上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥拱肋竖向转体施工技术
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箱肋拱桥施工工艺一、工程概况:大桥主桥部分(即37#墩至48#)上部结构为箱拱肋施工。
主桥主跨(40#墩至43#墩)为94m箱肋拱。
拱轴系数为1.543,净矢跨比为1/6,主拱圈由八个等截面高1.8m、宽1.5m的单箱组合成四条分离式拱肋,半幅桥的两肋之间由横系梁连接,拱肋采用三段预制安装,最大吊重620kN。
主桥边跨(除主跨以外)共8跨均为70m箱肋拱,拱轴系数为1.543,静矢跨比为1/7,最大吊重480kN。
主拱圈由八个等截面高1.5m、宽1.5m的单箱组合成四组分离式拱肋,半幅桥的两肋之间由横系梁连接,拱肋采用三段预制安装。
主桥上部结构箱肋拱的预制分东、西两岸同时预制,其中东岸梁场负责预制三个主跨(40#墩至43#墩)及三个边跨(37#至40#墩)的箱肋拱,共布置六个预制台座,三个为主跨(94m跨)预制台座,三个为边跨(70m跨)预制台座,东岸梁场共需预制144段箱肋拱圈。
西岸梁场负责五个边跨(43#墩至48#墩)箱肋拱的预制,共布置六个台座,需预制120段箱肋拱圈。
二、编制依据:1.大桥招标文件;2.施工组织设计;3.《施工图设计》4.《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-89;5.《公路工程质量检验评定标》JTJ071-98;三、施工材料箱肋拱施工材料主要包括钢材及混凝土两大类。
钢材分Ⅰ级钢筋、Ⅱ级钢筋及A钢板和少量预埋型钢,其中Ⅱ级钢筋用量最多。
3混凝土材料包括水泥、粗细骨料,外加剂及拌合用水,全桥各跨箱肋拱混凝土设计标号均为C40。
所有上述施工材料均应由物资部门统一备料,要做到备料充分及时,而且要保质保量,所有进场材料均应由试验、检测人员按照规定分批抽检合格后方可投入施工,发现不合格产品应坚决不予使用,以确保箱肋拱预制的内在质量。
1.水泥①水泥采用株洲水泥厂生产的525#水泥,水泥应符合国家现行标准,并附有株洲水泥厂的水泥品质试验报告等合格证明文件。
②水泥进场后应分批进行检查验收,检验合格后方可投入使用。
拱桥竖向转体施工流程英文回答:The construction process of a vertical rotation of an arch bridge involves several steps. Firstly, the foundation work is carried out, which includes excavation and preparation of the base. This is followed by the construction of the support structure, which provides stability during the rotation process.Once the foundation and support structure are in place, the actual rotation of the bridge begins. This is done using hydraulic jacks or other mechanical devices to lift and rotate the bridge. The rotation is carefully controlled to ensure smooth movement and to avoid any damage to the structure.During the rotation, the bridge is supported by temporary supports or scaffolding to prevent any excessive stress on the structure. Once the rotation is complete, thebridge is secured in its new position using anchoring systems.After the rotation, the final steps of the construction process are carried out. This includes the installation of any additional components, such as railings or lighting, and the finishing touches to ensure the bridge is safe and functional.Overall, the process of vertically rotating an arch bridge requires careful planning, precise execution, and attention to detail. It is a complex engineering feat that requires expertise and experience to ensure the successful completion of the project.中文回答:拱桥竖向转体的施工流程包括以下几个步骤。
2022年宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究doc宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究桥梁工程宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究李敏,李振国桥,它是一种自架设体系结构,一般先用缆索吊装或转体施工法架设成桁架式空钢管拱桥,在此基础上浇筑缀板,弦杆内混凝土,安装桥道系,浇筑桥面铺装,形成钢管混凝土拱桥.其刚度和强度是逐渐组合形成的,大大了增加了施工的复杂性和风险.本文以宜万铁路落步溪大桥工程建设为背景,对提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺进行探索,以为该类桥梁施工积累经验和提供指导.1工程背景落步溪大桥是宜万铁路25个重点工程之一.由于桥址处山坡陡峻,河谷深窄,因此主桥采用跨越能力较强的拱桥,一孔跨越深谷.桥梁全长252.3m,桥跨组合为主跨1孔178m上承式拱桥,边跨为1孑L24m后张梁和1孔32m后张梁.拱设计为呈提篮式布置的两条拱肋,拱顶内倾3.5m,倾角5.057.,是目前国内跨度最大的上承式钢管混凝土劲性骨架铁路提篮拱桥.主拱肋采用单箱单室箱形截面(拱脚以上3m为实体段),拱脚处肋高6.0m,拱顶处肋高3.5m,高度按立特规律变化,拱肋宽为2.5m.拱肋劲性骨架上下弦杆采用+426mm~12mm(+426mm某20mm)的无缝钢管,竖杆,上下平联,斜撑采用L140mm某90mm某12mm和L80ram~80mm某10mm角钢,两拱肋之间横撑采用+203mm某10mm无缝钢管.拱上立柱采用双斜式矩形墩柱,两立柱布置在倾斜的拱肋平面内,两柱间设带空洞的连接板和系梁,采用C30混凝土.拱顶中部47.5m段采用钢筋混凝土框架梁,每隔9.5m设1道横向断缝.框架两端采用5—14m的等高度(1.8m)C40钢筋混凝土连续箱梁.落步溪大桥桥型布置如图1~图3所示.图1宜万铁路落步溪大桥立面(单位:m)收稿日期:2022—05—17针对该桥的设计特点,并结合现场施工条件,整个工艺流程可分为:施工准备,拱座浇筑,劲性骨架安装,主拱混凝土浇筑,拱上立柱浇筑,连续梁施工.其中拱铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2022(8)李敏,李振国一宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究图2宜万铁路落步溪大桥平面l8o0图3宜万铁路落步溪大桥跨中截面(单位:m)座,劲性骨架及拱肋混凝土是施工的重点和难点,现分别进行探讨.2拱座施工工艺落步溪大桥上部动静荷载通过拱肋传递至两侧拱座.拱座为现浇C25钢筋混凝土,单个拱座混凝土数量为1997.6m,每个拱座预埋+600mm某16lIlm,单根长3.8m钢管.本拱座施工的难点在于:如何实现对大体积的混凝土水化热的控制,以防止大体积混凝土开裂;如何实现钢管的准确定位与安装,以实现劲性骨架的准确合龙.对于大体积混凝土水化热控制,首先从}昆凝土配合比考虑,选用矿渣水泥加粉煤灰进行配合比设计,并对其浇筑后产生的温度应力进行计算,水:(水泥+粉煤灰):砂:碎石配合比=190kg(7.76%):(363+64)kg(17.4%):688kg(28.08%):1145kg(46.73%).其次从施工方法上考虑,采用两次浇筑混凝土施工方法,如图4所示.最后考虑采用外部措施,通过在拱座内布设冷却管来降低混凝土水化热的聚集.(a)拱座结构(b)第1次浇筑(c)第2次浇筑图4拱座混凝土分次浇筑示意(单位:m)冷却管路采用普通+32mm某3.25mm焊接钢管,第一次浇筑混凝土时冷却管路沿长度方向水平分层布设,每层位置应在分层浇筑中心处,第二次浇筑混凝土铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2022(8)桥梁工程时冷却管路沿长度方向平行于拱座斜面布设,每层为单独回路,如图5所示.各层管路进水口皆从拱座较低口进入,各层进水口尽量位于线路同一侧,出水口均高于进水口,以确保管内水流饱满.图5拱座混凝土内冷却管布置(单位:m)3劲-陛骨架缆索吊装工艺对于大跨度钢管混凝土(劲性骨架)拱桥而言,空钢管拱肋架设是施工中难度最大,风险最大的关键性工序,主要采用无支架缆索吊装一千斤顶斜拉扣挂法.根据落步溪大桥的现场施工条件,扣索方案采用无扣塔扣索方案,即扣索后锚点利用本桥拱座后方的桥台(进行相应的预应力配束),由于扣索后锚点的高程低于一般的扣塔扣点,势必会引起较大的骨架纵向压缩量,给合龙施工带来了困难.3.1拱肋钢管骨架节段划分及制作整个拱肋共分11个节段,从宜昌侧向万州侧的编号依次为1,2,3,4,5,11,10,9,8,7,6,各节段长度及质量见表1.各节段采取现场分节段加工,利用缆索吊吊装.各节段质量加上吊装时的临时横撑的质量均不大于62t,此质量是吊装系统设计的一重要参数.表1拱肋钢管骨架分段根据钢拱肋截面形式,将各节段制作分为下料加工,主弦管弯制,平联制作,单拱肋卧拼,拱段立体预拼组装,合龙接头的设置,移出场地至吊装区等7个阶段.3.2钢管骨架的架设方案拱肋骨架无支架缆索吊装系统采用吊,挂分离方案.缆索吊装系统由索塔系,索道系,后锚系群,卷扬机群,抗风系等组成,缆索吊装系统总体布置见图6.钢管拱肋骨架节段施工流程见图7.拱肋的吊装方法采用四点抬吊整体吊装,起吊就位的方法进行.吊装顺序为:宜昌侧1,2一万州侧6,171一桥梁工程李敏,李振国一宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究图6缆索吊装系统总体布置立面(单位:ITI)万能杆件等设备进场H索塔拼装布置索塔抗风索主索锚碇布置安装塔顶结构布置吊装缆索塔顶结构制作缆索进场缆索系统验收I塑墨曼茎丝室l[盏二]翌霪霾蜜匮吊,扣索转换图7拱肋骨架节段施工流程挂拉八字抗风索7一宜昌侧3,4,5一万州侧8,9,l0一合龙节11.3.3钢管骨架合龙施工钢管拱合龙成功与否是架设过程中的关键控制点,也是最危险的,此时各种系统均处于受力最大和最不利的状态,保证扣索应力在安全的前提下进行调整,使钢管拱肋高程误差控制在设计允许范围内,合龙段长度设计为18m.合龙接头设计大样如图8所示.钢管拱合龙施工的顺序如下.(1)调整两岸各段缆风绳,控制拱肋的横向偏位,调整各段扣索使拱肋各段的拱轴线,高程均满足设计或监控单位的要求.扣索调整时,注意保证每段对应点高程相同,各根对应扣索张力基本相等.(2)在已安装的钢管接头处安装合龙衬管,并使衬管端部与钢管端部齐平,准备合龙时使用.(3)合龙段运至跨中位置时,在两相邻段上端设2台倒链,然后起重绳徐徐下降,下降过程中逐步收紧倒链,确保合龙段不碰撞已安装段,当合龙段降至比控制高程高出50am时,利用倒链调整四个端点的坐标和合龙段的位置,下放吊点.(4)调整钢管位置,使合龙衬管能顺利进入合龙段钢管内,检查全桥的拱轴线及高程符合要求后,在合适温度条件下先焊接一端的接头,再用同样的方法焊接另一个接头,焊接完成后,卸除吊点的力,从而完成对钢管拱的合龙施工.(5)全桥所有接头及拱脚焊接完成后,拆除扣索和横向抗风钢绳,完成钢管拱的安装.除拱脚和拱座预埋钢管和4,5段,9,10段的接头以及合龙段接头为合龙后施焊外,其余接头均为节段安装调整高程及拱轴线后焊接.弋12F辛cr—骨架弦杆^i骨架弦柯某IJ\\莩II1112=eI}/弋一I一嵌管N4500【图8合龙接头大样(单位:mm)3.4钢管骨架扣索拆索施工为了保证骨架结构应力的自适应调整,确保拱肋钢管骨架具有良好的恒载应力状态,采用\铰接拆索\考虑到一些可能的未知因素,拆索时先卸荷50%,观察结构的中线偏移状况,未见异常的情况下再进行下一阶段的索力卸荷.同时在整个拆除扣索的过程中,实时监测结构关键截面应力,确保拆索过程中结构的应力低于强度及稳定应力的要求,保证结构的稳定与安全.具体的扣索索力卸载顺序为:宜昌侧5号扣索卸荷50%一3号扣索卸荷50%一1号扣索卸荷50%一4号扣索卸荷50%一2号扣索卸荷50%(万州侧与此对称)一静停观察1d一5号扣索卸荷100%一3号扣索卸荷100%一l 号扣索卸荷100%一4号扣索卸荷100%一2号扣索卸荷100%.具体如图9所示.4拱肋混凝土浇筑工艺探讨落步溪大桥拱肋混凝土的施工包括2个方面:钢172铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2022(8)李敏,李振国一宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究横撑截面2图9骨架扣索拆除顺序(单位lm)管内混凝土灌注和外包混凝土浇筑,现对其施工工艺分别进行探讨.4.1钢管内混凝土灌注钢管混凝土的灌注采用泵送顶升压注法,利用混凝土输送泵的压力,在拱脚开压注口,在拱顶开出浆孔,将混凝土沿钢管从下往上一次压注完成,保证}昆凝土的连续和均匀.混凝土要求具有良好的泵送性能和微膨胀性,满足施工要求和补偿混凝土收缩;充分利用各种外加剂的特性来改善混凝土的性能,以提高混凝土强度,和易性和可泵性来补偿钢管混凝土干缩,温缩.混凝土灌注的工艺流程如下.(1)开压注孔,焊接栅阀泵管,开人工灌注孔,焊灌注管,开拱脚底部排渣口,打开排气孔,出浆孔;压力水清洗管内,排渣口排出水及杂物后封闭.(2)人工从灌注孔浇捣压注口以下钢管混凝土,用钢板封闭竖向灌注孔.(3)压注少量混凝土过压注口,从排气孔注入约0.5m水泥砂浆.(4)压注钢管混凝土,拱顶排浆孔排出混凝土后关闭压注口处闸阀;混凝土终凝后拆除闸阀及排气管,出浆管并封闭.(5)对钢管内混凝土的灌注质量进行检查,对未密实处进行开窗补浆.8根钢管分2次压注,第1次压注完成下弦4根钢管,第2次压注完成上弦4根钢管.而且,每次压注结束时4根钢管内的混凝土均不得初凝.第3次灌注横撑钢管(水泥浆).8根钢管的具体位置及灌注顺序如图10所示,钢管内混凝土灌注现场布置如图11所示.第2次灌注h弦4根钢管图108根钢管的具体位置及灌注顺序(单位:mm)4.2拱肋外包混凝土浇筑外包混凝土是整个落步溪大桥施工中最复杂,最繁琐,最耗时,周转材料消耗最大的一项工序,均为高铁道标准没计RAILWAYSTANDARDDESIGN2022(8)备用混凝土搅拌机桥梁工程图11钢管内混凝土灌注现场布置空作业,操作空间狭小,安全风险大.拱肋外包混凝土施工时,考虑到全拱均匀加载,完全对称的要求,按分阶段,分区域思路进行,沿竖向分环,沿纵向设多个工作面,即采用\三环十三面\方法进行.先在支架上施工拱脚3m实心段,其余沿箱高分三环,即底板及下倒角为第一环,侧板为第二环,上倒角和顶板为第三环,如图12所示.\十三面\即将每环沿拱轴分为十三段(十三个工作面).把第一环,第三环混凝土(含横撑)分十三个工作面(奇数段)浇筑;第二环混凝土方量稍少,分十一个工作面进行浇筑.第一环,第三环均按\工作面分三次浇筑,第二环按\个工作面分两次浇筑,具体如图13所示Ij拱脚截面分环lJ拱顶截面分环图例:E第i环施工位置置霾第二环施T位置圈第一环施位置图12拱肋外包混凝土分环示意(单位:cm)5结论本文以落步溪大桥施工为背景,对提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺进行了深入探讨,并进行了工程实践应用.结果表明:(1)背景工程的两侧拱座混凝土表面光滑平整,线条清晰,混凝土表面未出现任何裂纹,拱座大体积混173桥梁工程李敏,李振国一宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究注:1拱肋外包混凝土第一环浇筑分段图经过25rfl的试验段后优化为上图分段.共分13段,分为3次浇筑;2第一次浇筑一,四,七,十,十三工作段,第二次浇筑二,五,九,十二工作段,第三次浇筑三,六,八,十一工作段.(a)拱肋第一环外包混凝土浇筑示意(b)拱肋外包第二环混凝土分段位置示意没有好的办法的情况下仍采用钢板拼接,二,i环间隔槽均采用1rfl 宽度,便于后期凿毛操作空间足够.。
钢管混凝土拱桥的施工方法钢管砼结构,由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除,管内混凝土可增强管壁的稳定性,钢管对混凝土的套箍作用,使砼处于三向受力状态,既提高了混凝土的承载力,又增大了其极限压缩应变,所以自钢管砼结构问世以来,是桥梁建筑业发展的一项新技术,具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点,因而得到突飞猛进的发展。
在桥梁方面,已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式,并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。
其施工方法发展很快,已经应用的有无支架吊装法,支架吊装法,转体施工法等。
1 拱肋钢管的加工制作拱肋加工前,应依理论设计拱轴座标和预留拱度值,经计算分析后放样,钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时,通常焊成 1.2-2.0m的基本直线管节;当采用螺旋焊接管时,一般焊成12.0~20m弧形管节。
对于桁式拱肋的钢管骨架,再放样试拼,焊成10m左右的桁式拱肋单元,经厂内试拼合格后即可出厂.具体工艺流程为:选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1:1大样拼装检验防腐处理出厂。
当拱肋截面为组合型时,应在胎模支架上组焊骨架一次成型,经尺寸检验和校正合格后,先焊上、下两面,再焊两侧面(由两端向中间施焊).焊接采用坡口对焊,纵焊缝设在腔内,上、下管环缝相互错开。
在平台上按1:1放样时,应将焊缝的收缩变形考虑在内。
为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型,可在各节端部预留1cm左右的富余量,待拼装时根据实际情况将富余部分切除。
钢管焊接施工以“GBJD05-83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准.焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查(抽样率大于5%)。
焊缝质量应达到二级质量标准的要求。
2 钢管混凝土拱桥的架设2.1无支架吊装法2。
1。
1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法具体做法与其他拱肋的架设相似,只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度,它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装,并随时用扣索和缆风绳锚固,稳定在桥位上,最后合拢。
山区下承式钢管混凝土拱桥拱肋竖转提升施工工法山区下承式钢管混凝土拱桥拱肋竖转提升施工工法一、前言山区下承式钢管混凝土拱桥拱肋竖转提升施工是一种在山区施工中广泛应用的工法。
它通过使用钢管和混凝土的组合结构,实现桥梁的稳定性和承载能力,并通过竖转提升的方式进行施工,以适应山区地形复杂、交通限制的特点。
二、工法特点1. 结构稳定:采用钢管混凝土结构,既有钢管的强度和韧性,又有混凝土的耐久性和防护性能,使得拱桥拥有更好的抗震和承载能力。
2. 施工周期短:采用竖转提升施工方式,可避免山区地形对施工造成的限制,施工周期大大缩短,能够提高工效。
3. 施工质量高:通过施工工艺和质量控制措施的引入,可保证施工过程中的质量达到设计要求。
4. 安全可靠:在施工中,采取了一系列的安全措施,保证施工人员的安全,并减少施工过程中的危险因素。
三、适应范围山区下承式钢管混凝土拱桥拱肋竖转提升施工适用于山区地形复杂的地区,可以解决传统施工方式在此地区施工受限的问题。
四、工艺原理该施工工法通过对施工工艺和实际工程的联系进行分析,采取相应的技术措施来实现施工目标。
首先,在施工前,对地形条件和桥梁设计进行全面的调查和研究,制定详细的施工方案。
然后,在施工过程中,采用竖转提升的方式进行拱桥拱肋的安装,同时结合钢管混凝土结构的特点,进行合理的加固和支撑,以确保施工过程的稳定性和安全性。
五、施工工艺1. 施工准备:进行地形勘测和桥梁设计,制定施工方案,准备所需材料和设备。
2. 拱肋制作:按照设计要求,制作钢管混凝土拱肋,并进行质量检验。
3. 基础施工:进行桥墩基础的施工,包括开挖、浇筑混凝土等。
4. 拱肋安装:使用龙门吊等设备将拱肋竖直转动并进行提升,与基础连接。
5. 支撑加固:根据实际情况,进行拱肋的支撑加固,确保施工过程的稳定性。
6. 混凝土浇筑:对拱肋进行混凝土浇筑,形成钢管混凝土结构。
7. 桥面铺设:进行桥面的铺设和防护层的施工。
8. 收尾工作:进行桥梁的检测验收和环境整治。
钢管混凝土拱桥施工方法钢管混凝土拱桥施工,听上去高大上,其实里面有不少小故事。
大家都知道,拱桥可是个美丽的东西,像是给大地穿上了一条优雅的腰带。
每当我走过那些雄伟的拱桥,心里就忍不住感叹,这真是工程师的杰作呀!说到施工,真是门大学问,有时候就像是烹饪,得把各种材料搭配得恰到好处。
咱们得说说钢管。
这个东西可不是随随便便的铁管子,钢管的强度那是杠杠的,能扛得住大风大浪。
不过,咱们也不能只靠钢管,要有混凝土的陪衬。
混凝土就像桥的“肌肉”,把钢管的骨架包裹得严严实实,形成了一个稳稳的整体。
施工的时候,工人们可得小心翼翼,像是在处理一块精美的艺术品。
想象一下,一块块混凝土被巧妙地浇筑在钢管上,慢慢地,它们融为一体,仿佛在进行一场华丽的舞蹈。
咱们得谈谈拱的形状。
拱桥之所以美,关键在于它的拱形结构,像弯弯的月亮,令人神往。
施工时,工人们会用钢管搭起一个“骨架”,然后再慢慢往上加混凝土。
这个过程,就像是在搭建乐高,得一层一层地往上叠,绝不能急功近利,得耐心点儿。
别看这些工人个个都是粗犷汉子,手上可是很有讲究的,像是在雕刻细致的艺术品一样。
再说说技术,施工可得讲究科学。
拱的设计需要考虑到力学原理,这就像是做数学题,不能算错。
工人们要仔细测量,确保每一根钢管的位置都精准无误。
每一次焊接、每一滴混凝土,都关系到整个桥的安全。
真是一不小心,就可能“功亏一篑”,那可是要得不偿失的。
很多时候,工人们还要在高温、低温等恶劣天气下作业,真是辛苦不已,恨不得能多一双手。
施工现场总是热火朝天,工人们像是蚂蚁一样忙碌。
偶尔,大家还会开开玩笑,互相打打气,毕竟,劳动也得有乐趣,不然真会累得像条死狗。
想想那一筐筐的混凝土,咕咕噜噜地送来,就像是大自然的馈赠。
每当看到一段段桥身逐渐成型,心里就像是吃了蜜一样甜。
咱们还得提到安全。
施工可不是开玩笑的,工人们在高处作业,就像是在走钢丝,得小心翼翼。
他们需要系好安全带,确保自己稳稳当当地不掉下去。
钢管混凝土拱桥施工技术浅述1.大跨度上承式钢管混凝土拱桥的施工过程大跨径上承式钢管混凝土拱桥,一般采用无支架施工法,即先用缆索吊装系统分段吊装空钢管拱肋,待全部吊装完毕后进行各段的固结,然后以钢管作为劲性骨架灌注管内混凝土,等到整个钢管混凝土拱圈成形且管内混凝土达到一定强度后,即可安装拱上立柱及横梁及,在横梁上安装桥道系,最后进行桥面铺装。
大跨径上承式钢管混凝土拱桥施工的主要工序如下:(1)在工厂以1:1的比例进行拱肋放样,并进行钢管拱架大样制作(考虑预拱度),拼装钢管拱架,并对完成组拼钢管拱肋暴露部位及其它型钢进行喷锌或喷铝等构件防锈处理。
(2)拱座施工。
拱座施工时,应结合“主拱圈拱脚铰接头设计图”预埋主管节段、钢板、钢筋等连接构件,并要求预埋件定位准确。
同时注意预埋交界墩钢筋。
(3)在桥位处利用两岸架设缆索吊装系统,两条拱肋交错悬臂架设。
根据吊重能力将空钢管拱助分几段架设。
各段钢管架的吊运,根据现场地形条件可分别采取现场预制拼装架设及工厂加工、现场吊装的方法施工。
为确保安全,每段接头处两拱肋间安装临时钢析架横梁,组成多层框架体系。
(4)安装X撑、K型撑的劲性钢骨架及其它临时横撑。
(5)在拱肋的控制截面上贴电阻片,并安装变位观测标记,供施工控制中观测应力、变形用。
(6)拱肋钢管混凝土浇灌。
对于钢管混凝土结构来说,钢管就是很好的模板,既经济又安全。
但是,对管内混凝土的浇灌质量,无法直观检查,为保证浇灌质量必须依靠严密的施工组织、明确的岗位责任制。
對不密实部位可采用钻孔压浆法进行补强,然后钻孔补焊封固。
(7)拱上结构和桥面系的安装。
拱肋混凝土浇灌完毕且达到一定强度后可安装立柱、横梁,然后进行桥面系施工。
(8)进行全桥钢结构的防腐涂装维护。
2. 施工前的工程控制桥梁工程控制一般由施工前的控制和施工中的控制两大部分组成。
对于钢管混凝上拱桥而言,施工前的控制主要指的是:大跨度钢管混凝土拱桥拱肋型式的选择、预拱度的计算和设置、主拱圈标高及线型的计算。
上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥拱肋竖向转体施工技术摘要: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。
关键词: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。
对于已经焊完的焊缝,应根据要求及时组织探伤检测,发现问题及早处理。
焊工应具有相应的施工经验并加强岗前培训,随着拼装进行,拱肋加高,应及时连接刚性支撑和拉索防止结构失稳及产生过大的结构变形。
同时,塔吊增高并适时的与拱肋固结。
由于拼装过程中拱肋的结构体系与合龙后不同,其结构变形情况自然不同。
拼装过程中的拱肋变形受到以下几个方面的因素影响:(1)结构自重(2)温度(3)浪风张力(4)塔吊与拱肋连接杆重力(5)塔吊晃动产生的横向力要保证拱肋转体合龙后线形符合设计要求,在拱肋的竖拼过程中就必须考虑到这些因素的影响,使之变形与合龙后的变形有个对应关系,这就要求及时做好拱肋拼装过程的监测监控。
拱铰处有直径750mm和600mm的腹钢管,内灌微膨胀混凝土,为增加其在竖拼过程中的承载能力,这些构件安装完毕并形成三角形后即灌注混凝土,混凝土的灌注参考拱肋内填混凝土的灌注方法。
3拱肋转体钢管拱肋拼装完成之后,利用安装拱肋背部的扣索和前侧的牵引索,采用连续张拉千斤顶收放方式使其逐渐转体至合龙位置。
两岸千斤顶支架分别锚固于2号墩、5号台。
本桥转体重量2200t,转体角度65度,转体收放索长180余米。
3.1转体系统组成3.1.1千斤顶系统千斤顶系统是成功实施拱肋转体的关键,要求采用的千斤顶具有可收可放、连续收放、同步精度高、安全可靠的特点。
本桥采用以电液比例作为控制系统的TX系列千斤顶,可以提升和也可以下放。
它有以下三个子系统:(1)连续提升油缸①提升油缸主要的使用方式:间歇式提升;②特殊作业方式:连续式提升;③模块化设计:在设计时,考虑了连续提升的工作方式,提升油缸采用模块化设计;④模块化组合:将两台进行组合使用,实现提升油缸的连续工作;(2)液压泵站①作为提升设备的动力驱动部分,液压泵站的性能及其可靠性对提升系统的性能影响极大,主要有两种流量规格:40L/min及80L/min(单路与双路系统);②先进的电液比例控制技术,使用此技术,能够在控制系统中实现闭环反馈控制,实现真正的自动控制与调节。
其使用的电液比例调速阀,直接接受计算机脉宽调制信号(PWM)。
使得系统的响应速度快,同步控制精度高,在提升中降低附加载荷;③在现有的液压系统中,专门设计了对每台油缸的载荷保护,这样可以使整体提升更加可靠安全;④清晰的模块结构化设计,远程可控性和实时性;⑤现有的液压泵站中,关键的液压元件,如泵、比例阀等均采用德国产品,这极大地提高了液压系统的可靠性;⑧双泵、双主回路和双比例阀系统具有实现连续提升或下降及大流量驱动,提升速度快的特点,可达16m/min。
(3)计算机控制系统采用自主研发的控制软件,控制精度高,同步精度控制在±1mm以内。
用于本桥的千斤顶每岸共12套,计TX-350-J型8台,TX-200-J-A型4台。
3.1.2索具系统索具均采用Ф15.2mm低松弛高强预应力钢绞线,标准强度1860MPa。
根据设计图纸给出的各种索在转体过程中最大索力及束数情况所配置的钢束如表1示。
表1索具配束情况名称扣索1扣索2 牵引索最大索力(KN) 12900 6290 6000束数 6 4 2每束根数25Ф15.216Ф15.230Ф15.2单根钢绞线长度(m)200 160 5003.1.3拉索与拱肋连接系统转体过程当中,钢绞线与拱肋之间的夹角是不断变化的,因此其连接方式应以铰接形式3.1.4地锚系统整个转体过程当中,地锚要受到大约2000t的水平拉力,根据设计图纸的建议,地锚即利用经过检算合格两岸的2号桥墩和5号桥台。
转体过程中产生的水平及竖向反力均由千斤顶支架传递给这两个墩台。
3.1.5其它系统位于千斤顶后端用于收放钢绞线的卷线架及卷线轮。
3.2转体前的准备3.2.1设备安装及其调试(1)设备(油缸、液压泵站和控制系统)安装(2)设备调试及试验A、试验回路:液压加载B、试验项目:①空载试验:功能检验、空载压力测定、油缸泄漏检测②负载试验:满负载试验、耐久性试验、同步试验、耐压试验③应急试验:油管破裂、手动误操作、抗电磁干扰、断电安全性3.2.2转体前整体检查(1)液压提升系统检查:油缸、液压泵站、控制系统(2)提升支撑结构的检查:检查地锚及油缸支架、检查钢绞线及与拱肋的连接件3.2.3设备保障(1)油缸保障A、在钢绞线承重系统中增设了多道锚具;B、提升油缸采用模块设计,一旦使用中出现故障,能够及时更换;C、提升油缸采用新型的锚片结构,提高了锚具系统工作的可靠性;D、每台提升油缸上装有液压锁,防止失速下降;即使油管破裂,重物也不会下坠;E、每台提升油缸安装限压和限速装置,防止负载超限和失速下降。
(2)液压泵站保障A、液压泵站中设置安全阀,限制各点的最高负载,确保结构安全;B、在提升油缸中安装特定压力限制阀,限制每台油缸的负载;C、主要液压元件使用进口元件,可靠性高。
(3)控制系统保障A、液压和电控系统采用联锁设计,以保证提升系统不会出现由于误操作带来的不良后果;B、控制系统具有异常自动停机、断电保护等功能;C、控制系统采用容错设计,具有较强抗干扰能力。
3.2.4应急预案(1)关于设备的应急措施与预案A、一旦设备出现故障,需要及时进行更换或维修。
B、对各种传感器、控制电缆、计算机主控柜和提升油缸,都必须有备用设备,一旦出现故障,及时进行更换。
C、对于液压泵站,常用的密封件、电磁阀、泵等部件,一旦出现故障,需要及时进行维修或更换。
(2)关于控制方案的应急措施与预案编制位置跟踪、负载跟踪等多套控制方案,根据需要选定控制方案。
(3)关于外界环境的应急措施与预案密切关注天气预报,做好防雨、防风措施3.3转体3.3.1试转体正式转体之前,为检验转体系统的运行正常,先试转一次。
转体角度按1~3度进行。
3.3.2正式转体经过试转体,确定转体系统运行正常后,在天气正常的情况下即可正式转体。
转体分为两个过程,即分界点前和分界点后,分界点前必须依靠牵引索才能转体,分界点后理论上不再需要牵引索内力即可转体。
在超过分界点之后,转体要慢,防止过快产生拱肋突然“磕头”引起冲击。
转体中需根据每道扣索的索力随转动角度的不同变化对各个点的千斤顶进行同步控制,以保证结构安全。
拱肋竖转开始时先通过牵引索克服拱肋重量偏心,待拱肋向上竖转至重心与转轴成垂线时,牵引索索力变为0后拱肋开始向下竖转,牵引索退出工作但不拆除,直至转体重心下降到一定位置,以防止转体结构反弹。
拱肋重量由扣索承受,通过扣索的下放,拱肋不断向下竖转,期间扣索的索力随竖转角度的不同而变化,直至竖转到位,按同样步骤施工另一岸拱肋劲性骨架。
转体过程中应做好监测监控工作,每5~8度提取一次索力值与理论计算值进行比较,另外,对于千斤顶支架的内力及变形、地锚(2号墩、5号台)的变形情况应随时监测。
转体至跨中离合龙标高20~40cm时停止转体,待调整好两个半跨的跨中标高至统一高程时同时继续转体至合龙。
合龙后先由施工人员锁定跨中临时连接构件,然后按照图纸要求焊接合龙截面。
3.4拆除当拱肋合龙焊接完毕,徐徐放松扣索,直至拆除,完成拱肋的转体施工。
4 结束语根据对实施过程的分析,本工程所采用的竖向转体施工工艺最大限度的发挥了其特点,使桥梁按期、保质保量、安全的完工,且工程造价低,经济效益和社会效益明显。
由于竖向转体施工工艺在铁路桥梁施工中属新工艺,在此次的施工中遇到很多问题并得到相应的解决,这为同类工程实施这种新工艺积累了一定的经验和数据。