实用文档之大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术

合集下载

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术【摘要】大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术对于确保工程质量和施工安全具有重要意义。

本文从悬臂施工技术的重要性和大跨度桥梁悬臂施工的特点入手,详细讨论了悬臂吊杆的设计与施工、悬索施工技术的应用、安全措施、质量控制和工期管理等方面。

随着技术的不断发展,大跨度桥梁悬臂施工将面临着更大的挑战和影响。

未来,随着工程建设的不断完善,大跨度桥梁悬臂施工技术也将迎来新的发展趋势。

深入研究大跨度桥梁悬臂施工技术,探讨其挑战和影响,对于推动大跨度桥梁建设的进步具有重要意义。

【关键词】大跨度桥梁、悬臂施工技术、悬臂吊杆、悬索施工、安全措施、质量控制、工期管理、发展趋势、影响、挑战1. 引言1.1 悬臂施工技术的重要性悬臂施工技术作为大跨度桥梁建设中的重要施工方法,在项目的实施中起到了至关重要的作用。

其重要性主要体现在以下几个方面:悬臂施工技术可以实现大跨度桥梁的无阻碍连续施工。

由于大跨度桥梁的特殊性,传统的施工方法往往无法满足跨度较大、跨越河流或峡谷等复杂地形的要求。

而悬臂施工技术通过悬挑梁和支撑体系的结构设计,可以实现桥梁结构的连续施工,大大缩短了工期,提高了工程施工效率。

悬臂施工技术可以有效减少对周边环境的影响。

大跨度桥梁往往需要跨越河流、城市道路等敏感区域,传统的施工方式可能会对周围环境造成破坏和污染。

而悬臂施工技术可以通过合理的施工方案和严格的安全措施,最大限度地减少对周围环境和公众生活的影响,保障了施工过程的安全和可持续发展。

悬臂施工技术在大跨度桥梁建设中具有不可替代的重要性,为工程的顺利实施和顺利完成提供了重要的技术支持和保障。

1.2 大跨度桥梁悬臂施工的特点1. 复杂性:大跨度桥梁通常跨度大、结构复杂,要求悬臂施工技术高超。

悬臂吊杆的设计需要考虑结构的稳定性和承载能力,施工过程中需要精密的计算和精准的操作。

2. 高度要求:悬臂施工需要高度的工程技术和工程装备支持,悬臂吊杆的悬吊高度通常在几十米以上,要求设备稳定、安全,并且能够承受高空作业的压力。

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术讲解学习

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术讲解学习

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术尹洪明郭军肖霑(中交一公局四公司广西南宁 530000)摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。

悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工,根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。

而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座,都采用塔架斜拉扣挂法施工,且因为施工情况又存在不同,技术理论不够完善,整体还处在起步阶段,为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术,本文以在建的马蹄河特大桥为背景,谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。

关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术0 前言拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。

随着钢筋混凝土的出现,拱桥的施工技术得到提升,跨越能力增大,大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单,在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。

制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法,拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。

小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装,随着跨度增大,山区沟谷多,环境条件限制,提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。

悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法,我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升,伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步,才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。

90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥(312m,1996年)和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥(420m,1997年)。

然而,随着时间发展,国家对工程质量、技术要求更高,悬臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力,且成拱后拱圈接头多,整体性不高,在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥,由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好的特点。

大跨度钢筋混凝土拱桥装配式挂篮悬臂浇筑施工技术

大跨度钢筋混凝土拱桥装配式挂篮悬臂浇筑施工技术

Value Engineering0引言随着国民经济的快速发展,国家交通基础建设不断增加,在山区建造跨峡谷的桥梁越来越多,而钢筋混凝土悬臂浇筑拱桥因全寿命周期内成本低廉、受力性能好等优点,越来越受建设者推崇,在高原深切峡谷地带修建钢筋混凝土拱桥也给施工带来了各种难题[1-3]。

目前,我国悬臂法施工的拱桥多采用悬臂拼装,悬臂浇筑法近几年发展较快,主要分布在四川、贵州[4]。

国内外学者对大跨度悬臂浇筑拱桥的挂篮优化设计及施工过程中的控制作出了大量研究,但对装配式挂篮的设计及相应的施工技术从未涉及[5,6]。

因此本文以“倒三角”挂篮为模板,研制了一种适用于多种拱箱截面尺寸,同时加工、安装简单,以及可形成制式杆件的装配式挂篮,该挂篮的纵梁、横梁、竖杆及斜杆选用H 型钢替代传统挂篮中的桁架结构材料,通过设置可调节长度的调节杆,来实现三向尺寸和坡度调节,节点均为螺栓连接和销接。

根据该挂篮的设计特点形成相应的悬臂浇筑施工技术,并已应用于贵州娅石庆特大桥与巴基斯坦Braseen 桥,解决了钢筋混凝土箱形拱桥拱圈浇筑施工难题。

现以娅石庆特大桥为例详细介绍该挂篮的设计及相应的施工工艺。

1工程概况贵州金仁桐高速公路娅石庆特大桥主桥为净跨200m 的钢筋混凝土拱桥(图1),采用悬臂浇筑法施工,主桥为净跨200m 钢筋混凝土上承式箱形拱,交界墩最大墩高37m 。

大桥采用斜拉扣挂施工,主拱圈共分为17个节段,单幅共设置34对扣锚索(0~16#扣锚索)扣锚索呈扇形布置。

2装配式挂篮悬臂浇筑施工技术2.1娅石庆特大桥装配式挂篮具体设计装配式倒三角挂篮由主桁系统、止退系统、行走系统、模板系统、工作平台及安全防护系统组成,挂篮及模板总重为80t ,主要由型钢采用销接和螺栓连接拼装而成。

挂篮全长16.5m ,总高10.25m ,悬臂浇筑长度可根据拱箱节段长度通过增加分配梁和支撑杆进行调节,最大倾角———————————————————————作者简介:孙伟(1973-),男,山西太原人,高级工程师,主要研究方向为大跨度桥梁及隧道施工技术。

大跨度桥梁悬臂浇筑施工技术

大跨度桥梁悬臂浇筑施工技术
悬臂 浇 筑 施 工 原 理 悬 臂 挂 篮 浇 筑 的示 意 图 如 图 1 所 示 。桥 墩 两 侧 各 设 置

持两侧施工的条件相 同 ,以保证两侧的相对平衡。挂篮的 般 结 构 是 由用 以控 制平 衡 的锚 固 系统 、用 以施 工 的 吊装

系统及方便施工操作的空间条件组成 。
( 二 )结构 预 拱 度 的测 量
根 据 桥 梁 附近 的地 形 条 件 以及 桥 梁 的 桥 墩 高 度 确 定 出 所 需 要设 立 的 支撑 托 架 ,一 般 要 求所 设 托 架 的 原 则 是 托 架 应尽 可 能 容 易 搭 架 且托 架所 能承 受 负荷 应 尽 可 能 大 ,具 体
的托 架高度 问题得视具体情形来定。规范要求 ,所设置托 架长度 不得小于箱梁的长度 ,尽 可能保持一致状态。所设 置箱梁的底宽 要长于横桥宽度 ,大概 多出1 . 5~2 O m。通 常施工情况下所设的托架有两种 形式 ,分别为斜拉式和斜
撑 式 。 具 体 应 根 据 当时 的具 体 地 理 条件 来 选 定 。 为 了尽 可 能 避 免 托 架 承 载 过 程 中 的 变 形过 大 而 导 致 安全 事 故 ,一 般 对 托 架进 行 预 压 ,增 强 托 架 的荷 载 承 受 力 。 ( 二 ) 挂 篮 托 架 的设 置 是 为 了 方便 拼 接 桥 梁 两 侧 的 吊篮 ,未进 行
悬 臂挂 篮 施 工 过 程 :前 移 挂 篮 就 位 以后 ,调 整 底模 以 及 外膜 就 位 ,这 些调 整 好 之 后 ,就 开 始 根据 相 关 的 施 工 图
要计 算出挂 篮的重力、施工恒载都要考虑在 内。 为了设置 挂 篮的方便 ,通 常情 况下 是通过其他 方式搭接好第~段梁

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术讲解学习

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术讲解学习

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术尹洪明郭军肖霑(中交一公局四公司广西南宁 530000)摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。

悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工,根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。

而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座,都采用塔架斜拉扣挂法施工,且因为施工情况又存在不同,技术理论不够完善,整体还处在起步阶段,为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术,本文以在建的马蹄河特大桥为背景,谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。

关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术0 前言拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。

随着钢筋混凝土的出现,拱桥的施工技术得到提升,跨越能力增大,大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单,在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。

制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法,拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。

小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装,随着跨度增大,山区沟谷多,环境条件限制,提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。

悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法,我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升,伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步,才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。

90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥(312m,1996年)和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥(420m,1997年)。

然而,随着时间发展,国家对工程质量、技术要求更高,悬臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力,且成拱后拱圈接头多,整体性不高,在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥,由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好的特点。

钢筋混凝土拱桥的施工技术和斜拉技术

钢筋混凝土拱桥的施工技术和斜拉技术

钢筋混凝土拱桥的施工技术和斜拉技术钢筋混凝土拱桥是目前大型桥梁中最为常见的类型之一,其具有结构可靠、施工精度高等特点,在大跨度桥梁中具有广泛的应用。

本文将介绍钢筋混凝土拱桥的施工技术和斜拉技术,如何确保施工质量和桥梁功能稳定的安全性能。

一、钢筋混凝土拱桥的施工技术1. 基础施工锚固式钢混凝土桥梁的基础通常采用直接喷射桩基础,这种基础具有工期短、经济、施工方便等优点,对于拱桥的施工也非常适用。

首先要选好基础点,然后根据实际情况确定每个基础的排列位置和深度,材料的坍落度应控制在10-20mm之间,施工现场应及时喷水、间歇排除杂物保持清洁。

当然,不同桥梁的基础施工具体方法会有所不同,在具体施工中应该根据实际情况综合考虑。

2. 拱肋制作拱肋制作是一个比较耗时的过程,但也是施工中十分关键的一步。

要先制作一些模板,然后根据设计要求对钢筋进行加工和焊接,将拱肋制作成一定的型号和规格。

在焊接的过程中,要对施工现场的环境进行严格控制,以确保焊接时温度过高或材料受到污染的情况不会发生。

制作完成后,要进行钢筋混凝土拌合、机械挤压、养护等工艺,植入钢筋、混凝土块后进行加固操作,使其具有一定的强度和牢固性。

3. 安装拱肋在拱肋安装过程中,要根据设计的具体情况进行操作。

对于较大的拱桥,可以先将拱肋放置在预先制定的安装架上,再通过吊车将其吊至拱墩上,然后进行快速的安装和固定。

对于大小较小的拱桥,可以使用钢管脚手架配合吊车等现代化设备进行组合安装,将其紧密连接。

如此进行下去,拱桥的施工就完成了。

二、斜拉技术斜拉技术是近年来广泛应用于高速公路和城市建设的一项重要技术,其不仅可以提高钢筋混凝土拱桥的受力性能,还可以增强桥梁的稳定性。

具体来说,斜拉结构是通过斜向将桥墩与桥面连接,利用拉力传递桥面上的荷载至桥墩和岸基上,从而实现桥梁整体的平衡和稳定。

在斜拉技术的施工过程中,需要注意以下几点:1. 斜拉索的制作:斜拉索是斜拉桥的重要组成部分,其制作需要使用高强度钢材进行加工焊接。

采用多段悬拼法施工的大跨度混凝土拱桥施工控制技术

采用多段悬拼法施工的大跨度混凝土拱桥施工控制技术

采用多段悬拼法施工的大跨度混凝土拱桥施工控制技术摘要:大跨径混凝土拱桥是我国西部地区的主要桥型之一,其跨径越来越大,施工控制技术也在实践中日益发展。

本文对采用多段悬拼法施工的钢筋混凝土拱桥施工控制技术进行了系统总结,包括施工控制的特点,施工控制目标、内容和方法,悬拼过程中的调索方案和扣索力的计算方法、监测系统的组成等,为大跨径钢筋混凝土拱桥施工控制技术的推广应用提供借鉴。

关键词:混凝土拱桥,多段悬臂拼装,施工控制1 引言大跨径钢筋混凝土箱形拱桥截面经济、横向刚度大、稳定性好,中性轴靠近中部,对于正负弯矩有几乎相等的截面抵抗矩,能够较好地适应拱桥不同截面正负弯矩变化的要求,充分利用材料。

在跨越较大峡谷等复杂地形时,多被作为优选方案。

随着钢筋混凝土箱形拱桥跨径的不断增大,施工过程中的安全风险越来越大,成桥拱轴线形和内力越来越难以保证,施工控制工作显得越来越重要。

大跨径钢筋混凝土箱形拱桥主拱圈的架设由于受到吊装能力的限制,常常分为预制吊装部分和现浇部分,主拱圈的刚度和强度是逐渐组合形成的,这就增加了求解各施工阶段的变形值、预拱度及应力值的复杂性。

大跨径钢筋混凝土箱形拱桥设计与施工高度耦合,所采用的施工方法(扣吊合一)、材料性能、安装程序、拼装节段的定位标高和接头转角、拱肋节段扣索的安装索力、状态温度等因素都直接影响成桥主拱的线形与受力。

在施工过程中以上这些因素与设计的假定总会存在差异,同时还不可避免地存在测量误差、施工误差,使得桥梁各施工阶段的实际状态与设计状态存在偏差,在拱肋架设过程中如果上述偏差逐渐累积,而不加以控制和调整,拱肋的标高将会显著地偏离设计目标,造成合龙困难,从而影响成桥的内力和线形。

在拱肋架设过程中也存在结构整体、局部失稳及局部内力超标现象,需要对此进行监测和预警,一旦超标,及时对施工方案进行调整,以保证施工安全。

大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的施工控制不仅是施工过程中的质量和安全保障系统,也是桥梁营运中安全性和耐久性的综合监测系统。

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术

大跨度桥梁施工中的悬臂施工技术摘要:我国经济建设随着我国各行业的快速发展而发展迅速,道路建设的大力贡献不可小觑。

在跨度预应力混凝土连续桥梁施工中,悬臂施工技术逐渐被广泛的应用,这是因为这种施工技术不仅成本低而且还可以实现多孔结构同时进行施工,它的施工效率高、施工过程不需支架,河流、通航等对施工的进程影响也微乎其微。

关键词:跨度桥梁施工;悬臂施工技术引言我国道路建设是我国重点基础设施建设中非常重要的组成部分,关系到我国整体经济的发展速度。

近些年,我国路桥建设技术飞速发展,越来越多的大江、大河以及海湾桥梁应运而生,这些桥梁都属于大跨度桥梁,施工难度较大,容易受到风振、吊装拼接等因素影响。

为更好地保证大跨度桥梁工程质量,采取有效的施工技术是十分必要的,而悬臂施工技术就是一种可行性措施,可明显地提升桥梁的承载能力。

1工程概述某预应力混凝土连续梁桥,其总体布置主桥跨径为(80.45+128+80.45)m,两边支架中心与梁端距离约为0.85m,全长290.9m,桥梁建筑总宽度为12.38m,防护墙内侧净宽度是8.89m。

2悬臂施工工艺2.1承重系统使用的挂篮形式为菱形,挂篮的组成部分主要包括锚固系统、行走、吊挂、内外模板、前上横梁、底模平台和主构件等。

通过对组合梁的刚度进行不断增加,使主梁悬浇施工质量得到保证。

挂篮设计和制作全部是由外聘单位完成。

在已浇筑块件的前端进行菱形主体前支点支承,在已浇筑完成块件的竖向预应力上使用锚杆锚固后支点。

挂篮横梁主要包括上、下2个下横梁,前下横梁的截面为焊接箱形,在前上横梁上使用钢吊带实现锚固,使用螺栓将纵梁与下横梁连接在一起。

后下横梁的主要形式为焊接箱形梁。

在混凝土浇筑时,在已浇筑的节段底板上使用中间两组吊杆实现锚固,在已浇筑完成的节段翼板上锚固两侧吊带。

2.2行走系统设置船型拖子在菱形主体前后支点位置,将不锈钢滑梁轨道设置在拖子正下方,在已浇筑的节段上使用锚杆锚固滑梁轨道,将反挂设备安装在菱形主体主梁的后面。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实用文档之"大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术"尹洪明郭军肖霑(中交一公局四公司广西南宁 530000)摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。

悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工,根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。

而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座,都采用塔架斜拉扣挂法施工,且因为施工情况又存在不同,技术理论不够完善,整体还处在起步阶段,为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术,本文以在建的马蹄河特大桥为背景,谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。

关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术0 前言拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。

随着钢筋混凝土的出现,拱桥的施工技术得到提升,跨越能力增大,大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单,在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。

制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法,拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。

小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装,随着跨度增大,山区沟谷多,环境条件限制,提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。

悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法,我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升,伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步,才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。

90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥(312m,1996年)和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥(420m,1997年)。

然而,随着时间发展,国家对工程质量、技术要求更高,悬臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力,且成拱后拱圈接头多,整体性不高,在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥,由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好的特点。

而在国外,20世纪60年代就开始采用悬臂浇筑施工拱桥,目前施工技术已经比较成熟,最大跨径由德国2000年建造的WildeGera桥,跨径252m,我国建成挂篮悬浇拱桥仅有三座,2007年净跨150m的白沙沟1#大桥、2009年净跨182m的新密地大桥,2010年净跨165m的木蓬特大桥,以及在建净跨180m 的马蹄河特大桥,且都采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工。

1 工程简介马蹄河特大桥位于贵州省德江县境内,是沿河至德江高速公路建设的重点工程,该桥为上承式钢筋混凝土空腹箱型拱桥,桥跨布置为2×30mT梁+180m 主跨+2×30m预制T梁,主跨桥面板为15×13m空心板,全桥长327.595m,分左、右幅。

主桥为钢筋混凝土箱形拱桥,净跨径180m,净矢高32m,净矢跨比1/5.625,拱轴系数1.756,为等高截面悬链线拱,拱圈截面为单箱双室,横向宽7.5m,高3.3m,整个拱箱分29个节段施工,其中两岸各设一个拱脚现浇段,采用“斜拉支架法”施工,拱顶设一个吊架浇筑合拢段,拱圈2-14#节段采用挂篮进行浇筑,其中2#节段长度最长,为7.579m,3#节段重量最大,为221.5t。

设计荷载公路I级,主桥抗震烈度按7度设防,桥型立面布置图如图1所示。

图1 马蹄河特大桥桥型立面布置图(尺寸单位:cm)2 塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法马蹄河特大桥主拱圈采用挂篮悬臂浇筑施工完成,根据拉索扣挂方式为塔架斜拉扣挂法,区别于悬臂桁架浇筑法。

塔架斜拉扣挂法是国外采用最早、最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的方法。

此法的施工要点是: 在拱脚墩、台处安装临时的钢或钢筋混凝土塔架, 用斜拉索一端拉住拱圈节段, 另一端绕向台后并锚固在岩盘上, 这样逐节向河中悬臂施工, 直至拱桥拱顶合龙,再进行拱上立柱、桥面板施工。

图2 斜拉扣挂悬臂浇筑施工示意图悬臂桁架法, 也称斜吊式悬浇法, 此施工原理是:在施工过程中,主拱圈、拱上立柱和桥面板等同时向跨中施工, 并与临时斜拉索构成变高度的悬臂桁架,此种方法每个循环工序都需要完成拱圈、立柱、桥面板施工,工序之间衔接紧密,且桥面板的设计因保证具有抗拉强度高的特点,如采用钢梁。

对设计和施工都提出较高的水平,在我国尚未施工先例。

图3 悬臂桁架法现浇拱桥施工示意图3 施工控制概述桥梁施工控制特点是在施工过程中采用有效的技术措施保证结构的安全和特征状态符合设计要求,满足最终成桥状态。

过程中采取动态控制法,主要判别方式是通过监控量测进行分析、修正,以此达到预想要求。

4 悬臂浇筑法拱桥关键技术控制马蹄河特大桥采用的是悬臂浇筑施工中的斜拉扣挂法,施工控制的关键结构为挂篮、扣挂系统、索力,主要涵概结构体的设计分析、运行监测控制。

图4 马蹄河特大桥挂篮悬浇施工简图4.11#节段斜拉支架法拱圈第一节段拱圈长10.284m,宽7.5m,高3.3m,单箱双室结构,采用C50混凝土,方量为155.9m³,重量为405.4t。

根据现场测量的实际情况,2#拱座边缘靠近悬崖边线,3#拱座左幅边缘离基座边缘最小距离为0.5m,最大距离为5.9m,不能满足现浇段8m宽度的要求,故不能采用常规的落地支架施工。

分别从施工成本、施工工期、施工速度及难易程度等进行了比较,推荐采用斜拉支架(墩柱作为斜拉塔柱),即第四种方案,支架比选方案见下表:表1现浇段支架比选方案序号支架类型优点缺点结论1 落地支架(钢管支架或满堂支架)工艺成熟,施工简单;支架施工速度块;安全性高;支架成本较低;支架沉降可控;可与墩柱同时开始对地基承载力要求较高,受地形条件限制,无法搭设落地支架;不可用4.1.1支架的设计现浇段支架采用交界墩墩柱作塔柱,精轧螺纹钢筋和钢绞线作拉索,形成简易“斜拉桥”的方式进行悬浇,为保证墩柱的受力平衡,对墩柱进行反拉,支架的设计施工必须考虑以下几个方面:①、“斜拉支架”由拱脚处的三角托架和斜拉扣锚索组成,斜拉支架必须承受1#节段拱圈砼自重和施工荷载,以保证拱圈和拱座交接面不出现裂缝。

②、“斜拉支架”的斜拉索锚固于交界墩上,会对交界墩产生局部应力集中,同时扣索与锚索受力的不平衡会引起墩顶偏位,因此,该支架方案要求墩顶偏位不大于10mm,墩底拉应力不大于1.83MPa。

③、1#节段混凝土浇筑过程中,斜拉支架的斜拉索会逐渐伸长,加之三角托架的非弹性变形,可能导致拱脚顶面出现裂缝。

④、对斜拉扣锚索的初拉力的确定,以及混凝土浇筑过程中是否进行实时调整索力的问题,这是控制托架标高和墩顶偏位的关键因素。

针对以上问题,在设计上采取了以下措施:①、采用三角托架+斜拉扣锚索形式组成“斜拉支架”,三角支架选用双拼“H”型钢,并组合成三角形,增加其刚度和稳定性,斜拉扣索选取伸长率较小的高强度精扎螺纹钢筋,减小非弹性变形;同时,在1#节段拱圈混凝土浇筑完成后,对拱脚处进行二次振捣,消除支架非弹性引起的表面裂缝。

②、对斜拉扣锚索在墩柱上的锚固点位置,埋设钢板,设置应力分散的楔形垫块,同时监控墩顶偏位和墩底应力。

③、对于斜拉扣锚索初拉力的确定原则是保证三角托架承受索力不变形,且墩柱承受水平力尽量平衡的原则,采取有限元分析进行确定,详见下一节支架验算;如果在混凝土浇筑过程中进行索力调整,则施工非常繁琐且很难做到实时调整,更容易引起斜拉索受力不均导致结构受力的不明确,故采取一次张拉到位,混凝土浇筑过程中不调索的方式。

斜拉支架如下图所示。

图5斜拉支架立面图图6斜拉支架平面图图7斜拉支架扣锚索安装照片4.1.2支架验算采用有限元软件Midas/Civil建立拱圈现浇段斜拉支架模型。

三角支架、横纵向分配梁和交界墩用梁单元模拟,模板用板单模拟,扣锚索用只受拉桁架单元模拟。

主要检查支架的变形和应力,墩柱的拉应力和偏位,扣锚索索力是否满足规范要求。

如表2所示的各计算工况进行分析,计算结果如下。

图8支架计算模型图及结果表2斜拉支架计算工况序号计算工况工况说明1 CS1 自重2 CS2 扣锚索张拉(初张力15t)3 CS3 现浇段混凝土浇筑完成通过midas/civil计算,墩柱偏位、应力等结果如下表3所示:表3支架计算结果表序号名称计算最大值允许值1 型钢支架竖向位移 5.1mm 11000/400=27.5mm2 型钢支架应力72.9MPa 140 MPa3 I32工字钢应力66.1MPa 140 MPa4 交界墩墩柱偏位0.7mm(河心方向)10mm-0.74MPa(内侧)、-1.35MPa(外1.83 MPa5 交界墩墩底拉应力侧)6 扣锚索索力24.3t 101t4.2悬浇拱桥挂篮4.2.1悬浇拱桥挂篮的设计挂篮作为悬臂法施工的重要部分,其设计不仅要考虑结构受力,因拱桥的挂篮不同于普通梁桥的挂篮,普通梁桥的挂篮多数在坡度不大的桥面上运行,拱桥的挂篮则要解决较大坡度上的浇筑和行走问题。

所以挂篮结构形式选择将决定施工效率的高低。

马蹄河特大桥的挂篮采用下承式倒三角挂篮,与木蓬特大桥采用的挂篮结构形式形似,但又有所不同,在锚固形式和行走方法得到改进,设计方案整体得到优化。

图9 马蹄河特大桥下承式倒三角挂篮挂篮的结构形式主要有平行弦、弓弦式、菱形、三角形式、斜拉式等,不同的受力特点决定不同的挂篮结构拓扑形式,通过拓扑优化设计分析得到的受均布荷载悬臂梁的拓扑形状就是三角形,对于斜拉式因刚度比较差,所以三角形的主桁结构是最优的选择。

挂篮的承重形式按承重结构在混凝土上、下分为上承式挂篮和下承式挂篮,其形式关系到挂篮的重心高低,重心高低决定了挂篮的行走及工作是否平稳。

三角形挂篮的支撑方式主要为上承式,但上承式主要用于T型钢构桥、连续梁桥和斜拉桥,对于拱圈结构,存在变角度机构复杂和重心高影响移动等。

经过比较采用主桁布置在拱箱下部的下承式,重心底,实践证明了下承式挂篮适合在在拱圈上的施工及行走。

挂篮结构受力明确、传力直接,由于节段混凝土重量大,承重结构避免常规挂腿受力,采用锚固系统的精轧螺纹钢受力,挂腿仅在挂篮空载时(挂篮行走)受力。

锚固结构作用在已浇筑的混凝土节段上,对于挂篮,相当于中支点作用。

考虑到拱圈弧形结构,锚固系统中的锚固箱体设计为球铰,解决了拱圈弧形角度对挂篮锚固结构受力的影响。

挂篮后支点为顶升千斤顶(行走时为后滑轮),可以调节挂篮倾角满足拱圈线型要求。

主要平衡由悬臂端节段重量对中支点产生的弯矩作用。

挂篮的行走形式采用连续千斤顶顶推履带小坦克,使挂篮沿拱圈爬行。

连续千斤顶增加动力、减少反力挡块的频繁转换,履带小坦克在轨道上滚动前进,摩擦力小,速度快。

4.2.2悬浇拱桥挂篮的运行分析挂篮的运行状态主要为浇筑状态和行走状态。

相关文档
最新文档