寧杭客專跨杭州繞城高速公路1-140m提籃拱橋跨拱肋安裝施工技術(shù)

1、寧杭客?？绾贾堇@城高速公路1-140m提籃拱橋跨拱肋安裝施工技術(shù)    關(guān)鍵詞:客運(yùn)專線;提籃拱;拱肋安裝;施工技術(shù)一、工程概況 南京至杭州客運(yùn)專線京杭運(yùn)河特大橋全橋長(zhǎng)29188.57m,共計(jì)863孔,在560#、561#墩之間斜交135°。上跨杭州繞城高速公路和天然氣管道,設(shè)計(jì)為1140m下承式鋼管混凝土提籃系桿拱橋。提籃拱梁長(zhǎng)144m,計(jì)算跨長(zhǎng)為140m。拱肋截面采用啞鈴形鋼管混凝土截面,截面高4m,鋼管直徑1.30m。系梁按整體箱形布置,采用單箱三室預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面,按尼爾遜體系布置吊桿,橋面箱寬為17.8m,梁高為3.0m。提籃拱橋

2、施工布置如圖1所示: 二、施工方案選擇 本橋斜交135°跨越杭州繞城高速公路和天然氣管道,該路為主要干道,車流密度大,高速公路管理部門有限高高度、限速長(zhǎng)度要求。公路一側(cè)是養(yǎng)殖池塘,一側(cè)為制梁場(chǎng)。拱肋安裝方案無(wú)法采用在橋位兩側(cè)搭設(shè)棧橋,預(yù)安裝拖拉就位的方案?，F(xiàn)場(chǎng)采用先梁后拱的施工方法,先采用貝雷架支墩和臨時(shí)支墩及貝雷支架梁施工混凝土系梁,系梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到95%后張拉第1批預(yù)應(yīng)力筋。系梁第1批預(yù)應(yīng)力筋張拉完后,在系梁橋面上采用兩臺(tái)120t汽車吊機(jī)作為分節(jié)段鋼管拱肋的吊裝設(shè)備,安裝拼拱支架及吊裝拱肋。吊裝拱肋時(shí)遵循左右對(duì)稱、前后對(duì)稱的原則,最大不平衡安裝不超過(guò)1個(gè)吊裝節(jié)段。 鋼管拱肋結(jié)構(gòu)

3、總重約為581t,22節(jié)拱肋節(jié)段,1#、11#:13.6m/27t;2#、10#:18.1m/36t;3#、9#:16.3m/33t;4#、8#:11.7m/23t;5#、7#:7.8m/15t;6#:6.1m/12t,兩拱肋間共設(shè)7處鋼結(jié)構(gòu)橫撐,其中拱頂處設(shè)“一”字撐并用斜桿相連接,其余均為“K”字型撐,拱肋最長(zhǎng)節(jié)段為18.1m,吊重約36t。最大“K”字型橫撐重約為9.3t,拱頂“一”字橫撐重量為11.4t。拱肋分節(jié)段如圖2所示: 三、拱肋安裝施工難點(diǎn)、主要施工控制措施和施工工藝 (一)施工難點(diǎn)分析 本提籃拱橋跨處于縱坡6.5的下坡平面直線段內(nèi),拱肋結(jié)構(gòu)跨度為140m,拱高28m,兩拱肋截

4、面內(nèi)傾8°,自身穩(wěn)定性差,所以施工難點(diǎn)為:第一各節(jié)段拱肋和構(gòu)配件的加工精度;第二拱肋安裝時(shí)拱肋的吊裝穩(wěn)定及安裝調(diào)整;第三在拱肋形成之前,結(jié)構(gòu)呈多“鉸”狀態(tài),各節(jié)段控制點(diǎn)空間三維坐標(biāo)難以控制。 (二)主要施工控制措施 拱肋共分11段吊裝,在吊裝過(guò)程中主要采取了下列措施來(lái)增強(qiáng)拱肋吊裝過(guò)程中的穩(wěn)定性及加快拱肋安裝調(diào)整。 1.搭設(shè)拼拱支架平臺(tái),利用拼拱支架平臺(tái),在鋼管柱側(cè)面用角鋼焊接牛腿,設(shè)置拱肋側(cè)向支撐,防止傾覆。 2.由于結(jié)構(gòu)的傾斜,在未加風(fēng)撐之前結(jié)構(gòu)受力很不利,在拱肋安裝就位后即開始進(jìn)行對(duì)稱臨時(shí)焊接。拼接時(shí)將焊縫錯(cuò)開75cm以上,并盡可能使縱焊縫處于綴板范圍內(nèi),鋼管拱肋上、下弦桿管對(duì)接

5、接長(zhǎng)的環(huán)橫焊縫不得處在同一截面上,彼此錯(cuò)開150mm以上。在對(duì)稱吊裝完第2節(jié)段時(shí),及時(shí)把第1段風(fēng)撐 #8197;(一號(hào)K撐)吊裝上去,臨時(shí)連接兩側(cè)拱肋,增強(qiáng)臨時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 3.鋼管拱在加工時(shí),在每個(gè)吊裝段上下管口接頭處刻上箭頭標(biāo)記,汽車吊機(jī)將鋼管拱吊裝段吊起與已拼好拱肋進(jìn)行對(duì)位時(shí),兩管口箭頭必須對(duì)準(zhǔn)。在對(duì)接管口的的上方焊上兩塊卡板,在對(duì)接過(guò)程中起定位作用。在對(duì)接管口位置掛上導(dǎo)鏈葫蘆和放一千斤頂(用作調(diào)整里程平面位置用),并用30t手動(dòng)千斤頂進(jìn)行高程調(diào)整,調(diào)整到位后用枕木和圓弧托盤“抄死”,立即進(jìn)行臨時(shí)焊接,臨時(shí)焊接采用220mm×150mm×12mm的Q235鋼加勁板與上

6、一節(jié)拱肋進(jìn)行焊接牢固,每個(gè)拱肋的接頭焊接14塊加勁板,上下弦管接頭各均勻布置7塊加勁板,加勁板與拱肋雙面滿焊,焊縫高不得小于8mm。 在拱肋節(jié)段坐標(biāo)控制方面,主要采取下列措施:(1)吊裝前對(duì)吊裝節(jié)段的長(zhǎng)度、軸線位置嚴(yán)格復(fù)查;(2)在每節(jié)拱肋共設(shè)置3個(gè)測(cè)量控制點(diǎn),端頭和端尾以及每節(jié)拱管中點(diǎn)各設(shè)置1個(gè),所有控制點(diǎn)設(shè)在拱肋中線位置,考慮到每節(jié)拱管焊接時(shí)端頭和端尾的控制點(diǎn)容易被毀壞,故每個(gè)控制點(diǎn)都設(shè)置在離端頭大概10cm距離的位置,為以后拱管變形監(jiān)測(cè)做準(zhǔn)備;(3)在橋位四周合適處選擇布置4個(gè)三維坐標(biāo)觀測(cè)樁站,對(duì)每節(jié)拱管上的所有測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),每吊裝一節(jié)段拱肋對(duì)全部控制點(diǎn)都要進(jìn)行觀測(cè)。每次觀測(cè)結(jié)

7、果都與理論計(jì)算值比較,并量取每?jī)晒?jié)拱肋的相對(duì)距離尺寸是否合格,拱肋軸線和高程誤差都按1cm進(jìn)行控制;(4)每一節(jié)段的軸線需要以拱腳處為基準(zhǔn)進(jìn)行檢查,直到接頭處三維坐標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求為止;(5)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中,先調(diào)整角度,再調(diào)整高程,最后調(diào)整里程。 (三)主要施工工藝 1.拼拱支架。在澆筑系梁混凝土?xí)r一并澆筑拼拱支架安裝支座,支座預(yù)埋厚14mm的連接鋼板,鋼板下焊接彎鉤鋼筋與系梁鋼筋相連。拼拱支架采用鋼管立柱門式組合承重支架,鋼管直徑1000mm厚10mm,質(zhì)材為Q235,鋼管間用16a槽鋼制做成桁架進(jìn)行連接,15m以下的鋼管立柱縱、橫方向各連2道桁架,15m以上的鋼管立柱縱、橫方向各連3道桁架,用

8、16鋼絲繩拉設(shè)纜風(fēng)繩。鋼管立柱吊裝到位后與預(yù)埋鋼板焊接,每?jī)筛摴芰⒅跹b到位立即安裝連接桁架。鋼管支架應(yīng)左右對(duì)稱安裝。 2.拱肋吊裝前的準(zhǔn)備工作。(1)拱肋節(jié)段和構(gòu)件檢查:拱肋出廠前應(yīng)在樣臺(tái)上嚴(yán)格檢查外形尺寸及焊接質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求并預(yù)拼,起吊及運(yùn)輸過(guò)程中做好防護(hù)、固定牢靠,保護(hù)好涂裝,防止撞壞及變形,運(yùn)到工地后檢查接頭(端頭)及弧度是否有明顯變形,并檢查線形及焊縫質(zhì)量,對(duì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的拱肋應(yīng)修整調(diào)校;(2)橋墩拱腳尺寸檢查:嚴(yán)格檢查拱腳中心平面位置及標(biāo)高,拱腳預(yù)埋鋼板的尺寸及位置;(3)建立空間三維坐標(biāo)控制網(wǎng):以橋位縱橫中心線為基線,建立平面位置和高程坐標(biāo)系,設(shè)4個(gè)測(cè)量控制觀測(cè)站。&#

9、160;       3.鋼管拱肋吊裝。(1)吊裝順序:每段拱肋、橫撐上焊好吊耳,安裝后割掉并打磨平整。拱肋及橫撐安裝按以下順序進(jìn)行:第1、11分段鋼拱肋單元吊裝第2、10分段鋼拱肋單元吊裝1號(hào)K撐吊裝第3、9分段鋼拱肋單元吊裝2號(hào)K撐吊裝第4、8分段鋼拱肋單元吊裝3號(hào)K撐吊裝第5、7分段鋼拱肋單元吊裝第6分段鋼拱肋單元(合攏段)吊裝拱頂橫撐吊裝。每個(gè)吊裝單元包含兩節(jié)拱肋;(2)吊裝作業(yè):所有準(zhǔn)備工作完成并進(jìn)行安全、質(zhì)量、技術(shù)交底后,方可進(jìn)行拱肋節(jié)段和橫撐起吊作業(yè),起吊作業(yè)全部由設(shè)在系梁上的2臺(tái)120t吊車完成;(3)鋼管拱

10、合攏:第6分段鋼拱肋單元為合攏段,在加工時(shí)預(yù)留10 cm的富余量,在吊裝合攏節(jié)段時(shí),先在前一天的相同溫度條件下,測(cè)量出合攏口的精確長(zhǎng)度,然后對(duì)合攏節(jié)段進(jìn)行精確切割,并按圖紙要求將切割端打磨出坡口,以上工作完成后,在第2天相同溫度條件下進(jìn)行合攏節(jié)段的安裝。 (四)鋼管拱肋永久焊接 鋼管拱合攏后,開始進(jìn)行永久性焊接,接頭施焊應(yīng)由拱腳向拱頂對(duì)稱進(jìn)行,避免拱肋移位或變形。拱肋和橫撐現(xiàn)場(chǎng)所有焊接均采用手工焊,全熔透。焊接時(shí)先焊對(duì)接環(huán)縫,每節(jié)拱肋的對(duì)接環(huán)焊縫至少焊3道,焊接完成后割掉臨時(shí)連接的加肋板,再將加肋板處的焊縫補(bǔ)齊,焊接完成后將焊縫打磨平整,并進(jìn)行無(wú)損探傷合格后,再安裝瓦管并進(jìn)行焊接。 (五)鋼桿

11、拱吊裝過(guò)程的控制測(cè)量 鋼管拱的監(jiān)控測(cè)量采用4臺(tái)萊卡802全站儀及其配套設(shè)備進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)角誤差標(biāo)稱精度為2,測(cè)距中誤差±2mm 2ppm×1500m。平面控制測(cè)量采用全站儀極坐標(biāo)法直接測(cè)量坐標(biāo),高程測(cè)量采用全站儀三角高程測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量。 采用全站儀三角高程測(cè)量前,必須先對(duì)儀器進(jìn)行校正和鑒定,使其滿足限差要求。在采用全站儀進(jìn)行三角測(cè)量時(shí),要精確測(cè)定全站儀儀高、棱鏡高以及校正全站儀的豎盤指標(biāo)差,以保證三角高程測(cè)量的精度要求。 為了減小豎盤指標(biāo)差對(duì)三角高程測(cè)量的影響,每次在進(jìn)行高程測(cè)量之前,必須對(duì)全站儀的豎盤指標(biāo)差進(jìn)行檢驗(yàn)校正,使其滿足限差要求。并且在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中豎直角一般

12、不超過(guò)30°。在施測(cè)過(guò)程中在對(duì)拱肋測(cè)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)測(cè)量時(shí),應(yīng)采取正倒鏡多測(cè)回測(cè)取平均值的方法來(lái)提高精度。 四、施工效果及評(píng)價(jià) 本工程采用在橋面上吊車吊裝拱肋的施工方案,解決了拱肋吊裝作業(yè)對(duì)高速公路的行車干擾問(wèn)題及避開既有天然氣管線對(duì)工程施工的影響,加快了施工進(jìn)度,為整橋鋪架打開了通道。另外,采用吊車上橋面作業(yè)的方案,減少了臨時(shí)施工棧橋及大型跨橋龍門吊等臨時(shí)工程及機(jī)械設(shè)備的投入,節(jié)約了工程成本,但吊車上橋時(shí)系桿梁的預(yù)應(yīng)力沒有全部施加完畢,所以此方案實(shí)施需要保證吊車橋面吊裝拱肋作業(yè)時(shí),系梁的貝雷架支墩和臨時(shí)支墩及貝雷架支架梁不得拆除,滿足橋面吊裝拱肋作業(yè)時(shí)整體受力及橫向受力的要求。 五、結(jié)語(yǔ) 鋼管混凝土提籃拱橋拱肋安裝由于拱軸線的空間坐標(biāo)變化,施工技術(shù)含量高,施工難度較大。本工程通過(guò)精心的組織,采取有效的施工技術(shù)措施,確保了上述難點(diǎn)的攻克和解決,為同類型橋梁施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。 參考文獻(xiàn) 1鐵建設(shè)200516