[发明专利]悬索桥主缆锚固预应力管道的施工方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于悬索桥主缆锚固预应力管道的施工方法及装置。

背景技术

目前在桥梁施工中已广泛采用悬索桥、斜拉桥。施工时，先在悬索桥、斜拉桥两岸设两根悬索桥主缆，再在悬索桥主缆上呈间隔距离固定吊索的上端，吊索的下端通过吊索杯环和吊索锚环与形成桥面的加劲梁两端的锚固箱连成一体。而悬索桥主缆由数根大型缆索股(或简称主缆索股)组成，每根大型缆索股为预应力钢绞线索股。各主缆索股的两端分别固定于水泥岸基上的锚固基中。

各主缆索股的两端一般通过连接器锚固在重力式锚碇或隧道锚上，重力式锚碇或隧道锚在固定在锚固基中。锚固基由锚锭混凝土构成，分锚锭混凝土底层的抗硫混凝土层及锚碇基础混凝土层和位于其上的各混凝土层。而位于锚固基中的各主缆索股的两端一般通过预应力管道与锚固基接触，即先在锚固基中呈发散状根据各主缆索股数布设各预应力管道，而后将每根主缆索股的端头穿设在与其对应的一个预应力管道中，再在穿过该预应力管道的该根主缆索股上固定锚固连接器，完成各主缆索股的两端分别固定于水泥岸基上的锚固基中。

显然，作为与锚固连接器固定与锚固的重要设施，每根大型缆索股或每根预应力钢绞线索股的轴线方向、空间位置、锚面的垂直度等都关系到悬索桥主缆的合理受力。目前的预应力管道安装与锚固基混凝土浇筑同时进行，且无预应力管道定位装置，使预应力管道在锚固基混凝土浇筑过程中易错位，不能保证其内的钢绞线索股的轴线方向、空间位置、锚面的垂直度符合设计要求，影响主缆索股的锚固的传力，减少桥梁使用寿命。而且，这种传统方法，安装和调整不便，施工速度慢，钢材耗费多，施工周期长，索力固后达不到标准，效率低，质量差，影响工程进度。

发明内容

本发明的目的是设计悬索桥主缆锚固预应力管道的施工方法及装置，该方法能保证各钢绞线索股的轴线方向、空间位置、锚面的垂直度完全符合设计要求，该装置能满足混凝土分层浇筑过程中对各预应力管道的准确定位，具有结构简单，操作灵活，作业安全便捷，使用效果好，节省材料，施工速度快，效率高和质量好的优点。

为此，本发明的施工方法用钢桁架作为支撑、定位和固定各预应力管道于锚锭混凝土的各层混凝土中，该方法包括如下步骤：

(1)锚锭混凝土施工，先在悬索桥、斜拉桥两岸坚实的石质地基上进行锚锭混凝土施工，包括位于锚锭混凝土底层的抗硫混凝土层及锚碇基础混凝土层和与主缆中心线同轴心的主缆管施工；

(2)钢桁架设计，钢桁架用于支撑、定位和固定预应力管道于各层混凝土中，钢桁架的总体高度、空间布置、格构形式和锚固系统的设计应满足各预应力管道总体呈发散形的尺寸要求，具有足够的强度和刚度，以使其在预应力管道安装和混凝土浇筑施工的动载下不发生屈服，且变形在允许范围内，便于预应力管道的安装和精确定位，钢桁架设计后，进行钢桁架材料的购置；

(3)钢桁架节段加工制造，利用角钢按钢桁架尺寸进行下料，根据设计图纸，对支架立柱、悬挑梁、横向连接件、立柱支板、接板和横梁准确下料，对支架立柱、悬挑梁、横向连接件组装后，焊接成钢桁架节段；

(4)钢桁架试拼装，包括钢桁架预埋件施工，钢桁架节段经试拼装对接后运至现场进行组拼焊接固定，根据各预应力管组成的道群特点试进行横向连接件的位置选择，使横向连接件既能起到横向加强各钢桁架定位系统的作用，同时还能作为对部份预应力管道的定位装置；

(5)钢桁架安装，提前进行组拼焊接的钢桁架根据预应力管道的安装位置要求进行现场定位安装，在浇筑钢桁架的立柱支板所在的第一层混凝土时，在该层混凝土的顶面预埋立柱支板，以方便钢桁架的支架立柱定位，将制作好的各支架立柱运至锚碇基坑侧，利用锚碇两侧的塔吊将各支架立柱运至设计位置，经测量定位后，各支架立柱下端焊接于预埋的立柱支板上；

(6)钢桁架横向连接件安装，在各支架立柱中部上焊接横向连接件，使各支架立柱用横向连接件连接成为一个稳定的整体，钢桁架的立柱之间进行横向连接件连接以提高钢桁架的整体稳定性和刚度，四根呈矩分布的支架立柱的后两根立柱的长度大于前两根的长度，后两根支架立柱的上端与两悬挑梁一端下部连成一体，两悬挑梁另一端通过接板与前两根架立柱的顶端连成一体；

(7)钢桁架空间位置调整，包括对预应力管道加工，按照设计图纸上的预应力管道的位置，在前、后两根支架立柱和悬挑梁上对应焊接数根横梁；每排横梁实际焊接的位置应低于正好放置预应力管道的位置；