大跨徑系桿拱橋整體安裝施工工法

河定大橋位于溧陽市社渚鎮(zhèn)，老橋位于S360省道上，為2004年改建，結構為預應力空心板梁，寬17.1m,長52m。溧陽側為雙向4車道加兩側3.5m人非混行車道，高淳側為雙向4車道加3m機非橋梁采用雙幅設計，左右錯孔布置，橋面全寬2×12.5m,主橋上部結構為123.6m(計算跨徑)大噸位整體吊裝的技術應用國內尚無先例。為此，需要對上跨航道大跨4此大跨度鋼管砼系桿拱整體吊裝施工技術的研究，對于目前跨航道、跨河2.2本科研項目為跨徑126米鋼管混凝土系桿拱橋，采用2臺浮吊船協同作業(yè)，對全橋骨架采用整體吊裝法進行施工，吊裝重量高達638噸，該規(guī)模鋼管混凝土無支架整體吊裝國內國際內河航2.3采用全橋整體吊裝法施工，橋梁骨架整體性增2.4創(chuàng)造性的優(yōu)化系桿底模系統，本項目優(yōu)化現下承式鋼管砼系桿拱采用整體吊裝的施工方案，先在工廠分9段加工鋼管拱肋，分8段加工勁性骨架，在河定大橋上游大堤上搭勁性骨架、拱腳和拱肋支架，隨后拼管、風撐、臨時橫梁和底模系統，整體拼裝成型后，拆除拱肋支架，采用2臺大噸位浮吊整體抬吊就位，再澆筑拱腳及端橫梁，施工拱肋混凝土壓注、系桿及后續(xù)工作。拱收合格后汽運到現場，采用汽車吊分段吊裝成型，用浮吊吊頭標高符合要求后由廠家安排人員現場焊接節(jié)段接頭。為確保拱肋段設置纜風繩固定。拱肋內腔C40微膨脹混凝土采用砼泵從拱腳處泵送壓入，鋼管內砼壓入后檢查密實性，若有空隙，則壓入同標號的水泥漿直至密實。吊桿在整體道板采用吊機從兩端開始對稱向跨中鋪設，最后現澆橋面板，完成護欄及橋面圖紙審核→鋼板校平→材料試驗→放樣下料→筒節(jié)加工制造→零部件加工制造→筒節(jié)拼骨架→拼裝拱肋支架→拼裝拱肋→拼裝橫撐及K撐→安裝吊桿外套管→安裝吊桿→安裝系桿底模系5.2.1鋼管支架施工對應拱肋分段，單側拱肋支架設置6組，支架縱向間距為2.5m+14.233m+2.5m+15.707m+2.5m+5.756m+2.5m+15.707m+2.5m+14.233m+2.5m,橫向間距均為2.5m,拱肋鋼管支架采用φ325×8mm鋼管，分入土和外露兩部分，入土深度為10m,外露部分鋼管高度有所不同，高度由低往高依次為17.063m、24.138m和27.665m,外露鋼管支架(超過勁性骨架高度范圍)采用[16槽鋼連接，拱肋向每排均連接),雙根鋼管層間距為7.244m,為確保連接質量，連接均采用滿焊方式。管樁入土部分采用打拔機振動沉樁，外露鋼管與入土鋼管之管頂部設置400×400×10mm鋼墊板與鋼管焊接，墊板上橫向設置2I32a工字鋼橫此時拱肋、風撐、吊桿套管重量均要作用在拱腳處拱腳處鋼管樁型號采用φ600×8mm鋼管，單根總長10m,其中振動入土長度7m,單個拱腳設置6根鋼管樁支撐，鋼管縱向間距1.5m,橫向間距2.5m,鋼管頂部設置800×800×10mm鋼墊板，鋼墊板上設2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,具體結構見下圖：勁性骨架鋼管樁型號采用φ600×8mm鋼管，單根總長10m,其中振動入土長度7m,單片勁性骨架跨中共設置7排支撐管樁，鋼管縱向間距17.508m+15.5m+15.5m+14.543m+14.043m+15.5m+15.5m+17.505m,橫向間距2.5m,鋼管頂部設置800×800×10mm鋼墊板，鋼墊板上設2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,具體結構見下圖：勁性骨架鋼管縱斷面布置圖然后邊振動邊插打。在插打鋼管樁時，嚴格控制好樁的垂直度，必須插正、打正，要從兩個垂直方過程中，應隨時檢查其平面位置是否正確，樁身是否豎①施工工序現場使用PC320打拔機施打鋼管樁，施工根據地質及受力計算結果確定鋼管樁入土深度，但在打插過程中遇到打外漏部分鋼管采用采用1臺汽車吊進行拼裝，起吊車將鋼管吊裝對準拱肋入土管樁時，人工采用鋼貼板焊接結構，不僅要焊接貼板，還要將鋼管對接處環(huán)縫全部滿焊，具體吊裝布置圖如下：拱肋支架安裝布置圖拱肋、拱腳和勁性骨架鋼管頂都要設置鋼墊板和工字鋼橫梁，其中用800×800×10mm型號，鋼墊板上設2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m;拱肋頂鋼墊板采用400×400×10mm型號墊板上橫向設置2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,橫梁上再安裝工字鋼限位勁性骨架在拱腳支架、勁性骨架支架和拱肋支架入土部分施工完成且拱腳順序進行拼裝，相鄰兩段接頭焊接完成后才能繼續(xù)拼接大大規(guī)底R吸大底模系統由底托工字鋼橫梁、縱向方木、竹膠板、兩側防護欄桿和走道模系統由掛鉤筋焊接于勁性骨架側面，由鋼墊片連接，再放置工字鋼橫梁將底模系統鎖定在勁性骨架上，具體見下圖：在底模系統安裝完成后，傳入底模主筋，主筋采用C25,單根系桿布置11根，波紋管20束，5.2.3拱肋、風撐及吊索套管安裝(1)主拱吊裝施工方案將制作好的拱肋節(jié)段運輸至工地現場，在施工便道上用2臺75T汽車吊進行節(jié)段吊裝，節(jié)段間焊接(2)吊裝施工工藝流程節(jié)段為合攏段最后吊)→測量定位精調、監(jiān)理驗收→環(huán)縫對接→同樣方法安裝第二片拱肋→焊接鋼管風撐(6道)→其它施工→成橋后涂裝最后一道面漆。(3)拱肋貓道安裝到了到場后首先安裝拱肋貓道，貓道斷面呈井字形，全部采用φ48×3.5mm鋼管搭設，豎桿長4m,橫桿長1.5m,采用十字扣件鎖定，拱肋上方沿縱向通長設置3道水平桿，水平桿間距為60cm,踏步鋼管采用十字扣件鎖定在最底層水平桿上，縱向間距為50cm,具體見下圖：(4)現場拱肋安裝拱肋在工廠加工好，并經過驗收，發(fā)貨到現場，用汽車吊卸貨，并用全站儀放線及水準儀測量標高，陸上用2臺75T汽車吊吊裝就位，用千斤頂精調位置，復測后焊接，確保拱軸線符合設計和規(guī)范要求，每條環(huán)縫必須進行檢測，檢測合格后準2臺75T汽車吊吊裝圖①在拱腳處勁性骨架上焊接綴板，吊裝A段拱肋時，位置必須與拱肋設計位置一致。③用汽車吊裝合攏段。合攏口時，準確量測合攏口的距離，再對合攏④安裝吊桿套管及吊桿，并對吊桿施加100KN的初拉力。A、B、C段拱肋吊點距端頭均為4.5m,D段拱肋吊點距端頭均為2.3m,吊點處拱肋鋼管上方安每段拱肋采用2臺75T汽車吊吊裝，預計每段拱肋吊裝時間為3個小時，同時吊桿及時安裝到(1)拱肋起吊拱肋節(jié)段起吊前，在吊點處穿上吊環(huán)、套上鋼絲繩，鋼絲繩繩徑為55mm。在各吊點位置拱肋鋼管外上下半圓包橡膠塊寬1m,橡膠塊外包16mm厚鋼板，鋼板寬度為1m。鋼絲繩系好后，汽車吊緩(2)拱肋吊裝過程中的測量控制架全站儀能看兩點，在拱肋上實測點坐標，根據這些點坐標推出拱軸線與否吻合，但要考慮預拱度。在安裝拱肋時，在位于拱肋軸線的站儀，觀察該白線的位置是否位于拱肋軸線上，若不在該軸線上，則用纜風(3)平面外穩(wěn)定措施為了保證拱肋安裝過程中的平面穩(wěn)定及線型、高程的準確性，在地①限位設置河定大橋拱肋采用啞鈴型斷面，安裝時拱肋易發(fā)生轉動，造成分段拱肋不在同一平面內，影響整體線性和結構受力，因此，在拱肋支架橫梁頂上設置限位，保證拱肋兩段②攬風繩為了保證拱肋平面穩(wěn)定，利用“三點定位”原理，除了兩端的鞍座措施外，還需在每段拱肋中間設置攬風繩作為固定措施，攬風繩采用φ16mm鋼絲繩，在安裝邊跨拱條攬風繩，縱向與水平面交角90°,中跨拱肋安裝時，攬風繩與水平面縱向交角均為45°,攬風繩③地錨設置每片拱肋左右各設置1條攬風繩，風纜繩直徑為16mm,采用10t手拉葫蘆收緊，為了安裝鋼管拱設置8個地錨，地錨挖1.5m*1.5m*1.5m的坑澆筑C20混凝土，混凝土中埋設(10#槽鋼上焊接25圓鋼)地錨。待兩片拱肋安裝就位并且拱腳焊接后，進行風撐安裝。風撐的安裝方側面先焊接約25～45cm長風撐短接頭，并在挑出的風撐、鋼橫梁短接頭外側下方焊接風撐限位板。風撐通過吊車按照安裝順序吊裝，只需將風撐緩慢放下擱置于限位板上即可(增焊加固碼板)。所有直撐吊裝就位后，工人在空中操作平臺上焊接風撐對接焊縫，最后安裝斜為控制整體吊裝安裝質量，最邊跨K撐中4根斜鋼管(φ800×16mm,L=8.915m),待主橋橋面鋪裝施工完成后再將這4根斜鋼管安裝到位。在勁性骨架、拱肋及風撐安裝完畢后安裝吊索套管，拱肋預埋索導管露出拱肋底緣25cm,系桿預埋索導管露出系桿頂緣15cm,整根吊索套管無法直接安裝，因此，索導管需要分步進行安裝。第一步：將索導管距底口30cm處截斷，將截下來的30cm套管焊接到系桿預埋索導管頂鋼板上。第三步：將截斷處吊索套管焊接并打磨焊縫，將上調由于，吊索套管單根最大重量僅為1t,因此采用25t汽車吊進行吊裝能夠滿足安全要求，具體吊桿采用帶PES護層的平行鋼絲成品索，規(guī)格為7-73,抗拉強度fpk=1670MPa,錨具采用(1)前期防護措施(2)吊桿索安裝流程(3)吊桿索安裝a.用汽車吊將于吊索正上方，吊鉤上掛設長鋼絲繩，將鋼絲繩穿入拱肋上首先要安裝吊索的預d.拉索提升過程中，操作工隨時要與看管吊索提升人員的溝通，在拉索提升至上錨預留孔附近e.當上錨出預留孔時，旋上錨圈，此時錨圈a.在上錨安裝好后，汽車吊吊鉤上掛設棉紗繩，棉紗繩綁住吊桿下方，汽車吊提升，將下錨對b.如下錨露出預留孔的距離不夠，錨圈無法旋上，可通過調節(jié)上5.2.4臨時中橫梁安裝在拱肋、風撐、吊索套管、勁性骨架全部安裝完成后開始安裝臨時中橫梁，全橋共設計7道中橫梁，采用1臺25t汽車吊倒退依次安裝中橫梁。每道中橫梁重5.2t。臨時中橫梁吊裝示意圖5.2.5拆除拱肋支架整體吊裝前需要拆除拱肋支架，拆除過程為拼裝的逆序，在此不再贅述。5.2.6系桿拱整體吊裝1、總體思路在河定大橋上游防洪大堤上拼裝勁性骨架、拱肋、風撐、吊索套管、吊索、臨時中橫梁并拆除拱肋支架后即具備整體吊裝條件，由1臺500t+1臺600t浮吊抬吊轉向、前移至橋位處就位，具體洋器吊裝平面右置圖B明：*租尺寸位。易籽朋比尺曲家性經過現場考察，河定大橋系桿拱施工現場的靠近橋位處不能符合大型浮吊的施工需要，為了保證吊裝成型系桿拱，在吊裝前需要對岸邊處浮吊所使用的區(qū)域進行開挖疏浚，河定大橋系桿拱綜合考慮浮吊鉤頭夾角及起吊高度將吊點設置在距兩端31.5m位置，吊點間距為63m,扒桿長度50m,采用8根雙股鋼絲繩下部兜吊。起吊鋼絲繩單側長度18.3m,鋼絲繩水平夾角55度，兩鉤頭處鋼絲繩長度4.2m,兩鉤頭夾角40度。(1)吊裝重量統計整體吊裝時，2臺(500t+600t)浮吊吊裝構件包括拱肋、風撐(少裝4根)、勁性骨架、吊索套管及預埋件、吊索、系桿底層鋼筋、底模系統和貓道，總重量為637.63t。(2)整體吊裝離為360m:起吊后，浮吊慢慢向后倒退轉彎，轉順至吊裝橋位方向，在行駛到預將系桿拱慢慢降落，放置在橋墩處的安裝臨時支座支座上，待系桿拱基本對位后，浮吊松降起重鋼(3)浮吊起吊前移浮吊沿河道向橋位移動，河道寬度需大于80米，浮吊?？吭跇蛭慌院影哆吰囱b場地處，浮吊通過前后四根鋼絲繩臨時固定，前錨固定在前側的固定錨上，后錨拋兩個固60.5mm。在所有準備工作完成后，浮吊與河道中心線夾角為90°,然后同步緩慢起吊。系桿拱起吊前需進行試吊，試吊需將系桿拱調離地面100mm,停止起吊，并在兩端用粗尼龍繩拉好手拉纜繩，(4)吊裝就位將前錨左側鋼絲繩生到對岸，依靠鋼絲繩牽引緩慢轉身，使浮吊慢慢平面旋轉轉90°,使其正面朝座上，同時浮吊緩慢的分階段卸載(卸載70%),兩端與臨時支座處預埋鋼板連接固定好后，浮吊系桿拱起吊高度需高出安裝位置頂面500鋼管作為臨時支點，臨時支點需高出支座20mm,待系桿拱安全就(5)浮吊吊裝穩(wěn)定措施浮船吊裝時穩(wěn)定考慮采用地錨穩(wěn)定，通過浮吊船上4個卷揚機上鋼絲繩與岸上地錨連接，控制卷揚機來達到控制船體的穩(wěn)定。本段航道內的水位短時間內變化不大，水表6.1-1施工主要材料吊索112汽車吊23汽車吊1456472819浮吊1浮吊12423227.1系桿拱整體吊裝施工拱肋吊裝、拱肋支架系統、勁性浮吊運行范圍內水域寬度在80m～130m之間；8.1根據《蘇州市軌道交通條例》,施工前報告運營部門。9.環(huán)保措施應盡量集中勞動力及切割設備在噪聲限制較低的白天10.1經濟效益通過鋼管砼系桿拱整體吊裝施工技術的應用，項目施工速度提高，節(jié)省工期及大量人工、機械該工程縮短工期60d,節(jié)省項目人工費：80(人)×60(天)×400(元/工天)=192萬元。采用整體吊裝工法，節(jié)省支架材料費用：136(長)×30(寬)×12(高)×78(元/方)=382縮短項目管理周期60天，管理間接費節(jié)約：30(人)×60(天)×450(元/工天)=81萬元。項目節(jié)約成本：直接費=382+192=574萬元。節(jié)約項目管理間接費81萬元。通過主橋整體吊裝工藝，可節(jié)省項目成本總計655萬元，也可以大大減少對既有航道的占用，施工過程中河道占用僅2小時，確保航道正常通行，造就巨大的社會經濟效益。為蕪申線運河發(fā)揮10.2社會效益河定大橋系