应力张拉及灌浆封锚，安装斜拉索并按设计初张力张拉到位，解除挂篮约束、脱模，前一节段竖向预应力张拉，继续下一梁段施工直至施工完成20号梁段；
混凝土浇筑工艺为：先浇筑底板、腹板浇筑至倒角位置，浇筑腹板，再浇筑顶板，底板浇筑先从底板中开始，再从两端处分别向中间分层分段浇筑，先浇筑一侧底板，在浇筑另一侧底板，腹板浇筑，顶板由两端向中间浇筑；在混凝土浇筑过程中，混凝土要水平分层浇筑，每层厚30cm，超过混凝土初凝时间时按施工缝处理；
其中，0号、1号块箱梁混凝土分两次对称平衡浇筑，第一次浇筑底板及部分腹板，浇筑高度5m,第二次浇筑部分腹板和顶板混凝土，浇筑高度1.2m；索塔混凝土分节段浇筑施工，第一层浇筑高度6.75m，其余节段浇筑高度为4.5m，浇至宝塔型底面，宝塔型塔顶分3次浇筑成型。


2.如权利要求1所述的一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，其特征在于，所述三向预应力体系的施工工艺为，每一节段施工完成后，依次张拉该节段顶板纵向预应力钢束、腹板下弯预应力钢束、顶板横向预应力钢束，除0号、1号梁段外，其他节段的竖向预应力钢束滞后一个节段张拉，竖向预应力束采用二次张拉工艺，时间间隔不小于16小时；8~20号梁段张拉腹板下弯预应力钢束后还需要张拉该梁段横隔板横向预应力钢束。


3.如权利要求1所述的一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，其特征在于，所述0号、1号梁段支架包括悬臂段支架、两墩间支架及顶板支架，所述悬臂端支架和两墩间支架焊设在承台预埋钢板上，悬臂端支架包括从下到上依次固定连接的钢管立柱、卸落盒、横向承重梁、纵向调坡架、模板，两墩间支架包括从下到上依次固定连接的钢管立柱、卸落盒、横向承重梁、纵向分配梁、模板，所述顶板支架包括翼缘板支架和箱室内支架，所述翼缘板支架为桁架结构，箱室内支架采用满堂脚手架。


4.如权利要求3所述的一种双塔单索面矮塔斜拉桥主桥的施工工艺，其特征在于，所述0号、1号梁支架安装完成后先进行试压，并测算出支架的弹性变形，试压采用承台预埋精轧螺纹钢、承重梁设置反力架对拉的方法，模拟混凝土施工工况时荷载加压，测定支架的弹性变形量，0号梁采用双片支架等效受力预压的方式，按照以下工艺预压：根据墩身精扎螺纹钢预埋位置，选取支架进行预压，预压点距离墩身为1.50m，布置5组，中间3组每组预压力444.5KN，边侧2组每组预压力331.5KN，在承台预埋螺纹钢，反力架由双拼I40及千斤顶组成，对拉形成反压，预压力按照0-...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟丽华，郭军，杨辉，曾诚，曾国胜，文锋，卢海华，户凯杰，高伟，梁剑锋，
申请(专利权)人：中交一公局第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45