同济大学土木工程学院
硕士学位论文
矮塔斜拉桥施工关键技术研究
姓名：李维瑞
申请学位级别：硕士
专业：建筑与土木工程
指导教师：李建中;王海良
20071001
摘要
摘要
随着桥梁设计和施工技术的不断发展，斜拉桥作为一种优秀的桥型得到了广泛应用。在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。
潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，在施工过程中主要涉及到单箱三室箱梁三向预应力施工技术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监控技术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。
由于矮塔斜拉桥是多次超静定结构，施工过程中斜拉索的张拉与体系转换对成桥的受力状态有较大的影响，因此在斜拉桥施工过程中有必要针对具体的工程特点进行施工过程优化。本文以潮白河大桥主桥为例，利用ＭＩＤＡＳ—ｃｉｖｉｌ通用计算软件对不同施工过程进行了模拟分析，主要分析了施工过程体系转换对结构内力和变形的影响。对原设计提出的每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，提出按张拉完成后一次落架施工，然后再进行合拢段施工。经与实测监控数据对比分析，证明此施工方案优于原设计方案，对同类型矮塔斜拉桥的施工具有较好参考价值。关键词：矮塔斜拉桥，施工监控、体系转换，优化，对比分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｂｒｉｄｇｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｈｅ
ｏｎｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｋｉｎｄｏｆｕｎｃｅａｓｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅａｓ
ｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｂｒｉｄｇｅｏｂｔａｉｎｓｃｅｒｔａｉｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ，ｉｆｄｅｓｉｇｎｓｐｒｅ—ｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｂｅａｍ，ｔｈｅｂｅａｍｓｅｃｔｉｏｎｉｓｏｖｅｒｓｉｚｅｄｂｕｔｓｏｍｅｒｅｌｕｃｔａｎｔｌｙ，ｉｆｄｅｓｉｇｎｓｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｐａｒｔｉａｌｌｙｃａｂｌｅｂｒｉｄｇｅｉｓｎｏｔｔｏｏｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ，ｔｈｉｓｔｉｍｅｗｅｍａｙｃｏｎｓｉｄｅｒＵＳｅＳｂｅｔｗｅｅｎｐｒｅ・－ｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｂｅａｍａｎｄｔｈｅｐｒｅ・・ｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐａｒｔｉａｌｌｙｃａｂｌｅｂｒｉｄｇｅｐａｓｓａｇｅｔｙｐｅ，ｎａｍｅｌｙｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｈｏｒｔ
一．一ｔｏｗｅｒｐａｒｔｉａｌｌｙｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ．．．．ｊ．
ＣｈａｏｂａｉＲｉｖｅｒｂｒｉｄｇｅｍａｉｎｓｐａｎ
ｂｒｉｄｇｅ，ｍａｉｎｌｙａｐｐｌｉｅｄ，ｓｉｎｇｌｅｂｏｘｄｅｓｉｇｎｔｈｒｅｅａｒｅｔｈｒｅｅｓｈｏｒｔｔｏｗｅｒｓｐａｒｔｉａｌｌｙｇｉｒｄｅｒｃａｂｌｅｒｏｏｍｔｈｒｅｅｔｈｅｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
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ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｒａｓｔａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
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Ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｏｒｔｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｂｒｉｄｇｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｋｅｙｔｏｗｅｒｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅⅡ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓＨＩ
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学位论文作者签名：霹耕
２００７年１０月２８日
经指导教师同意，本学位论文属于保密，在
本授权书。
指导教师签名：
年月日年解密后适用学位论文作者签名：年月日
同济大学学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
签名：詹惭２００７年１０月２８日
第１章引言
１．１概述
现代斜拉桥是由斜拉索、加劲梁和桥塔构成的组合体系结构，它是一种桥面体系以加劲梁（密索体系）或受弯（稀索体系），支撑体系以斜拉索受拉、桥塔受压为主的桥梁。斜拉桥以跨越能力大、结构新颖而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥在世界范围内应用从２０世纪７０年代开始，９０年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥适用的特大跨径范围。结构分析的进步ｊ：高强材料和施工方法以及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。ｎ３
１９５６年瑞典建成世界上第一座现代化斜拉桥Ｓｔｒｏｍｓｕｎｄ桥（７４．７ｍ＋１８２ｍ＋７４．７ｍ），随后１９５７年前联邦德国Ｄｓｓｅｌｄｏｒｆ建成ＴｈｅｏｄｏｒＨｅｕｓｓ桥（１０８ｍ＋２６０ｍ＋１０８ｍ），１９５９年前联邦德国Ｃｏｌｏｇｎｅ建成Ｓｅｖｅｒｖｉｎ桥，主孔跨径３０２ｍ，“Ａ＂型塔，桥面“悬浮一，为桥的抗震提出了有效措施。以上均为钢斜拉桥。
１９６２年委内瑞拉建成Ｍａｒａｃａｉｂｏ桥，跨度１３５ｍ，为第一座混凝土斜拉桥，Ａ型塔，索采用预应力刚性索，主梁为带挂孔的悬臂体系。
随着计算机技术的广泛应用，２０世纪６０年代开始采用体系斜拉桥，从而避免了疏索体系斜拉桥主梁重且配筋多的缺点。１９６７年德国波恩建成的弗瑞德里西—埃伯特桥，主跨２８０ｍ，是单索面的密索体系，这种体系使得锚固点的集中力减小，且易于悬臂施工，为其后许多斜拉桥作出了典范。
挪威１９９１年建成的Ｓｋａｍｓｕｎｄｅｔ桥，主跨５３０ｍ，采用预应力混凝土主梁，是当今世界上跨径最大的混凝土斜拉桥。
法国１９９４年修建的诺曼底桥，主跨８５６ｍ，是一座混合材料结构斜拉桥。引桥采用混凝土结构，而主跨中部采用正交各向异性钢箱梁。与此设计相似，日本多多罗桥１９９８年把记录提高到８９０ｍ。诺曼底桥和多多罗桥第一次把斜拉桥带入特大跨径领域，即悬索桥独占的领域。斜拉桥在我国的发展始于１９７５年四川省云阳县跨径７６ｍ的钢筋混凝土斜拉
桥。
截止到目前，我国已建跨径大于２００ｍ的各种类型斜拉桥近５０座，跨径超过４００ｍ的斜拉桥已有２０座，这充分表明中国的斜拉桥建设水平已跨入世界斜拉桥先进行列。跚
１．２斜拉桥的主要发展趋势
今后斜拉桥的发展趋势主要朝轻巧化桥面、矮塔斜拉桥、多跨多塔斜拉桥、塔的发展方向、拉索发展方向、结构分析发展方向等几个方面发展。
斜拉桥的拉索由于应力变幅相对较大，设计计算中的容许应力仅取钢丝抗拉标准强度的４０％，安全系数为２．５。而矮塔斜拉桥主梁的跨高比值较一般斜拉桥小，介于斜拉桥与连续梁之间，这说明矮塔斜拉桥的整体刚度主要由梁体提供，拉索的刚度仅起加强作用，因而拉索应力变幅较小，设计计算中的容许应力与一般梁体内的预应力索相同，可取钢丝抗拉强度的６０％，安全系数为１．７Ⅲ。
在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。
１．３矮塔斜拉桥主要施工方法及其优缺点
预应力混凝土矮塔斜拉桥由于主梁刚度较大，其常见的施工方法主要有挂篮施工和支架现浇施工。挂蓝施工适用于高墩桥梁、水中桥和桥位处于软基或要求保证施工期间桥下通行的情况，支架施工适用与桥墩较矮和桥下地质状况良好的情况。相比挂蓝施工支架现浇施工的优点是成桥线性流畅，节省工期，施工风险大大降低；缺点是支架施工地基处理费用高，施工周转材料一次性投入较大。
１．５本文的研究目的及研究路线
潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工，主要应用了单箱三室箱梁三向预应力施工技术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监２
第１章引言
控技术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。
本文主要研究目的，通过潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工实践，针对原设计提出的主梁每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，按张拉完成后一次落架施工，然后再进行合拢段施工，利用ＭＩＤＡＳ—ｃｉｖｉｌ通用有限元结构分析软件对矮塔斜拉桥施工过程进行了模拟分析，在施工中引进先进的监控量测方法，对施工质量进行全过程监控与指导，理论与实践相结合主要研究不同施工过程体系转换对成桥结构内力和变形的影响。
本文主要研究技术路线（研究路线流程图见图１．１），调查分析矮塔斜拉桥设计施工的成功经验，掌握斜拉桥成熟的施工工艺，在潮白河矮塔斜拉桥特定施工环境下采用的施工方案进行模型分析，从有利于施工控制的角度对原设计旄工方案进行优化，．对成桥主梁结构内力和变形进行对比分析，以施工监测为辅助措施指导施工，聘请专家论证，不断优化施工工艺，解决矮塔斜拉桥施工中的关键技术，优质、高效地完成施工任务。
外部调研
上
了解国内外施工经验
０
关键施工技术论述
上
施工及监测方案论证
上、ｒ
Ｉ不同施工方案对比计算分析
分析结果验证１１施工监测………，，，１．
上
结论与展望占
图１．１研究路线流程框图３
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
第２章潮白河矮塔斜拉桥关键施工技术
２．１本文的主要工程背景
京承高速公路（高丽营至沙峪沟段）工程第１８＃标段位于北京市怀柔区杨宋镇耿辛庄东，潮白河河道内，工程起点桩号为Ｋ４９＋５２５，终点桩号为Ｋ４９＋９０９，全长３８４ｍ，工程内容为潮白河大桥主桥，即７＃～１ｌ＃墩的下部及上部工程。合同造价６１２０万元。
潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，桥面宽２９．５ｍ，跨径组合为７２ｍ＋１２０ｍ＋１２０ｍ＋７２ｍ＝３８４ｍ，中塔（９＃墩）处为梁塔墩固结，两侧边塔（８＃、１０＃墩）处为梁塔固结，在桥墩盖梁上设置支座。主梁采用Ｃ５０三向预应力钢筋混凝土连续箱梁，单箱３室结构，梁高由４．３ｍ按照二次抛物线形式渐变到２．３ｍ。边室顶板厚２６ｃｍ，底板厚２４ｃｍ；中室顶板厚５０ｃｍ，底板厚２４ｃｍ；中腹板厚６０ｃｍ，边腹板厚８０ｃｍ。主梁采用三向预应力结构。纵向预应力和横向预应力筋采用钢绞线，竖向预应力筋采用高强精轧螺纹粗钢筋。
主桥共有三个索塔，Ｃ５０钢筋混凝土结构，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型截面，断面尺寸为４．４ｍＸ３．Ｏｍ；中塔柱采用实体截面，截面尺寸为４．２ｍＸ２ｍ。每个索塔上挂８对斜拉索，在横向分为２排。斜拉索在塔上间距为Ｏ．８ｍ，通过鞍座穿过塔身。鞍座采用分丝管形式，每根分丝管穿一根钢绞线，以便将来可以单根换索。索鞍的斜拉索出口处设抗滑锚板，以防止钢绞线滑动。斜拉索在主梁上间距５ｍ，锚固在箱梁中室内，相应位置设置一道横隔梁。
主桥墩身采用Ｃ５０钢筋砼圆形薄壁结构，中塔墩柱直径８ｍ，壁厚１．５ｍ；边塔墩柱直径６ｍ，壁厚１．２ｍ；边墩直径４ｍ，壁厚１ｍ。
中塔和边塔墩柱下承台尺寸为１５ｍＸ１２ｍ，厚４ｍ，下设３排方桩，每排４根，桩长２６ｍ；边墩下承台尺寸为７ｍＸ８ｍ，厚３ｍ，下设２排方桩，每排２根，桩长１８ｍ。主桥方桩截面尺寸为２．５ｍＸ１．０ｍ。承台和桩均采用Ｃ３０砼。
设计标准为：
汽车荷载：设计荷载汽车一超２０级，验算荷载挂车一１２０。４
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
行车道：双向六车道。
桥面横坡：双面坡２％。
基本风压：６００ｐａ。
地震烈度：基本烈度８度，按８度设防，按９度采取抗震措施。
水位和流量：１００年一遇设计洪水为位３９．３ｍ，设计洪峰流量：３５７０ｍ３／ｓ。
２．２单箱三室三向预应力主梁施工技术
主梁为三向预应力混凝土连续箱梁，单箱三室。按设计和结构上的要求，
先以８＃、９＃、１０＃墩为对称中心形成三个“Ｔ构＂然后分别在边跨和中跨合拢，主梁采用支架现浇法施工，纵向按Ｏ＃段、有索段、合拢段的顺序进行施工，每施工段的混凝土全断面一次浇筑完成。
２．２．１支架施工方案
本桥设两种支架：Ｏ＃段采用Ｄ６００钢管立柱，壁厚１２ｍｍ，５０ａ工字钢纵梁、
方木分配梁，在分配梁上支立碗扣式脚手架，用以调整梁底线形；主梁其它段采用碗扣脚手架配纵横方木作支架。立模高程和预拱度通过碗扣脚手架的可调顶托来完成，操作简单，而且不需要特殊的卸落设备即可卸架。钢管立柱基础采用Ｃ２０混凝土条形基础，碗扣支架的基础采用Ｃ１５混凝土整体基础，厚度１５ｃｍ。
支架设计：梁体混凝土容重一２６ｌ（Ｎ／ｍ３；模板自重珈．８ＫＮ／ｍ２；施工人员、
机具运输、堆放荷载一１．ＯＫＰａ；倾倒混凝土的冲击荷载一２．ＯＫＰａ；振捣混凝土产生的荷载＿２．ＯＫＰａ。
荷载组合：混凝土重量和模板重量组合系数取１．４，施工人员、机具、倾倒
混凝土的荷载、振捣混凝土荷载组合系数取１．２。
计算方法：根据荷载组合进行支架结构强度、刚度、稳定性检算。由于梁
体较宽，为在保证支架安全的前提下，减少支架用量，沿桥横向将梁体分成９块，分块示意见图２．１。
第２章潮自河矮塔斜拉桥施工关键技术
图２．１箱梁支架设计分块示意图
本桥０＃段钢管立柱和工字钢组成的墩梁支架计算方法：根据计算横向分块
中②号块的重量最大，．以此段为依据计算中间立柱受力，钢管立柱按两端铰接计算其稳定性，上部支撑工字钢分段计算其数量，并验算其强度和刚度。，
有索段满堂碗扣支架也按箱梁支架设计分块示意图中分别计算其所受荷
载，②、③、④、⑤号段立杆步距均采用６０ｃｍ，①号段立杆步距外侧采用１２０ｃｍ，内测采用６０ｃｍ，步距６０ｃｍ的立杆其承载力按４０ＫＮ控制，步距１２０ｃｍ的立杆，其承载力按３０ＫＮ控制。为保证满堂碗扣支架的整体稳定性，在顺桥向水平面、垂直面、横桥向的垂直面三个方向设置剪刀撑。
支架剪刀撑的布置：为增强碗扣支架的整体稳定性，在水平方向和两个竖
直方向设置剪刀撑。剪刀撑采用巾４８ｍｍ普通钢管，万向卡扣联结普通钢管和碗扣支架立杆。水平面在立杆的底部、顶部各设一层，中间设置二层；顺桥向竖直面每隔１０排立杆布置一层；横桥向竖直面在每个腹板下各设一排。剪刀撑与碗扣立杆联结要牢固。
地基处理：经计算钢管立柱下的基础压应力为１９０ＫＰａ，在条形基础槽开挖
后，进行地基承载力检测，根据现场的地质情况，密实的卵石土基本承载力可达到８００～１０００ＫＰａ，不需要特殊处理，控制条形基础的埋深，在满足地基承载力要求的基础上，条形基础的埋置深度在最大冻结深度以下５０ｃｍ。由于碗扣支架基础面积大，结合河道整治高程，进行填挖作业，在填土过程中分层碾压，表面浇筑一层厚度为１５ｃｍ的Ｃ１５素混凝土。
地基荷载试验：在地基处理以前，先进行简易地基承载力试验，在有软弱
层的地面上搭设５×５ｍ范围的脚手架，然后按有索段的最大梁高３．２ｍ计算混凝土重量及施工荷载，用袋装砂卵石进行超载预压，在立杆的底部和项部设观测
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
点，预压６天后卸载，整理观测数据，计算地基承载力。达不到要求的将软弱层换填砂卵石，
支架安装：Ｄ６００钢管立柱用地脚螺栓通过法兰固定在混凝土基础上，接长
采用电弧焊接，根据设计预定的高度，在地面上完成焊接，利用汽车吊安装就位，架设工字钢横、纵梁。碗扣支架和混凝土基础间加垫４ｃｍ厚的木板，放置可调底托，安装第一排立杆，用可调底托调整立杆高度，使横杆两端的碗扣在同一水平面上，控制立杆的接头不在同一水平面上，在支架安装过程中，应及时安装支架的横杆及剪刀撑，以防立杆失稳，且应控制立杆垂直度。在立杆安装以前，应根据地面、梁底标高及预拱度，算出每排立杆的杆件配置，安装时应严格按算出的立杆种类安装。
支架预压：支架安装完成后，对于钢管支架选择紧靠墩柱的一跨进行预压，．
在工字钢纵梁支点和１／２跨度、１／４跨度的位置设点观测。碗扣支架选择荷载较大的一段（５ｍ）进行预压，预压荷载等于该段梁体重量的１．２倍，采用袋装砂砾作为荷载，用汽车吊吊放到墩梁支架上，持续４８小时卸载。整理分析观测的数据，调整支架项部高度。支架布置见图２．２、图２．３。
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图２．２主梁盖梁位置支架布置图
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
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图２．３主梁跨中段支架布置图
２．２．２主梁模板施工技术
本桥主梁的混凝土体积较大，经计算，对侧模的最大侧压力为８４．５ＫＰａ，经
比选后主梁底模和侧模采用厚度１５ｍｍ的酚醛覆膜胶合板，底模直接铺在支架顶部的纵向方木上面，侧模安在底模上。内模采用木模架，底面平直段不设面板，侧面和顶面钉４ｃｍ厚的木板。每个箱室的内模顶上设５０Ｘ５０ｃｍ的混凝土浇筑天窗，以便底板混凝土的浇筑，待浇筑顶板混凝土时再封堵。
加固方式：支架顶部的横向方木每侧伸出梁底５０ｃｍ，在其上面设置斜撑支
在侧模的底部。然后在上中下高度处两侧使用可拆锥形头螺栓对拉，对拉筋采用直径２２ｍｍ的光圆钢筋，每根对拉钢筋所承担的模板面积不大于１．２ｍ２。
模板安装：在支架纵横方木上直接铺设底模，用铁钉固定在方木上，按照
梁体的高度，组装侧模，对拉钢筋在梁体底板、腹板钢筋绑扎完成后穿入。内模在地面上分节制作成型，并进行预拼，各部位尺寸符合要求后，吊装到梁体底模上固定，与主梁底模之间设置钢筋支架，内模之间设置对拉螺栓，对拉螺栓在ＰＶＣ管中穿过，既起对拉作用，又可固定内模之间的间距。
２．２．３临时固结施工
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
本桥８＃、１０＃墩处为梁塔固结，梁底设活动支座，在全桥合拢前，主梁和墩
柱间要采取临时固结措施。墩柱顶设临时混凝土支座，中间夹４ｃｍ厚的硫磺砂浆，并埋入电阻丝，墩柱内预埋精轧螺纹钢筋，穿过临时支座一直伸出箱梁项面，承受不平衡力矩产生的拉力。合拢后，将临时支座的电阻丝通电，熔化硫磺，使临时支座和主梁底面产生空隙，凿除临时支座混凝土。
２－２．４普通钢筋制安
主梁纵向直径２０ｎｎｎ以上的钢筋采用滚压直螺纹连接，其它钢筋采用电弧搭
接焊。在绑扎普通钢筋的同时，注意预应力孔道的定位。钢筋与外模间采用塑料垫块控制保护层的厚度、与内模间用混凝土垫块控制保护层厚度。
２．２．５预应力体系施工
主梁采用三向预应力体系，纵向、横向、竖向。纵向预应力体系包括顶板、
底板、腹板预应力；横向预应力体系包括桥面板横向预应力、横隔梁预应力，竖向预应力体系包括主梁腹板预应力、横隔梁竖向预应力。纵向、横向预应力钢束采用钢绞线，竖向预应力钢筋采用３２ｎ咀ｎ精轧螺纹钢筋。
纵向预应力施工：波纹管采用镀锌钢带现场卷制。用砂轮锯切割，用大１
号的波纹管接长，接长的波纹管不少于２０ａｍ，保证被接长的波纹管各进入ｌＯｏｍ。接长前，待接长波纹管的毛刺用钳子压平，以便穿束顺利进行，接长的波纹管端部用宽行胶带纸缠牢，以防漏浆。波纹管定位采用４，８钢筋，井字形固定。定位筋间距：直线段１ｍ，曲线段０．５ｍ。锚垫板下的螺旋筋点焊在锚垫板上，与波纹管同心。波纹管进入喇叭口不少于ｌＯｃｍ，并用胶带纸缠牢。锚垫板固定在用竹胶板作成的槽口模板上，用螺栓联结，并垫入密封胶条。锚下钢筋网按设计要求布设，固定在主钢筋骨架上。
钢绞线采用砂轮锯切割下料，严禁用氧气切割。用竹胶板铺设下料平台，
钢绞线用２２号扎丝编束，每隔１．５ｍ设置１道，端部加密为０．５ｍ一道，编束完毕后，用２２号扎丝每隔２ｍ将钢绞线绑扎成束，并将钢绞线穿入端作成梭形。穿束在混凝土浇筑后进行，对于长度４０ｍ以下的钢束采用人工穿束，４０ｍ以上的钢束采用人工配合ｌｔ卷扬机牵引穿束，为使穿束工作顺利进行，对于４０ｍ以上的钢束，在其端部焊接一个半球形的牵引器，通过钢丝绳与卷扬机联结，然后
开动卷扬机牵引钢束缓慢地进入波纹管内，另一端用人工配合推入。
按设计要求，纵向预应力钢束采用两端张拉，在梁体混凝土达到设计强度
的９５％后，采用ＹＥＷ４００穿心式千斤顶进行两端张拉。张拉程序为０一两端同时到初应力（１５％仃篁）——・俩端分级交错拉至仃置（持荷３ｍｉｎ）一补压锚固。由于钢束较长，张拉过程中需要多次倒顶，在倒顶过程中应特别注意并记录千斤顶活塞初动时对应的油表读数，锚固时先锚固伸长量较大的一端，然后将另一端补张至控制应力以后锚固，严禁两端同时锚固，张拉采用双控。
预应力孔道采用真空压浆工艺。真空压浆是后张法预应力混凝土结构施工
中的一项新技术，其基本原理是：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生－０．１Ｍｐａ左右的真空度，然后用压浆泵将优化的特种水泥浆从孔道的另．一端灌入，直至充满整条孔道，并加以０．７Ｍｐａ的正压力，．以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度，从而提高后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性。’
真空压浆的水泥浆配合比要求：水灰比控制在０．３＂－－．０．４之间；浆体流动度
３０＂－－５０秒；浆体泌水性小于水泥浆初始体积的２％，四次连续测试的结果平均值＜１％，拌合后２４小时水泥浆的泌水应能吸收；浆体初凝时间至少６小时；浆体体积收缩率＜２％；浆体７天龄期强度≥４０Ｍｐａ；浆体对钢绞线无腐蚀作用。
真空压浆所用的机械设备：本工程真空灌浆配套设备采用ＳＺ一２型水环式真
空泵１台、ＱＳＬ－２０型空气滤清器及配件，ＵＢＬ３螺杆式灌浆泵１台，灰浆搅拌机１台，自制储浆罐１个，计量用台秤１台，拌灰桶５个，高强压浆管（橡胶管）１０根，连接头、ＤＮ２０ｍｍ控制阀、压浆嘴、扳手等配件。
真空压浆施工：张拉后切除外露多余的预应力钢绞线，采用早强型无收缩水
泥砂浆（Ｔｋ泥：砂＝ｌ：１）封锚，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度不小于１５ｍｍ。灌浆管和抽真空管由镀锌水管引出，引出端带螺纹。
启动真空泵进行抽真空，真空度达到稳定时（－０．０９ＭＰａ～一０．１Ｍｐａ），将水
泥浆加到灌浆泵中。先用泵打出一部分水泥浆，等浆液浓度与灌浆泵中浆液浓度一样时，将输浆管接到锚垫板上引出的压浆嘴上，开始压浆。当水泥浆从排气阀顺畅流出且流出浆液稠度和灌浆稠度一样时，关闭抽真空端所有阀门，仍继续灌浆使管道内有０．５＂－－＇０．６Ｍｐａ的压力，保持压力ｌ＇－－－２ｍｉｎ后，再关闭阀门。
横向预应力施工与纵向预应力施工相同。
竖向预应力施工：竖向预应力筋采用精轧高强螺纹钢筋，直径３２ｎⅡ＇ｎ。精轧
高强螺纹钢筋采用砂轮锯切割，严禁用电焊切割，用氧割时，避免飞溅熔渣损
伤其它钢筋表面，并须对钢筋端部用砂轮或锉刀进行修整。下料长度考虑不同梁段的梁体高度和张拉时的工作长度。以往施工时，常在竖向预应力孔道下部留有压浆孔，因本桥每个腹板和横隔梁内布有两层竖向预应力筋，为保证箱梁外观及竖向预应力孔道压浆密实，现场用钢管作为竖向预应力钢筋的成孔管道，出浆、压浆管均用钢管，在安放竖向预应力粗钢筋前，先将竖向预应力粗钢筋、成孔钢管、张拉及锚固端垫板、螺帽、压浆、出浆管等在车间组装成组件（钢管与上、下锚垫板焊接牢固，用上、下螺帽固定钢管位置），整体安放在腹板钢筋笼上，竖向预应力粗钢筋组件与腹板钢筋网片间用铁丝扎紧，所有竖向预应力钢筋的出浆、进浆孔均设在顶板，纵向同层相临两个竖向预应力管道通过下部预留的铁管用大一号钢管连接，形成一个压浆回路，为保证在浇筑混凝土时连接钢管不致脱落，用２２＃铁丝在竖向预应力孔道下部将两根成孔组件拉紧，并用宽行胶带将钢管连接处缠牢。腹板钢筋网片、竖向预应力孔道组件等在平台上安装，待检查合格后，人工安装就位。竖向预应力钢束按组件在车间组装，可提高其安装精度，将压浆、出浆孑Ｌ均放在箱梁顶部，不但方便施工，而且不影响箱内外观。
竖向预应力筋采用单端张拉，张拉端设在梁体桥面板上，张拉千斤顶的型
号为ＹＧ一７０型穿心式单作用千斤顶，张拉程序为Ｏ至初应力（１５％ｏｒＫ）再张拉至仃置（持荷３ｍｉｎ）补压锚固，张拉采用双控。张拉结束后，用氧割切出多余长度，使其露出螺母上缘３ｃｍ。
竖向预应力孔道压浆在桥面上进行，在压浆过程中应使待出浆口冒出和迸
浆口同稠度的水泥浆后，用木楔将出浆口封死，补压并持压３ｍｉｎ，以使孔道压浆密实。
主梁预应力钢筋张拉顺序：按设计要求主梁砼达到设计张拉强度后，方可
张拉预应力筋，主梁预应力钢束和钢筋的张拉顺序如下：
主梁桥面板横向预应力钢束张拉。
顶板纵向预应力钢束张拉，具体操作由内向外对称张拉。
张拉中塔和边塔处横梁横向预应力钢束。
张拉腹板和横隔梁竖向预应力钢筋。从索塔处开始，张拉第一道横隔梁和
第二道横隔梁的横向预应力钢束，张拉第一对斜拉索；然后张拉第三道横隔梁的横向预应力钢束，张拉第二对斜拉索；以此顺序反复张拉。边跨合拢，张拉边跨合拢段桥面板横向预应力钢束。
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
张拉主梁边跨底板纵向预应力钢束。
张拉边跨合拢段竖向预应力钢筋。
中跨合拢，张拉中跨合拢段桥面板横向预应力钢束。
张拉主梁中跨底板纵向预应力钢束。
张拉中跨合拢段竖向预应力钢筋。
张拉主梁腹板纵向预应力钢束。
主梁混凝土施工：０＃段混凝土需浇筑混凝土ｌｌＯＯｍ３，每个有索段需浇筑混
凝土１２００ｍ３，边跨现浇段与合拢段的混凝土浇筑数量较少。所有混凝土均采用泵车送入模内，插入式震动器振捣，纵向分段、斜向水平分层连续浇筑。０＃段混凝土的以索塔中线为中心，向两侧对称浇筑，有索段混凝土从与０＃段接缝处开始向合拢处方向浇筑，边跨现浇段从合拢处向支座方向浇筑，合拢段水平分层浇筑；合拢段混凝土浇筑在晚上进行，温度低于２０℃：‘
底板混凝土从顶板预留的进人孔进料，浇筑腹板混凝土时适当控制下料时
间，防止底板倒角处混凝土过多翻出，振捣时振捣棒不能触及波纹管，同时活动事先穿入纵向波纹管内的橡胶管，对于横隔梁处预先穿入的钢绞线也要定时抽动。对于锚垫板下钢筋较密处的混凝土采用由３０振捣棒振捣，专人负责，确保此处混凝土密实。
梁体混凝土表面收浆时，用木抹子抹平，表面沿横桥向均匀拉毛，然后覆
盖麻袋片，洒水养生。洒水时应特别注意第一次洒水时间，在用手触及混凝土表面不粘手时，即可进行第一次洒水，洒水时严禁用水管直接冲击混凝土表面，在养生期间始终保持砼表面湿润。
２．３索塔施工技术
主桥索塔为单柱式钢筋砼索塔，主塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型
截面，顺桥向４．４ｍ，横桥向３．Ｏｍ，；中塔柱采用实体截面，顺桥向４．４ｍ，横桥向２．ｏⅡｌ；中间渐变段高度Ｉ．４ｍ。
２．３．１分丝管定位施工．
由于索鞍处每根分丝管角度、标高均不同，施工中一点小小的偏差将影响１２
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
全桥的受力及成桥后的线形。而分丝管在索塔顶定位施工难度大，定位精度差。由于分丝管的定位精度直接影响斜拉索的安装质量，因此分丝管的安装成为施工的难点。如果在塔顶直接安装，不仅施工困难，精度也很难控制，我们采用控制钢模板制作及安装精度来保证分丝管定位精度。
分丝管由专业厂家制作，在地面上与索鞍处的横桥向钢模板组装，用螺栓临时固定，两侧模板顶面用型钢连接固定，精确检查各部尺寸，见图２．４。根据第一排分丝管底面标高用钢垫枕在钢模板上通长垫三排，作为分丝管的定位标高控制点。调整并检查分丝管定位尺寸，符合设计要求后用螺栓将锚垫板和钢模板固定连接。当索塔施工到索鞍处时，将安装有分丝管的横桥向钢模板吊到底节模板上安装，用全站仪精确测量模板的位置。在每排分丝管底部用５＃槽钢做横梁支撑分丝管，在槽钢上设微调螺栓，然后接长索塔钢筋，在安装顺桥向模板前再次复核分丝管的位置和高程，见图２．５。
图２．４分丝管加工图图２．５分丝管安装图
２．３．２塔身钢筋制安
劲性骨架安装完后，绑扎塔身钢筋，钢筋骨架固定在劲性骨架上，确保塔身的垂直度及砼的保护层。塔身竖向钢筋的接长采用滚压螺纹连接。
２．３．３模板安装施工
索塔模板使用大块定型钢模板，模板拼缝处增加定位销，保证模板无错缝和错台。索鞍锯齿段的钢模板面板要一次性轧制成型，并预留与锚垫板连接的
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
螺栓孔。索塔模板在四角用风缆和花篮螺栓固定在Ｏ＃段梁顶预埋件上。２．３．４浇筑塔身施工
塔身砼分四次浇筑成型，第一次浇筑中塔柱部分，第二次浇筑到索鞍底部，第三次浇筑索鞍部分，第四次浇筑塔顶造型段。混凝土采用塔吊垂直运输，串筒入模，插入式振捣棒振捣，塑料薄膜覆盖养生。
２．４斜拉索施工技术
本桥斜拉索为单索面，斜拉索采用扇形布置，每个索塔共设８对斜拉索，在横向分为２排，索间距为１．３ｍ。斜拉索采用柳州欧维姆机械股份有限公司生产的ＯＶＭ２５０平行钢绞线拉索，斜拉索采用西１５．２４ｍｍ环氧涂层高强钢绞线，强度为１８６０Ｍｐａ。斜拉索锚具采用可调换索式锚具，共有两种规格，其中１＃至６＃采用０ＶＭ２００ＡＴ一４１型、７＃至８＃索采用ＯＶＭ２００ＡＴ－－４３型。拉索采用多层防腐措施，每根环氧涂层高强钢绞线外热挤ＰＥ防护套，整索外套加整圆式高密度聚乙烯ＨＤＰＥ管，其规格为由２４０＊８．６ｍｍ。为防止桥面低处斜拉索人为破坏，在其下端２．５ｍ竖直高处范围内设防护钢管，其规格为由２７３．５ｍｍ。
本桥主桥共三个索塔，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型截面，断面尺寸为４．４ｍ．３．０ｍ；中塔柱采用实体截面，截面尺寸为４．４ｍ．２．Ｏｍ。斜拉索在塔上竖向基本索距为０．８ｍ，并通过鞍座穿过塔身。为方便更换斜拉索，塔内斜拉索转向索鞍座采用分丝管结构形式，分丝管由４１或４３根由２８Ｘ３ｍｍ的钢管焊接成整体，埋设于混凝土塔内，在索鞍的斜拉索出口处设相应的抗滑锚装置，并内灌注环氧砂浆以达到防止钢绞线滑动的目的。’２．４．１结构说明
斜拉索由锚固段＋过渡段＋自由段＋抗滑锚固段＋塔柱内索鞍段＋抗滑锚固段＋自由段＋过渡段＋锚固段构成。
锚固段主要由锚板、夹片、锚固螺母、密封装置、防松装置及保护罩组成。在锚固段锚具中，夹片、锚板、锚固螺母是加工上主要控制件，也是结构上的主要受力件。密封装置其主要起防止漏浆、防水的密封作用。它由隔板、０型密
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
封圈、内外密封板、密封圈构成。并在密封装置内注无粘结筋防护油脂对剥除ＰＥ层的钢绞线段起防护作用。防松装置主要由锁紧螺母和压板构成，在钢绞线单根张拉结束后安装，对夹片起防松、挡护作用。保护罩安装在锚具后端，并内注无粘结筋专用防护油脂，主要对外露钢绞线起防护作用。
过渡段主要由预埋管及垫板、减振器组成。预埋管及垫板在体系中起支承作用，同时垫板正下方最低处应设有排水槽，以便施工过程中临时排水。减振器对索体的横向振动起减振作用，从而提高索的整体寿命。
自由段主要由带ＨＤＰＥ护套的环氧涂层钢绞线、索箍、ＨＤＰＥ外套管、梁端防水罩、塔端连接装置及梁端防护钢管构成。环氧涂层钢绞线为拉索的受力单元。索箍因受张力大而采用钢质索箍，它是在紧索完成后安装的。主要作用是将索体保持成一个整体。ＨＤＰＥ外套管主要对钢绞线起整体防护作用，．本工程采用规，格为西２４０＊８．６ｍｍ整体圆管。其连接方式采用专用４ＨＤＰＥ焊机进行对焊。梁端防水罩主要起ＨＤＰＥ外套管及预埋管之间的过渡及防水作用。由于ＨＤＰＥ外套管的热胀冷缩特性，其主要为塔端ＨＤＰＥ自由端热胀冷缩过程中提供空间和起密封防护作用。在桥面２．５ｍ高处范围内设防护钢管，主要防止桥面低处斜拉索及ＨＯＰＥ外套管遭受人为破坏。
抗滑锚固段主要由锚固筒、减振器及环氧砂浆体组成。
塔柱内索鞍段即分丝管段，分丝管由分别由４１或４３根由２８Ｘ３ｍｍ的钢管焊接成整体，埋设于混凝土塔内，斜拉索钢绞线通过分丝管穿过塔身。２．４．２施工机具
表２．１斜拉索施工机具一览表
序号
１２３４５６７
规格及名称ＹＬＤＳｌ６０－１５０千斤顶ＹＤＣＳ５５００—２００千斤顶
ＬＤＩＯＫ镦头器ＧＹＪ穿束器挤压机ＺＢｌ０３２０Ｂ油泵ＺＢ４－５００Ｂ油泵ＨＤＰＥ专用焊机
单位
厶
１７：１
数量
８４２１８６ｌ
备注
厶
口
厶
口
配易损件及弹簧
厶
口
厶
Ｉ＝１
厶
口
厶
口
配ＰＥ管专用夹具
１５
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
８９１０１１１２１３１４１５１６１７
ＧＢＤＡ型环氧注浆泵ＯＶＭ２００—４１（４３）张拉撑脚ＯＶＭ２００—４１（４３）工具锚板０Ｖ｝Ｈ２００－４１（４３）单根张拉支座ＺＸ－３０８Ｔ振弦压力传感器ＪＭＺＸ－３００３振弦检测仪
厶
，－Ｉ
２４４４１６６４４
４４
根个套
厶
口
配工具夹片
厶
口
０Ⅶ２００一４１（４３）紧索器
穿索器
ＢＸ－３１５交流电焊机台式（手提）切割机
套套
厶ｒｌ厶
口
２．４．３主要材料
表２．２斜拉索主要施工材料一览表
序号
－１２３４５６７８
规格及名称环氧涂层钢绞线０ｖＭ２００ＡＴ一４１张拉端锚具ＯＷ屹００ＡＴ－４３张拉端锚具ＯＶＭ２００ＡＴ－４１抗滑锚具ＯＶＭ２００ＡＴ一４３抗滑锚具由２４０＊８．６ｍｍＨＤＰＥ外套管ＯＶＭ２００ＡＴ－４１索鞍（分丝管）ＯＶＭ２００ＡＴ－４３索鞍（分丝管）
．
单位
ｋｇ
数量
１６３３６６２４‘’７２２４７２３６６５．４
１２３６
备注
套套套套米个个
２．４．４下料及运输
由于钢绞线成盘进行运输且较重，因此放料场地要求清理平整、无堆积杂物且坚实。具体要求先铺１５ｃｍ厚碎石垫层后再铺筑厚度约为３０ｒａｎ的素砼面层，下料时面层上再铺一层彩条布，以保护钢绞线ＨＤＰＥ护套不受损伤或弄脏钢绞线。根据最长索的下料长度，要求下料场地占地面积约为２．５Ｘ１２０ｍ。
１６
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
为避免钢绞线现场二次搬运过多而损坏和影响施工进度，要求下料场地尽量设在主桥附近。
钢绞线及下料辅材均为易燃物，要注意整个场地的防火工作。
表２．３下料用机具设备及辅助设备一览表
序号
１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５
规格及名称台式切割机手提砂轮机ＬＤＩＯ镦头器
单位
厶
口
数量
２２２２２２２２３
’
备注
厶
口
台
厶
口
ＺＢ２Ｘ２－－５００油泵
钢绞线放盘基架龙门架（５ｔ）５ｔ葫芦塑料焊枪（１０００Ｗ）绞线清洗盘棉纱头清洗剂１００米卷尺标记笔（漆）彩条布对讲机
个个个把个
Ｋｇ
３００
若干
把
２
若干若干
厶
口
２
下料长度：按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度下料长度计算公式为：
Ｌ＝ｋ＋２（Ｌｌ＋ＡＩ＋Ａ２＋Ｌ３＋Ｌ４）
式中：ｌ厂两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（ｍｍ），该数据由设计院
提供；
Ａ。——｛蓿板外露长度（舳）；
Ａ２一＿锚固螺母厚度（ｍｍ）；
Ｌ。——张拉端工作长度（咖），一般取１９００ｒａｍ；Ｌ。——有圆管限制的垂直影响长度（ｍｍ）；
１７
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
Ｌ广塔梁施工误差的影响长度（ｍｍ），一般取５一ｌＯｍｍ。
钢绞线ＨＤＰＥ剥除长度：张拉端
Ｌ张＝Ｌｌ＋Ａ３＋Ａ４一Ｌ５
塔端Ｌ塔＝满足环氧砂浆体锚固长度需要、同时要小于塔端锚筒长度。式中：
＾广密封筒长度（ｍｍ）；
Ｌ广为ＨＤＰＥ护套进入锚具内的长度（ｎｌｍ）。
说明：由于环氧涂层钢绞线的热挤ＰＥ护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防护油脂，两者之间是粘结力是很小的。在钢绞线张拉过程中ＰＥ层不会随钢绞线的伸长而伸长，因此钢绞线张拉端ＨＤＰＥ剥除长度可不考虑伸长值的影
响。
Ａ３．－锚板外露长度（舢）；
剥皮及清洗：将钢绞线两端的ＰＥ剥掉一部分作为工作和锚固长度。剥皮时应注意刀具不能损伤环氧涂层和钢绞线层，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同时清洗后的光面钢绞线要进行防污保护。塔端ＰＥ剥除应在穿索并单根张拉结束后进行，此时由于钢绞线无法打散，清洗时应特别注意清洗干净。
切丝及镦头：绞线清洗完成后，在绞线两端打散后在端头约１２ｃｍ长度范围内平齐切掉外圈６丝，保留中心丝，然后将钢绞线复原。复原后用ＬＤＩＯ镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头，以供挂索牵引用。
成盘与运输：由于二次搬运需要，钢绞线还需进行单根成盘，成盘应用大胶带进行绑扎。运输吊装时也应用软绳作吊具，以免损伤钢绞线ＰＥ层。为防止挂索时错用绞线，成盘时应在绞线上做好标记。
２．４．５
ＨＤＰＥ管焊接
焊接长度：Ｌ焊＝Ｌｏ／２一Ｌ帕一Ａ５一Ｌ，一Ｌ８一ＬＣ２＋Ｌ。。
提供；
式中：Ｉ广两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（ｍｍ），该数据由设计院Ｉ广梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和（ｍｍ）；
Ａ；－一梁端钢质索箍厚度（ｍｍ）；
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第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
Ｌ厂塔端连接装置长度（ｍｍ）；ｌ，广塔端锚固筒长度（ｍｉｌｌ）；
１．。广一分丝管长度（ｉｌｌｍ）；
Ｌ。。ＨＤＰＥ外套管进入塔端连接装置长度（ｍｍ）。
焊接工艺：ＨＤＰＥ段管的连接采用专用发热式工具对焊方式。焊接条件：ＨＤＰＥ管焊接时，根据管材规格，其焊接条件为：
管材格规
预热温度
（℃）２１０４－１０℃
卷边高度Ｈ＝Ｉ．０衄时的预热压力（Ｐ｜）
中２４０×８．６
１１
预热完成后加热时间（ｓ）
６９
允许最大切换时间（ｓ）
４
焊接压力（ＰＪ
１１
冷却时（ｒａｉｎ）
１０
特别提示：ＨＤＰＥ管焊接前，将管材旋转于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面。
在焊接过程中，无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全满足冷却时间且硬化后才能撤去。２．４．６施工平台
塔外平台：塔柱应有拼装辅助施工设施（支架）。故塔外工作平台可铺设在辅助施工设施上；
梁底平台：由于主梁采用单箱３室箱形结构，斜拉索锚固在箱梁中室内。因此不需再另设施工平台，但要求在锚固处后端正上方的梁顶板上预留宽为８００ｍ、长为１０００ｒｎｍ的锚头及千斤顶进出口和吊装孔（２．４．７张拉端锚具安装
梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无污。由于锚具分别由多个零部件组成，运到工地后应进行检查。
锚具安装就位时要求：安装前，将锚具的锚板和密封筒的压盖拆下，清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁，将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好，并与锚板孔对正后焊牢，同时焊缝要求用锌粉漆重新防护；中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必须严格控制在同一垂直平面内；锚板的中心线与承压板（锚垫板）的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过５ｒａｍ；中、边
５０ｒａｍ）。
１９
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐，以免钢绞线打绞。
２．４．８调整护管安装
在距梁下预埋管口约５０ｃｍ的预埋管内壁位置上，均布焊上３个挡块，并将调整护管放进预埋管内的挡块上。２．４．９张拉支座安装
将张拉支座吊装到锚固端锚具端部，然后按支座下的定位板孔对准部位再用螺杆将张拉支座与锚板连接稳固。
２．４．１０
ＨＤＰＥ套管吊装
ＨＤＰＥ套管吊装前，应先将按给定的长度焊好的套管运至中央分隔带上，然后将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好。
安装时，在套管两端头附近装上专用抱箍，专用抱箍垫上一块３＿＿５舳橡胶板以增加摩擦。然后用塔吊或１ｔ卷扬机的循环牵引绳将套管一端吊至塔上管口附近并用手动葫芦挂好。
按以上方法将两侧的ＨＤＰＥ管吊至塔端后，通过张拉锚具最上一排的两根钢绞线将其托住（其挂索张拉工艺与单根挂索张拉一致）。２．４．１１挂索顺序
由于索鞍管内焊有分丝管，拉索顺序应自上而下逐行进行。单根挂索工艺：将单根成盘的钢绞线运至桥面穿索点附近，拆开钢绞线的缠包带，从内圈抽出钢绞线的一头（称前端，另一头称为后端），并用人工将其穿过ＨＤＰＥ管（称后端，另一端称为前端）；人工将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过后端防松装置、后端抗滑锚具、分丝管、前端抗滑锚具及前端防松装置，继续将钢绞线穿出前端的ＨＤＰＥ管到达前端预埋管口，待前端钢绞线与牵引绳的穿束器连接好后，在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度；前端钢绞线到位，随即将后端钢绞线与牵引绳连接，同样在在牵引绳的引导下将钢
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度；前后两端调整好钢绞线后，单根挂索完毕；在单根挂索时，应注意钢绞线的ＨＤＰＥ护套的保护和避免打绞现象发生。
图２．６单根挂索工艺流程图
２．４．１２单根张拉
每根索的钢绞线均逐根挂索后即用ＹＬＳＤｌ６０－１５０千斤顶进行张拉。为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。挂索前，将监测传感器安装在一
根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器一单孔工作
锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。通过以上索力控制，索力均匀性可控制在每根斜拉索的各股钢绞线的离散误差不大于理论值的正负２％；
２１
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
单根钢绞线张拉力及张拉方式：斜拉索的单根初始张拉力将根据主桥施工单位提供的临时支架刚度后由设计院给出。
本桥一个新特点是索体穿过主塔索鞍对称锚固于梁体，在索鞍处钢绞线是从下往上紧密叠加排列的。因此拉索穿挂不能象锚固于梁塔的斜拉桥一样，从上排往下排穿挂，而只能自下排往上排的顺序进行挂索张拉。
挂索张拉施工中上游穿挂张拉一根，下游穿挂张拉一根，这样交叉循环进行。针对索鞍处索体的叠排形式和施工各控制点的统一性，对于同一锚具来说，从上游往下游、从底排往上排的穿挂张拉顺序进行。
由于索体是穿过主塔索鞍而对称锚固于梁下，因此施工中采用中边跨两端同步张拉。张拉设备是ＹＤＣＳｌ６０－１５０千斤顶，配以专用张拉撑脚和连续张拉装置，当张拉到控制吨位后，工作夹片一次性锚固，此时能够保证夹片跟进量，平整度均匀，而且避免工作夹片反复锚固遗留下来的不良影响。每根钢绞线挂设完毕后，在两侧梁端同时、同步张拉，先单根张拉，再整体张拉。
锚固筒内段剥皮、清洗：可按给定长度将锚固筒内段的钢绞线ＰＥ剥除并清洗干净。
紧索、减振器及管口索夹安装：单根张拉结束后应立即进行梁端紧索、减振器及索夹安装等工作：紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，然后将预先裁好长度为１．０ｍ左右钢绞线（即假索）填入索体相应位置周围空隙中，使之成型至设计断面；将组装好的减振器推入调整护管内，直至减振器端面与调整护管端口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和调整护管壁紧紧相贴；在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓，使索与索夹之间紧密。
安装梁端防松装置：安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余绞线，并预留一定的长度。要求绞线端头平整、光滑。装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。
２．４．１
３整体张拉
采用ＹＤＣＳ５５００型千斤项及其配套设备进行张拉。整体张拉系统包括撑脚、千斤顶、工具锚板及工具夹片。
张拉系统部件质量大，安装时借助手拉葫芦将撑脚、千斤顶、工具锚板依
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
次安装。注意整体张拉系统安装时，应保证其整体对中。
表２．４成桥索力设计值一览表
拉索编号
１＃２＃３＃４＃
配套锚具
ＯＶＭ２００ＡＴ一４ｌ０ｖｈｌ２００ＡＴ一４ｌ
成桥索力（１【Ｎ）
４１５２４１２６４１０３４０７９
拉索编号
５＃６＃７＃８＃
配套锚具
０ＶＭ２００ＡＴ一４１
成桥索力（１（Ｎ）
４０５５４０２９４５０１４４６４
０Ⅷ２００ＡＴ一４１
０ｖＭ２００ＡＴ一４３
ＯｖＭ２００ＡＴ一４３
０Ⅷ２００ＡＴ一４１
ｏｖＭ２００ＡＴ一４１
初始张拉力的确定：根据以上成桥设计索力。在整体张拉过程中，当锚具螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始张拉力。
确定整体张拉的初始张拉力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的（超）张拉值，测量各级伸长值，旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。在张拉过程中，四个锚固点要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。
通过以上整体张拉方式，可将整体索力控制在：每对斜拉索两根间的差值不大于整索索力理论值的正负１％；斜拉索整索索力误差不大于理论索力值的正
负２％。
２．４．１４锚固筒的安装
将锚固筒往塔端分丝管上推，一直推到靠近钢垫板，并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧。
２．４．１５塔端减振器、索箍及连接装置安装
塔端锚固筒安装完成后，即可依次进行减振器、索箍及连接装置安装，在安装过程中要注意减振器处索体之间的密封，以保证锚固筒内灌环氧砂浆时不漏浆。
２．４．１
６拉索防护
根据设计要求，锚具外露钢绞线的保护罩和梁端预埋管内灌注无粘结筋专用防护油脂；锚具的锚筒和塔端锚固筒内灌注环氧砂浆防护。
灌注防护油脂时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，还要注意
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
灌浆孔在下排气孔在上。同样，在灌注环氧砂浆时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，也要注意灌浆孔在下排气孔在上。另外，为保证环氧砂浆体与钢绞线之间的粘结力（即握裹力），钢绞线的油脂附着层务必清洗干净。
２．５本章小结
本章主要从施工角度叙述了矮塔斜拉桥的施工背景、主梁单箱三室三向预应力混凝土施工技术、索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术，重点阐述了施工过程中与结构建模分析密切相关的上部结构重难点工艺的施工过程，通过优化的实施性施工组织设计，采用新工艺、新技术、新材料优质高效的完成了施工任务。
第３章关键施工阶段及监测方案
第３章关键施工阶段及监测方案
３．１本桥关键施工阶段
本桥根据施工控制节点工期和结构特点，主要划分为十个施工阶段，各阶段主要施工内容如下：
第一阶段：进行桥梁下部工程施工，在墩柱施工的同时进行支架地基处。
图３．１第一阶段桥梁结构图
第二阶段：张拉盖梁首批预应力钢筋，搭设０＃段支架，在８＃、１０＃墩顶设置临时固结措施，浇筑０＃号段主梁混凝土，待混凝土强度达到９５％以后，张拉腹板内的临时预应力钢束（４束）。
ｌｌ
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图３．２第二阶段桥梁结构图
第三阶段：搭设其它有索段主梁碗扣式支架，浇筑主梁混凝土至合龙段接缝处，同时进行索塔施工。
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图３．３第三阶段桥梁结构图
第３章关键旌工阶段及监测方案
第四阶段：混凝土强度达到９５％后，张拉桥面板横向预应力筋，张拉项板纵向预应力筋，张拉中塔、边塔横梁横向预应力筋，张拉横隔梁、腹板竖向预应
燃翥
浇段混凝土。＾Ⅵ“辩图３．４第四阶段桥梁结构图蘸冬翥
囊ｌ力筋，张拉横隔梁横向预应力筋，挂索并张拉斜拉索。第五阶段：拆除有索段主梁支架，保留８＃、１０＃墩墩旁的临时支墩和距合龙段接缝７ｍ范围内的支架，在距悬臂端６．８ｍ范围内加ｉ００吨配重，浇筑边跨现霸。墨么鑫蔑始煮蕊潍髦瓤－。；羹蠹囊
图３．５第五阶段桥梁结构图
第六阶段；待上阶段浇筑墩顶部分混凝土强度达到７５％以后，在晚上温度较低时浇筑边跨合龙段余下的２ｍ混凝土，且底板、腹板、顶板同时浇筑。待混凝土强度达到９００，６后，张拉合龙段桥面板横向预应力筋、张拉边跨底板纵向预应力筋、张拉合龙段竖向预应力筋，拆除边跨合龙段支架。
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图３．６第六阶段桥梁结构图霸ｉ
第七阶段；在温度较低的晚上浇筑中跨合龙段３．４ｍ混凝土，底板、腹板、顶板同时浇筑。混凝土强度达到９５％以后，张拉中跨合龙段桥面板横向预应力筋、
羞黼
第３章关键施工阶段及监测方案
霾蠹ｒ—一戮ｉｌ爹黝群”一’一一１嬲”一’…‘一一瓣翁删＂”一”］赣…卜∥露焘魄，”名底、¨…，孱豫、卜。图３．７第七阶段桥梁结构图雾
第八阶段：张拉盖梁第二批预应力筋，拆除中跨合龙段支架。
抖帮，槲颡鬃今秦图３．８第八阶段桥梁结构图
第九阶段：撤掉原悬臂端的配重，解除８＃、１０＃墩梁的临时固结，全桥完成体系转换。薹。一，一，量翥函
图３．９第九阶段桥梁结构图
第十阶段：进行桥面铺装、防撞墙设施等二期横载施工。
图３．１０第十阶段桥梁结构图
第３章关键施工阶段及监测方案
３．２施工控制及监测
该桥监控及竣工验收工作难点：密索结构，每塔１６对斜拉索，共计４８对９６条索力监控；因斜拉索较多，应力控制截面多；该桥为变截面箱型桥梁，应对变截面处应力进行监测；箱型桥梁有外伸大悬臂须进行监控；三向预应力结构，需三向监控；为保证运营监测效果，竣工验收测试频率和振型较多；根据以上因素及设计人员意见，梁、墩柱共需要９０余个应力控制监测截面和３０余个温度控制截面：
３．２．１施工监测方案
监测目的：根据设计要求，潮白河大桥主桥为斜拉桥，兼有普通斜拉桥和连续梁的特点，为保证成桥线型和运营阶段的索力在合理范围内，需进行施工控制。
监测内容：梁施工过程中，进行水化热温度和梁体预应力体系各项瞬时损失的测试，对施工工艺和工程质量控制提出建议，指导施工。在梁体预应力束张拉、斜拉索张拉、施工支架拆除前后，进行主梁线性变化和塔顶位移、关键截面应力及斜拉索索力的测试，控制主梁预应力效果和斜拉索的索力。全桥合龙、临时墩拆除、梁体预应力束张拉完成结构体系转换和斜拉束束力、桥面线性、塔顶位移、斜拉索索力的测试，提出控制和调整意见，确保成桥的质量。
施工监测阶段：主梁预应力张拉过程中混凝土应力的监测：斜拉索张拉过程中混凝土应力和位移的监测：施工支架拆除过程中混凝土应力、位移、反力的监测：成桥前后调整索力阶段混凝土应力、索力、桥面线形、塔顶位移的监测。
监测方法：自适应控制方法。
自适应施工控制基本原理：预应力混凝土斜拉桥，在设计时确定了每个施工过程的操作以及应达到的目标，但是，这个目标在施工中难以实现，为了实现这个目标，需要建立有限元模型，在施工过程中根据实测数据对有限元模型进行反复修正，这样，随着数据的积累，有限元模型逐渐与施工实际状况吻合，比较好的预测施工状况和控制施工状况。
施工控制主要工作程序：施工控制的理论计算是在进行施工阶段控制监测之前，前期复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态。
按照施工和设计所确定的施工顺序，以及设计所提供的基本参数，采用ＭＩＤＡＳ桥梁结构分析软件进行施工过程的模拟计算，得到各施工状态以及成桥状
第３章关键施工阶段及监测方案
态下的结构受力和变形等状态控制数据，与设计相互校对确认无误后再作为斜拉桥施工控制的理论依据。
通过理论计算需要确定的理论数据为：施工状态下以及成桥状态下状态变量的理论数据，包括：主梁标高、主梁轴线偏位、主塔偏位、索力以及控制截面应力。
施工控制数据理论值，即初张索力和立模标高。
施工过程结构应力、索力、变位及温度监测：
本项施工监控，在施工过程中保证各主要受力部位的应力在预想和容许的范围内，以保证结构在施工期间的安全性，测量的应力同时可以修正施工控制理论计算的参数取值，校核理论分析的准确性。
一主梁应力监测：，
主梁纵向：应力测试断面选择在施工过程中应力控制截面以及成桥后活载作用的控制截面，包括：塔根部附近断面、斜拉索与主梁接触点处截面（主梁拉索处测试断面在各塔对称布置）、边跨及中跨无索区的跨中断面，主梁纵向控制断面共计２８个。在每个主梁纵向控制断面上的测点布置重点是测试截面上、下缘处的钢筋及混凝土应力值。主梁纵向应力测点全桥共计３２０个，见图３．１ｌ、图３．１２、图３．１３。．
主梁横向：应力测试断面选择在３个塔根部的大横梁、２个中跨跨中的无横梁处、以及中塔的４＃和１２＃拉索的小横梁断面。主梁横向测试控制断面共计７个。主梁横向应力测点全桥共计４７个。
主梁竖向：应力测试断面在８、１０号轴索塔的拉索区分别选取塔根截面和ｌ＃、８＃、９＃、１６＃斜拉索截面，在９号轴索塔的拉索区选取塔根截面和１＃、４＃、８＃、９＃、１２＃、１６＃斜拉索截面。
主梁竖向应力测点全桥共计１７．４＝６８个。
索塔应力监测：
中塔和两个边中塔在桥面以上一定高度位置（桥面以上１米）、最低一对斜拉索、中间一对索和最高一对斜拉索处布置应力应变量测断面，每个量测断面上布置应力、应变测点。
索塔应力应变测点全桥共计９６个。
斜拉索索力监测：在每一块件施工工况有重大改变时（如，主梁混凝士浇筑后、结构体系转
第３章关键施工阶段及监测方案
换后等），均需进行索力监测。
斜拉索索力监测采用频谱分析法，用“ＪＭＭ一２６８型智能信号采集处理分析系统’’的仪器（索力动测仪）进行索力测试。同时在锚下安装高精度荷重压力传感器，作为斜拉索张拉索力标定值，即利用锚索计的精确读数来标定测索仪所测的同一批张拉索的索力值。中塔和两个次中塔需进行索力监测的斜拉索共计４８对。
墩柱应力应变监测：
斜拉桥主桥中塔墩柱（９号轴）和两个边塔墩柱（８、ｌＯ号轴）在墩底（承台以上５０ｃｍ处）和边塔墩柱墩顶台帽中埋置墩柱应力测点。
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图３．１１８号墩主梁混凝土应力观测点布置图
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图３．１２９号墩主梁混凝土应力观测点布置图◆：、．｜
图３．１３１０号墩主梁混凝土应力观测点布置图
第３章关键施工阶段及监测方案结构变形观测：
结构变形观测内容包括：主梁标高、主梁轴线偏差、墩柱及索塔变位。主梁标高、轴线偏差测量：
主梁标高、轴线偏差测量需要在每一个主要施工步骤的实施前后测量主梁标高，立模标高及结构体系转换后的标高测量。
沿桥纵向主梁标高、轴线偏差测点布置测量断面与主梁纵向应力、应变测试断面一致，每个测量断面３个测点。
全桥主梁标高、轴线偏差测点共计２８，３＝８４个，８号墩主梁观测点图３．１４、９号墩主梁观测点图３．１５、１０号墩主梁观测点图３．１６。…：：么一蕊一：．图３．１４８号墩主梁变形观测点布置图…：：一一：…图３．１６１０号墩主梁变形观测点布置图３１…：：一一、…图３．１５９号墩主梁变形观测点布置图
第３章关键施工阶段及监测方案
通过主梁标高、轴线偏差测量，调整立模标高，控制主梁线形，以保证浇筑的斜拉桥主梁与先期浇筑完成的边墩墩顶上的主梁的顺利合拢，并保证成桥线型光顺，同时应使桥面线型在经过若干年的混凝土收缩徐变后也符合使用要求。
墩柱、索塔变形观测：
主桥中塔（９轴）和两个边塔（８、１０轴）均布置三维位移观测点，在每一个塔位处的墩底（承台顶面）、塔根及塔顶位置安装永久性位移观测测点，形成每个塔位的竖向三维位移观测断面，通过高精度水准仪及ＧＰＳ卫星定位系统来检测墩柱、索塔在施工浇注及索束张拉过程中的偏位。墩柱、索塔变形观测测点全桥共计３＊３＝９个。
温度测量：．：．
桥梁施工过程中，环境温度的变化及日照温差会影响到结构体系内的内力分布。结构的温度变形还影响到测量的精度，每跨季节的体系温度差及主梁的顶底板温差也是难以完全消除的。因此，进行温度观测是十分必要的。温度数据采集可直接应用于施工控制分析中的温度效应修正。
在施工控制实施中针对特征季节（夏季、冬季）和特征天气状况（晴天、阴雨天），选择代表性的时段进行构件温度场的测量，同时进行环境温度的连续观测，以掌握该条件下的主梁、索塔和斜拉索以及墩柱的温度分布规律，模拟各构件的特征数据温度场，为施工控制的理论计算提供科学的温度修正特征数据，并为桥梁合拢时机提供参考。温度测量包括：施工阶段环境温度，梁塔索构件的温度场分析。
环境温度的测量安排在各施工进行阶段及相应的线形测量阶段，利用温度计测量桥位处的大气环境温度。在施工场地的地面及桥面分别安排２个环境温度测量测试点（全桥４个），相互校核。
构件温度场：梁、塔、墩柱及承台的温度测点通过温度传感器测量。
主桥主梁温度量测截面选取在三个塔位的大体积浇注横梁及两个中跨跨中截面。
主桥承台温度量测测点，在每个塔位的大体积浇注混凝土承台中布置温度量测测点５个，主桥承台温度量测测点共计３，５＝１５个。
主桥墩柱及索塔温度量测测点，选取每个塔位的墩柱中部、索塔的底部和顶部作为墩柱及索塔温度量测断面，每个断面上布置５个测点。
第３章关键施工阶段及监测方案
表３．１施工监测主要仪器设备数量一览表
序号
１名称．型号ＧＫ４０３
ＮＤＡＵｌ４０３
ＧＫ４０３
ＤＳＧ－３２
ＴＣＡ—－１８００Ａ
ＳＬ－２Ａ
ＦＣＳ－２０００性能指标测试范围：Ｏ一５０００Ｕ测试范围：０－－５０００Ｕｓ数量６台６台２台３台３台３台２台
２４台
２４０个
２７０个
１６个
１８０个
４５个
３个
３套
６台
１台
２．６万米振弦应变读数仪ＮＤＡＵ数据采集仪测温读数仪精密水准仪ＴＣＡ－１８００Ａ型全站仪２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８．６测试范围：一５０＿－２００℃测试精度：±ｌｍｍ线坐标ｌｍｍ索力测试仪２０００ＫＮ万能试验机５０００ＫＮ压力传感器测试精度：±３％最大负荷：２０００ＫＮ最大负荷：２５００－－５０００ＫＮ测试精度：±ｌｕ６内埋振型式应变计外贴振弦式应变计位移计内埋温度传感器桥面线性测点塔顶位移测点三维变形测量系统便携式计算机专业照像机测量导线ＬＶＤＴ测试精度：±１Ｕ６测试精度：±０．００５衄测试精度：±０．５℃
３．３本章小结
本章根据施工过程重点阐述在梁体预应力束张拉、斜拉索张拉、施工支架拆除前后，主梁线性变化和塔顶位移、关键截面应力及斜拉索索力的测试，控制主梁预应力和斜拉索的索力等十个关键施工阶段，结合施工特点和借鉴成熟的斜拉桥施工监测方案，依据自适应控制原理制定了详细的本桥施工监测方案，并组织实施施工过程监控量测，通过监控量测过程采集的数据为施工工艺的合理优化提供了技术依据，及时反馈分析，指导优化施工过程，圆满地完成了施工任务。
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
在现场施工单位对原设计提出的每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，按斜拉索张拉完成后现浇主梁一次落架施工，然后再进行合拢段施工。本文主要利用ＭＩＤＡＳ－－ｃｉｖｉｌ６．７．１通用计算软件对矮塔斜拉桥施工过程进行建模和结构施工过程模拟分析，按照设计施工过程共分为１７个施工阶段，为了方便对比分析实际施工过程也按１７个施工阶段进行分析，而且假定两种施工方法每阶段施工工期相同，分析了不同施工过程体系转换对成桥结构内力和变形的影响。
４．１结构建模、分析过程
第一步，结构分析模型离散处理，根据京承高速公路潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥设计施工特点，结构分析时主桥空心墩采用梁单元进行模拟分析、索塔、主梁利用粱单元进行模拟分析、墩与承台采用固结单元进行处理、斜拉索采用受拉索单元进行模拟、支架采用只受压边界弹簧单元模拟（弹簧劲度系数采用支架换算刚度）、斜拉索梁端锚箱与横隔梁连接采用刚性单元模拟、支座采用弹性单元模拟、结构分析时计入了混凝土收缩徐变的影响、由于ＭＩＤＡＳ６．７．１中文版没有三向预应力分析功能，本文结构分析时忽略了竖向预应力效应。
第二步，根据结构分析模型离散处理思路和设计文件绘制京承高速公路潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥７２ｍ＋１２０ｍ＋１２０ｍ＋７２ｍ主跨结构分析鱼刺梁图，纵向计算将桥梁简化成平面杆系结构，采用ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ计算程序全桥共３０５个节点，９个桁架单元、４８个只受拉索单元、２３９个梁单元，共计２９６个单元。
根据各特征截面位置，绘制各截面横断面图，标注各截面尺寸和预应力孔道到坐标，计算各截面结构过分析所需关键数值。
第三步，根据在ＡｕｔｏＣＡＤ２００７软件中计算好的各特征截面数据，在ＭＩＤＡＳ软件中进行单元、材料特性、截面特性、预应力钢束特征值、边界条件设置，主梁采用ＰＳＣ截面变截面组生成。
第四步，定义结构组、荷载组、钢束组、边界组。
第五步，根据施工过程进行２７种荷载工况设置、２４对体外预应力荷载和３６８束体内预应力荷载施加。
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
第六步，利用ＭＩＤＡＳ软件的单元钝化和激活功能，按照２７个施工阶段进行施工阶段设置，并检查每阶段模型的荷载条件和边界条件的正确性。
第七步，运行结构分析，并查看ＣＳＩ一－－ＣＳ２７施工阶段分析数据，输出各阶段特征截面应力和变形，分析运算结果。
第八步，将两种施工方法分析结果进行对比，并以施工监测数据为校核，分析两种不同施工方法对成桥结构内力和变形的影响。
第九步，分析结构模拟分析结果与实测值的差别，分析产生误差的原因和结构分析建模过程中单元离散处理的不足之处，总结并提出改进建议。４．２本桥主要施工工况
本桥施工过程分析采用Ｍｉｄａｓ－ｃｉｖｉｌ结构分析计算软件，根据施工过程和研究的目的，计算中模拟了施工过程和使用过程，主要施工荷载工况如下：
第一施工阶段：桥梁基础施工
第二施工阶段：临时支架上浇注０＃块
第三施工阶段：张拉０＃块短束
第四施工阶段：临时支架浇注拉索区主梁
第五施工阶段：张拉主梁顶板预应力钢束；
第六施工阶段：灌顶板预应力孔道；
第七施工阶段：挂索张拉第一（靠近塔）对斜拉索（４５０吨）；
第八施工阶段：挂索张拉第二对斜拉索（４５０吨）；
第九施工阶段：挂索张拉第三对斜拉索（４００吨）；
第十施工阶段：挂索张拉第四对斜拉索（４００吨）；
第十一施工阶段：挂索张拉第五对斜拉索（４００吨）；
第十二施工阶段：挂索张拉第六对斜拉索（４００吨）；
第十三施工阶段：挂索张拉第七对斜拉索（４００吨）
第十四施工阶段：；挂索张拉第八对（远离塔）斜拉索（４００吨）；
第十五施工阶段：拆除主梁临时支架；
第十六施工阶段：在悬臂端部加１００吨的配重荷载；
第十七施工阶段：支架上浇注边跨合拢段混凝土；
第十八施工阶段：混凝土强度达到设计强度的８５％时，张拉边跨主梁底板３５
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
预应力钢筋；
第十九施工阶段：灌浆（边跨底板预应力孔道）；拆除合边跨拢段临时支架；第二十施工阶段：支架上浇注中跨合拢段混凝土；
第二十一施工阶段：混凝土强度达到设计强度的８５％时，张拉中跨主梁底板预应力钢筋；
第二十二施工阶段：灌浆（中跨底板预应力孔道）；
第二十三施工阶段：拆除中跨临时支架；
第二十四施工阶段：去除配重荷载；
第二十五施工阶段：张拉腹板预应力钢束；
第二十六施工阶段：拆除两次边塔附近的临时支架；
第二十七施工阶段：桥面铺装等二期恒载施工。
采用ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ计算程序将桥梁简化成空间有限元分析模型，计算模型如图所示，全桥共３０５个节点，９个桁架单元、４８个只受拉索单元、２３９个梁单元，共计２９６个单元。
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图４．１潮白河三塔矮塔斜拉桥主桥计算模型简图
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图４．２潮白河三塔矮塔斜拉桥主桥计算模型渲染图
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
４．３两种施工方法施工过程分析
本桥设计施工方案为主梁混凝土支架现浇施工，挂索施工时对称张拉一对索，拆除对应部位主梁支架，考虑到施工过程的可操作性和施工过程支架受力不明确的弊端，施工单位提出了斜拉索对称张拉全部完成后，一次卸架的施工方案，此施工方案施工过程支架受力过程明确，易于施工操作和监控量测。经过分析论证，得到设计院和专家的认可，最终实际施工采用了主梁支架现浇施工，对称张拉斜拉索，一次拆卸支架的施工方案。以下是两种施工方案的施工分析过程，注意在第七至第十四施工阶段两种施工方法支架受力状态的不同点。４．３．１施工一次卸架施工过程分析（位移）
此方案为实际施工方案，本文按照实际施工的２７个施工阶段进行分析研究，详见分析图４．３～图４．３０。
图４．３一次卸架ＣＳｌ阶段分析图
图４．４一次卸架ＣＳ２阶段分析图图４．５一次卸架ＣＳ３阶段分析图
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
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图４．６一次卸架ＣＳ４阶段分析图
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图４．７一次卸架ＣＳ５阶段分析图
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图４．８一次卸架ｃｓ６阶段分析图
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图４．９一次卸架Ｃｓ７阶段分析图
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第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
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图４．１ｌ一次卸架ＣＳ９阶段分析图
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图４．１２一次卸架ＣＳＩＯ阶段分析图∑盔壶鳖么∑誓之ｋ∑丝壶迈
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图４．１３一次卸架ＣＳｌｌ阶段分析图
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图４．１５一次卸架ＣＳｌ３阶段分析图≥篓壹整≥童到蜓≥望翌ｋ
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图４．１７一次卸架Ｃｓｌ５阶段分析图
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图４．２２一次卸架ＣＳ２０阶段分析图
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图４．２３一次卸架ＣＳ２１阶段分析图
图４．２４一次卸架ＣＳ２２阶段分析图
图４．２５一次卸架ＣＳ２３阶段分析图图４．２６一次卸架ＣＳ２４阶段分析图
图４．２７一次卸架ＣＳ２５阶段分析图
图４．２８一次卸架ｃｓ２６阶段分析图
图４．２９一次卸架ＣＳ２７阶段分析图
图４．３０一次卸架成桥阶段结构变形图
４．４．２设计逐次卸架施工过程分析（位移）
本方案为原设计施工方案，参照实际施工过程也按２７个施工阶段进行施工过程控制分析，见分析图４．３ｌ～图４．５８。４３
图４．３１逐次卸架ＣＳｌ阶段分析图图４．３２逐次卸架Ｃｓ２阶段分析图图４．３３逐次卸架ＣＳ３阶段分析图图４．３４逐次卸架ＣＳ４阶段分析图
同济大学土木工程学院
硕士学位论文
矮塔斜拉桥施工关键技术研究
姓名：李维瑞
申请学位级别：硕士
专业：建筑与土木工程
指导教师：李建中;王海良
20071001
摘要
摘要
随着桥梁设计和施工技术的不断发展，斜拉桥作为一种优秀的桥型得到了广泛应用。在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。
潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，在施工过程中主要涉及到单箱三室箱梁三向预应力施工技术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监控技术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。
由于矮塔斜拉桥是多次超静定结构，施工过程中斜拉索的张拉与体系转换对成桥的受力状态有较大的影响，因此在斜拉桥施工过程中有必要针对具体的工程特点进行施工过程优化。本文以潮白河大桥主桥为例，利用ＭＩＤＡＳ—ｃｉｖｉｌ通用计算软件对不同施工过程进行了模拟分析，主要分析了施工过程体系转换对结构内力和变形的影响。对原设计提出的每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，提出按张拉完成后一次落架施工，然后再进行合拢段施工。经与实测监控数据对比分析，证明此施工方案优于原设计方案，对同类型矮塔斜拉桥的施工具有较好参考价值。关键词：矮塔斜拉桥，施工监控、体系转换，优化，对比分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ
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学位论文作者签名：霹耕
２００７年１０月２８日
经指导教师同意，本学位论文属于保密，在
本授权书。
指导教师签名：
年月日年解密后适用学位论文作者签名：年月日
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本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
签名：詹惭２００７年１０月２８日
第１章引言
１．１概述
现代斜拉桥是由斜拉索、加劲梁和桥塔构成的组合体系结构，它是一种桥面体系以加劲梁（密索体系）或受弯（稀索体系），支撑体系以斜拉索受拉、桥塔受压为主的桥梁。斜拉桥以跨越能力大、结构新颖而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一。
斜拉桥在世界范围内应用从２０世纪７０年代开始，９０年代迅速发展，其跨径已经进入以前悬索桥适用的特大跨径范围。结构分析的进步ｊ：高强材料和施工方法以及防腐技术的发展对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键性的作用。ｎ３
１９５６年瑞典建成世界上第一座现代化斜拉桥Ｓｔｒｏｍｓｕｎｄ桥（７４．７ｍ＋１８２ｍ＋７４．７ｍ），随后１９５７年前联邦德国Ｄｓｓｅｌｄｏｒｆ建成ＴｈｅｏｄｏｒＨｅｕｓｓ桥（１０８ｍ＋２６０ｍ＋１０８ｍ），１９５９年前联邦德国Ｃｏｌｏｇｎｅ建成Ｓｅｖｅｒｖｉｎ桥，主孔跨径３０２ｍ，“Ａ＂型塔，桥面“悬浮一，为桥的抗震提出了有效措施。以上均为钢斜拉桥。
１９６２年委内瑞拉建成Ｍａｒａｃａｉｂｏ桥，跨度１３５ｍ，为第一座混凝土斜拉桥，Ａ型塔，索采用预应力刚性索，主梁为带挂孔的悬臂体系。
随着计算机技术的广泛应用，２０世纪６０年代开始采用体系斜拉桥，从而避免了疏索体系斜拉桥主梁重且配筋多的缺点。１９６７年德国波恩建成的弗瑞德里西—埃伯特桥，主跨２８０ｍ，是单索面的密索体系，这种体系使得锚固点的集中力减小，且易于悬臂施工，为其后许多斜拉桥作出了典范。
挪威１９９１年建成的Ｓｋａｍｓｕｎｄｅｔ桥，主跨５３０ｍ，采用预应力混凝土主梁，是当今世界上跨径最大的混凝土斜拉桥。
法国１９９４年修建的诺曼底桥，主跨８５６ｍ，是一座混合材料结构斜拉桥。引桥采用混凝土结构，而主跨中部采用正交各向异性钢箱梁。与此设计相似，日本多多罗桥１９９８年把记录提高到８９０ｍ。诺曼底桥和多多罗桥第一次把斜拉桥带入特大跨径领域，即悬索桥独占的领域。斜拉桥在我国的发展始于１９７５年四川省云阳县跨径７６ｍ的钢筋混凝土斜拉
桥。
截止到目前，我国已建跨径大于２００ｍ的各种类型斜拉桥近５０座，跨径超过４００ｍ的斜拉桥已有２０座，这充分表明中国的斜拉桥建设水平已跨入世界斜拉桥先进行列。跚
１．２斜拉桥的主要发展趋势
今后斜拉桥的发展趋势主要朝轻巧化桥面、矮塔斜拉桥、多跨多塔斜拉桥、塔的发展方向、拉索发展方向、结构分析发展方向等几个方面发展。
斜拉桥的拉索由于应力变幅相对较大，设计计算中的容许应力仅取钢丝抗拉标准强度的４０％，安全系数为２．５。而矮塔斜拉桥主梁的跨高比值较一般斜拉桥小，介于斜拉桥与连续梁之间，这说明矮塔斜拉桥的整体刚度主要由梁体提供，拉索的刚度仅起加强作用，因而拉索应力变幅较小，设计计算中的容许应力与一般梁体内的预应力索相同，可取钢丝抗拉强度的６０％，安全系数为１．７Ⅲ。
在某些情况下，如设计成预应力混凝土连续梁则梁体截面过大而有些勉强，如设计成正规的斜拉桥则不太经济，此时可考虑采用预应力混凝土连续梁与预应力混凝土斜拉桥之间的过渡形式，即预应力混凝土矮塔斜拉桥。
１．３矮塔斜拉桥主要施工方法及其优缺点
预应力混凝土矮塔斜拉桥由于主梁刚度较大，其常见的施工方法主要有挂篮施工和支架现浇施工。挂蓝施工适用于高墩桥梁、水中桥和桥位处于软基或要求保证施工期间桥下通行的情况，支架施工适用与桥墩较矮和桥下地质状况良好的情况。相比挂蓝施工支架现浇施工的优点是成桥线性流畅，节省工期，施工风险大大降低；缺点是支架施工地基处理费用高，施工周转材料一次性投入较大。
１．５本文的研究目的及研究路线
潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工，主要应用了单箱三室箱梁三向预应力施工技术、斜拉桥索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术、斜拉桥施工监２
第１章引言
控技术、逐拆支架和一次卸架施工体系转换对比分析技术。
本文主要研究目的，通过潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥的施工实践，针对原设计提出的主梁每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，按张拉完成后一次落架施工，然后再进行合拢段施工，利用ＭＩＤＡＳ—ｃｉｖｉｌ通用有限元结构分析软件对矮塔斜拉桥施工过程进行了模拟分析，在施工中引进先进的监控量测方法，对施工质量进行全过程监控与指导，理论与实践相结合主要研究不同施工过程体系转换对成桥结构内力和变形的影响。
本文主要研究技术路线（研究路线流程图见图１．１），调查分析矮塔斜拉桥设计施工的成功经验，掌握斜拉桥成熟的施工工艺，在潮白河矮塔斜拉桥特定施工环境下采用的施工方案进行模型分析，从有利于施工控制的角度对原设计旄工方案进行优化，．对成桥主梁结构内力和变形进行对比分析，以施工监测为辅助措施指导施工，聘请专家论证，不断优化施工工艺，解决矮塔斜拉桥施工中的关键技术，优质、高效地完成施工任务。
外部调研
上
了解国内外施工经验
０
关键施工技术论述
上
施工及监测方案论证
上、ｒ
Ｉ不同施工方案对比计算分析
分析结果验证１１施工监测………，，，１．
上
结论与展望占
图１．１研究路线流程框图３
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
第２章潮白河矮塔斜拉桥关键施工技术
２．１本文的主要工程背景
京承高速公路（高丽营至沙峪沟段）工程第１８＃标段位于北京市怀柔区杨宋镇耿辛庄东，潮白河河道内，工程起点桩号为Ｋ４９＋５２５，终点桩号为Ｋ４９＋９０９，全长３８４ｍ，工程内容为潮白河大桥主桥，即７＃～１ｌ＃墩的下部及上部工程。合同造价６１２０万元。
潮白河大桥主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，桥面宽２９．５ｍ，跨径组合为７２ｍ＋１２０ｍ＋１２０ｍ＋７２ｍ＝３８４ｍ，中塔（９＃墩）处为梁塔墩固结，两侧边塔（８＃、１０＃墩）处为梁塔固结，在桥墩盖梁上设置支座。主梁采用Ｃ５０三向预应力钢筋混凝土连续箱梁，单箱３室结构，梁高由４．３ｍ按照二次抛物线形式渐变到２．３ｍ。边室顶板厚２６ｃｍ，底板厚２４ｃｍ；中室顶板厚５０ｃｍ，底板厚２４ｃｍ；中腹板厚６０ｃｍ，边腹板厚８０ｃｍ。主梁采用三向预应力结构。纵向预应力和横向预应力筋采用钢绞线，竖向预应力筋采用高强精轧螺纹粗钢筋。
主桥共有三个索塔，Ｃ５０钢筋混凝土结构，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型截面，断面尺寸为４．４ｍＸ３．Ｏｍ；中塔柱采用实体截面，截面尺寸为４．２ｍＸ２ｍ。每个索塔上挂８对斜拉索，在横向分为２排。斜拉索在塔上间距为Ｏ．８ｍ，通过鞍座穿过塔身。鞍座采用分丝管形式，每根分丝管穿一根钢绞线，以便将来可以单根换索。索鞍的斜拉索出口处设抗滑锚板，以防止钢绞线滑动。斜拉索在主梁上间距５ｍ，锚固在箱梁中室内，相应位置设置一道横隔梁。
主桥墩身采用Ｃ５０钢筋砼圆形薄壁结构，中塔墩柱直径８ｍ，壁厚１．５ｍ；边塔墩柱直径６ｍ，壁厚１．２ｍ；边墩直径４ｍ，壁厚１ｍ。
中塔和边塔墩柱下承台尺寸为１５ｍＸ１２ｍ，厚４ｍ，下设３排方桩，每排４根，桩长２６ｍ；边墩下承台尺寸为７ｍＸ８ｍ，厚３ｍ，下设２排方桩，每排２根，桩长１８ｍ。主桥方桩截面尺寸为２．５ｍＸ１．０ｍ。承台和桩均采用Ｃ３０砼。
设计标准为：
汽车荷载：设计荷载汽车一超２０级，验算荷载挂车一１２０。４
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
行车道：双向六车道。
桥面横坡：双面坡２％。
基本风压：６００ｐａ。
地震烈度：基本烈度８度，按８度设防，按９度采取抗震措施。
水位和流量：１００年一遇设计洪水为位３９．３ｍ，设计洪峰流量：３５７０ｍ３／ｓ。
２．２单箱三室三向预应力主梁施工技术
主梁为三向预应力混凝土连续箱梁，单箱三室。按设计和结构上的要求，
先以８＃、９＃、１０＃墩为对称中心形成三个“Ｔ构＂然后分别在边跨和中跨合拢，主梁采用支架现浇法施工，纵向按Ｏ＃段、有索段、合拢段的顺序进行施工，每施工段的混凝土全断面一次浇筑完成。
２．２．１支架施工方案
本桥设两种支架：Ｏ＃段采用Ｄ６００钢管立柱，壁厚１２ｍｍ，５０ａ工字钢纵梁、
方木分配梁，在分配梁上支立碗扣式脚手架，用以调整梁底线形；主梁其它段采用碗扣脚手架配纵横方木作支架。立模高程和预拱度通过碗扣脚手架的可调顶托来完成，操作简单，而且不需要特殊的卸落设备即可卸架。钢管立柱基础采用Ｃ２０混凝土条形基础，碗扣支架的基础采用Ｃ１５混凝土整体基础，厚度１５ｃｍ。
支架设计：梁体混凝土容重一２６ｌ（Ｎ／ｍ３；模板自重珈．８ＫＮ／ｍ２；施工人员、
机具运输、堆放荷载一１．ＯＫＰａ；倾倒混凝土的冲击荷载一２．ＯＫＰａ；振捣混凝土产生的荷载＿２．ＯＫＰａ。
荷载组合：混凝土重量和模板重量组合系数取１．４，施工人员、机具、倾倒
混凝土的荷载、振捣混凝土荷载组合系数取１．２。
计算方法：根据荷载组合进行支架结构强度、刚度、稳定性检算。由于梁
体较宽，为在保证支架安全的前提下，减少支架用量，沿桥横向将梁体分成９块，分块示意见图２．１。
第２章潮自河矮塔斜拉桥施工关键技术
图２．１箱梁支架设计分块示意图
本桥０＃段钢管立柱和工字钢组成的墩梁支架计算方法：根据计算横向分块
中②号块的重量最大，．以此段为依据计算中间立柱受力，钢管立柱按两端铰接计算其稳定性，上部支撑工字钢分段计算其数量，并验算其强度和刚度。，
有索段满堂碗扣支架也按箱梁支架设计分块示意图中分别计算其所受荷
载，②、③、④、⑤号段立杆步距均采用６０ｃｍ，①号段立杆步距外侧采用１２０ｃｍ，内测采用６０ｃｍ，步距６０ｃｍ的立杆其承载力按４０ＫＮ控制，步距１２０ｃｍ的立杆，其承载力按３０ＫＮ控制。为保证满堂碗扣支架的整体稳定性，在顺桥向水平面、垂直面、横桥向的垂直面三个方向设置剪刀撑。
支架剪刀撑的布置：为增强碗扣支架的整体稳定性，在水平方向和两个竖
直方向设置剪刀撑。剪刀撑采用巾４８ｍｍ普通钢管，万向卡扣联结普通钢管和碗扣支架立杆。水平面在立杆的底部、顶部各设一层，中间设置二层；顺桥向竖直面每隔１０排立杆布置一层；横桥向竖直面在每个腹板下各设一排。剪刀撑与碗扣立杆联结要牢固。
地基处理：经计算钢管立柱下的基础压应力为１９０ＫＰａ，在条形基础槽开挖
后，进行地基承载力检测，根据现场的地质情况，密实的卵石土基本承载力可达到８００～１０００ＫＰａ，不需要特殊处理，控制条形基础的埋深，在满足地基承载力要求的基础上，条形基础的埋置深度在最大冻结深度以下５０ｃｍ。由于碗扣支架基础面积大，结合河道整治高程，进行填挖作业，在填土过程中分层碾压，表面浇筑一层厚度为１５ｃｍ的Ｃ１５素混凝土。
地基荷载试验：在地基处理以前，先进行简易地基承载力试验，在有软弱
层的地面上搭设５×５ｍ范围的脚手架，然后按有索段的最大梁高３．２ｍ计算混凝土重量及施工荷载，用袋装砂卵石进行超载预压，在立杆的底部和项部设观测
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
点，预压６天后卸载，整理观测数据，计算地基承载力。达不到要求的将软弱层换填砂卵石，
支架安装：Ｄ６００钢管立柱用地脚螺栓通过法兰固定在混凝土基础上，接长
采用电弧焊接，根据设计预定的高度，在地面上完成焊接，利用汽车吊安装就位，架设工字钢横、纵梁。碗扣支架和混凝土基础间加垫４ｃｍ厚的木板，放置可调底托，安装第一排立杆，用可调底托调整立杆高度，使横杆两端的碗扣在同一水平面上，控制立杆的接头不在同一水平面上，在支架安装过程中，应及时安装支架的横杆及剪刀撑，以防立杆失稳，且应控制立杆垂直度。在立杆安装以前，应根据地面、梁底标高及预拱度，算出每排立杆的杆件配置，安装时应严格按算出的立杆种类安装。
支架预压：支架安装完成后，对于钢管支架选择紧靠墩柱的一跨进行预压，．
在工字钢纵梁支点和１／２跨度、１／４跨度的位置设点观测。碗扣支架选择荷载较大的一段（５ｍ）进行预压，预压荷载等于该段梁体重量的１．２倍，采用袋装砂砾作为荷载，用汽车吊吊放到墩梁支架上，持续４８小时卸载。整理分析观测的数据，调整支架项部高度。支架布置见图２．２、图２．３。
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图２．２主梁盖梁位置支架布置图
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
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图２．３主梁跨中段支架布置图
２．２．２主梁模板施工技术
本桥主梁的混凝土体积较大，经计算，对侧模的最大侧压力为８４．５ＫＰａ，经
比选后主梁底模和侧模采用厚度１５ｍｍ的酚醛覆膜胶合板，底模直接铺在支架顶部的纵向方木上面，侧模安在底模上。内模采用木模架，底面平直段不设面板，侧面和顶面钉４ｃｍ厚的木板。每个箱室的内模顶上设５０Ｘ５０ｃｍ的混凝土浇筑天窗，以便底板混凝土的浇筑，待浇筑顶板混凝土时再封堵。
加固方式：支架顶部的横向方木每侧伸出梁底５０ｃｍ，在其上面设置斜撑支
在侧模的底部。然后在上中下高度处两侧使用可拆锥形头螺栓对拉，对拉筋采用直径２２ｍｍ的光圆钢筋，每根对拉钢筋所承担的模板面积不大于１．２ｍ２。
模板安装：在支架纵横方木上直接铺设底模，用铁钉固定在方木上，按照
梁体的高度，组装侧模，对拉钢筋在梁体底板、腹板钢筋绑扎完成后穿入。内模在地面上分节制作成型，并进行预拼，各部位尺寸符合要求后，吊装到梁体底模上固定，与主梁底模之间设置钢筋支架，内模之间设置对拉螺栓，对拉螺栓在ＰＶＣ管中穿过，既起对拉作用，又可固定内模之间的间距。
２．２．３临时固结施工
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
本桥８＃、１０＃墩处为梁塔固结，梁底设活动支座，在全桥合拢前，主梁和墩
柱间要采取临时固结措施。墩柱顶设临时混凝土支座，中间夹４ｃｍ厚的硫磺砂浆，并埋入电阻丝，墩柱内预埋精轧螺纹钢筋，穿过临时支座一直伸出箱梁项面，承受不平衡力矩产生的拉力。合拢后，将临时支座的电阻丝通电，熔化硫磺，使临时支座和主梁底面产生空隙，凿除临时支座混凝土。
２－２．４普通钢筋制安
主梁纵向直径２０ｎｎｎ以上的钢筋采用滚压直螺纹连接，其它钢筋采用电弧搭
接焊。在绑扎普通钢筋的同时，注意预应力孔道的定位。钢筋与外模间采用塑料垫块控制保护层的厚度、与内模间用混凝土垫块控制保护层厚度。
２．２．５预应力体系施工
主梁采用三向预应力体系，纵向、横向、竖向。纵向预应力体系包括顶板、
底板、腹板预应力；横向预应力体系包括桥面板横向预应力、横隔梁预应力，竖向预应力体系包括主梁腹板预应力、横隔梁竖向预应力。纵向、横向预应力钢束采用钢绞线，竖向预应力钢筋采用３２ｎ咀ｎ精轧螺纹钢筋。
纵向预应力施工：波纹管采用镀锌钢带现场卷制。用砂轮锯切割，用大１
号的波纹管接长，接长的波纹管不少于２０ａｍ，保证被接长的波纹管各进入ｌＯｏｍ。接长前，待接长波纹管的毛刺用钳子压平，以便穿束顺利进行，接长的波纹管端部用宽行胶带纸缠牢，以防漏浆。波纹管定位采用４，８钢筋，井字形固定。定位筋间距：直线段１ｍ，曲线段０．５ｍ。锚垫板下的螺旋筋点焊在锚垫板上，与波纹管同心。波纹管进入喇叭口不少于ｌＯｃｍ，并用胶带纸缠牢。锚垫板固定在用竹胶板作成的槽口模板上，用螺栓联结，并垫入密封胶条。锚下钢筋网按设计要求布设，固定在主钢筋骨架上。
钢绞线采用砂轮锯切割下料，严禁用氧气切割。用竹胶板铺设下料平台，
钢绞线用２２号扎丝编束，每隔１．５ｍ设置１道，端部加密为０．５ｍ一道，编束完毕后，用２２号扎丝每隔２ｍ将钢绞线绑扎成束，并将钢绞线穿入端作成梭形。穿束在混凝土浇筑后进行，对于长度４０ｍ以下的钢束采用人工穿束，４０ｍ以上的钢束采用人工配合ｌｔ卷扬机牵引穿束，为使穿束工作顺利进行，对于４０ｍ以上的钢束，在其端部焊接一个半球形的牵引器，通过钢丝绳与卷扬机联结，然后
开动卷扬机牵引钢束缓慢地进入波纹管内，另一端用人工配合推入。
按设计要求，纵向预应力钢束采用两端张拉，在梁体混凝土达到设计强度
的９５％后，采用ＹＥＷ４００穿心式千斤顶进行两端张拉。张拉程序为０一两端同时到初应力（１５％仃篁）——・俩端分级交错拉至仃置（持荷３ｍｉｎ）一补压锚固。由于钢束较长，张拉过程中需要多次倒顶，在倒顶过程中应特别注意并记录千斤顶活塞初动时对应的油表读数，锚固时先锚固伸长量较大的一端，然后将另一端补张至控制应力以后锚固，严禁两端同时锚固，张拉采用双控。
预应力孔道采用真空压浆工艺。真空压浆是后张法预应力混凝土结构施工
中的一项新技术，其基本原理是：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生－０．１Ｍｐａ左右的真空度，然后用压浆泵将优化的特种水泥浆从孔道的另．一端灌入，直至充满整条孔道，并加以０．７Ｍｐａ的正压力，．以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度，从而提高后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性。’
真空压浆的水泥浆配合比要求：水灰比控制在０．３＂－－．０．４之间；浆体流动度
３０＂－－５０秒；浆体泌水性小于水泥浆初始体积的２％，四次连续测试的结果平均值＜１％，拌合后２４小时水泥浆的泌水应能吸收；浆体初凝时间至少６小时；浆体体积收缩率＜２％；浆体７天龄期强度≥４０Ｍｐａ；浆体对钢绞线无腐蚀作用。
真空压浆所用的机械设备：本工程真空灌浆配套设备采用ＳＺ一２型水环式真
空泵１台、ＱＳＬ－２０型空气滤清器及配件，ＵＢＬ３螺杆式灌浆泵１台，灰浆搅拌机１台，自制储浆罐１个，计量用台秤１台，拌灰桶５个，高强压浆管（橡胶管）１０根，连接头、ＤＮ２０ｍｍ控制阀、压浆嘴、扳手等配件。
真空压浆施工：张拉后切除外露多余的预应力钢绞线，采用早强型无收缩水
泥砂浆（Ｔｋ泥：砂＝ｌ：１）封锚，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度不小于１５ｍｍ。灌浆管和抽真空管由镀锌水管引出，引出端带螺纹。
启动真空泵进行抽真空，真空度达到稳定时（－０．０９ＭＰａ～一０．１Ｍｐａ），将水
泥浆加到灌浆泵中。先用泵打出一部分水泥浆，等浆液浓度与灌浆泵中浆液浓度一样时，将输浆管接到锚垫板上引出的压浆嘴上，开始压浆。当水泥浆从排气阀顺畅流出且流出浆液稠度和灌浆稠度一样时，关闭抽真空端所有阀门，仍继续灌浆使管道内有０．５＂－－＇０．６Ｍｐａ的压力，保持压力ｌ＇－－－２ｍｉｎ后，再关闭阀门。
横向预应力施工与纵向预应力施工相同。
竖向预应力施工：竖向预应力筋采用精轧高强螺纹钢筋，直径３２ｎⅡ＇ｎ。精轧
高强螺纹钢筋采用砂轮锯切割，严禁用电焊切割，用氧割时，避免飞溅熔渣损
伤其它钢筋表面，并须对钢筋端部用砂轮或锉刀进行修整。下料长度考虑不同梁段的梁体高度和张拉时的工作长度。以往施工时，常在竖向预应力孔道下部留有压浆孔，因本桥每个腹板和横隔梁内布有两层竖向预应力筋，为保证箱梁外观及竖向预应力孔道压浆密实，现场用钢管作为竖向预应力钢筋的成孔管道，出浆、压浆管均用钢管，在安放竖向预应力粗钢筋前，先将竖向预应力粗钢筋、成孔钢管、张拉及锚固端垫板、螺帽、压浆、出浆管等在车间组装成组件（钢管与上、下锚垫板焊接牢固，用上、下螺帽固定钢管位置），整体安放在腹板钢筋笼上，竖向预应力粗钢筋组件与腹板钢筋网片间用铁丝扎紧，所有竖向预应力钢筋的出浆、进浆孔均设在顶板，纵向同层相临两个竖向预应力管道通过下部预留的铁管用大一号钢管连接，形成一个压浆回路，为保证在浇筑混凝土时连接钢管不致脱落，用２２＃铁丝在竖向预应力孔道下部将两根成孔组件拉紧，并用宽行胶带将钢管连接处缠牢。腹板钢筋网片、竖向预应力孔道组件等在平台上安装，待检查合格后，人工安装就位。竖向预应力钢束按组件在车间组装，可提高其安装精度，将压浆、出浆孑Ｌ均放在箱梁顶部，不但方便施工，而且不影响箱内外观。
竖向预应力筋采用单端张拉，张拉端设在梁体桥面板上，张拉千斤顶的型
号为ＹＧ一７０型穿心式单作用千斤顶，张拉程序为Ｏ至初应力（１５％ｏｒＫ）再张拉至仃置（持荷３ｍｉｎ）补压锚固，张拉采用双控。张拉结束后，用氧割切出多余长度，使其露出螺母上缘３ｃｍ。
竖向预应力孔道压浆在桥面上进行，在压浆过程中应使待出浆口冒出和迸
浆口同稠度的水泥浆后，用木楔将出浆口封死，补压并持压３ｍｉｎ，以使孔道压浆密实。
主梁预应力钢筋张拉顺序：按设计要求主梁砼达到设计张拉强度后，方可
张拉预应力筋，主梁预应力钢束和钢筋的张拉顺序如下：
主梁桥面板横向预应力钢束张拉。
顶板纵向预应力钢束张拉，具体操作由内向外对称张拉。
张拉中塔和边塔处横梁横向预应力钢束。
张拉腹板和横隔梁竖向预应力钢筋。从索塔处开始，张拉第一道横隔梁和
第二道横隔梁的横向预应力钢束，张拉第一对斜拉索；然后张拉第三道横隔梁的横向预应力钢束，张拉第二对斜拉索；以此顺序反复张拉。边跨合拢，张拉边跨合拢段桥面板横向预应力钢束。
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
张拉主梁边跨底板纵向预应力钢束。
张拉边跨合拢段竖向预应力钢筋。
中跨合拢，张拉中跨合拢段桥面板横向预应力钢束。
张拉主梁中跨底板纵向预应力钢束。
张拉中跨合拢段竖向预应力钢筋。
张拉主梁腹板纵向预应力钢束。
主梁混凝土施工：０＃段混凝土需浇筑混凝土ｌｌＯＯｍ３，每个有索段需浇筑混
凝土１２００ｍ３，边跨现浇段与合拢段的混凝土浇筑数量较少。所有混凝土均采用泵车送入模内，插入式震动器振捣，纵向分段、斜向水平分层连续浇筑。０＃段混凝土的以索塔中线为中心，向两侧对称浇筑，有索段混凝土从与０＃段接缝处开始向合拢处方向浇筑，边跨现浇段从合拢处向支座方向浇筑，合拢段水平分层浇筑；合拢段混凝土浇筑在晚上进行，温度低于２０℃：‘
底板混凝土从顶板预留的进人孔进料，浇筑腹板混凝土时适当控制下料时
间，防止底板倒角处混凝土过多翻出，振捣时振捣棒不能触及波纹管，同时活动事先穿入纵向波纹管内的橡胶管，对于横隔梁处预先穿入的钢绞线也要定时抽动。对于锚垫板下钢筋较密处的混凝土采用由３０振捣棒振捣，专人负责，确保此处混凝土密实。
梁体混凝土表面收浆时，用木抹子抹平，表面沿横桥向均匀拉毛，然后覆
盖麻袋片，洒水养生。洒水时应特别注意第一次洒水时间，在用手触及混凝土表面不粘手时，即可进行第一次洒水，洒水时严禁用水管直接冲击混凝土表面，在养生期间始终保持砼表面湿润。
２．３索塔施工技术
主桥索塔为单柱式钢筋砼索塔，主塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型
截面，顺桥向４．４ｍ，横桥向３．Ｏｍ，；中塔柱采用实体截面，顺桥向４．４ｍ，横桥向２．ｏⅡｌ；中间渐变段高度Ｉ．４ｍ。
２．３．１分丝管定位施工．
由于索鞍处每根分丝管角度、标高均不同，施工中一点小小的偏差将影响１２
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
全桥的受力及成桥后的线形。而分丝管在索塔顶定位施工难度大，定位精度差。由于分丝管的定位精度直接影响斜拉索的安装质量，因此分丝管的安装成为施工的难点。如果在塔顶直接安装，不仅施工困难，精度也很难控制，我们采用控制钢模板制作及安装精度来保证分丝管定位精度。
分丝管由专业厂家制作，在地面上与索鞍处的横桥向钢模板组装，用螺栓临时固定，两侧模板顶面用型钢连接固定，精确检查各部尺寸，见图２．４。根据第一排分丝管底面标高用钢垫枕在钢模板上通长垫三排，作为分丝管的定位标高控制点。调整并检查分丝管定位尺寸，符合设计要求后用螺栓将锚垫板和钢模板固定连接。当索塔施工到索鞍处时，将安装有分丝管的横桥向钢模板吊到底节模板上安装，用全站仪精确测量模板的位置。在每排分丝管底部用５＃槽钢做横梁支撑分丝管，在槽钢上设微调螺栓，然后接长索塔钢筋，在安装顺桥向模板前再次复核分丝管的位置和高程，见图２．５。
图２．４分丝管加工图图２．５分丝管安装图
２．３．２塔身钢筋制安
劲性骨架安装完后，绑扎塔身钢筋，钢筋骨架固定在劲性骨架上，确保塔身的垂直度及砼的保护层。塔身竖向钢筋的接长采用滚压螺纹连接。
２．３．３模板安装施工
索塔模板使用大块定型钢模板，模板拼缝处增加定位销，保证模板无错缝和错台。索鞍锯齿段的钢模板面板要一次性轧制成型，并预留与锚垫板连接的
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
螺栓孔。索塔模板在四角用风缆和花篮螺栓固定在Ｏ＃段梁顶预埋件上。２．３．４浇筑塔身施工
塔身砼分四次浇筑成型，第一次浇筑中塔柱部分，第二次浇筑到索鞍底部，第三次浇筑索鞍部分，第四次浇筑塔顶造型段。混凝土采用塔吊垂直运输，串筒入模，插入式振捣棒振捣，塑料薄膜覆盖养生。
２．４斜拉索施工技术
本桥斜拉索为单索面，斜拉索采用扇形布置，每个索塔共设８对斜拉索，在横向分为２排，索间距为１．３ｍ。斜拉索采用柳州欧维姆机械股份有限公司生产的ＯＶＭ２５０平行钢绞线拉索，斜拉索采用西１５．２４ｍｍ环氧涂层高强钢绞线，强度为１８６０Ｍｐａ。斜拉索锚具采用可调换索式锚具，共有两种规格，其中１＃至６＃采用０ＶＭ２００ＡＴ一４１型、７＃至８＃索采用ＯＶＭ２００ＡＴ－－４３型。拉索采用多层防腐措施，每根环氧涂层高强钢绞线外热挤ＰＥ防护套，整索外套加整圆式高密度聚乙烯ＨＤＰＥ管，其规格为由２４０＊８．６ｍｍ。为防止桥面低处斜拉索人为破坏，在其下端２．５ｍ竖直高处范围内设防护钢管，其规格为由２７３．５ｍｍ。
本桥主桥共三个索塔，布置在中央分隔带上。索塔桥面以上高２１．５ｍ，上塔柱采用工字型截面，断面尺寸为４．４ｍ．３．０ｍ；中塔柱采用实体截面，截面尺寸为４．４ｍ．２．Ｏｍ。斜拉索在塔上竖向基本索距为０．８ｍ，并通过鞍座穿过塔身。为方便更换斜拉索，塔内斜拉索转向索鞍座采用分丝管结构形式，分丝管由４１或４３根由２８Ｘ３ｍｍ的钢管焊接成整体，埋设于混凝土塔内，在索鞍的斜拉索出口处设相应的抗滑锚装置，并内灌注环氧砂浆以达到防止钢绞线滑动的目的。’２．４．１结构说明
斜拉索由锚固段＋过渡段＋自由段＋抗滑锚固段＋塔柱内索鞍段＋抗滑锚固段＋自由段＋过渡段＋锚固段构成。
锚固段主要由锚板、夹片、锚固螺母、密封装置、防松装置及保护罩组成。在锚固段锚具中，夹片、锚板、锚固螺母是加工上主要控制件，也是结构上的主要受力件。密封装置其主要起防止漏浆、防水的密封作用。它由隔板、０型密
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
封圈、内外密封板、密封圈构成。并在密封装置内注无粘结筋防护油脂对剥除ＰＥ层的钢绞线段起防护作用。防松装置主要由锁紧螺母和压板构成，在钢绞线单根张拉结束后安装，对夹片起防松、挡护作用。保护罩安装在锚具后端，并内注无粘结筋专用防护油脂，主要对外露钢绞线起防护作用。
过渡段主要由预埋管及垫板、减振器组成。预埋管及垫板在体系中起支承作用，同时垫板正下方最低处应设有排水槽，以便施工过程中临时排水。减振器对索体的横向振动起减振作用，从而提高索的整体寿命。
自由段主要由带ＨＤＰＥ护套的环氧涂层钢绞线、索箍、ＨＤＰＥ外套管、梁端防水罩、塔端连接装置及梁端防护钢管构成。环氧涂层钢绞线为拉索的受力单元。索箍因受张力大而采用钢质索箍，它是在紧索完成后安装的。主要作用是将索体保持成一个整体。ＨＤＰＥ外套管主要对钢绞线起整体防护作用，．本工程采用规，格为西２４０＊８．６ｍｍ整体圆管。其连接方式采用专用４ＨＤＰＥ焊机进行对焊。梁端防水罩主要起ＨＤＰＥ外套管及预埋管之间的过渡及防水作用。由于ＨＤＰＥ外套管的热胀冷缩特性，其主要为塔端ＨＤＰＥ自由端热胀冷缩过程中提供空间和起密封防护作用。在桥面２．５ｍ高处范围内设防护钢管，主要防止桥面低处斜拉索及ＨＯＰＥ外套管遭受人为破坏。
抗滑锚固段主要由锚固筒、减振器及环氧砂浆体组成。
塔柱内索鞍段即分丝管段，分丝管由分别由４１或４３根由２８Ｘ３ｍｍ的钢管焊接成整体，埋设于混凝土塔内，斜拉索钢绞线通过分丝管穿过塔身。２．４．２施工机具
表２．１斜拉索施工机具一览表
序号
１２３４５６７
规格及名称ＹＬＤＳｌ６０－１５０千斤顶ＹＤＣＳ５５００—２００千斤顶
ＬＤＩＯＫ镦头器ＧＹＪ穿束器挤压机ＺＢｌ０３２０Ｂ油泵ＺＢ４－５００Ｂ油泵ＨＤＰＥ专用焊机
单位
厶
１７：１
数量
８４２１８６ｌ
备注
厶
口
厶
口
配易损件及弹簧
厶
口
厶
Ｉ＝１
厶
口
厶
口
配ＰＥ管专用夹具
１５
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
８９１０１１１２１３１４１５１６１７
ＧＢＤＡ型环氧注浆泵ＯＶＭ２００—４１（４３）张拉撑脚ＯＶＭ２００—４１（４３）工具锚板０Ｖ｝Ｈ２００－４１（４３）单根张拉支座ＺＸ－３０８Ｔ振弦压力传感器ＪＭＺＸ－３００３振弦检测仪
厶
，－Ｉ
２４４４１６６４４
４４
根个套
厶
口
配工具夹片
厶
口
０Ⅶ２００一４１（４３）紧索器
穿索器
ＢＸ－３１５交流电焊机台式（手提）切割机
套套
厶ｒｌ厶
口
２．４．３主要材料
表２．２斜拉索主要施工材料一览表
序号
－１２３４５６７８
规格及名称环氧涂层钢绞线０ｖＭ２００ＡＴ一４１张拉端锚具ＯＷ屹００ＡＴ－４３张拉端锚具ＯＶＭ２００ＡＴ－４１抗滑锚具ＯＶＭ２００ＡＴ一４３抗滑锚具由２４０＊８．６ｍｍＨＤＰＥ外套管ＯＶＭ２００ＡＴ－４１索鞍（分丝管）ＯＶＭ２００ＡＴ－４３索鞍（分丝管）
．
单位
ｋｇ
数量
１６３３６６２４‘’７２２４７２３６６５．４
１２３６
备注
套套套套米个个
２．４．４下料及运输
由于钢绞线成盘进行运输且较重，因此放料场地要求清理平整、无堆积杂物且坚实。具体要求先铺１５ｃｍ厚碎石垫层后再铺筑厚度约为３０ｒａｎ的素砼面层，下料时面层上再铺一层彩条布，以保护钢绞线ＨＤＰＥ护套不受损伤或弄脏钢绞线。根据最长索的下料长度，要求下料场地占地面积约为２．５Ｘ１２０ｍ。
１６
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
为避免钢绞线现场二次搬运过多而损坏和影响施工进度，要求下料场地尽量设在主桥附近。
钢绞线及下料辅材均为易燃物，要注意整个场地的防火工作。
表２．３下料用机具设备及辅助设备一览表
序号
１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５
规格及名称台式切割机手提砂轮机ＬＤＩＯ镦头器
单位
厶
口
数量
２２２２２２２２３
’
备注
厶
口
台
厶
口
ＺＢ２Ｘ２－－５００油泵
钢绞线放盘基架龙门架（５ｔ）５ｔ葫芦塑料焊枪（１０００Ｗ）绞线清洗盘棉纱头清洗剂１００米卷尺标记笔（漆）彩条布对讲机
个个个把个
Ｋｇ
３００
若干
把
２
若干若干
厶
口
２
下料长度：按下列公式列表计算出无应力状态下的自由长度下料长度计算公式为：
Ｌ＝ｋ＋２（Ｌｌ＋ＡＩ＋Ａ２＋Ｌ３＋Ｌ４）
式中：ｌ厂两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（ｍｍ），该数据由设计院
提供；
Ａ。——｛蓿板外露长度（舳）；
Ａ２一＿锚固螺母厚度（ｍｍ）；
Ｌ。——张拉端工作长度（咖），一般取１９００ｒａｍ；Ｌ。——有圆管限制的垂直影响长度（ｍｍ）；
１７
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
Ｌ广塔梁施工误差的影响长度（ｍｍ），一般取５一ｌＯｍｍ。
钢绞线ＨＤＰＥ剥除长度：张拉端
Ｌ张＝Ｌｌ＋Ａ３＋Ａ４一Ｌ５
塔端Ｌ塔＝满足环氧砂浆体锚固长度需要、同时要小于塔端锚筒长度。式中：
＾广密封筒长度（ｍｍ）；
Ｌ广为ＨＤＰＥ护套进入锚具内的长度（ｎｌｍ）。
说明：由于环氧涂层钢绞线的热挤ＰＥ护套与钢绞线之间敷有无粘结预应力筋专用防护油脂，两者之间是粘结力是很小的。在钢绞线张拉过程中ＰＥ层不会随钢绞线的伸长而伸长，因此钢绞线张拉端ＨＤＰＥ剥除长度可不考虑伸长值的影
响。
Ａ３．－锚板外露长度（舢）；
剥皮及清洗：将钢绞线两端的ＰＥ剥掉一部分作为工作和锚固长度。剥皮时应注意刀具不能损伤环氧涂层和钢绞线层，清洗时应将钢绞线端头打散后并用清洗剂清洗干净。同时清洗后的光面钢绞线要进行防污保护。塔端ＰＥ剥除应在穿索并单根张拉结束后进行，此时由于钢绞线无法打散，清洗时应特别注意清洗干净。
切丝及镦头：绞线清洗完成后，在绞线两端打散后在端头约１２ｃｍ长度范围内平齐切掉外圈６丝，保留中心丝，然后将钢绞线复原。复原后用ＬＤＩＯ镦头器将两端的中心丝镦成半圆形镦头，以供挂索牵引用。
成盘与运输：由于二次搬运需要，钢绞线还需进行单根成盘，成盘应用大胶带进行绑扎。运输吊装时也应用软绳作吊具，以免损伤钢绞线ＰＥ层。为防止挂索时错用绞线，成盘时应在绞线上做好标记。
２．４．５
ＨＤＰＥ管焊接
焊接长度：Ｌ焊＝Ｌｏ／２一Ｌ帕一Ａ５一Ｌ，一Ｌ８一ＬＣ２＋Ｌ。。
提供；
式中：Ｉ广两侧梁端垫板底面之间的中心线或弧长（ｍｍ），该数据由设计院Ｉ广梁端预埋管长度及钢垫板厚度之和（ｍｍ）；
Ａ；－一梁端钢质索箍厚度（ｍｍ）；
１８
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
Ｌ厂塔端连接装置长度（ｍｍ）；ｌ，广塔端锚固筒长度（ｍｉｌｌ）；
１．。广一分丝管长度（ｉｌｌｍ）；
Ｌ。。ＨＤＰＥ外套管进入塔端连接装置长度（ｍｍ）。
焊接工艺：ＨＤＰＥ段管的连接采用专用发热式工具对焊方式。焊接条件：ＨＤＰＥ管焊接时，根据管材规格，其焊接条件为：
管材格规
预热温度
（℃）２１０４－１０℃
卷边高度Ｈ＝Ｉ．０衄时的预热压力（Ｐ｜）
中２４０×８．６
１１
预热完成后加热时间（ｓ）
６９
允许最大切换时间（ｓ）
４
焊接压力（ＰＪ
１１
冷却时（ｒａｉｎ）
１０
特别提示：ＨＤＰＥ管焊接前，将管材旋转于夹紧装置内并将之夹紧，在压力作用下用平行机动旋刀削平两个管材的被焊端面。
在焊接过程中，无论如何焊接压力都必须保持至焊缝完全满足冷却时间且硬化后才能撤去。２．４．６施工平台
塔外平台：塔柱应有拼装辅助施工设施（支架）。故塔外工作平台可铺设在辅助施工设施上；
梁底平台：由于主梁采用单箱３室箱形结构，斜拉索锚固在箱梁中室内。因此不需再另设施工平台，但要求在锚固处后端正上方的梁顶板上预留宽为８００ｍ、长为１０００ｒｎｍ的锚头及千斤顶进出口和吊装孔（２．４．７张拉端锚具安装
梁下张拉端锚具安装前应清洁锚孔，并保持清洁无污。由于锚具分别由多个零部件组成，运到工地后应进行检查。
锚具安装就位时要求：安装前，将锚具的锚板和密封筒的压盖拆下，清洁锚孔、密封筒和锚筒内壁，将锚板按注浆孔在下、排气孔在上定位好，并与锚板孔对正后焊牢，同时焊缝要求用锌粉漆重新防护；中、边跨锚具组装件的锚板上明显成排的中排孔的中心线必须严格控制在同一垂直平面内；锚板的中心线与承压板（锚垫板）的中心线应力求保持一致，两者偏差不得超过５ｒａｍ；中、边
５０ｒａｍ）。
１９
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
跨锚板及塔上分丝管锚孔也必须相互对齐，以免钢绞线打绞。
２．４．８调整护管安装
在距梁下预埋管口约５０ｃｍ的预埋管内壁位置上，均布焊上３个挡块，并将调整护管放进预埋管内的挡块上。２．４．９张拉支座安装
将张拉支座吊装到锚固端锚具端部，然后按支座下的定位板孔对准部位再用螺杆将张拉支座与锚板连接稳固。
２．４．１０
ＨＤＰＥ套管吊装
ＨＤＰＥ套管吊装前，应先将按给定的长度焊好的套管运至中央分隔带上，然后将梁端整圆式防水罩、梁端防护钢管、塔端连接装置、塔端锚固筒组装并固定好。
安装时，在套管两端头附近装上专用抱箍，专用抱箍垫上一块３＿＿５舳橡胶板以增加摩擦。然后用塔吊或１ｔ卷扬机的循环牵引绳将套管一端吊至塔上管口附近并用手动葫芦挂好。
按以上方法将两侧的ＨＤＰＥ管吊至塔端后，通过张拉锚具最上一排的两根钢绞线将其托住（其挂索张拉工艺与单根挂索张拉一致）。２．４．１１挂索顺序
由于索鞍管内焊有分丝管，拉索顺序应自上而下逐行进行。单根挂索工艺：将单根成盘的钢绞线运至桥面穿索点附近，拆开钢绞线的缠包带，从内圈抽出钢绞线的一头（称前端，另一头称为后端），并用人工将其穿过ＨＤＰＥ管（称后端，另一端称为前端）；人工将钢绞线按事先约定好的顺序先后穿过后端防松装置、后端抗滑锚具、分丝管、前端抗滑锚具及前端防松装置，继续将钢绞线穿出前端的ＨＤＰＥ管到达前端预埋管口，待前端钢绞线与牵引绳的穿束器连接好后，在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度；前端钢绞线到位，随即将后端钢绞线与牵引绳连接，同样在在牵引绳的引导下将钢
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度；前后两端调整好钢绞线后，单根挂索完毕；在单根挂索时，应注意钢绞线的ＨＤＰＥ护套的保护和避免打绞现象发生。
图２．６单根挂索工艺流程图
２．４．１２单根张拉
每根索的钢绞线均逐根挂索后即用ＹＬＳＤｌ６０－１５０千斤顶进行张拉。为使每根索中各钢绞线索力均匀，采用等张拉值法进行张拉，即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准，传感器读数进行监测。挂索前，将监测传感器安装在一
根不受外界影响的钢绞线上，安装顺序为：支座垫板——传感器一单孔工作
锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。通过以上索力控制，索力均匀性可控制在每根斜拉索的各股钢绞线的离散误差不大于理论值的正负２％；
２１
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
单根钢绞线张拉力及张拉方式：斜拉索的单根初始张拉力将根据主桥施工单位提供的临时支架刚度后由设计院给出。
本桥一个新特点是索体穿过主塔索鞍对称锚固于梁体，在索鞍处钢绞线是从下往上紧密叠加排列的。因此拉索穿挂不能象锚固于梁塔的斜拉桥一样，从上排往下排穿挂，而只能自下排往上排的顺序进行挂索张拉。
挂索张拉施工中上游穿挂张拉一根，下游穿挂张拉一根，这样交叉循环进行。针对索鞍处索体的叠排形式和施工各控制点的统一性，对于同一锚具来说，从上游往下游、从底排往上排的穿挂张拉顺序进行。
由于索体是穿过主塔索鞍而对称锚固于梁下，因此施工中采用中边跨两端同步张拉。张拉设备是ＹＤＣＳｌ６０－１５０千斤顶，配以专用张拉撑脚和连续张拉装置，当张拉到控制吨位后，工作夹片一次性锚固，此时能够保证夹片跟进量，平整度均匀，而且避免工作夹片反复锚固遗留下来的不良影响。每根钢绞线挂设完毕后，在两侧梁端同时、同步张拉，先单根张拉，再整体张拉。
锚固筒内段剥皮、清洗：可按给定长度将锚固筒内段的钢绞线ＰＥ剥除并清洗干净。
紧索、减振器及管口索夹安装：单根张拉结束后应立即进行梁端紧索、减振器及索夹安装等工作：紧索时，在管口索夹旁相应的位置装上一套紧索器将索收紧，然后将预先裁好长度为１．０ｍ左右钢绞线（即假索）填入索体相应位置周围空隙中，使之成型至设计断面；将组装好的减振器推入调整护管内，直至减振器端面与调整护管端口持平，再收紧螺栓，按内缩外涨原理，使其内外分别与索体和调整护管壁紧紧相贴；在成型的索体相应位置装上钢质索夹并收紧螺栓，使索与索夹之间紧密。
安装梁端防松装置：安装防松装置前，应先用手提砂轮机切除锚头两端的多余绞线，并预留一定的长度。要求绞线端头平整、光滑。装上防松装置，拧紧锁紧螺母，以便有效地防止夹片松动。
２．４．１
３整体张拉
采用ＹＤＣＳ５５００型千斤项及其配套设备进行张拉。整体张拉系统包括撑脚、千斤顶、工具锚板及工具夹片。
张拉系统部件质量大，安装时借助手拉葫芦将撑脚、千斤顶、工具锚板依
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
次安装。注意整体张拉系统安装时，应保证其整体对中。
表２．４成桥索力设计值一览表
拉索编号
１＃２＃３＃４＃
配套锚具
ＯＶＭ２００ＡＴ一４ｌ０ｖｈｌ２００ＡＴ一４ｌ
成桥索力（１【Ｎ）
４１５２４１２６４１０３４０７９
拉索编号
５＃６＃７＃８＃
配套锚具
０ＶＭ２００ＡＴ一４１
成桥索力（１（Ｎ）
４０５５４０２９４５０１４４６４
０Ⅷ２００ＡＴ一４１
０ｖＭ２００ＡＴ一４３
ＯｖＭ２００ＡＴ一４３
０Ⅷ２００ＡＴ一４１
ｏｖＭ２００ＡＴ一４１
初始张拉力的确定：根据以上成桥设计索力。在整体张拉过程中，当锚具螺母松动脱离垫板时以此作为其伸长值的测量起始点，即此时油表读数对应的张拉力作为整体张拉的初始张拉力。
确定整体张拉的初始张拉力后，以此为起点分级加载张拉至设计要求的（超）张拉值，测量各级伸长值，旋紧螺母，千斤顶回油，锚固。在张拉过程中，四个锚固点要求做到同步对称，相互呼应，级差应控制在设计允许范围之内。
通过以上整体张拉方式，可将整体索力控制在：每对斜拉索两根间的差值不大于整索索力理论值的正负１％；斜拉索整索索力误差不大于理论索力值的正
负２％。
２．４．１４锚固筒的安装
将锚固筒往塔端分丝管上推，一直推到靠近钢垫板，并用螺杆将之与钢垫板连接、扭紧。
２．４．１５塔端减振器、索箍及连接装置安装
塔端锚固筒安装完成后，即可依次进行减振器、索箍及连接装置安装，在安装过程中要注意减振器处索体之间的密封，以保证锚固筒内灌环氧砂浆时不漏浆。
２．４．１
６拉索防护
根据设计要求，锚具外露钢绞线的保护罩和梁端预埋管内灌注无粘结筋专用防护油脂；锚具的锚筒和塔端锚固筒内灌注环氧砂浆防护。
灌注防护油脂时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，还要注意
第２章潮白河矮塔斜拉桥施工关键技术
灌浆孔在下排气孔在上。同样，在灌注环氧砂浆时，为保证其密实度，除用专用的高压灌浆泵外，也要注意灌浆孔在下排气孔在上。另外，为保证环氧砂浆体与钢绞线之间的粘结力（即握裹力），钢绞线的油脂附着层务必清洗干净。
２．５本章小结
本章主要从施工角度叙述了矮塔斜拉桥的施工背景、主梁单箱三室三向预应力混凝土施工技术、索塔混凝土施工技术、斜拉索施工技术，重点阐述了施工过程中与结构建模分析密切相关的上部结构重难点工艺的施工过程，通过优化的实施性施工组织设计，采用新工艺、新技术、新材料优质高效的完成了施工任务。
第３章关键施工阶段及监测方案
第３章关键施工阶段及监测方案
３．１本桥关键施工阶段
本桥根据施工控制节点工期和结构特点，主要划分为十个施工阶段，各阶段主要施工内容如下：
第一阶段：进行桥梁下部工程施工，在墩柱施工的同时进行支架地基处。
图３．１第一阶段桥梁结构图
第二阶段：张拉盖梁首批预应力钢筋，搭设０＃段支架，在８＃、１０＃墩顶设置临时固结措施，浇筑０＃号段主梁混凝土，待混凝土强度达到９５％以后，张拉腹板内的临时预应力钢束（４束）。
ｌｌ
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图３．２第二阶段桥梁结构图
第三阶段：搭设其它有索段主梁碗扣式支架，浇筑主梁混凝土至合龙段接缝处，同时进行索塔施工。
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图３．３第三阶段桥梁结构图
第３章关键旌工阶段及监测方案
第四阶段：混凝土强度达到９５％后，张拉桥面板横向预应力筋，张拉项板纵向预应力筋，张拉中塔、边塔横梁横向预应力筋，张拉横隔梁、腹板竖向预应
燃翥
浇段混凝土。＾Ⅵ“辩图３．４第四阶段桥梁结构图蘸冬翥
囊ｌ力筋，张拉横隔梁横向预应力筋，挂索并张拉斜拉索。第五阶段：拆除有索段主梁支架，保留８＃、１０＃墩墩旁的临时支墩和距合龙段接缝７ｍ范围内的支架，在距悬臂端６．８ｍ范围内加ｉ００吨配重，浇筑边跨现霸。墨么鑫蔑始煮蕊潍髦瓤－。；羹蠹囊
图３．５第五阶段桥梁结构图
第六阶段；待上阶段浇筑墩顶部分混凝土强度达到７５％以后，在晚上温度较低时浇筑边跨合龙段余下的２ｍ混凝土，且底板、腹板、顶板同时浇筑。待混凝土强度达到９００，６后，张拉合龙段桥面板横向预应力筋、张拉边跨底板纵向预应力筋、张拉合龙段竖向预应力筋，拆除边跨合龙段支架。
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图３．６第六阶段桥梁结构图霸ｉ
第七阶段；在温度较低的晚上浇筑中跨合龙段３．４ｍ混凝土，底板、腹板、顶板同时浇筑。混凝土强度达到９５％以后，张拉中跨合龙段桥面板横向预应力筋、
羞黼
第３章关键施工阶段及监测方案
霾蠹ｒ—一戮ｉｌ爹黝群”一’一一１嬲”一’…‘一一瓣翁删＂”一”］赣…卜∥露焘魄，”名底、¨…，孱豫、卜。图３．７第七阶段桥梁结构图雾
第八阶段：张拉盖梁第二批预应力筋，拆除中跨合龙段支架。
抖帮，槲颡鬃今秦图３．８第八阶段桥梁结构图
第九阶段：撤掉原悬臂端的配重，解除８＃、１０＃墩梁的临时固结，全桥完成体系转换。薹。一，一，量翥函
图３．９第九阶段桥梁结构图
第十阶段：进行桥面铺装、防撞墙设施等二期横载施工。
图３．１０第十阶段桥梁结构图
第３章关键施工阶段及监测方案
３．２施工控制及监测
该桥监控及竣工验收工作难点：密索结构，每塔１６对斜拉索，共计４８对９６条索力监控；因斜拉索较多，应力控制截面多；该桥为变截面箱型桥梁，应对变截面处应力进行监测；箱型桥梁有外伸大悬臂须进行监控；三向预应力结构，需三向监控；为保证运营监测效果，竣工验收测试频率和振型较多；根据以上因素及设计人员意见，梁、墩柱共需要９０余个应力控制监测截面和３０余个温度控制截面：
３．２．１施工监测方案
监测目的：根据设计要求，潮白河大桥主桥为斜拉桥，兼有普通斜拉桥和连续梁的特点，为保证成桥线型和运营阶段的索力在合理范围内，需进行施工控制。
监测内容：梁施工过程中，进行水化热温度和梁体预应力体系各项瞬时损失的测试，对施工工艺和工程质量控制提出建议，指导施工。在梁体预应力束张拉、斜拉索张拉、施工支架拆除前后，进行主梁线性变化和塔顶位移、关键截面应力及斜拉索索力的测试，控制主梁预应力效果和斜拉索的索力。全桥合龙、临时墩拆除、梁体预应力束张拉完成结构体系转换和斜拉束束力、桥面线性、塔顶位移、斜拉索索力的测试，提出控制和调整意见，确保成桥的质量。
施工监测阶段：主梁预应力张拉过程中混凝土应力的监测：斜拉索张拉过程中混凝土应力和位移的监测：施工支架拆除过程中混凝土应力、位移、反力的监测：成桥前后调整索力阶段混凝土应力、索力、桥面线形、塔顶位移的监测。
监测方法：自适应控制方法。
自适应施工控制基本原理：预应力混凝土斜拉桥，在设计时确定了每个施工过程的操作以及应达到的目标，但是，这个目标在施工中难以实现，为了实现这个目标，需要建立有限元模型，在施工过程中根据实测数据对有限元模型进行反复修正，这样，随着数据的积累，有限元模型逐渐与施工实际状况吻合，比较好的预测施工状况和控制施工状况。
施工控制主要工作程序：施工控制的理论计算是在进行施工阶段控制监测之前，前期复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态。
按照施工和设计所确定的施工顺序，以及设计所提供的基本参数，采用ＭＩＤＡＳ桥梁结构分析软件进行施工过程的模拟计算，得到各施工状态以及成桥状
第３章关键施工阶段及监测方案
态下的结构受力和变形等状态控制数据，与设计相互校对确认无误后再作为斜拉桥施工控制的理论依据。
通过理论计算需要确定的理论数据为：施工状态下以及成桥状态下状态变量的理论数据，包括：主梁标高、主梁轴线偏位、主塔偏位、索力以及控制截面应力。
施工控制数据理论值，即初张索力和立模标高。
施工过程结构应力、索力、变位及温度监测：
本项施工监控，在施工过程中保证各主要受力部位的应力在预想和容许的范围内，以保证结构在施工期间的安全性，测量的应力同时可以修正施工控制理论计算的参数取值，校核理论分析的准确性。
一主梁应力监测：，
主梁纵向：应力测试断面选择在施工过程中应力控制截面以及成桥后活载作用的控制截面，包括：塔根部附近断面、斜拉索与主梁接触点处截面（主梁拉索处测试断面在各塔对称布置）、边跨及中跨无索区的跨中断面，主梁纵向控制断面共计２８个。在每个主梁纵向控制断面上的测点布置重点是测试截面上、下缘处的钢筋及混凝土应力值。主梁纵向应力测点全桥共计３２０个，见图３．１ｌ、图３．１２、图３．１３。．
主梁横向：应力测试断面选择在３个塔根部的大横梁、２个中跨跨中的无横梁处、以及中塔的４＃和１２＃拉索的小横梁断面。主梁横向测试控制断面共计７个。主梁横向应力测点全桥共计４７个。
主梁竖向：应力测试断面在８、１０号轴索塔的拉索区分别选取塔根截面和ｌ＃、８＃、９＃、１６＃斜拉索截面，在９号轴索塔的拉索区选取塔根截面和１＃、４＃、８＃、９＃、１２＃、１６＃斜拉索截面。
主梁竖向应力测点全桥共计１７．４＝６８个。
索塔应力监测：
中塔和两个边中塔在桥面以上一定高度位置（桥面以上１米）、最低一对斜拉索、中间一对索和最高一对斜拉索处布置应力应变量测断面，每个量测断面上布置应力、应变测点。
索塔应力应变测点全桥共计９６个。
斜拉索索力监测：在每一块件施工工况有重大改变时（如，主梁混凝士浇筑后、结构体系转
第３章关键施工阶段及监测方案
换后等），均需进行索力监测。
斜拉索索力监测采用频谱分析法，用“ＪＭＭ一２６８型智能信号采集处理分析系统’’的仪器（索力动测仪）进行索力测试。同时在锚下安装高精度荷重压力传感器，作为斜拉索张拉索力标定值，即利用锚索计的精确读数来标定测索仪所测的同一批张拉索的索力值。中塔和两个次中塔需进行索力监测的斜拉索共计４８对。
墩柱应力应变监测：
斜拉桥主桥中塔墩柱（９号轴）和两个边塔墩柱（８、ｌＯ号轴）在墩底（承台以上５０ｃｍ处）和边塔墩柱墩顶台帽中埋置墩柱应力测点。
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图３．１１８号墩主梁混凝土应力观测点布置图
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图３．１２９号墩主梁混凝土应力观测点布置图◆：、．｜
图３．１３１０号墩主梁混凝土应力观测点布置图
第３章关键施工阶段及监测方案结构变形观测：
结构变形观测内容包括：主梁标高、主梁轴线偏差、墩柱及索塔变位。主梁标高、轴线偏差测量：
主梁标高、轴线偏差测量需要在每一个主要施工步骤的实施前后测量主梁标高，立模标高及结构体系转换后的标高测量。
沿桥纵向主梁标高、轴线偏差测点布置测量断面与主梁纵向应力、应变测试断面一致，每个测量断面３个测点。
全桥主梁标高、轴线偏差测点共计２８，３＝８４个，８号墩主梁观测点图３．１４、９号墩主梁观测点图３．１５、１０号墩主梁观测点图３．１６。…：：么一蕊一：．图３．１４８号墩主梁变形观测点布置图…：：一一：…图３．１６１０号墩主梁变形观测点布置图３１…：：一一、…图３．１５９号墩主梁变形观测点布置图
第３章关键施工阶段及监测方案
通过主梁标高、轴线偏差测量，调整立模标高，控制主梁线形，以保证浇筑的斜拉桥主梁与先期浇筑完成的边墩墩顶上的主梁的顺利合拢，并保证成桥线型光顺，同时应使桥面线型在经过若干年的混凝土收缩徐变后也符合使用要求。
墩柱、索塔变形观测：
主桥中塔（９轴）和两个边塔（８、１０轴）均布置三维位移观测点，在每一个塔位处的墩底（承台顶面）、塔根及塔顶位置安装永久性位移观测测点，形成每个塔位的竖向三维位移观测断面，通过高精度水准仪及ＧＰＳ卫星定位系统来检测墩柱、索塔在施工浇注及索束张拉过程中的偏位。墩柱、索塔变形观测测点全桥共计３＊３＝９个。
温度测量：．：．
桥梁施工过程中，环境温度的变化及日照温差会影响到结构体系内的内力分布。结构的温度变形还影响到测量的精度，每跨季节的体系温度差及主梁的顶底板温差也是难以完全消除的。因此，进行温度观测是十分必要的。温度数据采集可直接应用于施工控制分析中的温度效应修正。
在施工控制实施中针对特征季节（夏季、冬季）和特征天气状况（晴天、阴雨天），选择代表性的时段进行构件温度场的测量，同时进行环境温度的连续观测，以掌握该条件下的主梁、索塔和斜拉索以及墩柱的温度分布规律，模拟各构件的特征数据温度场，为施工控制的理论计算提供科学的温度修正特征数据，并为桥梁合拢时机提供参考。温度测量包括：施工阶段环境温度，梁塔索构件的温度场分析。
环境温度的测量安排在各施工进行阶段及相应的线形测量阶段，利用温度计测量桥位处的大气环境温度。在施工场地的地面及桥面分别安排２个环境温度测量测试点（全桥４个），相互校核。
构件温度场：梁、塔、墩柱及承台的温度测点通过温度传感器测量。
主桥主梁温度量测截面选取在三个塔位的大体积浇注横梁及两个中跨跨中截面。
主桥承台温度量测测点，在每个塔位的大体积浇注混凝土承台中布置温度量测测点５个，主桥承台温度量测测点共计３，５＝１５个。
主桥墩柱及索塔温度量测测点，选取每个塔位的墩柱中部、索塔的底部和顶部作为墩柱及索塔温度量测断面，每个断面上布置５个测点。
第３章关键施工阶段及监测方案
表３．１施工监测主要仪器设备数量一览表
序号
１名称．型号ＧＫ４０３
ＮＤＡＵｌ４０３
ＧＫ４０３
ＤＳＧ－３２
ＴＣＡ—－１８００Ａ
ＳＬ－２Ａ
ＦＣＳ－２０００性能指标测试范围：Ｏ一５０００Ｕ测试范围：０－－５０００Ｕｓ数量６台６台２台３台３台３台２台
２４台
２４０个
２７０个
１６个
１８０个
４５个
３个
３套
６台
１台
２．６万米振弦应变读数仪ＮＤＡＵ数据采集仪测温读数仪精密水准仪ＴＣＡ－１８００Ａ型全站仪２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８．６测试范围：一５０＿－２００℃测试精度：±ｌｍｍ线坐标ｌｍｍ索力测试仪２０００ＫＮ万能试验机５０００ＫＮ压力传感器测试精度：±３％最大负荷：２０００ＫＮ最大负荷：２５００－－５０００ＫＮ测试精度：±ｌｕ６内埋振型式应变计外贴振弦式应变计位移计内埋温度传感器桥面线性测点塔顶位移测点三维变形测量系统便携式计算机专业照像机测量导线ＬＶＤＴ测试精度：±１Ｕ６测试精度：±０．００５衄测试精度：±０．５℃
３．３本章小结
本章根据施工过程重点阐述在梁体预应力束张拉、斜拉索张拉、施工支架拆除前后，主梁线性变化和塔顶位移、关键截面应力及斜拉索索力的测试，控制主梁预应力和斜拉索的索力等十个关键施工阶段，结合施工特点和借鉴成熟的斜拉桥施工监测方案，依据自适应控制原理制定了详细的本桥施工监测方案，并组织实施施工过程监控量测，通过监控量测过程采集的数据为施工工艺的合理优化提供了技术依据，及时反馈分析，指导优化施工过程，圆满地完成了施工任务。
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
在现场施工单位对原设计提出的每张拉一对索对应位置卸架一次的方案进行了优化，按斜拉索张拉完成后现浇主梁一次落架施工，然后再进行合拢段施工。本文主要利用ＭＩＤＡＳ－－ｃｉｖｉｌ６．７．１通用计算软件对矮塔斜拉桥施工过程进行建模和结构施工过程模拟分析，按照设计施工过程共分为１７个施工阶段，为了方便对比分析实际施工过程也按１７个施工阶段进行分析，而且假定两种施工方法每阶段施工工期相同，分析了不同施工过程体系转换对成桥结构内力和变形的影响。
４．１结构建模、分析过程
第一步，结构分析模型离散处理，根据京承高速公路潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥设计施工特点，结构分析时主桥空心墩采用梁单元进行模拟分析、索塔、主梁利用粱单元进行模拟分析、墩与承台采用固结单元进行处理、斜拉索采用受拉索单元进行模拟、支架采用只受压边界弹簧单元模拟（弹簧劲度系数采用支架换算刚度）、斜拉索梁端锚箱与横隔梁连接采用刚性单元模拟、支座采用弹性单元模拟、结构分析时计入了混凝土收缩徐变的影响、由于ＭＩＤＡＳ６．７．１中文版没有三向预应力分析功能，本文结构分析时忽略了竖向预应力效应。
第二步，根据结构分析模型离散处理思路和设计文件绘制京承高速公路潮白河大桥主桥三塔矮塔斜拉桥７２ｍ＋１２０ｍ＋１２０ｍ＋７２ｍ主跨结构分析鱼刺梁图，纵向计算将桥梁简化成平面杆系结构，采用ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ计算程序全桥共３０５个节点，９个桁架单元、４８个只受拉索单元、２３９个梁单元，共计２９６个单元。
根据各特征截面位置，绘制各截面横断面图，标注各截面尺寸和预应力孔道到坐标，计算各截面结构过分析所需关键数值。
第三步，根据在ＡｕｔｏＣＡＤ２００７软件中计算好的各特征截面数据，在ＭＩＤＡＳ软件中进行单元、材料特性、截面特性、预应力钢束特征值、边界条件设置，主梁采用ＰＳＣ截面变截面组生成。
第四步，定义结构组、荷载组、钢束组、边界组。
第五步，根据施工过程进行２７种荷载工况设置、２４对体外预应力荷载和３６８束体内预应力荷载施加。
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
第六步，利用ＭＩＤＡＳ软件的单元钝化和激活功能，按照２７个施工阶段进行施工阶段设置，并检查每阶段模型的荷载条件和边界条件的正确性。
第七步，运行结构分析，并查看ＣＳＩ一－－ＣＳ２７施工阶段分析数据，输出各阶段特征截面应力和变形，分析运算结果。
第八步，将两种施工方法分析结果进行对比，并以施工监测数据为校核，分析两种不同施工方法对成桥结构内力和变形的影响。
第九步，分析结构模拟分析结果与实测值的差别，分析产生误差的原因和结构分析建模过程中单元离散处理的不足之处，总结并提出改进建议。４．２本桥主要施工工况
本桥施工过程分析采用Ｍｉｄａｓ－ｃｉｖｉｌ结构分析计算软件，根据施工过程和研究的目的，计算中模拟了施工过程和使用过程，主要施工荷载工况如下：
第一施工阶段：桥梁基础施工
第二施工阶段：临时支架上浇注０＃块
第三施工阶段：张拉０＃块短束
第四施工阶段：临时支架浇注拉索区主梁
第五施工阶段：张拉主梁顶板预应力钢束；
第六施工阶段：灌顶板预应力孔道；
第七施工阶段：挂索张拉第一（靠近塔）对斜拉索（４５０吨）；
第八施工阶段：挂索张拉第二对斜拉索（４５０吨）；
第九施工阶段：挂索张拉第三对斜拉索（４００吨）；
第十施工阶段：挂索张拉第四对斜拉索（４００吨）；
第十一施工阶段：挂索张拉第五对斜拉索（４００吨）；
第十二施工阶段：挂索张拉第六对斜拉索（４００吨）；
第十三施工阶段：挂索张拉第七对斜拉索（４００吨）
第十四施工阶段：；挂索张拉第八对（远离塔）斜拉索（４００吨）；
第十五施工阶段：拆除主梁临时支架；
第十六施工阶段：在悬臂端部加１００吨的配重荷载；
第十七施工阶段：支架上浇注边跨合拢段混凝土；
第十八施工阶段：混凝土强度达到设计强度的８５％时，张拉边跨主梁底板３５
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
预应力钢筋；
第十九施工阶段：灌浆（边跨底板预应力孔道）；拆除合边跨拢段临时支架；第二十施工阶段：支架上浇注中跨合拢段混凝土；
第二十一施工阶段：混凝土强度达到设计强度的８５％时，张拉中跨主梁底板预应力钢筋；
第二十二施工阶段：灌浆（中跨底板预应力孔道）；
第二十三施工阶段：拆除中跨临时支架；
第二十四施工阶段：去除配重荷载；
第二十五施工阶段：张拉腹板预应力钢束；
第二十六施工阶段：拆除两次边塔附近的临时支架；
第二十七施工阶段：桥面铺装等二期恒载施工。
采用ＭＩＤＡＳ—Ｃｉｖｉｌ计算程序将桥梁简化成空间有限元分析模型，计算模型如图所示，全桥共３０５个节点，９个桁架单元、４８个只受拉索单元、２３９个梁单元，共计２９６个单元。
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图４．１潮白河三塔矮塔斜拉桥主桥计算模型简图
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图４．２潮白河三塔矮塔斜拉桥主桥计算模型渲染图
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
４．３两种施工方法施工过程分析
本桥设计施工方案为主梁混凝土支架现浇施工，挂索施工时对称张拉一对索，拆除对应部位主梁支架，考虑到施工过程的可操作性和施工过程支架受力不明确的弊端，施工单位提出了斜拉索对称张拉全部完成后，一次卸架的施工方案，此施工方案施工过程支架受力过程明确，易于施工操作和监控量测。经过分析论证，得到设计院和专家的认可，最终实际施工采用了主梁支架现浇施工，对称张拉斜拉索，一次拆卸支架的施工方案。以下是两种施工方案的施工分析过程，注意在第七至第十四施工阶段两种施工方法支架受力状态的不同点。４．３．１施工一次卸架施工过程分析（位移）
此方案为实际施工方案，本文按照实际施工的２７个施工阶段进行分析研究，详见分析图４．３～图４．３０。
图４．３一次卸架ＣＳｌ阶段分析图
图４．４一次卸架ＣＳ２阶段分析图图４．５一次卸架ＣＳ３阶段分析图
第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
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图４．６一次卸架ＣＳ４阶段分析图
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图４．７一次卸架ＣＳ５阶段分析图
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图４．８一次卸架ｃｓ６阶段分析图
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图４．９一次卸架Ｃｓ７阶段分析图
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第４章不同施工过程对成桥状态影响对比分析
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图４．１ｌ一次卸架ＣＳ９阶段分析图
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图４．１３一次卸架ＣＳｌｌ阶段分析图
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图４．１７一次卸架Ｃｓｌ５阶段分析图
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图４．１９一次卸架ＣＳｌ７阶段分析图
图４．２０一次卸架ＣＳｌ８阶段分析图
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图４．２２一次卸架ＣＳ２０阶段分析图
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图４．２３一次卸架ＣＳ２１阶段分析图
图４．２４一次卸架ＣＳ２２阶段分析图
图４．２５一次卸架ＣＳ２３阶段分析图图４．２６一次卸架ＣＳ２４阶段分析图
图４．２７一次卸架ＣＳ２５阶段分析图
图４．２８一次卸架ｃｓ２６阶段分析图
图４．２９一次卸架ＣＳ２７阶段分析图
图４．３０一次卸架成桥阶段结构变形图
４．４．２设计逐次卸架施工过程分析（位移）
本方案为原设计施工方案，参照实际施工过程也按２７个施工阶段进行施工过程控制分析，见分析图４．３ｌ～图４．５８。４３
图４．３１逐次卸架ＣＳｌ阶段分析图图４．３２逐次卸架Ｃｓ２阶段分析图图４．３３逐次卸架ＣＳ３阶段分析图图４．３４逐次卸架ＣＳ４阶段分析图