独塔曲面索斜拉桥钢-混结合梁段施工控制要点研究_方进树.pdf
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1、运输经理世界隧道与桥梁工程0引言随着我国桥梁设计、建造工艺的不断发展,各种材料的组合梁结构得到应用。为充分发挥材料的优势以及适应不对称的桥跨分布环境,钢混凝土混合梁斜拉桥应运而生。混合梁斜拉桥是指其主梁由两种或两种以上不同材料的梁体沿纵桥向通过连接件及预应力筋或锚杆等结合在一起的斜拉桥桥型,该桥型合理地利用了钢材和混凝土两种材料的优势特点,桥梁的受力性能、跨越能力和经济性能等得到了很大改善1。本文结合某工程实际案例和现场施工条件,对该 部 位 施 工 过 程 中 钢 箱 梁 安 装 施 工 控 制 要 点 进 行研究。1工程概况西溪大桥是一座跨漳州主干水系的特大型桥梁,地处漳州龙海市,漳州厦漳
2、同城大道上的控制性工程,桥型布置见图 1。该项目位于九龙江下游,距北溪水 闸 约 2km,起 止 桩 号 K15+980K19+100,全 长3.12km,包含北溪引桥、北溪主桥、沙洲互通立交、西溪主桥、西溪引桥及桥头引道。西溪主桥为独塔扭背索斜拉桥,墩、塔、梁固结,跨径组成为(88+200)m,其中 88m 主梁为边跨,设计为预应力混凝土箱梁,200m主跨采用钢箱梁。桥塔为独柱式斜塔,桥面以上塔柱轴线向边跨侧倾斜 8,桥面以上塔高 117m。边跨侧为双索面空间扭背面索,主跨为准单索面。2钢-混结合段施工的总体方案2.1 设计概述钢-混结合段是全桥的关键部位,钢-混结合段的钢梁(1#梁段)长
3、9.7m,宽 47m。钢梁采用带 T 型加劲的 U 肋,钢箱梁端部设置多格室结构,且在格室内填充混凝土,并通过剪力键及钢板与混凝土的摩擦力传递轴力、剪力和弯矩2。纵向采用预应力钢束与混凝土箱梁紧密结合。钢梁起吊重量 384.4t;钢梁安装就位后,浇筑 1.5m 混凝土主梁后浇带以及钢格室内混凝土,混凝土方量 440m3,采用 C55 聚丙烯纤维混凝土。钢箱梁外形与 B=47m 宽混凝土箱梁一致,混凝土箱梁标准横断面图见图 2,钢箱梁标准横断面见图3。根据结合段设计概述,安装施工的技术难点主要在于:图 1 西溪主桥结构布置示意图(单位:cm)其一,钢-混结合段采取格室内填充混凝土的构造,格室内钢
4、筋、预应力管道分布密集,混凝土浇筑的独塔曲面索斜拉桥钢-混结合梁段施工控制要点研究方进树(漳州市公路事业发展中心云霄分中心,福建 漳州 363099)摘 要:从钢-混结合箱梁的工艺流程、钢梁运输、临时支架、吊装设备、预应力施工、监控量测等方面精心组织,并统筹桥、墩、塔、梁的关系,使该项目在保证质量完成施工任务,为同类项目技术人员提供借鉴。关键词:钢-混结合梁段;独塔曲面斜拉桥;施工控制中图分类号:U448文献标识码:A86运输经理世界隧道与桥梁工程操作空间极为有限,若浇筑不密实将会导致混凝土与钢格室结合不紧密,影响钢-混结合段受力和传力,因此对混凝土工作性能及浇筑工艺要求较高;其二,受通航条件
5、的限制,大型浮吊无法进场,钢-混结合段及主 3#墩顶梁段均需要利用桥面吊机吊装,对桥面吊机的吊幅、吊重以及塔墩梁固结段支架承载力有较高要求。图 2 混凝土箱梁标准横断面图(单位:cm)图 3 钢箱梁标准横断面图(单位:cm)2.2 施工方案设计根据工程结构特点和实施具体安排,钢-混结合段的施工方案如下:2.2.1钢-混结合段钢管支架与塔墩梁结合段支架一并搭设,塔墩梁固结段施工完后,在箱梁顶面拼装桥面吊机并完成试吊。2.2.2船运钢-混结合段(钢梁)至现场就位后,桥面吊机起吊钢梁,精确调位后搁置在支架上。2.2.3安装钢-混结合段(混凝土梁)模板、钢筋及 预 应 力 钢 束,浇 筑 混 凝 土(
6、包 括 钢 格 室 内 的 混 凝土),待混凝土强度达到设计强度后进行混凝土梁及钢-混结合段全部剩余预应力的施工。2.3 施工准备工作2.3.1施工总平面布置:施工总平面布置包括现场施工栈桥、施工平台、支架、塔吊、电梯、桥面吊机、拖泵等布置情况。2.3.2塔吊选型:在塔墩梁固结段顶上靠近主塔位置的下游侧安装一台动臂式 JCD500 塔吊(吊臂长度 45m),主要用于主塔施工,期间同时安装桥面吊机。JCD500 塔吊立面布置见图 4。2.3.3钢箱梁运输船舶:钢箱梁运输计划采用三艘甲板海驳,一船装一件。船舶运载能力超过运输总重的 2 倍,满足安全要求。图 4 塔吊立面布置图(标高单位:m,其余:
7、mm)3塔 墩 梁 固 结 段 及 钢-混 结 合 段 支 架方案3.1 功能需求及设计思路塔墩梁固结段在支架上浇筑。钢-混结合段先利用桥面吊机将 01#墩顶钢梁起吊,精确调位后,将钢梁安放在支架上就位,然后在支架上浇筑混凝土梁部分。支架应能承受结构自重(含钢格室内混凝土)、施工活载、桥面吊机自重以及在桥面吊机起吊 01#梁段时分配到支架上的荷载,并满足 01#钢梁搁置安放及钢-混结合段混凝土梁底模梁系安装的需求。3.2 墩顶临时支架结构设计根据现场施工条件,塔墩梁固结段支架及钢-混结合段支架采用钢管支架。支架下部排架桩基采用8208mm 钢 管 桩,部 分 立 柱 桩 基 采 用92010m
8、m,平联采用4266 钢管,斜撑采用 225a,在立柱顶部横桥向布设 2HM588300 型钢作为主承重梁,01#梁下方主承重梁为 2HN900300,立柱顶部与主承重梁之间设有卸荷砂箱,主纵梁长 48m(塔墩区断开),在主承重梁上顺桥向搭设 HM588300 纵梁,纵梁间距 1.253m,实心位置间距 1.25m,空腔位置间距 2.5m,翼缘板位置间距 3m,纵梁共 29 根,长纵梁长度为 32m(塔墩区断开),纵梁上横向铺设 20#工字型87运输经理世界隧道与桥梁工程分配梁,铺设间距为 90cm(横隔板位置 45cm 加密),长 48m(塔墩区断开),分配梁上铺设模板系统。3.3 支架施工
9、钢-混结合段支架与塔墩梁固结段支架同步设计、同步施工,现场采用 80t 履带吊配合塔吊搭设。先施打钢管桩至设计标高,然后安装柱间平联、斜撑,最后吊装横梁与纵梁。横梁与纵梁重量过大,不能直接吊装,采用分节段吊装、支架顶部拼接的工艺。4钢-混结合段(钢梁)吊装吊装施工作业技术路线包括:吊装前准备工作起吊工作梁段初定位梁段精准调位。4.1 吊装前准备工作4.1.1桥面吊机安装根据 1#钢梁的吊重及吊幅,采用两台起吊能力200t 的变幅式桥面吊机联合提升、调整、安装钢箱梁。桥面吊机主要由底架、前撑杆、后拉杆、吊臂、吊具、起升卷扬机构、变幅卷扬机构、支顶装置、后锚固装置、前移机构、横移机构、液压系统、电
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