拱桥竖向转体施工技术
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钢管拱竖向转体施工技术发布时间:2021-06-01T11:33:59.043Z 来源:《基层建设》2021年第3期作者:王子豪[导读] 摘要:一般南水北调干渠特大桥均采用先梁后拱、卧拼竖转法施工。
中铁九局集团有限公司第二分公司四川成都 160000摘要:一般南水北调干渠特大桥均采用先梁后拱、卧拼竖转法施工。
桥体主拱肋竖转体系的设计,在通索式竖转工艺基础上优化增设调塔索,可根据测量监测数据及时调整塔架,确保塔架始终处于竖直状态,受力更明确合理。
采用配有液压自动夹片夹持器的起重动力千斤顶,具有自动化、多行程持力回放功能,解决了竖向转体过顶回放合龙方式的机械配套问题,且千斤顶置于梁底下操作和监控,避免了梁后端干扰,安全风险大大降低。
理论计算与实测结合方式指导施工,确保了竖转过程中关键部位的应力在允许范围以内,成功地实现了两半拱平稳、准确竖转合龙。
关键词:连续梁拱;钢管拱;竖向转体1.工程概况一般南水北调干渠特大桥主桥采用(74+160+74)m预应力混凝土连续梁与钢管拱组合体系。
主梁设计为单箱双室变截面预应力混凝土连续梁,主梁翼缘板宽14.2 m,跨中梁高4.0 m。
钢管拱采用哑铃截面,弦管外径∅1 0 00 mm,壁厚δ=16 mm,内部压注C55补偿收缩混凝土,矢高f=32 m,计算跨径L=160 m。
拱肋之间共设9道空间桁架式横撑,横撑采用4根∅450 mm×12 mm主钢管和32根∅250 mm×10 mm钢管。
吊杆与梁面垂直,顺桥向间距为9 m,两道拱肋共设置15对双吊杆,吊杆采用PES(FD)7-61型低应力防腐扣索,外套复合不锈钢管,配套使用LZM7-61型冷铸镦头锚。
2.施工方案桥梁拱结构采用先梁后拱、卧拼竖转法施工。
箱梁采用挂篮悬臂灌注法施工,钢管拱在桥面架设的矮支架上拼装成两个半拱,利用液压同步提升系统竖向转体就位合龙。
合龙方式采用竖转过顶回落方式,利用自重通过导向楔板和内衬管定位自动纠偏合龙。
拱桥转体法施工工艺9.1.1工艺概述转体法施工它具有结构合理、受力明确、工艺简便、施工设备少、节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点,特别适合于施工场地狭窄,地势陡峭的山谷、宽深河流、施工期水位变化频繁不宜水上作业及跨线的铁路拱桥。
转体法施工可采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。
拱桥采用转体法施工主要是在山谷、河流的两岸或适当位置,利用地形或使用简便的支架先将半桥预制、拼装完成,然后以桥梁本身为转动体,使用一些机具设备,分别将两个半跨拱转动到桥的轴线位置合龙成桥的施工方法。
转体系统由半跨钢管拱、交界墩索塔、扣索背索系统、上盘及平衡重;转台、环道、撑脚和基础、拽拉牵引系统等组成。
本工艺重点介绍拱桥转体施工,有关拱肋内混凝土压注施工的内容可参考本章其他工艺。
9.1.2作业内容转体法施工内容主要是转体部分的施工、牵引转动体系的安装、线型测量及内力的监控、扣背索及预应力筋的张拉、半跨钢管拱转动到位及位置偏差的调整、转盘锁定及合拢段的临时锁定、主管合拢段的安装、拱脚及转盘间混凝土的封填、扣背索及预应力筋的交替拆除、拱座片石混凝土的回填。
9.1.3质量标准及检验方法《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283:2012)《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207:2006)9.1.4工艺流程图以北盘江大桥为例转体法施工工艺流程图如下:图9.4.4.1 钢管拱桥转体法施工流程图9.1.5工艺步骤及质量控制以北盘江大桥为例就转体法施工工艺步骤及质量控制分述如下:一、上下转盘、球铰、转台和交界墩施工1.拱座基坑的开挖,应满足以下要求:基坑开挖尺寸控制;基坑平面位置,尺寸应符合设计要求,不得有欠挖,对边坡高度 H<8m,+0~+0.2m;8≤H<15 时,+0~+0.3;H≥15m,+0~+0.5m。
桥梁转体施工工艺和关键技术桥梁转体施工是指将桥梁构造在非设计轴线位置制作(浇注或拼接)成形后,通过转体就位的一种施工方法。
它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。
根据桥梁构造的转动方向,它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法(简称竖转法和平转法)以及平转与竖转相结合的方法,其中以平转法应用最多。
本文论述了桥梁施工工艺的特点、工艺流程及施工方法,认为此工艺为东北地区填补了桥梁转体施工的空白。
1、桥梁转体施工工艺的工作原理所谓桥梁转体施工工艺的工作原理,就像挖掘机铲臂随意旋转一样,在桥台(单孔桥)或桥墩(多孔桥)上分别预制一个转动轴心,以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分,上部整体旋转,下部为固定墩台、根底,这样可根据现场实际情况,上部构造可在路堤上或河岸上预制,旋转角度也可根据地形随意旋转。
2、桥梁转体施工工艺的特点2.1桥梁转体施工工艺适用于跨径较大的单孔或多孔钢筋混凝土桥梁施工。
尤其适用于跨越深谷、水深流急和公铁立交、风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场。
2.2由于桥梁转体施工是靠构造自身旋转就位,不用吊装设备,并可节省大量支架木材或钢材。
2.3采用混凝土轴心转体施工,转体工艺简便易行,转体重量全部由桥墩(或桥台)球面混凝土轴心承受,承载力大,转动安全、平衡、可靠。
2.4可将半孔上部构造整体预制,构造整体性强,稳定性好,更能表达构造的力学性能的合理性。
2.5体施工法的关键技术转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力,施工过程中的构造稳定和强度保证,构造的合拢与体系的转换。
3.1竖转法竖转法主要用于肋拱桥,拱肋通常在低位浇筑或拼装,然后向上拉升到达设计位置,再合拢。
竖转体系一般由牵引系统、索塔、拉索组成。
竖转的拉索索力在脱架时最大,因为此时拉索的水平角最小,产生的竖向分力也最小,而且拱肋要实现从多跨支承到较支承和扣点处索支承的过渡,脱架时要完成构造自身的变形与受力的转化。
为使竖转脱架顺利,有时需在提升索点安置助升千斤顶。
竖向转体桥转体系统施工技术1.适用范围本条文仅适用于采用钢铰支座为转铰的斜腿刚构桥自上而下竖向转体系统的作业指导。
2.施工准备2.1施转体系系统设置竖转系统主要包括:竖转铰、前锚固点、后锚固点、牵引系统、放张系统。
2.1.1竖转铰:由两个铰钢支座组成,能在纵向平面内转动,后期为桥梁的永久支座,特殊设计;2.1.2前锚固点:由上连接器以及精轧钢组成,上连接器通过预埋的精轧钢与转动体(斜腿刚构)相连;2.1.3后锚固点:由下连接器以及精轧钢组成,下连接器通过预埋的精轧钢与后锚体(桥台台身或岩体)相连;2.1.4牵引系统:提供竖转的初始动力,手拉葫芦、钢滑轮、电子称以及钢丝绳;2.1.5放张系统:包括上下支架、液压千斤顶、液压泵、主控制台以及钢铰线束。
为保证转体的安全,还增加了缆风以及副顶装置。
2.1.6通过对结构工况内力的计算分析,确定最佳锚固点位置,在浇注混凝土时预埋准确牢固。
2.2技术准备2.2.1根据转体结构特点,计算不同工况状态下内力大小,确定转体方案及所用设备、材料型号。
依据确定的转体方案,对结构、转体系统设备、材料进行检算,安全系数均要求大于2.0,确保系统稳定、安全。
⑴桥台稳定性检算。
根据设计的桥台结构和尺寸,对桥台在转体过程中及转体后的其他施工中作为后锚锭的稳定性做检算,主要是倾覆稳定和滑移稳定检算,倾覆稳定和滑移稳定系数应大于1.5(按工况进行计算)。
⑵两侧桥台岩锚及锚索检(计)算。
根据岩锚至少应提供的承载力计算应布设的锚索,并对每一个桥台做锚索检算、锚固深度检算和岩锚整体稳定检算(安全系数大于1.5)。
⑶转体装置检查。
①钢束(扣索)检算。
根据施工过程中扣索最大的拉应力计算出每束钢束承载的拉力,安全系数大于2.0(孤山为3.0)。
②桥台、斜腿预埋件强度检算(前、后锚固点预埋件强度检算)。
需要对桥台和斜腿中预埋的精轧螺纹钢做检算,对混凝土之间的粘结力和螺纹钢筋对混凝土应力的影响做估计。
拱桥竖向转体施工技术摘要转体施工法一般适用于单孔或三孔拱桥的施工,其基本原理是将拱圈或整个上部结构分为两个半跨,分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱,然后利用一些机具设备和动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置(或设计标高)合龙成拱。
常用的转体施工方法有很多,本文就竖向转体施工进行详细阐述。
关键词:拱桥;竖向转体;施工方法尤其是近年来由于钢管混凝土拱桥在国内快速发展,为钢管混凝土拱桥转体法施工创造了有利条件。
各种转体施工技术广泛的应用于拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
竖向转体施工是其中的一种,其原理是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
以下详细论述。
1 常见转体施工技术转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体,目前已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
1.1 平面转体平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。
有平衡重转体一般以桥台背墙作为平衡重,并作为桥体上部结构转体用拉杆的锚碇反力墙,用以稳定转动体寻和调整重心位置。
为此,平衡重部分不仅在桥体转动时作为平衡重量,而且也要承受桥梁转体重量的锚固力。
无平衡重转体不需要有一个作为平衡重的结构,而是以两岸山体岩土锚洞作为锚碇来锚固半跨桥梁悬臂状态时产生的拉力,并在立柱上端做转轴,下端设转盘,通过转动体系进行平面转体。
主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
1.2 竖向转体竖向转体施工就是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
根据河道情况、桥位地形和自然环境等方面的条件和要求,竖向转体施工有以下两种方式:1)竖直向上预制半拱,然后向下转动成拱。
其特点是施工占地少,预制可采用滑模施工,工期短,造价低。
需注意的是在预制过程中应尽量保持半拱轴线垂直,以减小新浇混凝土重力对尚未凝结混凝土产生的弯矩,并在浇注一定高度后加设水平拉杆,以避免因拱形曲率影响而产生较大的弯矩和变形;2)在桥面以下俯卧预制半拱,然后向上转动成拱。
桂江三桥钢管拱肋提升竖转施工技术唐建国向宝成肖仁富韦振良(欧维姆工程有限公司)【摘要】桂江三桥为三跨中承式钢管混凝土拱桥。
本文着重介绍了该桥钢管拱肋竖向转体施工的工艺流程和施工技术。
【关键词】钢管拱肋竖向转体施工技术一、工程概况广西桂江三桥(鸳鸯江大桥)位于广西市区之、西江与桂江交叉汇合处,跨越桂江,连接该市东西两区,与桂江上游现有的桂江一桥相距约300m。
长期以来,桂江一桥成为新、旧两城区唯一的交通桥梁。
一桥建于70年代,荷载标准低,桥宽仅为11m,随着东、西两区交通量的加大,日益重的交通拥挤现象无法得到解决,因此,桂江三桥的建设成为市政建设的当务之急。
桂江三桥主桥为三自锚式钢管混凝土中承式系杆拱桥,主桥全长255m(40m+175m+40m),桥宽25.6m,桥型新颖、美观,与两岸桥头的鸳江春泛景点构成一幅靓丽的景观(见图1)。
该桥主拱为跨度175m的系杯钢管拱,矢高43.75m,矢跨比为1:4,拱轴采用悬链线。
拱肋采用4根φ750(δ=14m)钢管,和横向平联板及腹杆焊接成双"哑铃"形截面,两条主肋中距为17.8m,桥面下设两个K字横撑,桥面上设5条一字横撑,主跨钢管拱重达1000t,由工厂预制。
二、钢管拱肋施工案的选择传统的钢管拱桥主拱的施工法归纳为缆索吊装法、水平转体施工法、满堂支架法、竖向转体施工法四种。
1.缆索吊装法采用天线缆索吊装的法是设计工程师原先拟采用的法,原设计将主跨分5节段吊装合龙,每段吊装重约65t,由工厂预制水运到位,天线起吊,塔机定位,该法的施工工艺比较成熟,但需要大跨度、大吨位的缆机,造价较高,且受桥尾场地所限。
2.水平转体施工法水平转体法施工与该桥中承式结构形式不相适应,且无平衡重墩,无法实施。
3.满堂支架法满堂支架法施工需要大量的支架材料,造价高,现场拼焊易受外界因素的影响,主拱的质量无法得到保证,且工期长,由于桂江航运繁忙,每封航一天费用1.5万元。
拱形钢塔竖向转体施工工法一、前言1.1 概述东苕溪大桥跨径布置为75+228+75m的斜拉-悬索组合体系桥。
主塔为拱形索塔,顺桥向向边跨侧倾斜20°,拱的跨径为38.86m,矢高为71.474m,拱轴线为悬链线。
主塔柱(半个)由上至下划分为C、B、A节段和预埋段,C节段内设置斜拉索和分缆的锚箱,预埋段为主塔与承台基础的结合段,在预埋段的边跨侧设有附加段。
见图1.1-1。
图1.1-1 钢塔结构形式图(单位:cm)东苕溪大桥位于湖州市吴兴区,地处北亚热带季风气候。
气候总的特点是:季风显著,四季分明;雨热同季,降水充沛;光温同步,日照充足;气候温和,空气湿润。
全市年平均气温12.2~17.3°C,最冷月为一月,平均气温-0.4~5.5°C,最热月为七月,平均气温24.4~30.8°C,无霜期为224~246天,稳定通过。
10°C初终日间的活动积温3800~5130度,持续天数200~236天,年日照时数1613~2430小时,年太阳辐射总量102~111千卡/厘米2,年降水量761~1780毫米,年降水日数116~156天,年平均相对湿度均在80%以上。
风向季风变化明显,冬半年盛行西北风,夏半年盛行东南风,三月和九月是季风转换的过渡时期,一般以东北和东风为主。
年平均风速1.7~3.2米/秒。
每年8~9月为台风雨期,8级台风年均一次,风速大于14m/s,最大风速26m/s,此外,晚春及秋冬季节,有大雾天气,影响通视。
1.2 制定工法的必要性东苕溪大桥主塔采用平面整体拼装,竖向转体技术,同等桥型中规模国内第一,施工难度和施工风险较大。
为了促进该施工方法在我国类似桥梁工程项目中得到推广应用,根据东苕溪大桥主塔竖向转体施工实践经验特编制本工法,供今后同类型钢塔转体施工参考借鉴。
二、适用范围本工法适用于钢塔竖向转体类似结构施工。
三、工法特点本工法具有以下特点:(1)钢塔拱的跨径为38.86m,转体锚点与钢塔顶点高差29.102m,单侧转体总重量(包含钢塔、三角架系统、转体油缸等)1348.9t,同等桥型转体中规模国内第一,对转体系统承载力要求较高,采用先进的结构体系,确保顺利转体。
双套钢拱塔竖向转体施工工法一、前言钢结构作为一种新型的建筑结构体系,已经逐渐成为国内外建筑领域的热门设计之一。
而钢结构塔作为钢结构体系中的一种形式,具有轻质、高强、耐久、安装便捷等优点,被广泛应用于电力、建筑、石化等领域。
双套钢拱塔竖向转体施工工法是一种比较成熟的钢结构施工工法,本文将对双套钢拱塔竖向转体施工工法进行详细介绍。
二、工法特点双套钢拱塔竖向转体施工工法是一种先竖向施工再转体安装的钢结构竖向施工工艺。
该施工工法的特点如下。
1. 效率高:施工过程中不再需要搭建大型脚手架、模板,在减少各类零件,减少施工步骤的前提上更是提高了施工速度。
2. 安全可靠:多次现场试验以及工程实践证明,使用该工法施工时无人员受伤,且质量稳定可靠。
3. 现场操作简单:固定装置可靠、操作简单、方便、快捷、施工周期短。
4. 环保、节能:施工不使用大量模板和脚手架,没有钢筋的焊接和切割,减少了钢材的浪费。
5. 适应性强:适用于各种场地条件和斜度地形的施工,轻松应对窄小场地的施工,更适合野外施工。
三、适应范围双套钢拱塔竖向转体施工工法适用于电压等级为220kV及以下的铁塔、电力铁塔和其他建筑物钢结构的施工。
四、工艺原理通过竖向施工,将钢构件零部件在平整地面上组装、焊接成块体,再通过竖向起吊形成整体,使用起升设备使钢构件整体倾斜,完成归位和连接,然后进行转体安装。
首先将钢构件的基础部分安装牢固,然后再通过双套拱架固定主拱,再通过钢丝绳固定辅助拱的一侧,从而保证了钢拱的整体稳定性。
接下来进行控制转体角度,采用起吊设备同时将双套拱架抬升并旋转一定角度,让拱架和拱身脱离接触,最后放下拱架完成施工。
五、施工工艺(1)基础施工阶段1. 在基础墩中设立斜杆和水平杆。
2. 将标高基准系统通关放形式进行严格审核和检查,确保其具有严谨的垂直性。
3. 设立纵横的控制轴线,确定每块塔筒的位置和高度。
4. 根据控制轴线设置钢板基础或钢筋混凝土基础,与控制轴线同步施工。
大跨度钢管拱先竖转后原位整体提升施工方法随着我国公路桥梁事业的迅速崛起,钢管混凝土拱桥在我国得到迅速发展,施工工艺方法不断得到创新。
本文介绍一种大跨度钢管混凝土拱桥先竖转后原位整体提升施工方法,采用先竖转后原位整体提升的施工方法进行大跨度钢管拱安装施工,充分发挥转体施工对施工现场空间的优化利用;减少了高空拼装作业的危险性,缩短了工期。
标签:大跨度;钢管混凝土拱桥;转体施工;原位整体提升施工引言:自上世纪90年我国第一座钢管混凝土拱桥建成以来,钢管混凝土拱桥在我国得到迅速发展,施工工艺方法不断得到创新。
现阶段,国内外钢管拱施工,最常用的架设方法为斜拉悬臂缆索吊装法,其次为转体法和支架法,对于一般工程,通常施工工艺方法比较单一。
以下将提供一种大跨度钢管混凝土拱桥先竖转后原位整体提升施工方法,既优化创新了传统施工工艺方法,又达到保证施工安全、提高工程质量、缩短施工工期、增强施工控制等效果。
一、大跨度钢管拱先竖转后原位整体提升施工工艺流程大跨度钢管混凝土拱桥先竖转后原位整体提升施工工艺流程:二、大跨度钢管拱先竖转后原位整体提升施工具体实施方式1、拼装施工完成拱桥两端的墩身主体结构并在每个墩身主体结构桥面两侧分别设置一个拱脚预埋段1;对应每个拱脚预埋段1,分别完成临时转铰3、后锚点4的施工以及临时拼装支架2、两个为一组的提升塔架5的架设安装,每组提升塔架5顶部布置提升油缸、提升索15及底锚;在各拼装支架2上分别分节段焊接安装钢管拱拱肋,并分别在两相互平行的拱肋之间安装横撑13作为一个整体,共形成两个转体段6,且将转体段6一端与临时转铰3铰接;将后背索7连接到对应组的提升塔架5顶部与相应的后锚点4之间;将前拉索8一端连接到对应的一组提升塔架5顶部的提升油缸,另一端连接到相应的转体段6自由端;将压塔索9连接到桥面同侧的两组提升塔架5之间。
所述后背索7、前拉索8、压塔索9为钢绞线,在安装完成之后都要先进行张拉。
鸳江大桥钢管混凝土拱竖向转体新技术钟启宾[摘要]介绍鸳江大桥钢管混凝土拱竖转的施工设计:铰座、铰轴、扣锚索、临时塔架及索鞍、连续牵转动力体系、铰轴向铰座对位的安装系统;简述竖转的操作程序;横梁顶升法安装新技术。
关键词鸳江大桥钢管混凝土拱竖转连续牵转动力体系顶升法一、鸳江大桥(又称桂江三桥)位于广西梧州市区,桂江与西江丁字叉口处,跨越桂江。
主桥设计为40+175+40m三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱,它的特点是充分发挥了材料的性能,以抗压强度高的钢管混凝土作为拱肋,以抗拉强度高的钢绞线束作为系杆,通过边拱的重量,随着施工加载顺序逐步张拉系杆预应力束,以平衡主拱所产生的水平推力,最终形成对拱座基础只有较小水平推力的拱桥。
这就大大降低了由于巨大不平衡水平推力所增加的基础费用,从而使拱座基础变得较为轻巧,为在大江大河修建大跨度拱桥提供了理论依据。
施工单位采用的竖转技术也被施工实践证明是先进、简捷、安全、经济的。
1、主拱肋主拱为双肋拱,矢高43.75m,跨度175m,矢跨比1/4,拱轴线采用悬链线(m=1.347),沿拱轴采用等高度(h=3.3m)等宽度截面(B=1.8m)。
每片拱肋主要由4根φ750×14的钢管混凝土组成。
在两边拱脚附近有可能遭受河水腐蚀的地方,钢管由φ750×14增大到φ762×20,并使用热喷锌铝后,再涂油漆。
钢管拱由横向缀板、腹杆(缀条)连接成钢管桁架。
在两边离拱座30m长度范围内,拱肋两边增加两片腹板,其内也填充混凝土。
两条主拱肋中距17.8m,在桥面以下设2个K字横撑,在桥面以上仅设5条一字横撑。
主拱肋采用厂内制造、拼成半拱、浮运到位、竖向转体、拱顶合龙的施工方法。
2、边拱肋边拱肋为两片半拱,矢高东边为11.061m,西边为12.407m,半拱跨度为40m,拱轴线为抛物线,拱肋为钢筋混凝土构件,截面宽度为1.8m,截面高度由2.8m变化到2m。
3、系杆系杆采用无粘结预应力钢绞线束,φj15.24,Rby=1860Mpa,锚具OVM15-19型,系杆锚固于两边拱的端横梁上。
上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥拱肋竖向转体施工技术介绍云南大理至瑞丽铁路澜沧江大桥拱肋竖向转体施工过程及施工难点分析,阐述了拱肋竖向转体施工的方法,对同类工程的施工有很好的借鉴作用。
标签:劲性骨架;拱桥;竖向转体1工程概况澜沧江大桥位于大理至瑞丽铁路定测里程D1K109+980.47~D1K110+514.57,大桥全长534.1m,主跨为上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥,计算跨径342m,矢高83m。
该桥的主要技术标准为铁路等级:I 级干线铁路;正线数目:双线设计;路段旅客列车设计行车速度:140km/h。
主桥拱肋为两条,平面上为二次抛物线,在拱顶处相交,合并段长度80m。
拱肋内劲性骨架为钢管混凝土桁架,设置12道横撑;均外包混凝土。
拱顶设钢架墩,梁部结构采用3×32.7m(简支槽形梁)+4×32.7m(连续槽形梁)+110m(π型梁)+4×32.7m(连续槽形梁)+32.7m(简支槽形梁)的结构形式。
桥址所处地形地势险峻、地表横向冲沟发育,鉴于地形所限拱肋施工采取竖向转体施工,上部梁结构桥两侧同时移动模架施工。
2拱肋拼装当转铰安装完毕,即可开始拼装拱肋,拱肋由塔吊辅助单根拼装。
拱肋杆件吊装之前先由汽车运输至塔吊下方,栓紧千斤绳。
根据塔吊的性能,如果为单点起吊,由于每根杆件的长度重量不同,重心会不同,为防止起吊时杆件翻扭,应注意吊点位置的选定。
如果双吊点可以不受此限制。
每根杆件的空中对位将是较为麻烦的事情,如果设计图纸没有给出利于对位的构造措施,施工时应在每个连接位置焊接相应的对位构件,以加快拼装速度。
拼装时本着先弦杆再腹杆后平联的顺序进行。
每根杆件拼装完之后应尽快形成三角形以利于稳定。
杆件拼装就位临时连接后应及时焊接。
由于高空焊接量大,室外焊接条件差,必须按照切实可行有效的焊接工艺进行施工作业,焊料及工艺严格按施工图纸及规范要求执行,焊接顺序应尽量避免产生大的残余变形和残余应力,焊缝严禁漏焊、假焊、夹碴、气泡等质量缺陷。
拱桥竖向转体施工技术
摘要转体施工法一般适用于单孔或三孔拱桥的施工,其基本原理是将拱圈或整个上部结构分为两个半跨,分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱,然后利用一些机具设备和动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置(或设计标高)合龙成拱。
常用的转体施工方法有很多,本文就竖向转体施工进行详细阐述。
关键词:拱桥;竖向转体;施工方法
尤其是近年来由于钢管混凝土拱桥在国内快速发展,为钢管混凝土拱桥转体法施工创造了有利条件。
各种转体施工技术广泛的应用于拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
竖向转体施工是其中的一种,其原理是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
以下详细论述。
1 常见转体施工技术
转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体,目前已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
1.1 平面转体
平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。
有平衡重转体一般以桥台背墙作为平衡重,并作为桥体上部结构转体用拉杆的锚碇反力墙,用以稳定转动体寻和调整重心位置。
为此,平衡重部分不仅在桥体转动时作为平衡重量,而且也要承受桥梁转体重量的锚固力。
无平衡重转体不需要有一个作为平衡重的结构,而是以两岸山体岩土锚洞作为锚碇来锚固半跨桥梁悬臂状态时产生的拉力,并在立柱上端做转轴,下端设转盘,通过转动体系进行平面转体。
主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
1.2 竖向转体
竖向转体施工就是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
根据河道情况、桥位地形和自然环境等方面的条件和要求,竖向转体施工有以下两种方式:
1)竖直向上预制半拱,然后向下转动成拱。
其特点是施工占地少,预制可采用滑模施工,工期短,造价低。
需注意的是在预制过程中应尽量保持半拱轴线垂直,以减小新浇混凝土重力对尚未凝结混凝土产生的弯矩,并在浇注一定高度后加设水平拉杆,以避免因拱形曲率影响而产生较大的弯矩和变形;
2)在桥面以下俯卧预制半拱,然后向上转动成拱。
主要适用于转体重量不
大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。
1.3 平竖结合
转体由于受到河岸地形条件的限制,拱桥采用转体施工时,可能遇到既不能按设计标高处预制半拱,也不可能在桥位竖平面内预制半拱的情况(如在平原区的中承式拱桥)。
此时,拱体只能在适当位置预制后既需平转、又需竖转才能就位。
这种子竖结合转体基本方法与前述相似,但其转轴构造较为复杂。
当地形、施工条件适合时,混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土可选用此法施工。
2 拱桥竖向转体施工
当桥位处无水或水很少时,可以将拱肋在桥位进行拼装成半跨,然后用扒杆起吊安装。
当桥位处水较深时,可以在桥位附近进行拼装成半跨,浮运至桥轴线位置,再用扒杆起吊安装。
2.1 钢管拱肋竖转扒杆吊装的计算
钢管拱肋竖转扒杆吊装的工作内容为,将中拱分成两个半拱在地面胎架上焊接完成,经过对焊接质量、几何尺寸、拱轴线形等验收合格后,由竖在两个主墩顶部的两副扒杆分别将其拉起,在空中对接合龙。
由于两边拱处地形较高,故边拱拱肋直接由吊车在胎架上就位拼装。
扒杆吊装系统设计的主要工作为:起吊及平衡系统的计算(含卷扬机、起重索、滑轮、平衡梁、吊索、吊扣等);扒杆的计算;扒杆背索及主地锚的汁算;设置拱脚旋转装置等。
2.2 钢管拱肋竖转吊装
1)转动体系由转动铰、提升体系(动、定滑车组,牵引绳等)、锚固体系(锚索、锚碇等)等组成。
如图1所示。
图1 竖转施工转动体系示意图
注:1.转动铰;2.桥体;3.动滑车;4.定滑车;5.牵引车(接卷扬机);6.捕索(接锚碇);7.塔架
2)竖转吊装的工作顺序安装拱肋胎架——安装拱脚旋转装置——安装地锚——安装扒杆及背索——拼装钢管拱肋——安装起吊及平衡系统——起吊两侧半拱——拱肋合龙图10-62竖转施工转动体系示意图——拱肋标高调整——焊接合龙接头——拆除扒杆——封固拱脚。
3)扒杆安装
为了便于安装,扒杆分段接长,立柱钢管以9m左右为一节,两节之间用法兰连接。
安装时先在地面将两根立柱拼装好,用吊车将其底部吊于墩顶扒杆底座上,并用临时轴销锁定,待另一端安装完扒杆顶部横梁后,由吊车抬起扒杆头至一定高度,再改用扒杆背索的卷扬机收紧钢丝绳将扒杆竖起。
4)拱肋吊装
起吊采用慢速卷场机,待拱肋脱离胎架10cm左右,停机检查各部运转是否正常,并根据对扒杆的受力与变形,钢丝绳的行走,卷场机的电流变化等情况的观测结果,判断能否正常起吊。
当一切正常时,即进行拱肋竖向转体吊装。
拱肋吊装完成后,进行拱肋轴线调整和跨中拱肋接头的焊接。
3 结论
综上所述,竖向转体施工的拱桥不仅结构合理,受力明确,施工工艺简单且技术性强,大量的实践证明此施工技术的应用具有良好的技术经济效益和社会效益,值得推广应用。
参考文献
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