无锡蓉湖桥钢混凝土混合梁斜拉桥施工技术_pdf

・桥　梁・收稿日期:20050429

作者简介:罗瑞华(1965—),男,高级工程师,1986年毕业于兰州铁道学院铁道工程专业,工学学士。

无锡蓉湖桥钢混凝土混合梁斜拉桥施工技术摘　要:介绍无锡蓉湖独塔钢混凝土混合梁斜拉桥基础、钢管混凝土塔柱、预应力混凝土梁及钢箱梁施工技术。关键词:斜拉桥;混合梁;基础;钢管混凝土塔柱;施工技术中图分类号:U445 文献标识码:B

文章编号:10042954(2005)10005202

1　工程概况(图1)无锡市蓉湖大桥位于无锡老城区内,跨越京杭大运河。主桥为独塔钢混凝土混合梁斜拉桥,塔墩梁固接,梁宽33m,梁高218m,主跨145m,其中塔根部15

m为预应力混凝土梁,其余130m为钢箱梁。边跨75m,由(4112+3318)m组成,为预应力混凝土箱梁。主塔在桥面以上高度为7413m,其中塔柱下部为2根直径215m的圆柱形钢管混凝土柱,上部锚固区钢管合二为一成为椭圆形截面。梁下塔墩为<710m的钢筋混凝土圆柱。主塔基础采用19根<118m钻孔桩,

桩长94m。承台为圆形,直径2116m,高510m。

图1　桥式布置(单位:m

)

　2　主要施工方案和技术措施

211　主墩基础大直径深孔钻孔桩施工主塔墩基础处于运河边的填土筑岛上,自上而下地质情况主要为淤泥质亚粘土、亚粘土、亚砂土、卵砾石层等冲积相沉积层,桩底卵、砾石层密实,呈胶结状,

强度较高。根据钻孔地质情况及孔深的特点,钻机选择了中升ZSD200/120型旋转钻机和台湾产S500回动循

环钻机配合使用。S500型钻机集主机、辅助设备和动力于一体,自带履带式走行系统和钻孔动力,应用全孔大泵量泵吸反循环技术。砂石泵组反循环排渣系统中关键部位气密性技术先进,孔内钻杆直径大、壁厚、刚性好,法兰螺栓联接牢靠,密封性好,适于大桩、长桩钻进成孔,桩孔垂直度易保证。中升ZSD200/120

型全液压旋转钻机,扭矩大,具有钻岩能力。钻进时采用减压钻进方式,钻对土层多、变化快,容易发生缩孔、流砂、糊钻等情况,及时调整泥浆性能,调整钻进速度,

保证了钻孔质量。由于孔深达90多m,加上通长布置桩基钢筋笼及声测管下放过程对孔壁的扰动,为保证孔内清孔质量及桩底沉渣厚度满足要求,在作好正常清孔工作的同时,在混凝土浇筑前利用封孔导管进行二次清孔,配备了1台压力为12kg/cm2空压机,并采取措施尽量缩短清孔后的等待时间和扰动,达到了很好的效果。212　主桥上部结构施工根据设计,钢箱梁采用单悬拼施工,预应力混凝土箱梁采用支架现浇,混凝土箱梁现浇时应将其与钢箱梁及钢塔柱的结合段预埋其中,并将预应力混凝土箱梁纵向预应力加在钢箱梁结合段上;然后施工塔柱至封顶;最后进行主跨钢箱梁单悬拼施工。21211　主桥预应力混凝土箱梁施工预应力混凝土箱梁体采用贝雷梁支架现浇,支架基础根据地形地质特点采用打入钢管桩基础或混凝土扩大基础,支墩为单排钢管柱,沿桥纵向为柔性支墩,

以适应箱梁受纵向预应力及斜拉索水平力作用下的纵向变形。根据箱梁全长90m、梁宽33m情况,将两边翼缘板各210m滞后施工,纵向分2次浇筑混凝土,浇筑长度为30、60m。21212　主塔施工斜拉桥主塔为钢管混凝土结构,采用Q345钢材与C50混凝土组合结构,钢管结构分为11段工厂制作、预拼,现场拼装,节段重近300kN,现场吊装采用梁面3600kN・m高塔吊机直接从水上运梁船上起吊安装、节段接缝现场焊接。钢管结构内部灌筑微膨胀混凝土。为保证钢管与混凝土间的联结,防止由于两种材料的自身收缩、外界温度影响及结构受力变形影响等差异造成接触面联结失效,采用多项措施:通过多次试

25铁道标准设计　RAILWAY　STANDARD　DESIGN　2005(10)

' 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.・桥　梁・验配制完全补偿性微膨胀混凝土作为管内填充混凝土,同时改善混凝土性能,减少混凝土泌水,加强养护;

在钢管内侧设置足够的襟板加强与混凝土的联结;选择夜晚且气温稳定时段浇注填充混凝土,在混凝土施工中及混凝土未达到一定强度时,严格控制外荷载对塔柱的作用。主塔结构轻巧,安装精度要求高,塔柱轴线、高程偏差不得大于10mm,塔柱的刚度(特别是侧向刚度)较小,受外界风荷载、温度变化及塔吊附着力影响较大。钢塔柱对接安装除了应保证工厂制作时3-5段进行预拼的精度,现场施工过程中采用了水平限位装置、对接栓孔冲钉、小型起顶等措施,配合吊机调整塔柱就位,并充分考虑外界影响因素,选择夜晚、风间隙时间塔吊归零状态等合适的时机进行测量调整。21213　主桥钢箱梁施工主桥钢箱梁130m按纵向分12段在工厂下料制作,各节段间的现场连接采用焊接。钢箱梁制作胎架至少设置3个节段长度,以保证至少3个制作节段进行整体预拼。钢箱梁节段成品利用船舶水路运输至桥位附近。钢混结合段在现浇支架上利用2台100t浮吊直接吊装;边墩0号墩附近跨越运河西路段(DL段10m和M8～M10段12m),利用2台100t浮吊吊装至西岸主梁支架上,并滑移精确就位,最后M7段合龙;悬臂拼装M1～M7标准节段,各长12m,重约1800

kN,采用梁上1800kN架梁吊机吊装。(1)1800kN架梁吊机构造及工作原理

架梁吊机设计吊重1800kN,吊距618m,主要组成部分为:吊机主桁、提升系统、吊具、后锚固系统、走行系统等。架梁吊机采用常备式万能杆件作为主桁,斜拉索两侧各布置一组,之间设置横向联结。吊机的前支点位于钢箱梁前端横隔梁与纵腹板的交点附近,后锚固点位于后一梁段前起吊点处,前后支点相距14185m。架梁吊机立面见图2,架梁吊机横断面见图3。

图2　架梁吊机立面示意

架梁吊机提升系统由2台ZLD1000型连续提升

液压千斤顶及配套的OVM锚具、钢绞线组成,左右两组主桁顶部前端各安装1台,另外提升系统在底座下

图3　架梁吊机横断面示意(单位:cm

)

　方设置保险锚座和千斤顶顶部的钢绞线导向盘等。该

型连续千斤顶能够利用内部上下两个夹持器交替夹持做到重物的不间断上升。吊具采用型钢梁组成的可调式三角形吊具,吊具吊点间距约610m,两组主桁单独配吊具,三角吊具顶点为提升千斤顶钢绞线吊点锚座,

为纵向铰结构,三角吊具斜杆采用格构式型钢杆件,与底部水平杆及顶点联结节点均为销接。三角吊具与钢箱梁上吊耳吊带板可进行少量长度调整,以调整起吊时钢箱梁的纵向倾角。锚固系统分别设置在两组主桁的后端,后锚固系统主结构采用钢板吊带,上端通过横梁与主桁后端连接,下端通过吊带转向结构与钢箱梁或混凝土箱梁上的吊耳相连。架梁吊机走行系统前支腿走行采用滚动钢轮,后支腿为滑动走行方式,支点在槽钢滑槽内滑行,走行采用2台10t倒链牵引。斜拉索张拉完毕,达到设计、监控的高程及索力要求后,解除后锚固系统,将前后支腿走行轮及滑动支点落入滑槽内,利用倒链两侧同步拖拉吊机前移至设计位置,并重新安装,准备下节段钢箱梁吊装。(2)箱梁悬臂吊装及调节

钢箱梁节段运至桥位后,根据架梁吊机三角吊具位置进行水上初步定位。将架梁吊机三角吊具下落至船上钢箱梁正上方,距钢箱梁顶50cm左右,根据船上钢箱梁吊耳与吊具小吊带位置进行精确定位。根据本节段的安装纵向坡度及具体的重心位置,微调吊具的底部水平梁纵向位置和小吊带的长度,使之起吊离开船面后能大致符合设计的安装角度和位置,启动提升系统,使三角吊具受力,此时应检查钢绞线是否竖直,

如不竖直,可稍松运输船上相应方向的定位锚绳,稍启动顶升系统,使船舶水平移动至正确位置,再正式起吊。在起吊过程中,保证钢箱梁同时吊离船甲板,并两侧同步上升,要求高差不大于200mm。为了使钢箱梁能顺利吊至桥面高度,在设计架梁吊机时,在被吊梁段与已安装好梁端间留有6～10cm

距离,当钢箱梁被吊至桥面高度时,用2台10t倒链将其拉拢,并用倒链进行钢箱梁纵向坡度和轴线位置的

35铁道标准设计　RAILWAY　STANDARD　DESIGN　2005(10)

' 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.微调。钢箱梁的定位应根据设计、监控指令要求在凌晨环境温度变化较小的时段进行。钢箱梁精确定位后,将钢箱梁接口处顶、底及腹板上的临时连接件用螺栓连接起来,并将钢箱梁拼缝宽度调整至设计值。在安装临时连接件时,要对称进行。钢箱梁测量调节到位后即开始进行拼缝焊接,焊接完成并验收合格后,进行挂索、张拉施工。(3)钢箱梁合龙段施工钢箱梁合龙段M7的吊装采用梁面架梁吊机,合龙段吊装前,在支架上安装的钢箱梁M8-DL段应先向0号墩侧整体纵移约10cm,留出M7吊装空间,架梁吊机前移至M7吊装位置,并作好合龙准备工作。合龙前要详细测量合龙处悬臂端在各种气温下的距离、高差、索力变化等数据,并有施测时的钢梁温度及大气温度的记录。选定合龙的最佳时间,一般宜选在晚上温度较为恒定的时候,同时还应考虑设计基准温度(20℃),由设计、监控、监理及施工单位共同研究确定。合龙程序:架梁吊机起吊M7段,调整并与M6焊接,不放松架梁吊机吊点,通过压重的方法微调悬臂高程误差,整体向河中方向纵移M8-DL段,精确定位并与M7段临时联结,临时联结应保证结构在温度变化作用下对接缝位置固定,防止焊接中焊缝受力破坏,并按要求进行接缝焊接。合龙段安装、焊接检测合格后,

根据设计、监控要求分级、循环将未张拉的斜拉索张拉完。

3　结语无锡蓉湖大桥已于2003年12月竣工通车,在超长大直径钻孔桩基础施工、钢管混凝土结构斜拉桥塔柱施工及钢箱梁架设安装施工中积累了一定成功经验,以较短的工期优质地完成了项目施工。参考文献:

[1]　朱志林.天津塘沽海河独塔斜拉桥主跨钢箱梁安装施工技术[J].铁道标准设计,2004(3).

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