橋梁施工與BIM應(yīng)用

模塊七、懸索橋施工

本懸索橋?yàn)橹貞c某高速公路上的關(guān)鍵控制性工程，其起點(diǎn)位于重慶市江津區(qū)柏林鎮(zhèn)水滸村，終點(diǎn)位于重慶市江津區(qū)柏林鎮(zhèn)華蓋村，橋位區(qū)江津岸距離最近機(jī)耕道有150m，習(xí)水岸有鄉(xiāng)村公路可達(dá)，交通條件較差口橋位區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌。橋梁跨越**河，河溝寬15～25m，縱坡降16‰，河谷岸坡不對(duì)稱，橋面距地面最大高度約280m。

橋梁總長度為1578m，采用7孔40m預(yù)應(yīng)力砼先簡支后連續(xù)T梁+660m鋼桁架梁懸索橋+（90+90）m預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)+11孔40m預(yù)應(yīng)力砼先簡支后連續(xù)T梁結(jié)構(gòu)。圖5-1主橋

本橋施工分為動(dòng)土前準(zhǔn)備、鋼桁梁懸索橋施工、索鞍與索夾加工及制造、主纜索股與吊索加工及制造、鋼桁梁與橋面系加工及制造、引橋施工、引橋橋面系等任務(wù)?，F(xiàn)分述如下。任務(wù)一：動(dòng)土前準(zhǔn)備同簡支梁橋任務(wù)一。

任務(wù)二：鋼桁梁懸索橋施工步驟一錨碇施工（1）工藝流程先進(jìn)行錨碇基坑的開挖施工，邊開挖邊對(duì)坑壁進(jìn)行支護(hù)，開挖就位后，進(jìn)行錨碇基礎(chǔ)、錨塊、散索鞍支墩、后澆段等大體積砼的施工。錨碇施工工藝流程圖錨碇基坑開挖一錨碇基坑開挖二錨碇基坑開挖三

（2）施工方法①測(cè)量放樣各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作就緒后，根據(jù)建立的測(cè)量控制網(wǎng)，按圖紙上斷面形狀及開挖范圍對(duì)基坑各個(gè)角進(jìn)行放樣，并撒石灰線作為開挖控制線，各角點(diǎn)插設(shè)旗幟作標(biāo)志。②擋水墻及截水溝的砌筑測(cè)量放樣工作經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收后，沿開挖邊線外側(cè)1.5米周邊砌筑擋水墻及修筑截水溝，以防止地表水匯入基坑內(nèi)而引起塌方或基底土層破壞。

③基坑開挖按設(shè)計(jì)坡度沿開挖線對(duì)基坑進(jìn)行開挖。土方采用挖掘機(jī)直接開挖，石方主要采取爆破方式開挖，挖掘機(jī)、裝載機(jī)裝渣，自卸車裝運(yùn)，棄渣運(yùn)輸?shù)街付▓?chǎng)地。棄渣場(chǎng)砌筑擋土墻、排水溝進(jìn)行防護(hù)，做好環(huán)保、水保措施。

④邊坡防護(hù)根據(jù)巖層情況，主要采用掛網(wǎng)噴射砼封閉新鮮巖層防護(hù)，巖層松動(dòng)破碎較為嚴(yán)重時(shí)，可采取鋼錨桿錨噴支護(hù)方式進(jìn)行防護(hù)。⑤錨碇基坑回填錨碇基坑回填由大型機(jī)械配合小型機(jī)具進(jìn)行，嚴(yán)格控制填料質(zhì)量、填筑厚度和壓實(shí)度，保證基坑回填質(zhì)量。

（3）錨碇大體積砼施工①大體積砼的分層、分塊錨碇的錨塊均屬于大體積砼，大體積砼采取豎向分塊、水平分層的方式進(jìn)行施工。先進(jìn)行分塊砼的澆筑，然后進(jìn)行分塊間后澆段砼的施工②配合比的選定錨碇大體積砼配合比設(shè)計(jì)既要符合力學(xué)性、耐久性以及溫控要求，又要具有良好的和易性和施工性能。J岸錨碇大體積砼分層分塊示意圖X岸錨碇大體積砼分層分塊示意圖錨碇基礎(chǔ)混凝土澆筑前綁扎鋼筋錨碇基礎(chǔ)混凝土澆筑一錨碇基礎(chǔ)混凝土施工完錨碇錨塊及散索鞍支墩錨碇錨塊及散索鞍支墩錨碇錨塊及散索鞍支墩混凝土施工三錨碇墩身施工

③原材料的選定及質(zhì)量控制采用低熱礦渣水泥，嚴(yán)禁使用新出爐、儲(chǔ)存期較短的水泥；采用I級(jí)或準(zhǔn)I級(jí)粉煤灰，加大其摻量，以減少水泥用量；碎石、中粗砂、外摻劑等材料必須滿足要求。

④錨碇砼溫度控制措施大體積砼施工時(shí)，為避免混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，澆注前應(yīng)制定詳細(xì)的施工方案,從原材料選用與混凝土配合比設(shè)計(jì)及試配，混凝土澆筑，混凝土內(nèi)部降溫、溫度監(jiān)測(cè)和表面養(yǎng)護(hù)等方面采取切實(shí)有效的措施。為降低承臺(tái)大體積混凝土的最高溫度，最主要的措施是降低混凝土的水化熱。

A.選用低水化熱品種水泥。B.采用合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)：C.降低砼入倉溫度：采用淋水降溫的方法，以降低砼出料溫度。D.設(shè)置冷卻水管E.外部保溫

F.其他措施：攪拌砼用水采用飲用水；并對(duì)混凝土輸送管道進(jìn)行灑水覆蓋冷卻；若有必要，對(duì)混凝土運(yùn)輸罐車進(jìn)行冷卻。G.砼養(yǎng)護(hù)措施

（2）主纜錨固系統(tǒng)施工①定位鋼支架施工定位鋼支架主要通過布置在錨碇兩側(cè)的塔吊進(jìn)行安裝，定位鋼支架可先在場(chǎng)地內(nèi)焊接成片，再整體進(jìn)行安裝。在定位水平型鋼時(shí)，水平型鋼可適當(dāng)降低5～10mm，避免預(yù)應(yīng)力管道偏高時(shí)沒有下調(diào)余地。

②預(yù)應(yīng)力管道的安裝定位錨體內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力管道為鋼管，鋼管在加工場(chǎng)下料接長后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，安裝時(shí)利用布置在錨碇兩側(cè)的塔吊進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力管道的安裝要求與相對(duì)應(yīng)索股的發(fā)散方向相同(見圖5-15)。錨體預(yù)應(yīng)力管道定位示意圖

③預(yù)應(yīng)力穿束主纜預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)鋼絞線逐根編號(hào)，并在中間隔3m左右設(shè)置分束器。預(yù)應(yīng)力束擬采取塔吊提升整體穿束法預(yù)應(yīng)力穿束示意圖

④錨墊板的安裝定位預(yù)應(yīng)力管道錨墊板的平面位置與主纜線形位置垂直相交，為空間結(jié)構(gòu)體系，錨墊板安裝平面位置發(fā)生偏差，將直接影響到前錨面主纜索股錨固連接器的安裝質(zhì)量。通過定位鋼支架加固方式進(jìn)行錨墊板的精確定位錨墊板定位示意圖

⑤預(yù)應(yīng)力體系的張拉、壓漿施工錨體預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿施工工藝與索塔橫梁預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿施工工藝基本相同，此處不再贅述。

步驟二索塔樁基施工同簡支梁橋任務(wù)二。步驟三索塔承臺(tái)及墩座施工

本橋均采用矩形承臺(tái)。8#索塔單個(gè)承臺(tái)尺寸為20.0×22.4×9.0m（含3m高塔座），7#索塔單個(gè)承臺(tái)尺寸為18.0×18.0×9.0m（含3m高塔座），8#左右幅承臺(tái)間通過系梁連接，其中8#索塔地系梁尺寸為15.5×6.4×4.0m，7#承臺(tái)左右幅無系梁連接，其中承臺(tái)、系梁采用C40砼、塔座為C40混凝土。

承臺(tái)和塔座混凝土一次性澆筑完成。待左、右幅承臺(tái)和塔座施工完成后，再進(jìn)行承臺(tái)間地系梁的施工。承臺(tái)鋼筋采用后場(chǎng)集中加工，經(jīng)平板車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)綁扎成形，承臺(tái)模板采用大塊鋼模板，混凝土在拌和站集中生產(chǎn)，通過混凝土罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用混凝土輸送泵進(jìn)行澆筑。

（1）施工工藝流程

（2）樁頭處理承臺(tái)施工前，必須將灌注樁高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分破除。樁頭混凝土用風(fēng)鎬鑿除，鑿除的砼殘?jiān)D(zhuǎn)運(yùn)至指定位置。樁頭處理好后，將樁頭鋼筋調(diào)理順直并彎至設(shè)計(jì)角度調(diào)皮層混凝土施工

（3）混凝土調(diào)平層施工根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，承臺(tái)與地系梁地面設(shè)50cm厚C25砼調(diào)平層，要將底面清除松散巖石之后再進(jìn)行調(diào)平層的施工，且要求調(diào)平層下巖層的地基承載力不小于0.6MPa。在基坑底部澆筑調(diào)平層混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，以此作為承臺(tái)底模，然后進(jìn)入下一道工序施工

（4）鋼筋及冷卻水管施工①鋼筋加工②鋼筋定位、綁扎③冷卻水管制作與安裝冷卻管采用U型定位筋卡焊在設(shè)計(jì)位置，保證在澆筑砼過程中不發(fā)生移位現(xiàn)象，接頭采用套管焊接連接。

（5）模板工程承臺(tái)模板均采用大塊鋼模板進(jìn)行施工，模板之間采用螺栓連接，對(duì)拉螺桿固定。（6）大體積混凝土澆筑承臺(tái)混凝土一次性澆筑完成?；炷劣砂韬驼炯猩a(chǎn)，混凝土罐車運(yùn)輸就位，采用混凝土輸送泵泵送入模，φ50插入式振搗器振搗，人工抹面。橋塔承臺(tái)鋼筋綁扎與承臺(tái)混凝土澆筑

橋塔承臺(tái)鋼筋綁扎與塔座混凝土澆筑二

（7）混凝土養(yǎng)護(hù)承臺(tái)混凝土采用自然養(yǎng)護(hù)的方法，混凝土頂面采用覆蓋保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，側(cè)面采用保濕養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完成后即開始養(yǎng)護(hù)，在頂面覆蓋土工布，并利用冷卻水管內(nèi)的水蓄水養(yǎng)護(hù)，在混凝土脫模前，保持模板濕潤，以減少混凝土的收縮。同時(shí)根據(jù)環(huán)境氣溫變化，及時(shí)調(diào)整保溫層厚度，當(dāng)氣溫較高、溫降較緩時(shí)，減少保溫層厚度，加速降溫；當(dāng)氣溫較低、溫降較快時(shí)，增加保溫層厚度，減緩降溫。（8）底橫梁施工待索塔左右幅承臺(tái)施工完成后，再進(jìn)行承臺(tái)間底橫梁施工。底橫梁鋼筋采用后場(chǎng)集中加工，經(jīng)平板車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)一次性綁扎成形，模板采用大塊鋼模板，混凝土在拌和站集中生產(chǎn)，通過混凝土罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用混凝土輸送泵一次性澆筑完成。

（9）大體積混凝土溫控措施①混凝土配合比中水泥采用低熱礦碴水泥，承臺(tái)分層澆筑，內(nèi)設(shè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)利用水的循環(huán)降低混凝土的溫升峰值，混凝土表面用麻袋、草袋或塑料簿模覆蓋保溫，確保大體積混凝土內(nèi)外溫度差控制在允許范圍以內(nèi)。②嚴(yán)格控制混凝土澆筑入模溫度，冬季溫度較低時(shí)，采用熱水進(jìn)行混凝土拌和，夏季溫度較高時(shí)，在拌和水中摻入冰塊。③縮短上下節(jié)段之間的澆筑間歇時(shí)間，保證施工連續(xù)性。④加強(qiáng)混凝土的保濕和養(yǎng)護(hù)，在每層混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)覆蓋并養(yǎng)生，確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

步驟四索塔墩柱及橫梁施工（1）施工總體方案索塔塔柱與橫梁采取異步施工，塔柱采用塔吊配合爬模施工，橫梁采用預(yù)埋型鋼牛腿搭設(shè)懸空支架立?，F(xiàn)澆。（2）索塔施工方案①施工總體構(gòu)思A.承臺(tái)施工完畢后，采用與砼同標(biāo)號(hào)砂漿灌注冷卻水管，并對(duì)承臺(tái)基坑進(jìn)行回填。B.根據(jù)索塔工程特點(diǎn)，采用懸臂外架鋼模板進(jìn)行塔柱工程的施工。C.索塔橫梁與塔柱異步進(jìn)行施工。D.在索塔兩個(gè)塔柱分別安裝一臺(tái)電梯和一臺(tái)塔吊。

E.索塔為豎直結(jié)構(gòu)，垂直度控制是施工成敗的關(guān)鍵，必須加強(qiáng)施工觀測(cè)。塔柱爬模施工塔柱橫梁異步施工一塔柱橫梁異步施工二塔柱橫梁異步施工三

②索塔塔柱施工采用塔吊提升和隨塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)爬升方法予以解決，施工人員乘坐電梯上下。A.模板結(jié)構(gòu)索塔截面為矩形空心型式，采用懸臂式外架鋼模板進(jìn)行施工，外側(cè)采用大塊定型鋼模板，以保證索塔外觀質(zhì)量。外側(cè)模板的單節(jié)高度為6米，面板為5mm厚鋼板，模板設(shè)加勁骨架，模板設(shè)橫向背楞，最大間距為1.2m。模板拉桿橫向的密度根據(jù)模板分塊確定。模板固定及調(diào)整通過對(duì)拉拉桿和兩層鋼模板間的連接螺栓實(shí)現(xiàn)?？招慕孛鎯?nèi)模采用定型組合鋼模，與外模對(duì)拉并腳手架鋼管支頂加固。

B.塔柱勁性骨架安裝安裝時(shí)，在塔腳地面上按照相應(yīng)尺寸焊接成型，吊裝就位與前段骨架焊接，斜撐焊接加固。逐節(jié)接升，直至滿足要求塔柱液壓自爬?？傮w布置示意圖

C.塔柱鋼筋制作安裝塔柱鋼筋主筋采用鋼筋直螺紋套筒連接，其余鋼筋均采用焊接或綁扎連接。D.塔柱砼施工工藝

E.塔柱施工高度控制塔柱施工高度在塔頂一次性進(jìn)行調(diào)整，在塔柱封頂時(shí)進(jìn)行。塔柱施工最終標(biāo)高控制綜合考慮砼收縮徐變、沉降、溫度等因素的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)、監(jiān)控單位提出的修正參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。塔柱高度應(yīng)有一定的預(yù)留高度。

F.各類預(yù)埋件的埋設(shè)在塔柱施工過程中，注意塔吊及電梯附墻架、橫梁支架預(yù)埋牛腿、索鞍鋼格柵等預(yù)埋件、貓道預(yù)埋件、索鞍吊架和頂力架以及纜索吊裝等埋件的埋設(shè)。埋設(shè)時(shí)注意控制埋件的平面位置，并使埋件低于砼表面3～5cm，方便進(jìn)行塔身修補(bǔ)。

G.塔柱外觀的修復(fù)（3）索塔橫梁施工橫梁擬采取與索塔塔柱異步施工的方法進(jìn)行施工。橫梁采用兩端鋼牛腿（采用2cm鋼板拼焊而成）及型鋼反力架共同支承貝雷梁形成的整體支架立模現(xiàn)澆。

步驟五鞍安裝（1）概況主、散索鞍安裝是主橋上部結(jié)構(gòu)安裝工程施工的第一步。索鞍安裝施工包括塔頂主索鞍和錨碇散索鞍及其附屬構(gòu)件安裝施工，全橋主索鞍和散索鞍各4套，安裝構(gòu)件包括格柵、底座和主、散索鞍鞍體等部分。索鞍及其附屬構(gòu)件吊裝，均通過塔頂門架和錨碇門架吊裝完成。主、散索鞍吊裝工藝流程圖索鞍吊裝

步驟六貓道設(shè)計(jì)與施工（1）貓道設(shè)計(jì)（2）貓道架設(shè)①貓道牽引索架設(shè)②貓道承重索制作和架設(shè)③貓道改吊④貓道拆除步驟七主纜索股架設(shè)（1）主纜架設(shè)工程概況本橋主纜跨度為215m+660m+268m，設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)下跨中理論垂度為66m，垂跨比1：10。主纜采用預(yù)制平行鋼絲索股。兩根主纜的中心間距為28.0m，每根主纜由106束91絲Φ5.1mm的高強(qiáng)鋼絲組成，每根主纜共9646根鋼絲，考慮20％的空隙率，主纜束股擠緊后外徑為560mm。

（2）索股牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)①雙線往復(fù)式牽引系統(tǒng)總體布置②索股托滾的設(shè)計(jì)（3）主纜索股牽引、整形、入鞍①主纜索股牽引索股架設(shè)順序圖索股牽引卷揚(yáng)機(jī)放索區(qū)與放索支架索股牽引一索股牽引二索股牽引三索股到錨碇處錨跨入錨

②索股橫移整形③索股入鞍索股橫移一索股橫移二索股橫移三拱座與索股整形二索股入鞍

（4）索股調(diào)整(見圖5-47)主纜索股調(diào)整分為基準(zhǔn)索股垂度調(diào)整和一般索股垂度調(diào)整兩種。索股調(diào)整要求在風(fēng)速較小、溫度穩(wěn)定的夜間進(jìn)行?；鶞?zhǔn)索股垂度調(diào)整方法是采用絕對(duì)高程法，一般索股垂度調(diào)整采用相對(duì)基準(zhǔn)索股進(jìn)行垂度調(diào)整。索股各跨垂度調(diào)整完成后，用拉伸器調(diào)整錨跨張力。當(dāng)索股架設(shè)到一定數(shù)量后，為便于各索股的有序排列和保持其形狀，應(yīng)及時(shí)安裝索股形狀保持器。索股調(diào)整

①索股垂度調(diào)整順序②基準(zhǔn)索股垂度調(diào)整A.基準(zhǔn)索股絕對(duì)垂度的監(jiān)測(cè)B.基準(zhǔn)索股垂度的調(diào)整③一般索股相對(duì)垂度的測(cè)量及調(diào)整A.鞍處錨固B.B.設(shè)置線性保持器C.捆綁定型

（4）索股溫度的監(jiān)測(cè)（5）緊纜施工緊纜

（6）主纜纏絲主纜纏絲是用專用的纏絲設(shè)備以一定的張力使鍍鋅軟鋼絲密匝牢固地纏繞在主纜上的作業(yè)，用以保護(hù)主纜鋼絲，保證涂裝防護(hù)效果。本橋主纜直徑索夾內(nèi)為φ512.5mm，索夾間為φ518.9mm，采用φ4.1mm軟質(zhì)鋼絲纏繞、涂裝進(jìn)行主纜防護(hù)。

（7）主纜涂裝A.表面處理B.主纜的涂裝C.主纜和索夾交接環(huán)縫的密封D.索夾對(duì)接縫的密封E.主纜鞍座的密封(主塔鞍座及散索股鞍座)F.主塔鞍座外側(cè)主纜(不規(guī)則段)防護(hù)

G.錨室內(nèi)散索股鋼絲纜繩的保護(hù)涂裝H.主纜錨錠的密封保護(hù)涂裝I.索夾螺栓與螺母結(jié)合的密封J.索夾及索套鋼結(jié)構(gòu)表面的涂裝K.檢修道立柱、錨頭、支架等表面的涂裝L.檢修道扶手鋼絲繩、欄桿鋼絲繩,吊索表面防護(hù)M.防護(hù)層缺陷的預(yù)防和修補(bǔ)

步驟八索夾與吊索安裝（1）概述本橋懸索橋主纜索夾采用銷接式，分上、下兩半對(duì)合的形式，通過M27的高強(qiáng)螺桿相連。索夾采用ZG270－500鑄鋼鑄造。吊索與索夾采用銷接式，吊索采用平行鋼絲束，利用錨頭上的叉型耳板與索夾下部的耳板銷接。

（2）索夾安裝①索夾安裝工藝流程索夾安裝流程圖

②索夾安裝施工A.索夾特點(diǎn)本橋索夾結(jié)構(gòu)采用上下兩半的形式，上下半索夾用螺桿夾緊，接縫處用綠丁膠進(jìn)行密封。索夾耳板孔眼采用與主纜中心線平行設(shè)計(jì)。B.索夾放樣索夾的施工放樣在懸索橋施工中是相當(dāng)重要的一環(huán)。在施工過程中必須精確地放出各個(gè)索夾的位置。索夾位置容許偏差10mm。索夾安裝索夾緊固

C.索夾安裝D.螺桿緊固索夾螺桿緊固是分次完成的，存在預(yù)緊力過程損失問題，所以針對(duì)不同類型索夾的螺栓數(shù)量具體確定螺栓張拉順序，其原則為：中間向兩邊、對(duì)稱進(jìn)行。E.索夾螺栓軸力導(dǎo)入安裝好的索夾

（3）吊索安裝①吊索安裝工藝流程②吊索安裝施工安裝好的吊索

步驟九索吊裝系統(tǒng)（1）概述本橋的上構(gòu)鋼桁梁和橋面板的安裝采用纜索吊裝系統(tǒng)。①主承重索②起重索③牽引索④索鞍索鞍

⑤起重吊架⑥跑車⑦錨墩⑧支索器跑車安裝跑車