桂林漓江南洲大桥曲塔双索面钢箱梁斜拉桥施工技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:samzy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要 曲塔斜拉桥由于其独特的景观效果,越来越受到广泛的应用,本文主要结合桂林漓江南洲大桥主桥详细介绍了曲塔双索面钢箱梁斜拉桥工程特点、主要施工工艺及全桥施工过程控制等。
  关键词 曲塔斜拉桥钢箱梁叠合梁施工
  一、工程概况
  1、地理位置
  桂林市漓江南洲大桥位于桂林市叠彩区大河乡蔡家渡东岸连接广西第一个国家高新技术开发区和尧山。西岸贯通桂柳、桂黄高速公路,新火车站客运始发站,城北开发区,八里街经济开发区,桃花江旅游渡假区和芦笛岩风景区。
  2、桥式结构
  主桥为曲塔双索面斜拉桥,为梁、塔、墩固结体系。斜拉桥跨径布置为50m+87m+144m+39m=320m,东、西两侧各接50m辅助孔和39m过渡孔。桥面全宽45m。
  斜拉桥曲塔采用斜弯的“H”型全混凝土塔结构,曲塔桥面高63m,塔身横断面呈“T”型,塔身横向宽度2.5m,顺桥方向桥面处宽17.5m,向塔顶渐变为5.0m,塔身壁厚顺桥向为0.8m,横桥向为0.6m。主塔混凝土标号为C50,主塔主要分为无索区和有索区及横梁三部分。
  斜拉索采用φ7mm的镀锌钢丝,总计2×12对,主跨梁上索索距9.0m,塔上索距最小2.0m,边跨拉索集中锚固在主梁的端部,混凝土梁上的索距为2.0m。斜拉索塔顶为固定端。
  斜拉索主跨为钢箱梁和混凝土桥面板的叠合梁,边跨为混凝土箱梁。
  
  
  二、工程特点
  1、地质复杂:南洲桥地处世界著名的喀斯特地区,地下溶洞、溶沟、溶槽众多,全桥90根钻孔桩,桩桩遇溶洞,多的有7层溶洞。各个年代的地质层交错在一起组成了履盖层,同一墩台上岩面高差达40多米。
  2、曲线型主塔:本桥的P2墩身和主塔为一段圆曲线,曲线半径180米,这种曲塔造型是国内的第一座。塔身空间较小,塔上没有斜拉索张拉们置,内设钢套箱和钢横梁做为斜拉索的受力结构。
  3、主跨为钢混凝土叠合梁结构:南洲桥主跨为了减少桥梁自重,采用钢箱梁加混凝土桥面板的叠合型式。钢箱梁与桥面板之间通过剪力钉进行力的传递。
  4、斜拉索张拉吨位大:本桥的塔高与梁长的比为0.4,斜拉索的倾角较小,最小只有24.3°,索在主跨梁上的间距有9米,导致斜拉索的成桥索力最大有900多吨。
  三、施工方法
  1、钻孔桩基础施工
  (1)概况
  全桥共5个墩台,其中水中P2#墩为主塔墩。基础均为桩基础,分上下游两幅。主塔墩承台上下游各一个。基础全部采用φ1.5m钻孔桩。A0、A4台各13根,P1、P3各8根。主塔每承台下各24根。全桥钻孔桩共90根钻孔桩。
  (2)施工简述
  南洲大桥主墩P2墩位于水中,共计48根钻孔桩,为保证汛期前完成钻孔桩施工,P2墩投入16台冲击钻机,按每台钻机平均完成3根桩考虑,P1、P3墩各投入4台钻机,完成后转入桥台施工,两岸桥台每台另配4台冲击钻机进行施工。
  由于桂林地区地貌属典型喀斯特地区,溶岩发育、地质情况复杂,覆盖层深浅不均。对φ1.5m钻孔桩护筒采用φ内1.6m至φ内2.2m钢护筒进行套插,护筒级差为10~15cm,视钻孔桩穿过溶洞的数量而确定开孔护筒及套插小护筒的直径。若遇倾斜岩面,必须抛填块石和黄土,用小行程高频率冲砸直至倾斜岩面被砸平,然后跟进护筒至已砸平的岩面,再进行下道工序。
  (3)施工要点
  ①钻孔选点:由于岩溶地区水平溶洞、溶沟和溶槽众多,不仅墩内孔间相连,而且墩与墩之间也有的贯通。一般先开溶洞较小或孤立不连的孔,再开溶沟、溶槽走向下端的孔,待成孔后就可减少或者堵住其它地下水活动的通道,免于泥浆和混凝土的流失。鉆孔顺序:上下游对称,并考虑孔与孔之间的相互影响。②钻机安装:钻机就位前,注意检查主要机具,就位配套设备,接通水电。钻绳中心应与护筒中心重合。护筒底口中心用“浮标法”求出。钻头挂上后,要反复核对中心位置,以免造成斜孔。③钻机钻孔:采用泥浆护壁钻进时,应检查钻孔泥浆的各项指标,防止井壁坍孔,泥浆流失。接近溶洞顶板时,应逐渐改为小冲程、低频率钻进,在穿越溶洞后,若溶洞以下再无溶洞或下一个溶洞间隔较近时,同一直径护筒跟进至溶洞底板;若同一根钻孔桩遇溶洞间隔较远时,则改换小一级差的护筒随钻机的钻进而跟进。视溶洞的垂直距离而确定级差和护筒的跟进层数。“级差”和“跟进层数”的确定原则是视底节的变形程度和插打护筒的震动能力而定。④清孔、切割护筒、下放钢筋笼、灌注水下砼:钻孔到达设计标高后,则采用正循环或φ150空气吸泥机清孔,满足设计所规定的清孔标准。在清孔后多层护筒须水下切割,保留最外层护筒,护筒切割搭接长度为2m。然后吊放钢筋笼,准确地吊装(焊接)、就位,就位后应牢固定位。导管拔球前,应备有足够的砼储备量,使导管在拔球后埋入砼的深度不小于1.5m,正常灌注时导管埋深不得小于2m,亦不大于6m。水下砼灌注面宜高出桩顶设计高程0.5~1.0m,以便清除浮浆,凿出桩头,确保灌注桩与承台的连接质量。
  2、承台施工
  P2#承台设计为2个直径为φ21m,厚度为5.0m的圆形承台。每个承台结构体积为1272m3。混凝土设计为C30。
  (1)施工简述
  主墩P2墩承台位于河道内,基底和筑岛的填土均为强透水的卵石层。承台施工围堰采用注浆围幕+钢筋混凝土护圈的结构形式,外侧注浆围幕作为防渗和护圈施工时的临时支护结构,护圈形成后作为围堰的主要受力结构承受围堰外的水平荷载。施工顺序:在钻孔桩施工的同时进行注浆围幕施工,围幕形成后排水开挖取土,每开挖一米,施工一次钢筋混凝土护圈,直至基坑底,基底整平后施工承台。
  (2)围堰结构
  围堰由由内外两层结构组成,外层注浆帷幕起止水和临时支护作用,内层钢筋混凝土护圈为主要的受力结构。外围注浆帷幕的厚度为了经济不宜太厚,帷幕采用两排注浆孔型防渗帷幕,内排直径25.68m,外排直径27.2m,同排孔距0.8m,排距0.76m,呈三角形布置,全桥共424个帷幕孔。注浆孔顶标高均为+147m,上下游的地质情况不同,注浆的深度也不相同,上游帷幕桩底+137m,下游帷幕桩底+136m。护圈高7米,顶标高+148m,底标高+141m,沿高度方向共分7层,层高1米,护圈壁厚0.8~0.95m,呈上大下小的梯形。
  
  
  (3)围堰施工
  ①钻孔:采用100型工程钻机钻孔,直接用灌浆管成孔。钻孔过程中分别放入已加工好的灌浆花管、实心管。成孔后用高压水对孔进行清孔,必须清孔至孔底。
  ②压浆:采用双管双液注浆,注浆压力为0.1~0.3Mpa,初始注浆时取小值,结尾取大值,浆液浓度由稀逐渐变稠。注浆用量一般为0.45m3/m。浆液压入后,几秒钟迅速凝成团,根据压浆流入量调整配比,使其流动半径控制在60cm左右;另外采取间歇注浆的办法确保注浆效果。
  ③基坑开挖:在注浆帷幕完成7天后即对基坑进行分层开挖,每次开挖深度1米。基坑根据开挖深度的不同采用不同的施工方法,边分级开挖、边施工钢筋混凝土围圈护壁防护。
  ④钢筋混凝土护圈施工:基坑每次开挖约1.0m就做围圈护壁一次,每层围圈开挖时分段跳跃式挖,根据实际调整开挖布局,确保上层护圈的安全。每层护圈分4~6次进行施工,每次浇注混凝土10~20米,根据施工进度情况进行调整。
  ⑤基底清理:基坑开挖到位后,沿基坑周边挖排水沟和汇水井,将基坑内少量的渗水用水泵排出坑外,对基坑底进行整平、清理,观察上下游基坑内有无渗水等情况。对基底浇注混凝土垫层,进行下步作业。
  (4)承台施工
  模板施工:模板木面板加钢骨架,沿承台周长均分16块进行施工。
  混凝土施工:采用自拌混凝土,由于混凝土方量大,为降低混凝土的水化热,在承台里设置冷却水管,通过循环水来降低其水化热。混凝土灌注分层浇注,保证其连续性,保证上下两层混凝土连接良好。混凝土在初凝后就对其进行浇水及冷却水管通水养护,尽量避免日晒,来减少混凝土的收缩裂纹。
  3、索塔施工
  主塔主要包括主塔墩身,主塔无索区,主塔有索区及横梁几部分,主塔在梁上部分施工共分9个施工节段。主塔施工采用万能杆件支架,钢模板翻模法由高塔吊配合上、下游同步对称施工。塔外支架仅作为混凝土施工的脚手平台、挂索平台;内侧万能杆件支架作为上下人工脚手,同时作为横梁现浇支架,与塔身联接。主塔混凝土采用搅拌车装运,大功率混凝土输送泵一次泵送到位。
  南洲大桥“H”型主塔的塔身上下游中心距29米,一台吊机难以兼顾两侧塔身。施工时在上、下游承台各布置一台塔吊。上游塔吊吊重8吨,起重力矩960KN.M,下游塔吊吊重10吨,起重力矩150KN.M。
  
  
  横梁长26.5m,宽4.4m,高3.063m,顶、底、腹板厚度均为0.5m,混凝土为170.9m3。
  横梁采用支架法现浇施工,支架采用万能杆件作为横梁施工主要承重结构,万能杆件支架支撑在承台上,由于横梁水平倾角为11.63°,模板支架必须考虑能够克服横梁产生的水平推力。横梁内模采用木模,并设置内支撑,外模利用塔柱部分模板改制,内外模板设置拉杆对拉。为减少混凝土收缩对立柱产生附加应力,微膨胀混凝土灌注横梁,横梁混凝土分3段浇注,两端各设2m湿接头与己浇注塔柱相连。
  
  
  4、钢箱梁制作与安装
  南洲大桥钢箱梁制造分为过渡段、标准段和牛腿段3种类型共15个节段,长度分别为3.6m、9m和6.4m。标准节段重量为136.9吨。
  (1)钢箱梁制作
  主桥钢箱梁制造划分为三个阶段:板单元制造;节段梁制造;桥上吊装过程中的环缝焊接。板单元制造在钢结构工厂内完成;节段梁制造在拼装场完成;节段间焊接在桥上吊装时进行。钢箱梁制造采用“板单元制造→板单元件组焊→单元件运输→节段拼接→表面涂装→(梁段运输)→桥上节段间焊接→最终涂装”的程序进行。
  (2)钢箱梁安装
  钢梁施工时在西岸设总拼场、箱体预拼场和构件存放场。钢结构构件由生产厂家散运至工地,在箱体预拼场内按3+1进行节段预拼,两侧悬臂梁与主箱梁一起预拼。预拼好的箱梁移至总拼台座,台座设在P3~A4台之间,由于场地的限制,总拼只能按2+1进行,即总拼3段后,前边两段移出台座,第三段移至第一段位置,以此段为标准拼装下面两段。钢箱梁由总拼场通过栈桥滑移至安装位置,调整好后进行成桥焊接。
  
  
  ①箱体组拼:在组拼台座上,将箱体和悬臂散件组拼在一起,第一次拼1~4#节段,之后吊走前三节段到总拼台座,第四节段移至第一节段处,再组拼5~7节段,以此类推,直至拼完全部15个节段。
  ②箱梁总拼:在总拼台座上,将已拼好的箱体和悬臂与横梁和小纵梁拼在一起,形成整个箱梁段。由于场地的限制,总拼按2+1进行。
  ③滑移:钢梁采用25t千斤顶和钢绞线进行滑移
  ④焊接:滑移到位后,精确定位,进行成桥焊接。
  
  
  (3)钢箱梁防腐涂装
  钢箱梁防腐涂装施工按照:钢箱梁主体外表面的表面处理、油漆涂装;钢箱梁、钢套箱、钢锚梁主体内表面的表面处理、油漆涂装;钢套箱、钢箱梁上部与混凝土接触的阻绣面的表面处理、油漆涂装;安装后整体涂装四个阶段进行。
  5、斜拉索施工
  (1)斜拉索挂设原则:按照东西侧和上下游对称挂设原则,先安装塔端,再安装梁端,最后在梁端分五个阶段对称同步张拉相应的斜拉索到设计索力。
  (2)斜拉索安装、张拉基本步骤:施工准备→放索→塔端安装→梁端安装→梁端斜拉索牵引及张拉。
  (3)斜拉索施工布置:辅助孔混凝土梁在合拢段位置梁面上下游各安装1台5t卷扬机与20T滑车组配合进行梁端斜拉索施工,塔端利用上下游塔吊及导链、25T汽车吊配合进行安装。
  (4)斜拉索安装工艺:斜拉索安装时先安装塔端,通过塔吊将斜拉索塔端吊起使之与塔内通过索导管伸出的软牵引系统连接,塔吊松除,通过卷扬机及汽车吊辅助人工讲斜拉索梁端牵引至梁上锚固。斜拉索塔端和梁端安装完毕后,根据设计要求在梁端进行同步对称分级、等力张拉。
  (5)张拉及调索:斜拉索张拉程序:安装张拉设备→启动油泵进油分级张拉→锚固螺母跟进緊固→油表读数控制→伸长量校核→锚固张拉端。
  张拉过程及调索均由施工监控单位进行监控。在所有斜拉索根据设计及监控单位提供的初张拉索力安装完成后,监控单位对全桥斜拉索索力进行测试,对照成桥索力确定是否需对个别索力偏差较大的斜拉索进行调索。
  6、桥面板施工
  桂林漓江南洲大桥主跨为钢-砼叠合梁结构,钢筋混凝土面板与钢结构结合成一体,通过剪力钉共同参与受力。桥面板分成预制和现浇缝两部分,全部为钢筋混凝土结构,板厚0.25m,全桥共有预制板388块。为控制预制桥面板的收缩,预制板提前在预制场预制,存放6个月以后再吊运安装。
  四、施工控制
  在施工中,根据设计特性建立测量加密控制网,施工过程采用莱卡TC702全站仪进行施工控制,确保桥型控制精度;上部结构施工控制采用高程和斜拉索索力双控,全过程由监控单位进行监控。
  1、施工监控主要内容
  (1)施工测量:包括主塔变位、梁体线性。
  (2)应力及线性控制:索塔应力、梁体应力、斜拉索索力等。
  (3)温度场测试:温度对结构受力和变形的影响。
  施工根据监控指令的要求执行,在施工过程中与理论技术存在偏差时,及时进行调整。
  2、监控成果
  (1)最终合拢时线性平顺,实际的成桥线性与理论线性吻合良好。
  成桥线性平顺,桥面中心线处梁面高程误差均小于10mm;全桥轴线最大误差为3mm,小于规定值。
  (2)索力精度:安装斜拉索、张拉完成后,实测索力与理论索力吻合良好,索力偏差均在2%以内。
  (3)南洲大桥的塔柱线形和偏位符合设计要求。其中塔柱倾斜度的误差为1/2000,轴线偏位偏差为6mm,远小于规范要求。
  (4)主梁和塔柱受力均匀,各关键截面的应力和理论值符合较好,应力值远小于规范的限值。
  五、结束语
  桂林市南洲大桥为国内最大的曲塔斜拉桥,该桥采用了许多新的设计理念,施工中也采用了新技术、新工艺。本文对曲塔双索面钢箱梁斜拉桥的施工方法进行了综合阐述,事实证明施工方法是有效可行的,可以为以后曲塔斜拉桥施工提供相应的借鉴。
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
其他文献
摘要在承台深井降水施工过程中应综合考虑地质特点和施工工艺要求,兼顾施工中的各种工况,科学合理的进行施工,并合理调配机械设备,达到高效施工,节约成本的目的。  关键词富锦松花江公路大桥 深井降水 方案  一、工程概况  富锦松花江公路大桥位于黑龙江省富锦市、绥滨县之间,跨越松花江,是前锋农场至嫩江公路上的控制性工程。  全桥跨径布置为:34×40m简支T梁+(85+6×150+85)m连续箱梁+26
期刊
摘要:结合荣乌线底基层的施工实践,选择了稳定方案在试验路及实体工程上实施,研究了石灰粉煤灰外掺碎石稳定土的施工方法及质量控制措施,总结了应用这种稳定材料施工时的注意事项。   关 键 词:粉砂土 外掺碎石 灰剂量 含水量 施工工艺  1.工程简介  荣乌线五合同路面工程,途经潍坊市寒亭区,起讫点桩号为K36+300~K45+800,全长9.5㎞。路基采用整体式断面,总宽度为28米,双向四车道,沥青
期刊
摘要 在水深、流急、浅覆盖层的深水基础中搭设主墩基础施工平台,平台的稳定、安全、抗洪、抗台以及经济指标控制是平台设计与施工的关键因素。   关键词 深水基础浅覆盖层施工平台      1工程概况  乌龙江大桥改造及接线拓宽工程为国道324跨越乌龙江而复设,乌龙江为闽江南港分支的一段,处于闽江下游,位于福州市仓山区境内。本工程新建复线桥距上游已建的现324国道乌龙江大桥50m、距上游福厦铁路乌龙江大
期刊
摘要:本文以着重介绍了无水区域悬索桥钢箱梁采用满堂钢管柱施工的设计计算与应用,无水区采用满堂支架施工,降低了施工难度,降低了施工设备要求,有利于钢箱梁纵断面线形的控制,同時能够加快施工进度,可多个作业面同时进行钢箱梁的吊装及施焊作业,另外,满堂支架法施工可利于各种作业平台的实施,降低了高空作业的安全风险。  关键词:自锚式悬索桥无水区施工满堂钢管柱板单元吊装  一、结构简述  韩土公路2号桥为主跨
期刊
[摘要]:李桥特大桥连续梁跨越既有京广上下行线,京广线车辆繁多,给施工造成很大难度,属于高风险工程。为确保铁路运输正常进行,在挂篮底部行车范围内设置安全防护棚。  [关键词]:安全 ;防护;既有线   1 工程概况  李桥特大桥主桥是武汉市南湖至大花岭上行铁路联络线的控制性工程,为跨越既有京广线而设,为单线铁路桥。主桥连续梁跨度为28+56+28m,为单箱单室预应力砼箱梁,在施工过程中分两个T构,
期刊
摘要:为保障夏季高温、多雨情况下箱梁混凝土的浇筑质量,加快施工进度,参照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000中“11混凝土及钢筋混凝土工程”中的11.10热期、雨期混凝土的施工,并根据施工的实际情况,制定了青岛海湾大桥夏季箱梁施工的质量控制措施。  关键词:箱梁混凝土施工质量控制措施  进入夏季、雨季,气温较高、天气干燥、蒸发量大、雨水较多,露天情况给混凝土的施工带来很多困难。为保障夏季
期刊
摘要:混凝土主要有承重、围护、抗渗的功能,还要满足一定的抗冻融及抗侵蚀要求,水工混凝土按是否掺加外加剂可分为普通混凝土和外加剂混凝土。  关键词:混凝土 质量缺陷 预防措施    在水利工程混凝土施工过程中,如何控制好混凝土施工质量,保证工程结构的正常使用,减少工程隐患,是工程建设各方普遍关注和重视的问题。  一、混凝土的特点和类型  混凝土主要有承重、围护、抗渗的功能,还要满足一定的抗冻融及抗侵
期刊
简介:在现浇钢筋混凝土结构中设置后浇带,是目前结构设计与施工中常采用的一种方法。本文对后浇带设计和施工中应明确和注意的问题作一浅析,以更好地控制工程质量。   关键字:现浇钢筋混凝土结构,后浇带,施工技术,  后浇带是指在现浇钢筋混凝土结构中,只在施工期间留设的临时性的带形缝,起到消化沉降、收缩变形的作用。根据工程需要,保留一定时间后,再用混凝土浇筑密实,与主体结构连接为整体。根据笔者体会,将现浇
期刊
摘要:泰州长江大桥夹江左汊桥主桥为87.5+3×125+87.5m的五跨连续梁桥,水中主墩采用高桩大体积承台,采用单壁钢吊箱围堰进行施工。文章简要介绍了深水高桩承台钢吊箱设计与施工技术。  关键词:泰州长江大桥;夹江左汊桥;高桩承台;钢吊箱;设计;施工  1 概述  1.1 工程概况  泰州长江大桥位于江苏省长江中段,上游距润扬长江大桥约60km,下游距江阴长江大桥约60km,北接泰州市,南连镇江
期刊
摘要:众所周知,市政工程建设的好坏直接影响城市建设工程的优劣,排水管道建设工程是城市建设的重要基础设施,其施工质量控制非常重要。根据笔者多年的工作经验,从排水管道工程施工出发,针对施工过程中常见质量问题,简要地分析其发生原因,并提出相应的质量管理措施。  关键词:市政排水;施工;质量管理  一、引言  随着我国经济的迅猛发展,我国城市面积在不断扩大,加快了包括排水管道工程在内的各种市政基础设施建设
期刊