大跨度可调试无支墩钢拱架施工混凝土拱桥工法
- 格式:doc
- 大小:276.50 KB
- 文档页数:10
钢筋混凝土钢架拱桥施工技术一钢架拱桥是一种大跨度、大荷载的桥梁结构,其施工需要高超的技术和严密的计划,以确保其工程质量和安全性。
本文将介绍钢筋混凝土钢架拱桥施工技术的一些基本步骤和注意事项。
1. 基础工程首先,钢架拱桥的施工需要进行基础工程的准备。
基础工程包括土建、框架架设、临时桥梁的搭设等。
必须贯彻严格的安全控制措施,确保工人的安全,避免在施工过程中发生事故。
1.1 土建土建包括地基基础处理和构造物基础处理。
施工中需要考虑地质条件、地下水、地下水位及地表情况等多方面因素。
合理的土建设计可以极大地提高钢架拱桥的安全稳定性。
1.2 框架架设高性能的脚手架是必不可少的。
在钢架拱桥的施工中,脚手架的设置必须经过认真的规划和施工,并严格的实施现场管理制度,以确保钢架拱桥的施工质量。
1.3 临时桥梁的搭设临时桥梁的搭设是进入桥梁施工现场的必经之路。
这个环节与施工的所有环节都有紧密的联系,必须做好充分的前期规划,在施工中进行优化、完善,确保其质量和使用安全。
2. 钢筋混凝土钢架拱桥的设计和制造在进行钢架拱桥的施工之前,必须根据桥梁的规模和荷载要求,进行设计和制造。
其中,重要的工作包括了选择钢筋、混凝土和连接件等,还有制定相关的验收标准、加工工艺、材料供应管控制度等。
2.1 钢筋的选择钢筋是钢架拱桥的核心材料之一。
经过科学的材料选择、工艺流程设计,能够保证钢筋混凝土钢架拱桥的质量和使用寿命。
在选择钢筋时,通常需要考虑的因素包括材料的强度、延展性、抗腐蚀性、耐疲劳性、抗震性和耗损性等。
2.2 混凝土的选择混凝土是钢筋混凝土钢架拱桥的另一个重要材料。
在进行混凝土选择时,需要考虑其强度、刚性、抗拔、抗冻、抗裂、耐久性、防水性等性能,同时还需要根据钢筋种类以及构造物的实际要求进行科学的配比设计,以确保钢筋混凝土钢架拱桥的高质量。
2.3 连接件的选择连接件是将钢筋和混凝土连接起来的主要材料。
其作用是将钢筋与混凝土联结在一起,以传递荷载。
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法一、前言大跨度钢管混凝土拱桥是一种应用广泛的桥梁结构,其拱肋的整体吊装施工工法对于保证工程质量和提高施工效率起到重要作用。
本文将介绍大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法的特点、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、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法具有以下几个特点:1. 施工效率高:采用整体吊装施工,可将拱肋一次性安装到位,大大缩短了施工周期。
2. 质量可控:整体吊装能够保证拱肋的准确位置和正确姿态,提高了工程质量。
3. 运输成本低:整体吊装减少了拱肋在运输过程中的拆卸和组装工作,降低了运输成本。
4. 施工风险小:相比于分段施工,整体吊装减少了连接接头,降低了施工风险。
5. 施工环境要求低:整体吊装不受地形、土质等条件的限制,适用范围广。
三、适应范围大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法适用于桥梁跨度较大,且工程条件允许使用吊车进行整体吊装的情况。
适用范围广泛,可用于公路、铁路、高速公路等各类桥梁工程。
法的理论依据是通过吊车将拱肋整体吊装到位,采取一系列的技术措施保证施工质量和安全。
首先,需要进行强度计算和结构稳定性分析,确保拱肋的设计满足工程要求。
其次,选择合适的吊车进行整体吊装作业。
吊车需具备足够的起重能力和稳定性,在吊装过程中需合理进行配重。
再次,制定详细的工艺方案,包括吊装方案、固定方案等。
通过调整吊装绳索的位置和姿态,保证拱肋能够平稳、准确地吊装到位。
最后,对吊装后的拱肋进行验收和固定,确保其稳定性和安全性。
五、施工工艺大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工艺主要包括以下几个施工阶段:1. 准备工作:确定施工现场、清理施工区域、安装施工临时设施等。
2. 吊装前准备:选择合适的吊车进行整体吊装作业,检查吊车的起重能力、稳定性和配重情况。
大跨度拱形钢结构安装施工工法1.前言近年来钢结构建筑凭借其造价低、大空间、抗震性能好等优点迅速发展,尤其在公共建筑和大型场馆等公用设施中得到广泛应用。
而拱形结构因其大空间、造型新颖、美观等特点,受到诸多建设单位的厚爱。
当钢结构拱落地长度较长,土建结构为混凝土梁板时,主拱安装宜采用分段安装,由拱脚向上组装,最后在顶部中间合龙。
结合205.44米大跨度空间拱形钢结构的安装进行施工总结,形成了本工法。
2.特点2.1 土建结构为混凝土梁板,上部为箱形变截面钢结构主拱,主拱生根于四个拱脚基础;2.2 在混凝土顶板上设置支撑塔架(同时作为操作平台),混凝土顶板下局部设满堂红架体支撑;2.3 采用分段吊装、现场拼装焊接。
3.适用范围本工法适用于工业与民用建筑工程中大跨度拱形钢结构安装工程。
尤其适合土建主体结构为混凝土框架梁板,上部为大跨度拱形钢结构的工程。
4.工艺原理主拱安装在能同时满足设计分段要求和运输要求的前提下,采用分段制作、运输和安装。
为确保整体空间结构的稳定性,主拱的安装需穿插在其他结构梁安装的同时进行,主拱的安装顺序是从四个主拱脚向上进行安装,最后在顶部中间合拢,主拱安装的同时,及时进行主拱和屋面拱之间的拉杆支撑的安装。
5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程建立测量控制网及测量控制→主拱支撑架体设计→主拱吊装及安装→卸荷5.2操作要点大跨度钢拱安装同时涉及分段及吊机的选择、施工测量定位、支撑架体的设置、钢拱的吊装及安装、卸荷等多种施工工艺,而钢拱的吊装及安装是整个施工过程的关键。
5.2.1建立测量控制网及测量控制1.GPS点的交接及复核根据GPS点的成果,制定点位精度的复查,具体测量步骤:根据GPS 点的布局,在施工区域边布设二级控制网,按闭合导线的观测方法,计算出导线精度,再根据计算出的点位精度,如果GPS点的成果符合施工要求即可使用,反之要对导线实行平差后才可使用;对水准点的复查,采用国家二级水准的要求进行复查,在施工区域内按施工需要布设若干固定的水准基准点,对布设的水准点实行联测。
大跨径肋形拱桥无支架施工工法中铁十八局集团第五工程有限公司一、前言拱桥建设在我国有着悠久的历史。
随着高速公路建设的飞速发展,其施工工艺逐步由支架法现浇成拱向无支架吊装方向发展。
尤其是在跨越深谷及深水时,因其受地形限制较小而具有较大的优越性。
由中铁十八局集团五公司承建建的万梁高速公路土地潭特大桥,平面位于R=580米的曲线内,主跨为2×100米箱形砼拱,且呈折线布置。
拱肋分为120段预制,逐孔架设成拱,为大跨径无支架肋形拱施工积累了成功经验。
二、工法特点1、能充分发挥缆索吊空中运输功能,受地形限制小,减少施工便道及运输成本。
2、跨越能力强,尤其是在深谷、深水及航道,不受水深及通航影响。
3、采用无支架法施工,可使索道架设、下部结构施工及拱肋预制同步进行,缩短工期,缆索吊系统可重复利用,装拆方便,从而提高经济效益。
4、缆索吊采用双吊钩设计,解决双基肋合拢后其他拱肋的吊装;扣锚索采用钢绞线和精轧螺纹钢相结合的方式,可精确而方便地调整。
三、适用范围本工法适用于跨越深谷、深水、繁忙的河道及地形复杂的山区。
四、工艺原理无支架法吊装箱形拱桥施工,即不支立支架,拱肋在预制场分节预制,采用重型缆索吊装系统,将拱肋逐节悬拼安装合拢成拱。
当跨径大于80米时,一般采用双基肋合拢(见下页图)。
五、主要机具材料主要机具设备见表1:2组36吨缆索吊机主要吊装设备表表1六、施工工艺㈠、工艺流程㈡、主拱圈预制主拱圈预制,一般工艺同其它预制件,在此不再赘述。
本工法仅介绍其不同于一般预制件施工工艺。
1、台座施工。
因主拱圈为曲线,故其预制台座一般采用土牛胎或用支架搭设胎座。
无论采用何种形式,其曲线线型的控制将直接决定将来安装的成败。
故必须严格按设计拱圈线型,将其按设计分段,并进行座标转换,在预制场地放出每段拱弧底板线,按弧线填筑土牛胎或支立胎座支架。
当采用土牛胎时,填土应分层压实,确保预制不变形。
填完后应再次复核表面线型。
当采用支架胎座时亦应对支架基础进行处理,确保支架在施工中不变形,以确保拱段线型正确。
大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑施工工法一、前言大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑施工工法是一种应用于大型桥梁、地下综合管廊等工程中的混凝土施工工艺。
该工法采用了大直径钢管作为模板,并在钢管内浇筑混凝土,通过混凝土和钢管的相互作用来形成稳定的结构。
本文将介绍该工法的特点、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、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑施工工法具有以下特点:1. 结构稳定性好:由于采用了大直径钢管作为模板,在混凝土浇筑过程中能够提供良好的支撑和限位作用,确保混凝土在硬化过程中不发生变形。
2. 施工速度快:采用大直径钢管作为模板可以一次性浇筑大量混凝土,从而缩短施工周期,提高施工效率。
3. 适应性强:适用于大跨度、大荷载和复杂地形条件下的桥梁和管廊工程。
4. 施工成本低:相比传统的模板施工工法,大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑工法在施工成本上具有一定的优势。
三、适应范围大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑施工工法适用于以下建筑工程:1. 大跨度桥梁:该工法适用于大跨度桥梁的拱形结构部分的施工,可以有效缩短施工周期,提高工程进度。
2. 地下综合管廊:钢管拱形结构适用于地下综合管廊的承载和保护,可以实现对地下管线的统一管理,提高工程可靠性。
3. 大型场馆:适用于大型体育场馆、展览馆等建筑的悬挑结构部分的施工。
四、工艺原理大跨度大直径钢管拱混凝土浇筑施工工法的工艺原理是通过混凝土的浇筑与钢管的相互作用来形成稳定的结构。
工艺原理包括施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施。
具体包括:1. 钢管模板的安装:根据设计要求和浇筑顺序,按照一定的间距和角度安装大直径钢管模板。
2.混凝土的浇筑:根据设计要求,采用泵送或倒料的方式将混凝土浇入钢管内,保证混凝土的均匀性和充实度。
3. 混凝土硬化:在混凝土浇筑完成后,通过养护保持一定的湿度和温度,促进混凝土的硬化和强度的发展。
大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法简介在现代城市化进程中,高速公路、城市快速路等道路建设的不断发展,对于桥梁建设提出了更高的要求。
大跨度钢筋混凝土拱桥是目前最常见的桥梁类型之一,具有结构简单、受力合理、施工方便、使用寿命长等特点。
本文将介绍大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法。
施工前准备在施工之前,必须进行严格的前期准备工作。
材料准备大跨度钢筋混凝土拱桥的建造需要准备大量的材料,如预应力钢束、混凝土、钢筋等。
为保证施工材料的质量,需要对材料进行质量检验,确保合格后再进行存放,以防止出现材料质量问题导致施工问题。
土建准备土建准备包括桥基的基础平整、模板拆除、模板平衡、拱坑标志、基坑支撑等,这些工作都需要严格按照施工图进行操作,并在施工过程中保持工程监理对施工质量的监督和检查。
施工人员准备施工人员的准备可以说是工程顺利进行的核心,应该按照岗位分工和作业内容,制定专业的施工人员操作流程,并对施工人员进行培训,确保人员能熟练掌握所需的技术操作。
工法介绍大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法的主要流程包括拱顶结构施工、拱腿施工、拱角钢筋施工、拱坑喷涂、支承结构加固等。
拱顶结构施工拱顶结构施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的第一步,也是施工的最关键环节之一。
在施工时,首先需要在拱型临时支撑范围内设置合理的支承和反力设施,并根据拱的轴线方向将预制钢筋网或预制钢筋骨架配置好,拱顶下部基础施工时,应根据拱体轴线标高要求,将钢筋、垫层及预制钢筋网嵌入砼块中以保证其固定,接着再进行现浇砼浇筑、振捣、平整等操作,直至拱顶上部完整、合格。
拱腿施工拱腿施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的第二步。
在拱腿施工中,需要先进行拱腿临时支撑架的设置,并根据图纸要求,进行拱腿的钢筋加工、焊接、成型及定位,再按照工程设计要求进行砼的浇筑,浇筑后,用振动棒对砼进行振整、养护,待砼强度达到要求后,拆除临时拱腿支撑架。
拱角钢筋施工拱角钢筋施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的第三步。
超大跨度下承式拱桥预应力钢筋砼系杆无支架施工技术摘要:本文通过上海浦东新区大治河桥改造工程,介绍了超大跨度下承式拱桥采用先拱后梁施工方法中,现浇钢筋混凝土系杆无支架法的关键施工技术及工艺控制要点,可为以后类似桥梁工程提供参考依据。
关键词:超大跨度先拱后梁钢筋混凝土系杆现浇无支架施工技术控制要点中图分类号:tu528.571文献标识码: a 文章编号:1 工程概况上海市浦东新区大治河桥上部结构采用下承式系杆拱桥,计算跨径120m,主跨结构为系杆拱,计算跨径120m。
每幅桥采用二片拱肋,每片拱肋设17根吊杆,吊杆间距6m,采用pes7-61钢丝成品索,吊杆一端张拉,其固定端位于拱肋顶部,张拉端位于系梁底部。
系梁为c50预应力混凝土结构,1950×2000箱型截面,劲性钢骨架。
图1 工程效果示意图2 系梁无支架施工工艺操作要点2.1 台座施工要点1)根据单根系杆劲性骨架的中间段长度,用钢管扣件搭设拼装台座,台座的高度应满足位置的张拉工作平台的净空小于1.20m的要求。
2)为保证系杆劲性骨架和系杆底模板铺设的平整度,要求台座顶部水平。
台座搭设完成后或砌筑完成后,顶部必须用水准仪操平。
2.2 劲性骨架加工1)劲性骨架运输到现场后,先在台座边上铺设方木,然后在方木上将分段运输的劲性骨架二次拼装,组拼时应控制吊杆预留孔的间距和劲型骨架的整体轴线一致性。
2)劲型骨架大节段组拼完成后,在地面上安装系杆底板和侧板的箍筋,以及底板的纵向钢筋。
2.3 在台座上拼装底模纵梁1)台座经过找平后,按照系杆悬吊体系的横断面布置图,将3片18号工字钢纵梁平放到台座上,3片18号工字钢之间分段用角钢平联起来,以保持工字钢的横向稳定性。
2)底纵梁的横向布置应考虑避开劲性骨架下部的吊杆下锚垫板,同时考虑悬吊体系的中心,工字钢放到底横梁悬臂长度小的那一侧。
3)底纵梁在劲性骨架的吊装大节段分段处断开,其余接缝必须焊接牢固。
2.4 铺设底模方木和竹胶板面板1)底模纵梁铺设完成后,在纵梁上横桥向铺设底模方木,方木的间距20~25cm,方木和纵梁间采用铁丝绑扎。
大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法1、前言随着我国公路事业的高速发展,箱形拱桥工量少、自重轻、截面合理,近年来在大跨度钢筋砼拱桥中被广泛应用。
我公司先后承建了陕西省境内的包(头)—茂(名)高速公路毛坝至陕川界MC4合同段,渝(重庆)—昆(明)高速公路云南省境内的水富至麻柳湾23合同段等工程项目,均包括大跨度钢筋混凝土拱桥结构。
其中水富至麻柳湾23合同段在施工中大力开展科技攻关,不断完善施工工艺,成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉;扣件钢管拼装满堂式拱架的搭设方法和要求;支撑主拱圈底模的1—80 米弧形杆件的材料选择与制作;主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序;主拱圈间隔槽的预留位置;合拢温度的选择;混凝土分段和浇注顺序;拱上运输系统的布置;消除拱架形、控制主拱圈变形等关键技术难题,本工法是在总结上述成功经验的基础上形成的。
2、工法特点公路工程大跨度钢筋混凝土拱桥,近年来的桥跨已经发展到140m现代桥梁,它是集桥梁结构学、结构力学、地质结构学与材料科学等技术为一体,具有很高的技术含量和远景发展。
大跨度钢筋混凝土拱桥具有以下特点:2。
1 对原地面进行处理后采用满堂支架系统克服了传统的土牛胎易产生不均匀沉降导致支架下沉引起主拱圈变形开裂及填筑挖出土牛胎增加工程量的弊端,有效防止了拱架下沉拱圈变形,保证了施工质量.2. 2 支撑体系和模板系统位于稳固的地基上,安全系数高,不易下沉,结构受力合理,支架、模板安装拆卸方便,操作简单,支架和模板适用范围广,可再利用。
2.3. 拱圈采用钢筋砼分段现浇,整体性强,结构轻盈,自重小,线性美观,减少了砼用量,节约了投资。
2。
4。
施工工艺完善、简便,可操作性强,降低劳动强度,便于推广。
2.5.施工速度、施工质量容易得到保证。
3、适用范围本工法适用于公路大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用现浇的主拱圈,适合拱圈下部为水流不大的山谷、沟壑、坑洼、平地、河流,跨度50~140m的钢筋混凝土拱桥施工。
大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法一、前言大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法是一种应用于工程建设中的先进施工技术,它具有很高的抗震性能和承载能力,并且具有很好的经济效益和施工效率。
本文将对该工法的特点、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、经济技术分析等方面进行详细的介绍,并给出工程实例。
二、工法特点大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法的特点主要有以下几个方面:1. 采用钢腹板和混凝土拱体相结合的复合结构形式,提高了结构的受力性能和整体的稳定性。
2. 拱体采用现浇混凝土施工,能够满足各种不同形状和尺寸的设计要求。
3. 施工周期短,可以快速完成工程建设,节省了时间成本。
4. 结构具有较好的抗震性能和承载能力,能够适应各种复杂的工程环境和荷载要求。
5. 工艺先进,能够实现施工自动化和机械化,提高施工效率和质量。
三、适应范围大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法适用于各种大跨度建筑物和桥梁工程,如体育馆、会展中心、机场航站楼、高速铁路桥梁等。
它在满足设计要求的同时,能够提供更大的空间和视野,满足人们对建筑物美观和舒适性的需求。
四、工艺原理工艺原理是指施工工法与实际工程之间的联系和技术措施的基础。
大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工法的原理是在现场搭建钢模板和支撑体系,然后进行混凝土浇筑和养护,在特定的施工工艺下形成整个拱形结构。
具体而言,该工法的工艺原理包括以下几个步骤:1. 确定施工工艺和顺序,制定详细的施工计划和方案。
2. 搭建钢模板和支撑体系,在形状和尺寸上满足设计要求。
3. 进行混凝土浇筑,控制浇筑的速度和浇筑层厚度,确保浇筑质量。
4. 进行养护,采取适当的养护方法,确保混凝土的强度和耐久性。
5. 拆除模板和支撑体系,对结构进行检查和修复,满足施工要求。
五、施工工艺大跨度超高混凝土现浇拱形结构施工工艺包括以下几个施工阶段:1. 模板和支撑体系的搭建:根据设计要求,搭建钢模板和支撑体系,确保结构的形状和尺寸准确无误。
大跨度可调式无支墩钢拱架施工混凝土拱桥施工工法大跨度可调式无支墩钢拱架施工混凝土拱桥施工工法一、前言大跨度可调式无支墩钢拱架施工混凝土拱桥施工工法是一种适用于大跨度拱桥施工的工法。
该工法通过采用可调式无支墩的钢拱架结构,能够在无需搭设支墩的情况下,实现对拱桥的施工,极大地简化了施工过程,提高了施工效率和质量。
二、工法特点(1)无需搭设支墩:采用可调式无支墩的钢拱架结构,使得施工过程中无需搭设支墩,大大减少了对基础的侵占,同时避免了支墩带来的难题,为拱桥施工提供了方便。
(2)可调性强:该工法采用可调式的钢拱架结构,可以根据实际情况进行调整,适应不同的场地和桥梁要求,具有较高的灵活性和适应性。
(3)施工效率高:由于采用了无支墩的设计,节省了支墩施工时间,同时施工过程中的工序也较为简化,大大提高了施工效率。
(4)结构稳定:该工法采用钢拱架结构,具有良好的稳定性和承载能力,能够满足大跨度拱桥的施工要求。
三、适应范围该工法适用于大跨度拱桥的施工,尤其适合于水流湍急、河床高差大、地基条件较差等地质条件复杂的场地。
同时,该工法的施工时间短、工序简化,也适用于对施工时间和质量要求较高的工程。
四、工艺原理该工法的理论基础是可调式无支墩的钢拱架结构,实际应用中,采用以下技术措施:(1)基础施工:根据实际场地条件,采用适当的基础工法,确保工程的稳定和安全。
(2)钢拱架制作:根据设计要求,制作钢拱架,确保结构的稳定性和承载能力。
(3)拱桥组装:通过吊装等方式,将制作好的钢拱架组装在桥墩上,形成桥梁的主体结构。
(4)混凝土施工:在钢拱架上进行混凝土浇筑,形成桥面和桥墩等部分,确保桥梁的完整性和承载能力。
五、施工工艺1. 基础施工阶段:包括基坑开挖、基础混凝土浇筑等工序。
2. 钢拱架制作阶段:包括钢结构材料的切割、加工和焊接等工序。
3. 拱桥组装阶段:包括钢拱架的吊装和安装等工序。
4. 混凝土施工阶段:包括混凝土浇筑、振捣和养护等工序。
大跨度可调试无支墩钢拱架施工混凝土拱桥工法“大跨度可调式无支墩钢拱架施工混凝土拱桥技术”研究是山西省科委1999年立项的科研项目。
该拱架由铁道建筑研究设计院设计。
在运三高速公路吴家嘴大桥施工中,通过军用梁拱架支撑、砂袋卸架和拱架整体横移等技术的成功开发和应用,顺利地完成了吴家嘴大桥的施工,取得了显著的经济和社会效益。
该技术成果于2000年12月通过了山西省科学技术厅组织的技术鉴定,获得整体技术国内先进、砂袋卸架和钢拱架横移技术国内领先的评价。
该成果获中铁十七局集团2000年度科技进步特等奖。
一、工法特点1.施工简便,工艺程序清晰易懂,可操作性强。
2.工期短。
拱架拼装迅速,通过拱架整体横移可实现一幅拱架施工多幅拱桥目的。
3.成本低。
拱架支撑不设支墩,对地形破坏程度小,有效地降低了成本,保护了环境。
二、适用范围本工法适用于跨度50~140m的钢筋混凝土拱桥施工。
三、施工工艺(一)工艺原理采用无支墩六四式军用梁拼组可调曲率桁式拱架,施工拱桥主拱圈;借鉴砂筒卸架的成功技术,经试验选定砂袋卸载落架,通过分层分环放砂控制卸落高度,实现拱架与拱圈的安全分离;待一幅拱圈施工完毕后,采用油压千斤顶横向顶推拱架,进行另一幅拱桥施工,减少拱架拆、拼装工序,实现拱架的多次利用;拱圈混凝土采用分环分段法现浇,第一环为底板,第二环为腹板,第三环为顶板,底板、腹板分五段浇筑,顶板分九段浇筑,底板、腹板先合拢,使其与拱架共同受力,共同承受顶板环混凝土重量和施工荷载。
(二)工艺流程拱桥施工工艺流程见图1。
图1 工艺流程图(三)拱架设计根据大桥拱轴线参数,设定拱架拱轴线为悬链线。
拱架基本结构为六四式军用梁,L型调节杆和端三角拼装的桁式双铰无系杆拱。
大桥施工拱架主要由拱架、水平滑道、侧向滑道、支承墩组成,另外还有供拼装拱架用的索塔、扣索、后锚等。
1.拱架。
拱架由六四式军用梁的标准三角、加强三角、钢销钢枕、联系槽钢等和加工件即L型调节杆、端三角组拼而成。
拱架总体布置图见图2。
图2 拱架总体布置图2.水平滑道、侧向滑道、支承墩。
水平滑道由预埋在支承墩顶面的16mm钢板(高出支承墩5mm)及焊接在其表面的15mm不锈钢复合板(即固定滑道)、拱架支承垫梁(即活动滑道)和两者之间的聚四氟乙烯滑板组成。
侧向滑道由预埋在拱座前墙内的16mm钢板(突出前墙面5mm)及焊接在其表面的15mm不锈钢复合板(即固定滑道)、支座下支顶垫梁背面的钢板(即活动滑道)和两者之间的聚四氟乙烯滑板组成。
滑道及支座布置图见图3。
图3 滑道及支座布置图支承墩,即拱座前墙伸出1.5m面和拱座基础后侧面缩进2m面分别作支承墩的前后侧面,混凝土为C30。
3.索塔、扣索、后锚。
在桥头两岸设置平面尺寸为2m×4m由万能杆件组拼而成的柱式索塔各一座,中心线与大桥左幅中心线重合,基础尺寸采用10m×3m×1m(长×宽×深),C30混凝土;在每座索塔上设置5组索鞍。
对于扣索,采用Φ21.5钢丝绳,设置10组,每组走六滑轮组(即32t的3轮滑车)。
扣索一端固定在后锚的地锚环上,另一端通过索鞍后悬吊未合拢的拱架片;松紧程度由5t慢速卷扬机调整。
对于后锚,尺寸采用10m×5m×2.5m(长×宽×深),C30混凝土,前侧设置每组5根Φ32的钢筋锚环16组。
4.拱架计算。
根据有限元原理,采用计算机模拟,应用SAP90程序对大桥施工拱架全部杆件进行计算,并且应用PCSAP程序对此进行验算,两者结果吻合。
(四)操作要点1.缆索吊安装。
缆索吊是运输施工材料及拼装拱架,拆除拱架的必要设备,设计起重量3t,行车速度30m/min,起重速度9m/min。
缆索吊安装包括:安装塔架、灌注地锚,穿索等一系列工作。
塔架采用万能杆件拼装,下设混凝土基础,基础平面尺寸2×16m,在塔架顶部设置纵横梁以安装索鞍,为了减小塔顶吊重时向跨中偏移,设置后缆风绳并适当加大后缆的拉力,使塔架顶向后锚方向产生位移量,以抵消缆索吊重时的前移量,减小塔顶本身的悬臀受力。
(1)缆索系统。
①主索:主索用2Φ32.5钢丝绳组成一组,主索经过塔顶索鞍后锚固于两岸钢筋混凝土地锚上,为了使两根主索松紧度一致,将两根主索接成一根,通过地锚滑轮绕组,这样就保证了两主索垂度一致,主索的架设过程,是先将Φ21.5的牵引索架设于塔顶并经滑轮组及卷扬机绕成循环牢索,再用循环牢索将主索拖架至塔顶到地锚间,完成主索架设。
②牵引索:采用Φ21.5钢丝绳,牵引索采用循环式单台卷扬机进行牵引作业,牵引索出卷扬机后经一桥头塔顶索鞍到跑车至另一桥头塔顶,经滑轮绕回这一桥头塔顶回到卷扬机,以达到进退统一,减少人为操作失误。
③起重索:用Φ21.5钢丝绳,起重索进出口在同一直线上,相对于跑车纵横对称,使其受力均匀,起重索两头均进卷扬机,起重索通过塔顶到塔底滑轮转向,进入3t卷扬机。
④地锚采用钢筋混凝土。
(2)缆索吊试运行。
缆索吊架设完成后,对其系统和各种设备进行全面检查和观测塔架地锚的受力情况,以便对设备的整体运行情况进行分析和鉴定,设计吊装3t的缆索吊,先吊1t,逐次增加到3t,为了增大安全系数,试吊重量采用设计重的1.5倍,并往返运行两次。
试车正常运行后,缆索吊即可投入到紧张的施工中,在使用过程中需设专人对缆索吊进行检修、保养。
2.拱架拼装。
(1)准备工作。
拱架拼装准备工作包括设施、材料、机械和人员等准备。
①滑道安装:在灌注拱座和支承墩混凝土时,预先分别在拱座前墙面和支承墩顶面预埋钢板,然后,在预埋钢板上焊上不锈钢复合板,铺设聚四氟乙烯滑板和安装支承垫梁。
在施工滑道的同时,安装索塔、索鞍、滑轮组和卷扬机,在拱架两侧设置缆风绳地锚。
②材料准备。
拼装拱架所需材料见表1。
表1 主要材料一览表(2)拼装。
拱架拼装采用差接绑贴法,先对称拼装5片,其具体方法及程序如图4所示。
图4 差接绑贴法示意图注:图中标号为拼装顺序号,第28段为合拢段。
①在预拼场内预拼拱片单元。
每拱片由4个或6个军用梁三角,1个L型调节杆(合拢拱片单元为2个L型调节杆)或1个端三角组成(见图5)。
图5 预拼拱片单元②安装第1拱片支座,吊装其第1拱片单元,调整高度,拉紧扣索1;吊装其第2单元,调整高度,拉紧扣索2,并微松扣索1。
③安装第2、3拱片支座,分别吊装其第1单元,调整高度,拉紧扣索3、5;上好与第1拱片间的套管螺栓,调整已拼拱片的拱轴线和标高,在第2单元两侧拉好第一道缆风绳。
④吊装第1拱片的第3单元,调整高度,将扣索1移到该单元并拉紧,稍微放松扣索2;吊装第2、3拱片的第2单元,调整高度,拉紧扣索4、6,上好与第1拱片间的套管螺栓,微松扣索3、5。
⑤安装第4、5拱片支座,吊装其第1单元,调整高度,拉紧扣索7、9,并上好与第2、3拱片间的套管螺栓,,⑥吊装第1拱片的第4单元,调格好高度,将扣索2移奉该单元并拉紧,在其两侧拉上第二道缆风绳。
吊装第2、3拱片的第3单元,调整好高度,将扣索3、5移至该单元并拉紧,上好与第1拱片间的套管螺栓,稍微放松扣索4、6。
吊装第4、5拱片的第2单元,调整高度,拉紧扣索8、10,并上好与第2、3拱片间的套管螺栓。
⑦重复2、6工序,分别安装第1拱片的5、6、7单元,第2、3拱片的4、5、6单元和第4、5拱片的3、4、5单元,用1~10号扣索倒换调接高度并拉紧。
在第1拱片第6单元两侧拉上第三道缆风。
各拱片在距第6单元末端16m前的套管螺栓均应上好。
以上工序两岸都应同时进行。
⑧吊装第l拱片合拢单元,利用扣索调整两岸拱架高度,用倒链滑车调整距离,合拢第1拱片,在其两侧拉上中间道缆风绳。
合拢第2~5拱片,上好剩余套管螺栓。
利用2、4、6、8、10号扣索调整已拼5个拱片标高,利用缆风绳凋整拱片中线。
⑨从第6拱片开始,以已拼好的5个拱片为基础,用扣索7、8、9、10拉紧,在两岸对称拼装,直至全部拱片合拢。
⑩利用扣索调整拱架标高(两岸标高差值不超过1cm),利用缆风绳调整拱架中线(中线偏差不超过3cm且为同方向),在拱架上上好钢枕和联系槽钢,对拱架进行全面检查。
3.拱圈施工。
包括拱盔制作,拱圈混凝土浇筑。
(1)拱盔制作。
拱盔由垫木、砂袋、拱形木、横木、底模等组成,结构如图6所示。
图6 拱盔结构图①高程控制。
拱盔高程控制主要指底模施工时其顶面的高程控制,它直接关系到拱圈高程。
底模施工高程由底板底面设计高程和拱架、拱盔、拱圈的预拱度决定。
②拱架、拱盔、拱圈的预拱度。
拱架受拱盔、拱圈的荷载产生变形(Δ拱架);拱盔受拱圈的荷载产生变形(Δ拱盔),包括砂袋变形与联接处变形;拱圈受自重、混凝土收缩与徐变、墩台位移影响产生变形(Δ拱圈)。
如果条件许可,最好对拱架、拱盔进行预压,以消除拱架、拱盔的非弹性变形。
拱盔根据以上变形,设置拱架、拱盔和拱圈的预拱度(如果预压,则需扣除相应的非弹性变形)。
③底模顶面施工高程H施:H施=H设+Δ拱架+Δ拱盔+Δ拱圈(2)灌注工艺。
拱圈混凝土灌注采用分环分段法。
分为底板、腹板、顶板三环,先灌注第一环底板,再灌注第二环腹板,最后灌注第三环顶板。
底板、腹板可分五段灌注,顶板分九段灌注如图7、图8所示。
图7 拱圈分段施工工序图图8 拱圈顶板分段施工工序图拱圈混凝土灌注时,两岸须对称进行。
拱圈合拢采用开口箱合拢,即在底板、腹板的所有分段混凝土和段间10cm缝混凝土强度达到设计强度70%时,灌注底板、腹板合拢段(70cm)混凝土;在顶板的所有分段混凝土和段间10cm缝混凝土强度达到设计强度70%时,灌注顶板合拢段(70cm)混凝土。
这样,底板、腹板形成拱,承受部分荷载,减少拱架承受荷载,利于安全施工拱圈。
另外,拱圈合拢时,宜在较低温度进行,合拢温度为15℃为宜。
4.砂袋卸架。
(1)方案选定。
目前,国内施工支架卸架设备有:木楔、螺旋千斤顶、砂箱、硫磺砂浆垫块等。
这些设备在使用中存在某些局限性,且造价较高。
如:螺旋千斤顶落架时易控制,但较笨重;砂箱不能承受过大的水平力;硫磺砂浆块强度低,多加水泥和砂子则不易熔化,且熔化时易引起火灾;木楔不能使其高度全部用于卸架。
受砂箱卸架原理启示,在运三高速公路吴家嘴大桥施工中,我们成功开发和应用了砂袋卸载落架技术。
(2)砂袋试验。
①材料。
砂袋用伸缩量小的丁纶帆布制作,并多圈缝制,以防漏砂。
砂选用中粗砂,装入砂袋前洗净烘干。
②砂袋尺寸选定。
根据主拱圈分环分段施工中会产生不同应力的情况,对不同压力作用下、不同尺寸砂袋的压缩量进行模拟实测和回归分析,然后根据钢拱架的实测高程和弹性挠度、拱圈预拱度及砂袋和支垫方木的压缩量确定砂袋尺寸,通过大量试验,选定砂袋为22cm×22cm×11cm(长×宽×高)的方形布袋,在一个面的中部留口,装入洗净烘干的中粗砂,装满为止,密实程度以人工捣实即可。