钢管混凝土系杆拱桥施工
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钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法1.前言辛丰公路南桥横跨京杭运河镇江段,主桥为跨径104.4m下承式钢管混凝土系杆拱桥。
由于京杭运河水运繁忙,且超千吨级的船舶及拖挂船队众多,当地海事部门要求施工期间不得断航。
为解决新建桥梁施工与航道运营的矛盾,中铁四局集团有限公司在施工中,通过对施工方案的研究和论证,科学组织技术攻关,并在施工过程中不断总结和改进,解决了通航河道上新建钢管混凝土系杆拱桥施工对航道运营干扰大的难题,取得了良好的经济效益和社会效益。
2.施工方法特点2.1采用“岸上拼装钢管系杆拱骨架,使用两台浮吊整体吊装”的方法,把水上拼装作业转化为陆地作业,一次吊装就位,最大限度降低了对通航的影响,提高了工效,保障了施工安全;2.2设计了岸地拼装支架系统,并对骨架整体吊装变形进行了计算,全过程对应力、应变、结构变形等信息进行监测,掌握各种工况下应力与变形情况,保证了工程质量。
2.3钢管混凝土系杆拱桥骨架岸地拼装成形,整体吊装就位,为其它工序工作面的开展创造条件,缩短了总体施工工期。
3.适用范围本方法适用于通航河道的系杆拱桥、钢桁梁桥等类似桥梁施工。
4.工艺原理首先,将工厂制作的拱肋节段单元运至现场,在组装支架上进行拼装作业,并在组装胎架上组拼系梁劲性骨架,同时安装吊杆套管,绑扎系梁部分钢筋,安装吊杆及吊索、临时中横梁和系梁吊模系统,完成骨架整体组装,并通过软件模拟合理设置骨架两吊点位置。
钢拱拼装完成后在海事部门批准的封航时间内,采用两台浮吊将主桥骨架整体吊装就位。
完成吊装后,进行主桥后续工序施工。
5.施工操作要点5.1操作要点5.1.1施工准备深入理解桥梁设计文件,如设计文件提供方案采用骨架整体吊装工艺,便按照设计步骤实施,加强过程监控;若设计文件中采取其他施工方法,则需要对骨架在吊装过程各工况进行强度、刚度及稳定性检算,确保施工安全和结构安全。
5.1.2岸地拼装场地布置结合骨架结构尺寸、浮吊起重能力、距桥位距离、航道作业宽度等条件,选择合理区域规划骨架岸地拼装场地。
钢管混凝土系杆拱施工[摘要]:本文详述了琼州大桥钢管混凝土系杆拱桥的施工工艺,可供同类大桥施工时借鉴和参考。
关键词:钢管拱分段钢管拱肋安装预埋拱脚边拱次边拱顶拱管内混凝土灌注吊杆张拉一、琼州大桥工程概况琼州大桥主桥为5跨钢管混凝土系杆拱结构,墩中距分别为88、98、108、98、88m,相应的净跨径分别为79、88、98、88、79m。
拱肋为等截面的钢管混凝土结构,钢管混凝土拱肋截面为亚铃形。
拱壁厚度:拱脚段为16mm,其余为14mm,包括风撑在内,采用Q345D钢板在工厂卷制焊接成钢管,煨弯成设计的拱形,现场拼装成拱。
本文全面介绍钢管系杆拱桥施工工艺,从中总结经验以期进一步提高施工技艺。
二、琼州大桥钢管拱分段1、钢管拱基本技术数据琼州大桥系杆拱,设计分3种跨径。
虽然跨径不同,但是,各跨拱轴线都是二次抛物线,净矢跨比都是f/L=1/4.5。
抛物线方程:y=f- 4(f+Δf)X/L2拱轴线切线角:tgα=8(f+Δf)X/L2式中:f—矢高,跨径108m的矢高跨径108m的计算矢高为2218.2cm、净矢高2117.7cm、拱顶缘矢高2357.7cm;跨径98m的计算矢高为2006.5cm、净矢高1955.6cm、拱顶缘矢高2195.6cm;跨径88m的计算矢高为1812.9cm、净矢高1755.6cm、拱顶缘矢高1995.6cm。
琼州大桥系杆拱主拱圈采取少支架现场拼装成拱。
拱肋在工厂卷焊成管、煨弯成拱,按照施工设计图要求分段制作。
5孔钢管系杆拱,分成3种不同跨径,矢跨比为f/L=1/4.5。
计算矢高:孔径108m的矢高为2218.2cm;98m的矢高为2006.5cm, 88m的矢高为1812.9cm。
相应的孔径的安装预留拱度,分别为10、9、8cm。
2、拱肋安装分段施工设计图规定,各孔径钢管拱,每孔的拱肋皆分为7段现场拼装,拱脚预埋段与预应力系梁和端横梁浇注在一起,构筑成固结结构,是钢管混凝土系杆拱桥的关键部位。
钢管混凝土简支系杆拱施工(一)概况主桥上部结构为一孔90m下承式双拱肋钢管混凝土简支系杆拱(柔性系杆),矢跨比1/5,矢高18m,两片拱肋,每片拱肋由2根φ1100×16㎜钢管和腹板组成高2.4m的哑铃型断面结构,拱肋内填筑C40混凝土,两拱肋中心距离20m,由中间5道一字形和两边各1道K字横撑联系两拱肋,形成空间结构。
横撑为φ800×14㎜的钢管,斜撑为φ600×14㎜的钢管,管内不填充混凝土。
主桥设置纵向柔性系杆,由预应力钢绞线、高强钢丝及混凝土护套组成。
锚具采用OVM15锚及墩头锚,混凝土护套截面为1.5mx0.4m的矩形,C50混凝土。
吊杆采用84根φ7㎜镀锌高强钢丝,外套φ140mm钢管,钢管内压注弹塑性浆体,采用DM7A-84及DM7B-84锚具,间距5m。
中横梁为预制的预应力混凝土T形梁,梁高1.6m,腹板宽0.5m,配4束φ15.24-7、2束φ15.24-5预应力钢绞线,采用OVM15-7、OVM15-5夹片锚。
拱脚处设端横梁,端横梁为牛腿形截面,翼缘即为桥面板,厚度0.35~0.20m,配13束φ15.24-7预应力钢绞线,采用OVM15-7夹片锚。
端横梁牛腿搁置引桥30m简支箱梁。
中横梁、端横梁采用C50混凝土。
桥面铺装采用厚14cm钢纤维混凝土,纲纤维的体积率为0.6%。
防撞墙采用C30混凝土;栏杆及其基座采用C25混凝土。
(二)主桥上部结构施工流程施工准备→工厂内下料、卷管、焊接、矫园、探伤等制成拱肋管节→管节对接、焊接、探伤、拍片形成单元管节→单元管节弯制成型→产品验收出厂→在工地将拱肋按三个拼装阶段组装成型→按设计要求把三个施工阶段进行整体预拼装、修整、存放→端横梁及拱脚段梁现浇→安装钢管拱肋→吊杆安装→安装纵向预应力束并按照设计要求分级张拉,用顶升法灌筑钢管内混凝土,将临时预应力束L1、L2转换成正式预应力束→分级张拉纵向预应力束,安装中横梁→中横梁后浇缝及裙板施工→桥面工程施工→竣工验收。
下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构支架施工工法1、前言拱桥是一种最基本的桥梁结构,有着悠久的历史。
近年来,随着桥梁设计理论和方法的进步以及现代化施工技术的发展,再加上高性能材料的出现,拱桥朝着大跨度、结构新型化方向发展。
虽然钢管混凝土拱桥得到了跨跃式的发展,但在工程实践中也还有许多问题需要进一步改进或完善。
怎样确定合理的施工状态以保证施工过程中的安全就显得很有意义,科学合理的合理施工状态的确定方法可以为更大跨径的钢管混凝土拱桥的设计与施工保驾护航。
另外,对大跨径钢管混凝土拱桥来说,不同的施工过程对应着不同的成桥状态,拱结构的成桥状态应该是以轴力为主,尽量少的承受弯矩,不合理的施工状态一方面会降低施工过程中的安全性,同时还会使成桥状态的弯矩增加,导致不合理的成桥状态,给大跨度钢管混凝土拱桥的运营带来安全风险。
因此合理的施工状态应既能确保施工过程中的安全,同时又以成桥状态的受力为目标,尽可能的优化成桥状态下的受力性能。
只有既解决了成桥状态的受力问题,又解决了施工过程中的安全问题,大跨度钢管混凝土拱桥才能健康持续发展。
因此,本文以下承式钢管混凝土系杆拱桥钢管拱拼装关键技术为研究内容,并结合工程实际案例,对上述相关问题展开研究。
2、工法特点2.1施工速度快、效率高,人员、材料、设备投入少,施工成本低,经济效益显著;2.2适应性强,对后续钢管拱桥的施工具备一定的借鉴意义;2.3施工快捷,构件拼装采用了少支架法,对现浇纵横梁的结构质量影响小;2.4安装质量可靠,施工安全性高,易于控制,同时采用桥梁应力监控及线型监控措施,对成桥质量具有保障作用;2.5技术先进,可复制、易推广,满堂支架纵横梁现浇,保障了现浇质量,少支架法安装构件,解决传统满堂支架搭设对桥梁纵横梁质量影响的难题,桥梁监控的实施对桥梁应力及线型的保护作用意义重大,同时安装材料、设备通用性强,节约社会资源,潜在社会效益明显。
3、适用范围对下承式钢管混凝土系杆拱桥工程进行钢管混凝土拱桥现浇临时支架体系设计与施工、钢拱肋运输及安装施工技术、拱桥施工过程线形控制及稳定分析、下承式钢管混凝土拱桥施工监控技术等方面的研究十分必要。
钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工技术发布时间:2021-06-17T15:00:47.323Z 来源:《基层建设》2021年第5期作者:吴昊[导读] 摘要:钢管混凝土系杆拱桥自20世纪90年代以来得到了迅速发展和广泛应用。
中铁七局集团西安公司制梁分公司摘要:钢管混凝土系杆拱桥自20世纪90年代以来得到了迅速发展和广泛应用。
由于起步较晚,其施工技术还有待完善。
结合工程实践,对下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工进行阐述,为施工提供一些实际经验。
关键词:下承式钢管混凝土系杆拱桥;拱肋;组装流程;质量标准1.工程概况该桥结构为下承式钢管混凝土系杆拱桥,桥长64m,矢跨比1/5,施工矢高12.8m。
拱肋为钢管混凝土结构,每片拱肋由2根上、下钢管(尺寸:φ700×18mm)和2块厚18mm钢板焊接成哑铃形断面。
拱肋与主梁的刚度之比为1/17.88,属于刚性系梁刚性拱。
拱肋高度1.65m,中心距7.1m,全桥拱肋共设11对吊杆。
为增强拱肋平面外稳定性,拱肋间设置3道横撑,其中外横撑为K撑,中间横撑为一字撑。
横、斜撑均为钢管混凝土结构,横撑钢管直径700mm,壁厚16mm;斜撑钢管直径500mm,壁厚14mm。
拱肋在工厂已制作完成,为便于运输,每条拱肋划分为7个运输节段。
2.整体安装方案钢管拱安装总体施工方案为:采用由角钢组焊而成的桁架支撑(横截面为1.5M*1.5M),用一台50吨汽车吊在桥下将钢管拱拱肋逐段吊装到支架上进行拼装焊接。
钢管拱拱肋、横撑及其它配件卸放至桥下相应起吊位置;汽车吊行驶至构件旁后,由汽车吊将拱肋逐段吊装到梁面桁架支撑上,吊装拱肋时遵循左右对称、前后对称的原则,最大不平衡安装不超过两个吊装节段。
拱肋安装按照如下步骤进行:①确定桁架支撑在梁面上的具体位置→②安装桁架支撑及支撑连接系,采用膨胀螺栓将支撑底盘与桥面固定→③桁架支撑检查验收合格后,进行拱肋节段的安装,边安装边调整线形→⑤两侧拱肋对称安装(预留合龙段)→⑥安装合龙段→⑦安装横撑、斜撑→⑧整体焊接。
3.3。
1。
8钢管混凝土系杆拱桥施工3.3。
1。
8。
1施工方案本标段共5孔96米跨钢管混凝土系杆拱桥,拱肋为平行拱肋,拱肋采用悬链线,失跨比f/l=1/5,悬链线系数m=1。
167,横截面为哑铃形钢管混凝土,钢管外径为1。
0m.结构布置采用刚性系梁刚性拱,系梁截面为单箱三室截面,梁宽17.1m、梁高2。
5m。
吊杆为交叉斜吊杆,吊杆间距为8m,吊杆由127根φ7平行钢丝束组成.钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工根据桥位不同的地形条件选择采用不同的施工方案.对于桥下无通车、通航要求的桥位或虽有通国通航要求但可进行局部改移后搭设施工支架的桥位,考虑采用“先梁后拱”的施工方案,即搭设支架施工拱座及系梁,然后再在系梁之上拼装钢管拱肋,竖向转体合龙,拱肋合龙后灌注钢管内混凝土,混凝土达到强度后安装并张拉吊杆。
对于桥下有通车、通航要求,无法进行改移,不能搭设施工支架的桥位,考虑采用“先拱后梁"的施工方案,即先在墩旁搭设支架浇筑系梁端部及拱脚,然后利用缆索分段吊装钢管拱肋,钢管拱肋合龙后灌注钢管内混凝土,混凝土达到强度后利用挂篮分段浇筑系梁,逐段安装吊装,直至系梁合龙。
3。
3.1.8。
2施工工艺1)先梁后拱法施工(1)施工步骤钢管混凝土系杆拱桥施工主要步骤如下图所示。
插入“凝土系杆拱桥施工步骤图”先梁(2)支架现浇系梁A)工艺流程见支架现浇系梁工艺流程图B)载:应大于1.5。
本支架临.同应经过详C)支架预压支架应进行等载预压,及预压试验结果预留适当的沉落量,确保梁体线型符合设计要求。
D)模板施工支架现浇系梁工艺流程图箱梁底模及外侧模设计采用大块钢模板,模板分块长度以方便吊装为宜,内模采用可拆装式组合钢模板。
(A)模板铺设:先铺底模,根据施工预拱度及预留沉落量调整底模标高。
底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶,通过连接螺栓拧紧,挤压,调整错台后,铲除多余双面胶,可达到接缝处平整、严密不透光,效果良好。
(B)外侧模拼装同底模相似,拼装外侧模时,控制好模板角度与标高,底模与外侧模的连接螺栓要上足且拧紧。
钢管混凝土系杆拱桥主拱肋施工方法目前钢管商品混凝土拱桥在我国的应用前景非常广泛,主拱肋施工又是钢管商品混凝土拱桥施工的关键环节。
本文简单介绍了钢管商品混凝土拱桥的特点,并对其中的主拱肋施工方法进行研究。
一、钢管商品混凝土拱桥概述将钢管商品混凝土应用于拱桥同时解决了拱桥材料高强化和拱圈施工轻型化的两大问题,因此,一种新型的拱桥—钢管商品混凝土拱桥近年来在我国得到了广泛的应用。
根据钢管商品混凝土发挥材料作用和施工作用的不同侧重,出现了两种不同的利用钢管商品混凝土的形式。
一种为钢管内填商品混凝土,即钢管管壁外露,与核心况凝土共同作为结构的主要受力组成部分,钢管在商品混凝土施工过程中又可作为支架和模板,给施工带来方便,材料方面的优点是设计采用这一结构的最主要考虑。
一般将这种类型的拱桥称为钢管商品混凝土拱桥。
(一)钢管商品混凝土拱桥在我国迅速发展的原因钢管商品混凝土拱桥在30年代的前苏联就已出现,近年来国外也有修建,但其真正的发展在我国,主要原因如下:1、拱桥是一种极具美学表现力的桥型,在我国又有着深厚的文化底蕴,钢管商品混凝土结构的应用,使拱桥更加轻巧、柔美,尤其是中承式和下承式桥型,以其独特的美感在风景区和城市桥梁中备受青睐。
2、我国的钢管商品混凝土理论研究处于世界先进水平,一些钢管商品混凝土结构的设计规程相继颁布实施,出版了一批有代表性的专著,钢管商品混凝土在厂房、高层建筑、输变电工程中的应用不断发展,为钢管商品混凝土应用于拱桥莫定了坚实的理论基础,并提供了宝贵的工程实践经验。
3、拱桥作为桥梁的基本桥型之一,在我国过去的交通土建工程中得到广泛的应用,为我国的主桥型。
由于我国的国情,拱桥桥型中主要是钢筋商品混凝土拱和污工拱,现在仍无法大量应用钢结构;材料强度低,施工方面的问题一直制约着拱桥跨径的发展。
钢管商品混凝土拱桥一定程度上解决了这两大难题,成为许多适合拱桥情况下的一个选择。
(二)钢管商品混凝土系杆拱桥的特点由于我国的国情所限,污工拱桥和钢筋商品混凝土拱桥长期以来在我国的拱桥中占绝大多数。
钢管混凝土系杆拱桥施工技术2.1.1功能系杆拱桥支承系统宜选用WDJ齿碗扣型多功能支架,该系统具有支架竖向组合微调功能,主要以工具支架和特制微调座组成。
2.1.2地基处理WDJ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上,地基须高出原地面0.5~0.8m,做好防水,避免雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采用厚度≥20cm的混凝土或厚度≮10cm的钢筋混凝土或厚度≮5cm的木板。
2.1.3预压支架使用前须全程预压,不能以一孔预压取得的经验数据推概全桥。
静压5d(120h)以上及达到沉降稳定状态2d(48h)以上,沉降稳定标准:24h沉降不超过1mm。
2.2主拱肋拱轴线控制系统2.2.1以激光照准和精密测标组成定位系统;监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
2.2.2建立测量控制网在每节拱肋端头设置固定的测量控制点,控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及检查都采用全站仪进行,每架设一节段拱肋,对全部控制点都要进行观测。
此外,对拱座的偏位进行观测。
钢管拱对温度,特别是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制的影响,标高的测量包括合拢时间都安排在凌晨。
2.2.3施工控制(1)在扣索塔架顶部设有扣、锚索调整装置千斤顶,通过改变扣索的张力,并采用在拱段之间的内法兰盘接头处抄垫钢板的方法,来实现拱段接头标高的调整(跨径较小的拱肋可利用WDJ支撑系统高度及其竖向微调功能实现)。
(2)设置临时横撑固定拱肋。
每架设一节拱肋,就利用钢管拱的横联钢管临时焊接固定上下游拱肋,特别是在合拢段基肋端一定要设置临时支撑。
(3)在焊接拱肋接头外包板时,对称布置的焊缝,采用成双焊工对称施焊,这样可使各焊缝所引起的变形相抵消;非对称焊缝,先焊缝少的一侧,这样可使先焊的焊缝变形部分抵消。
(4)为保证钢管拱在吊装过程中的横向稳定性,在每吊装一节段拱肋时,采用通过对称设置两道浪风绳来调整和控制拱段就位中线位置,减少拱肋自由长度,增大横向稳定。
1工程概况武威铁路国际集装箱场站行走线跨长城大桥为跨长城遗址而设,全长为141m ,孔跨为1-123m 简支钢管混凝土系杆拱。
桥梁梁部采用先梁后拱的施工方法,主梁为混凝土简支箱梁,采用单箱双室截面,支架上分段现浇施工;钢管拱肋在主梁及支架上拼接合龙,设两道拱肋,采用钢管混凝土空腹哑铃型截面,并设置6组K 型横撑,每道横撑均为空钢管结构。
两道拱肋共设置17对吊杆,每处吊杆均为双根钢绞线挤压式拉索体系,规格为GJ15-15的整束挤压环氧喷涂钢绞线成品索。
拱肋拱脚面2m 范围的缀板间及吊杆处隔仓灌注C55自密实补充收缩混凝土。
(见图1)2施工方法及步骤2.1主梁施工主梁采用满堂支架法现浇施工,梁体浇筑前对支架按1.2倍预压重(含系梁、拱肋等自重及梁上拱肋支架等施工荷载)进行预压,消除支架非弹性变形和测出弹性变形,确保支架在施工中的刚度。
预压采用配重块(每块重量约为3t )且与梁重分布对应[1]。
预压加载前,先在顶部设置水平观测点,观测点横向分别布置在箱梁两侧腹板及底板中央各设置一个,纵向布置自跨中向两边按5m 间隔设置,观测点设置完成后对各点的高程进行全面测量记录。
预压加载按照60%、80%、100%、120%分四级加载,预压荷载加载时,要遵循整体、均匀、分层进行的原则。
加载过程当中,安排专人测量各观测点沉降情况,每天定时观测两次。
预压荷载加载完毕后,48h 内沉降量不大于2mm ,且无不均匀沉降现象,确定支架稳定后方可卸除荷载,卸除荷载前测量各点标高。
卸除也要对称进行,预压荷载卸除完毕后,测量各点标高,绘制沉降趋势图分析结果。
根据现场采集的数据及时进行计算、分析、处理、修正,得出支架系统变形值(见图2)。
拱座施工制作定位型钢骨架,确保定位准确、牢固,特别是梁体预埋段钢管的定位,需采取措施确保钢管的位置和倾角准确无误。
梁体混凝土浇筑完成后,待强度达到达到设计值的95%,弹性模量达到设计值的100%,且龄期不小于7天后分批张拉预应力钢束,先张拉纵向钢束,待纵向束管道压浆完成并达到设计强度后,再张拉横向预应力束。
大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法一、前言随着城市发展和交通需求的增加,大跨径桥梁的建设变得越来越重要。
钢管砼系杆拱桥作为一种常见的大跨径桥梁结构,其整体顶升施工工法因其高效性和经济性而得到广泛应用。
本文将介绍大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析及工程实例。
二、工法特点大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法具有以下特点:1. 作业空间小:整体顶升施工可以在有限的工地条件下进行,无需过多的土建工程。
2. 工期短:整体顶升施工可以大大缩短施工周期,提高工程进度。
3. 施工成本低:相比传统的分段施工,整体顶升施工可节省人力、材料和机械设备等资源,降低施工成本。
4. 施工质量高:整体顶升施工采用一次性完成桥梁的方法,可以保证整个桥梁的施工质量和结构稳定性。
5. 具有较好的适应性:整体顶升施工工法适用于各种地形条件和桥梁跨度的建设。
三、适应范围大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法适用于跨度较大的桥梁结构,特别适用于:1. 高速公路和铁路等交通干线的桥梁建设,以满足快速通行的要求。
2. 郊区乡村的桥梁建设,可以提高基础设施建设的效率和质量。
3. 无法使用传统分段施工方法的特殊地形条件下的桥梁建设。
四、工艺原理大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法的实际工程基于以下原理:1. 结构分析与设计:通过对桥梁结构进行详细的受力分析和结构设计,确定整体顶升的可行性和稳定性。
2. 拱桥预制段砼工艺:采用预制段砼工艺制造桥梁的拱形段,确保材料的质量和结构的稳定性。
3. 变截面钢管脚手架支撑技术:采用变截面钢管脚手架支撑技术进行整体顶升,实现桥梁结构的整体升高。
4. 综合应用岩栓支护技术:通过综合应用岩栓支护技术,增强钢管砼系杆拱桥的整体稳定性和抗震性能。
五、施工工艺大跨径钢管砼系杆拱桥整体顶升施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 基础准备阶段:包括土方开挖、基坑支护、钢筋混凝土基础浇筑等工序。
钢管混凝土拱桥可换索式系杆施工技术白福军(建平县公路工程有限公司,朝阳 122400 )【摘要】:以朝阳东大桥为例,简要介绍钢管混凝土拱桥可换索式系杆施工工艺及施工要点,经实践证明施工技术可行、经济简便、安全可靠。
【关键词】:系杆张拉锚头施工技术1.工程概况朝阳市东大桥位于辽宁省朝阳市城市东出口,跨越大凌河,朝阳东大桥桥梁总长540m,其中主桥长180m,引桥总长360m。
引桥为12孔30m跨预应力混凝土简支箱形梁桥;主桥为30+120+30米中承式双飞燕式的钢管混凝土系杆拱桥,其拱轴线为正臵悬链线。
系杆的作用主要为减小桥墩的拱脚的水平位移平衡水平推力,在主桥两侧端横梁间沿两边拱肋纵桥向设臵预应力系杆,系杆采用由22Φj15.24mm的高强度低松弛钢绞线无粘结筋组成的可换索式系杆。
型号为PES15TU1-22,其标准强度1860MPa,每侧拱肋设臵8束,其有效水平拉力为1550吨,系杆的控制应力为656.7MPa,一侧张拉总吨位为1620吨。
2.系杆安装2.1、展索及索入孔道由于系杆既重又较长,柔韧性很大,如果展开时考虑不周全,容易产生安全事故。
多方案比选后,利用引桥开阔的桥面做为展索场地,将索盘立起,用装载机牵引使索盘滚动将系杆展开在桥面上。
为保证安装时,系杆PE保护层不被损坏,系杆展开时在系杆下铺垫5㎝厚草垫上铺光滑塑料层,主桥处利用安装好的系杆保护盒做为滑道。
采用在主桥的另一头安装卷扬机,将钢丝绳栓在系杆上,启动卷扬机将系杆牵引至设计孔道内。
2.2、系杆锚固段处理根据系杆出厂时在系杆上标记的标准长度,并考虑计算系杆张拉到设计控制应力所达到的伸长植,来计算系杆两头PE保护层截取长度,以保证系杆PE保护层部分正好进入锚头内10㎝左右,使钢绞线不外漏,按计算长度将系杆两头PE 保护层切除后,把每根钢绞线的每根钢丝散开,将表面的油脂清洗干净,再将钢丝恢复到钢绞线原样。
对清洗好后的系杆按准确的位臵穿入到系杆锚头内。
钢管混凝土系杆拱整体吊装施工拼装场地施工本工程主桥施工所需场地主要包括钢管拱肋、劲性骨架等钢构件的存放和组拼场地,以及桥面板的预制场地。
经过前期的充分调查,利用桥位附近河道两侧的区域作为主桥拼装场地。
场地设置横坡,四周设排水沟,以利排水。
场地采用厚度50cm砖渣进基层回填,硬化面采用20cm厚C20混凝土进行浇筑,顶部设0∙5%排水横坡。
混凝土基础厚度为50cm,采用50cm厚C30混凝土进行浇筑。
拼装场地拼装场地验收场内加工钢管拱肋采用以直代曲、短管划分的原则单根长度2m左右,采用纵缝、环缝焊接形钢管拱肋。
钢管拱肋制造分为短管制造、横撑制造、节段制造、单根拱肋预拼、整体预拼。
短管(包括横撑短管)制造在制造车间内完成,节段制造、单根拱肋预拼、整体预拼在胎架完成。
工艺流程如下:放样一下料一首件检验一卷圆一钢管纵缝拼焊f校圆f钢管接长f装焊筋板、吊点部位零件f两两节段预拼f装焊临时连接件及钢衬垫f涂装f存放f运输。
场内加工拱肋、钢骨架场内涂装依据施工图设计说明,主桥拱肋、风撑均采用钢结构,钢结构的防腐采用长效防腐涂装方案,所有直接暴露在大气下的钢结构外表面的防腐寿命要求不小于15年。
拱肋内表面(包括拱肋钢管内部以及腹腔内部)不要求涂装,但要求除锈,保证表面不得有油渍等污物。
施工工艺流程喷砂清理f底漆涂装f封闭漆涂装f中间漆涂装f面漆涂装a.除外表面最后一道面漆待钢管拱安装完毕后涂装外,其他涂装工程均在钢结构加工厂完成。
b.工地焊缝部位清理焊缝至St3.0级,再涂装底漆、封闭漆、中间漆、面漆。
场内喷砂场内涂装拱肋支架搭设该工程钢管拱肋均分成5段进行现场拼装,在拼装平台上搭设钢管拱肋支架用于现场拼装。
支架焊接要求:预埋钢板后锚筋与钢板间需双面满焊,钢筋锚固长度要满足要求,钢管柱脚处采用三角钢板进行补强,焊接采用满焊。
所有支架钢结构的焊接要求达到二级焊缝的要求。
拱肋支架拼装系杆劲性骨架安装由于劲性骨架各构件的重量较轻,可直接采用25T汽车吊进行现场吊装作业。
钢管混凝土系杆拱桥施工一. 施工程序二.桥墩基础灌注桩→下部结构(承台、桥台、台帽)→上部结构(系杆、横梁、拱肋、风撑、桥面及其附属结构)二.主要施工技术方案2.1施工流程1)①主桥桥墩钻孔桩、承台、立柱施工;②桥墩处支架搭设,现浇拱脚及端横梁;③砼达到设计强度后张拉端横梁预应力钢束。
2)①施工现场钢管拱成型,采用吊装法单片吊装就位;②钢管拱拱脚处的连接处理;③单片钢管拱之间的七道风撑的连接;3)①安置系梁内的上缘4根钢绞线,外套塑料加劲波纹管作为施工的临时水平拉索;②由拱脚向钢管拱内泵送微膨胀砼;③同时调整水平拉索,控制拱脚的水平位移在控制范围之内;④钢管拱内砼达到设计强度后安装吊杆。
4)①预制系梁节段采用驳船运输至桥下;②利用钢管拱吊装系梁预制段并使吊杆安装就位;③吊装预制系梁节段时同步调整水平钢索的拉力,控制其水平位移。
5)①现浇系梁预制节段间的湿接头;②砼达到设计强度后张拉系梁内的预应力钢束。
6)①安装中横梁预制节段,现浇中横梁与系梁间的湿接头;②现浇横梁间的桥面板;③调整吊杆内力,控制结构线形达到竖曲线要求。
7)桥面系的施工并拆除拱脚处的支架。
2.2钢管拱安装技术方案钢管拱安装关键在于机械的选择和工艺的确定。
根据以往经验,初步确定为单机浮吊起吊,但由于起吊高度较大且起吊重量达74t左右,单机起吊要求浮吊吨位太大,而蕴藻浜河道宽度和深度均不能满足其作业要求,因此最后确定了钢管拱的安装技术方案用驳船将钢管拱运至安装位置然后采用两台浮吊双机抬吊安装就位。
2.3钢管拱砼顶升技术方案钢管拱砼的顶升对砼级配要求高,要连续放料不得间断,顶升过程中钢管拱受力复杂,既要保证砼的顺利顶升同时要保证钢管拱在砼顶升过程中不被损坏。
为了保证拱脚位移不能大于设计数值及全桥受力均匀,这就要求钢管拱两端四趾必须同时均匀地进行砼顶升,顶升过程中要求根据拱脚的位移对水平索进行张拉。
总的来说,钢管拱内砼的顶升是一个相当复杂的工艺流程,必须面面俱到、万无一失,才能保证全桥的施工质量,因此钢管拱砼顶升技术方案确定为:钢管砼管内采用微膨胀缓凝商品砼,利用固定泵四趾同时顶升砼。
钢管混凝土系杆拱桥施工一、施工准备1.地基处理WDJ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上,地基须高出原地面0.5-0.8m,做好防水,避免雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采用厚度三20cm的混凝土或厚度市10cm的钢筋混凝土或厚度市5cm的木板。
2.预压支架使用前须全程预压,不能以一孔预压取得的经验数据推概全桥。
静压5d (120h) 以上及达到沉降稳定状态2d (48h)以上,沉降稳定标准:24h沉降不超过1mm.3.主拱肋拱轴线控制系统以激光照准和精密测标组成定位系统;监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
4.建立测量控制网在每节拱肋端头设置固定的测量控制点,控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及检查都采用全站仪进行,每架设一节段拱肋,对全部控制点都要进行观测。
此外,对拱座的偏位进行观测。
钢管拱对温度,特别是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制的影响,标高的测量包括合拢时间都安排在凌晨。
5.主要机具设备二施工方法(1)拱圈施工采用在工地加工厂进行弯制成拱肋单元,再拼装成拱肋,由缆索起吊安装成形。
钢管混凝土浇筑采用泵送顶升法工艺,由拱脚向拱顶对称均衡浇筑。
钢管混凝土劲性骨架作为外包拱圈混凝土施工的立模支架,外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工,拱脚部份的箱肋顶、底板逐渐加厚成实体。
(2)拱肋施工拱肋钢管采用定购的无缝钢管,拱肋钢管的弯制、加工以及吊段的形成在工地加工厂进行,拱肋吊段的总拼场地布置在桥台化工厂端,要求与桥台在同一高程上,总拼场地长度要求超过100m,宽度不小于80m。
拱肋骨架加工采用计入了预拱度的拱肋放样坐标。
预拱度在拱顶按设计总值下样,再以挠度曲线的规律分配至各节点上。
拱肋各弦杆加工后各节点中心位置均能接近设计位置,其误差值应小于5mm。
拱肋按节施工后,再总拼装成三段,由缆吊起吊安装成形。
边拱肋段吊装后由索扣、拱铰形成受力平衡体系。
中间拱肋段就位时,由索扣调整整个拱肋的预拱度值及线形。
拱肋加工工艺流程:钢管弯制f单片拼焊f拱肋组焊f分单元运输f现场吊装。
①下料下料前对管材、板材和型材的形状进行检查,按工艺文件的要求放样和号料:保证放样和号料的精度符合规范的要求。
钢管划线后,采用钢印、油漆分别标示出钢管分段、分节的编号。
焊接坡口采用手工切割,切割精度符合规范要求。
坡口均要进行认真修磨。
②拱肋制作工艺经监理工程师检验合格的钢管及其它材料,方可进入现场。
螺旋焊管管长一般为8〜15m,每一片拱肋由四管节组成。
具体分法按设计图纸要求,具体方案经设计监理批准后进行。
钢管经复检合格后,将钢管按悬链线的线形在加工厂进行弯制和在预拼平台上组拼。
预拼平台在室外用混凝土土制作,沿拱轴线方向宽4m,在x轴方向打一条宽1.2 m宽的基线台,长度方向大于1/2跨距。
平台浇筑时安装预埋铁,用于安装支承胎架。
使用全站仪放样,水准仪抄平。
根据设计图纸及现场安装条件,依据给定的拱轴悬线方程,对每片拱肋的理论拱轴线坐标在计算机上复核。
各弦杆弦与弧间的矢度按设计控制,可按拱的曲线制作定位模,采用预热压弯的方法将各管节加工成微弧形。
将各管节按拱肋的理论拱轴线坐标在加工厂内按1:1大样拼装。
混凝土平台浇筑后,首先用经纬仪在基线台上打出一条基准线,确定坐标原点,按拱轴线x坐标值在基准线上找出各运输单元接口的x坐标点,在每个点处可预先埋设一块钢板,将x坐标点打在钢板上,做好永久性标志。
因预拼装是按水平自由状态而不是实际安装状态,故而预拼装坐标应考虑焊接收缩量,自重下沉,各接口对接间隙的影响,可将拱顶预抬高10 mm (预拱度)。
钢管管节组装成拱肋,可用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定联焊。
固定点的距离取300 mm左右,不少于三点。
焊接中如发现点焊定位处焊缝出现微裂纹,要将微裂纹全部铲除,重新补焊。
钢管管节组装成拱肋,为确保联结处的焊接质量,可在管内接缝处增加附加衬管。
附加衬管楞用宽20mm、厚3 mm的钢板,与管内壁保持0.5mm的膨胀间隙,确保焊缝根部的质量拱肋制作过程中应按设计要求将吊点孔、混凝土浇筑孔、排气孔、溢流孔开好并装上各种附属构件。
③管段弯制管段弯制前首先进行吊段、弯段测量放样,通过吊段测量和1:1放大样,精确确定各管段大样的准确形状和与理论拱轴线的座标对应关系。
管段弯制采用卧弯方式,先在拱肋弯制平台上使用经纬仪放样。
放出拱肋各弯段管节的轴线、边线,作出明显的标记,再在此地样的基础上设置弯制胎具,用吊车将相应管节吊至胎具上,调整轴线后加热并配以千斤顶进行弯制,弯制合格达到尺寸后,经验收合格后即可。
④吊装节段拼装组焊搭建拱肋拼装平台,在拼装平台上放管段大样进行拱肋吊装节段的拼装组焊。
全桥拱肋共分为(3节)6个吊段,吊段的拼装从第一吊段开始,直至拼完。
㈠单片节段(桁片)拼装与焊接a拼装单片拱肋由一个上弦单节拱肋和一个相应的下弦单节拱肋组成,中间用腹杆连接,采用卧拼的方式。
先放样,设置胎具,每个单节拱肋在两端和中间共设6个支点,所有的腹杆均设两个支点。
单片节段的拼装在拱肋拼装平台上进行,拼装前对平台和拼焊胎具进行认真的检查,经检查确认后可以开始拼装。
拼装放样时注意拱肋预拱度并放出拼装环境温度与合拢温度的修正值。
拼装现场使用50t龙门吊,单片节段(桁片)的拼装在卧式组装平台上拼对。
在单片节段组焊胎架上先吊入下弦管、定位,再吊装腹杆,调整合格后加固与已吊装的拱肋之间采用点焊连接,最后吊装相应的上弦管,调整定位、点焊,经检查无误后,方可施焊。
b焊接点焊接工艺文件的要求进行,焊接时从中间向两边对称施焊,先焊腹杆与弦管的立焊缝,再焊平焊,翻面焊接另一面焊缝,确保焊缝质量,腹管与弦管的焊缝质量达到《钢结构施工及验收规范》(GB50205-2001)II级质量标准要求,超声波探伤内部质量H级,焊缝外观应满足GB50205-2001的要求。
c检查与验收单片节段组焊完成后,对单片节段的上拱值、断面扭曲值、旁弯、节段弧线长度等值进行认真检查,确保符合规范的要求,对局部超差部位进行局部热矫正,确保组装质量优良。
㈡节段拼装组焊工艺a拼装:两片拱肋拼焊成整体。
拱桥共分三段(六个吊段),每段由两片拱肋组成,采用卧拼的方式。
在单片拱肋拼装的胎具上完成大拼。
先将矫正合格的单片拱肋放在胎具上,调整合格后加固。
再安装相应的平联板、缀板并点焊加固。
然后将相应的另一片拱肋吊至平联板和缀板上,调整合格后加固,并与平联板和缀板点焊,合格后焊接。
b焊接焊缝均为单面坡口,在胎具上采用手工焊焊接。
焊接合格后矫正并按地样修割端头余量,完成后防腐。
⑤拱肋拼装验收拱肋拼装验收在节段拼装组焊完成后进行,在现场进行拱肋拼装验收。
拱肋拼装方式为卧式,吊装起重设备为50t龙门吊,拼装放样时应根据试拼装时的环境温度与拱肋合拢时的温度(合拢温度15℃)进行温差修正。
a拱肋拼装首先在拼装平台上放出节段坐标线,根据坐标测放出拱肋中心线,上、下弦管中心线和吊段位置线,按次序先吊入第一节段,使节段中心线与平台上的中心线一致,节段投影与平台上位置线重合,经检查符合要求后定位并吊入第二节段,按同样方法调整定位,依次吊入各段。
b拱肋拼装验收拱肋拼装完成后,对构件的几何尺寸及预拱度值、焊接质量、结构构造等进行全面的质量检查并作好完整的质量记录报请监理工程师和业主进行全面的检查和验收,验收合格后方能按吊装段分拆。
c拱肋安装成形拱肋吊装采用缆索系统。
缆索吊作为吊运系统。
试拼、组装拱段,经过监理工程师严格检查合格后,开始单肋分片吊装。
安装工艺流程:起吊、落位、松扣、调索、合拢。
吊装顺序为:I吊装拱脚段①就位,施工扣索、浪风进行固定,形成基肋㈠;II吊装拱脚段②就位,施工扣索、横撑与基肋㈠形成整体固定。
III吊装拱脚段③就位,施工扣索、浪风进行固定,形成基肋㈡;W吊装拱脚段④就位,施工扣索、横撑与基肋㈡形成整体固定。
V吊装拱顶段⑤就位,调整骨架:放松起重索,同时放松拱脚段①、③的扣索,直至各控制点高程和拱轴线满足设计要求,用钢板楔楔紧接头;w吊装拱顶段⑥就位,,调整骨架:放松起重索,同时放松拱脚段②、④的扣索,直至各控制点高程和拱轴线满足设计要求,用钢板楔楔紧接头,连接横撑,核查各控制点高程和拱轴线满足设计精度要求。
皿从拱顶向拱脚对称施焊接头,形成两铰钢管拱。
吊装劲性骨架时操作要平缓,尽量减少撞击。
在钢骨架完全合拢前,扣索只能松而不拆,调整拱轴线位置,增强骨架的稳定性,不得拆除扣索。
放松扣索遵循:缓慢、均匀、对称。
拱肋安装过程中,遵照设计图纸,严格各控制点标高、拱轴线位置的控制与调整。
水准仪控制标高,千斤顶钢铰线扣索调整标高,浪风、接头垫板调整拱轴线位置。
(3)钢管混凝土浇筑①混凝土制备钢管混凝土施工工艺要求混凝土具备良好的可泵性,钢管混凝土的套箍特点 要求混凝土具备小收缩率。
这样制备混凝土要坍落度大,和易性好,不泌水不离 析,收缩率小。
为满足混凝土强度和坍落度、和易性要求,配合比掺入高效减水剂,以降低 用水量,减小水灰比,增大混凝土流动性,提高混凝土强度和耐久性。
掺量为水 泥用量的0.4〜0.8%。
为保证管内混凝土的密实性,减小混凝土收缩系数和孔隙率,配合比掺入膨 胀剂,一般选用UEA 膨胀剂。
使用了 UEA 膨胀剂的混凝土生成钙铝石的过程中需 要一定的水份,而钢管对混凝土的保水条件好,能满足水份要求。
掺量为10〜15%。
为改善混凝土性能,降低干缩变形和水化热,减少水泥用量,配合比掺入粉 煤灰。
掺量为水泥用量的3〜10%。
骨料称量采用计量仪,水泥按包计。
混凝土制备中严格控制骨料含水量,现 场随时调整混凝土拌和用水量。
配制的混凝土应是满足强度要求的半流动性微膨胀缓凝混凝土。
②浇筑钢管混凝土钢管混凝土浇筑顺序:先上弦管,再下弦管(纵向);先外侧管,再内侧管 (横向)。
混凝土泵设于两岸拱脚处,混凝土由拱脚向拱顶顶升,每根钢管混凝土浇筑■- A分二次:拱脚 1/4拱段,1/4拱段 拱顶。
1/4拱段处设钢隔板、排气棵拱中线孔。
在泵灌混凝土之前,为了保证质量,将钢管内灌满清水。
一方面检验了拱肋的稳定性;同时用清水冲洗钢管内壁,起到润滑作用,减小泵送混凝土时的阻力。
每次混凝土浇筑要一次连续完成,且浇筑完成时间不超过第一盘入管混凝土的初凝时间。
混凝土泵送速度VN1.2Q (砼方量)/t (砼终凝时间)。
浇筑入口设在浇筑段根部,从两拱脚向拱顶对称浇筑。
每30 m设一排气孔。
设置的钢隔板与拱轴线垂直,隔板周边与钢管内壁焊接。
上弦管内混凝土强度达到90%后,才浇筑下弦管。
浇筑时环境温度应大于5℃。
当环境温度应大于40℃,钢管温度应大于60℃ 时,采取措施降低钢管温度后才能施工。
为保证管内混凝土的密实性,在各分段浇筑的顶端设置溢流管。