斜拉桥施工动画短视频运营

什么是斜拉桥

斜拉桥(cable-stayedbridge)又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

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斜拉桥是一种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受。梁除了支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。

斜拉桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。

斜拉桥的建模:

斜拉桥结构在力学上属高次超静定结构,是所有桥型中受力最为复杂的一种结构。由于斜拉索索力的不同和施工方法的不同,其最终的成桥受力状态会出现明显不同。

因此,在斜拉桥结构的受力分析中,首要任务即是确定合理的成桥状态合理,以使得成桥结构受力均匀,进而确定合理的施工状态。

以上内容参考:百度百科-斜拉桥

斜拉桥施工技术方法

斜拉桥施工技术方法

斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。下面是我为大家整理的斜拉桥施工技术方法,欢迎大家阅读浏览。

一、斜拉桥类型与组成

1、斜拉桥类型:预应力混凝土斜拉桥、钢斜拉桥、钢-混凝土叠合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥、吊拉斜拉桥

2、斜拉桥组成:索塔、钢索、主梁

二、施工技术要点

1、索塔施工的技术要求和注意事项

索塔施工方法选择因素:结构、体形、材料、施工设备、设计要求综合考虑

裸塔施工宜用爬模法,横梁较多的高塔,宜采用劲性骨架挂模提升法

斜拉桥施工时,应避免塔梁交叉施工干扰

倾斜式索塔施工时,必须对各施工阶段索塔的强度和变形进行计算,应分高度设置横撑,使其线形、应力、倾斜度满足设计要求并保证施工安全

索塔横梁施工时根据其结构、重量及支撑高度,设置可靠的模板和支撑系统;要考虑弹性和非弹性变形、支承下沉、温差及日照的影响,必要时,应设支承千斤顶调控,体积过大的横梁可分两次浇筑

索塔混凝土现浇,应选用输送泵施工

避免上部塔体施工时对下部塔体表面的污染

索塔施工必须制定整体和局部的安全措施

2、主梁施工技术要求和注意事项

(1)斜拉桥主梁施工方法:

施工方法与梁式桥基本相同,分为顶推法、平转法、支架法、悬臂法(最常用的施工方法);悬臂法分为悬臂浇筑法、悬臂拼装法

悬臂浇筑法,在塔柱两侧用挂篮对称逐段浇筑主梁混凝土

悬臂拼装法,是先在塔柱区浇筑一段旋转起吊设备的起始梁段,然后用适宜的起吊设备从塔柱两侧依次对称拼装梁体节段

(2)混凝土主梁施工方法

斜拉桥的零号段是梁的起始段,一般都是在支架和托架上浇筑,支架和托架的变形将直接影响主梁的施工质量,在零号段浇筑前,应消除支架的温度变形、弹性变形、非弹性变形、支承变形

当设计采用非塔、梁固结形式时,施工时必须采用塔、梁临时固结措施

采用挂篮浇筑主梁时,挂篮设计和主梁浇筑应考虑风振的刚度要求;挂篮制成后应进行检验、试拼、整体组装检验、预压,同时测定悬臂梁及挂篮的弹性挠度、调整高程性能及其他技术性能

主梁采用悬拼法施工时,预制梁段宜选用长线台座或多段联合台座,每联宜多于5段,各端面要啮合密贴,不得随意修补

为防止合龙梁段施工出现的裂缝,在梁上下底板或两肋的端部预埋临时连接钢构件,或设置临时纵向预应力索,或用千斤顶调节合龙口的应力和合龙口长度,并应不间断的观测合龙前数日的昼夜环境温度场变化与合龙高程及合龙口长度变化的关系,确定适宜的.合龙时间和合龙程序

(3)钢主梁施工方法

应进行钢梁的连日温度变形观测对照,确定适宜的合龙温度及实施程序,并应满足钢梁安装就位时高强螺栓定位所需的时间

三、斜拉桥施工监测

1、施工过程中,必须对主梁各个施工阶段的拉索索力、主梁标高、塔梁内力以及索塔位移量等进行监测

2、监测数据应及时将有关数据反馈给设计等单位,以便分析确定下一施工阶段的拉索张拉量和主梁线形、高程及索塔位移控制量值等,直至合龙

3、施工监测主要内容:

变形:主梁线形、高程、轴线偏差、索塔的水平位移

应力:拉索索力、支座反力以及梁、塔应力在施工过程中的变化

温度:温度场及指定测量时间塔、梁、索的变化

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浅谈斜拉桥施工技术?

关键词:道路桥梁斜拉桥施工技术

目前我国斜拉桥的建设已经有独塔、双塔和多塔式等所有的结构形式,其施工的难点和重点就在于塔索和主梁上,具体施工方法要根据不同的桥梁工程中各自不同的材质选择而决定。

一、工程设计概况和设计特点

1.工程设计概况

南京市六合新城龙池路跨滁河大桥及连接线工程位于南京市六合区,交通便利,为方便业主出行,遂在已建桥梁两侧再各修建一条临时便道与主变道连接。该桥梁西起金穗大道,东至规划西陈路,工程道路全长为1100米(其中龙池路跨滁河大桥桥梁长度为661米、毛营河桥梁长度为20米、其余为连接线),道路宽度为40米。

其主桥采用独拱塔双索面斜拉桥,主跨跨度100m、塔高自桥面以上为66m,采用椭圆型钢箱混凝土塔柱空间双索面斜拉桥,墩塔梁固结体系。100m跨索距采用5m,85m跨索距采用4m。单个截面横桥向宽度为3m,纵桥向宽度塔顶为4.5m、桥面处为6.5m、承台顶为7m。

2.设计特点

由于斜拉桥的中塔、梁、索等方面在结构设计上的变化和组合形式都是多样的,基于通航、美观和地域象征上的考虑,六合新城龙池路跨滁河大桥采用了斜拉桥方案,设计在构件尺寸、形式选择和组合上包含下述特征:第一,采用大直径钻孔桩和大体积承台;第二,全预应力混凝土结构;第三,断面主梁和宽跨比较大致塔柱横梁斜度较大等。

上述设计特点对施工技术提出了较高的要求,与国内已建成的斜拉桥相比,由于该工程的混凝土主梁宽度和塔柱斜度都很大,我们在施工中除了合理应用高性能混凝土和预应力施工技术外,还主要应用了牵索挂篮悬浇等施工技术,在基础施工中拥有了有效控制成本和施工速度的特有施工方法。

二、施工场地、主要生产设施布置及施工的重点、难点

1.施工场地及主要生产设施的布置

本工程大桥为东西走向。为了方便施工、集中管理,共设2处集中施工场地,即河道两侧各一处,即项目经理部建在河道西侧,寺庙南侧,内设办公室,会议室,试验室,管理人员宿舍等。另一侧为生产区,该区还依次布置了零星材料和工具仓库、交通码头、起重运输码头、钢结构加工车间、砂及碎石堆场、水泥仓库、混凝土搅拌站,为施工做好了提前准备。施工用水通过接入自来水管网解决。

2.施工中的重点和难点

2.1钻孔桩施工

主墩桩基直径2m,孔深约70m,属大直径深孔桩基;根据地勘报告显示,桩底附近层有中风化岩层,增加成孔难度。且在河道内,根据整体工期安排,桩基施工处在汛期,河内水位高,对围堰要求也高。

2.2承台开挖施工

9#、10#桥墩承台开挖在河中,且开挖深度深,10#墩开挖深度达到13m。10#主墩承台为大体积混凝土施工,其施工组织和温度、变形裂缝控制难度大。

2.3现浇施工

主桥主跨采用悬浇施工,全断面挂篮模板的设计难度大。副跨在鱼塘正上方,采用现浇施工需对支架体系进行单独设计。

2.4施工监控

由于本桥采用椭圆形钢箱混凝土塔柱空间双索面斜拉桥体系,结构自重对桥梁内力影响极大,因此,梁体混凝土浇筑方量需进行严格的控制。

三、施工技术措施

1.桩基施工

本桥桩基总数为184颗,所有桩基混凝土设计强度均为C30。该区图纸以粉质粘土和砂石层为主,给钻孔桩施工带来一定的难度,结合工期考虑,选用成孔快、护壁好的环保型旋挖钻机作业。严格按照施工工艺流程进行护筒埋设和泥浆拌制,随时观察土层的变化以及天气变化,并保持钻孔施工中的连续性,不得中途停顿,交接班时也要做好相应的施工状况和进度记录。一旦施工中出现断桩,要及时采取有效可行且经济实用的方法进行基桩增加或用冲击钻进行复原处理等措施。

2.桥台、承台施工

全桥桥台共2个,承台32个,均采用C30混凝土浇筑,共计8238m3。为了更好的止水,采用的是拉森钢板桩沿河从上到下依次打桩的施工方法,降水之后采用三道钢支撑的垂直开挖法进行坑基开挖。其中该工程中的承台钢筋一定要确保在现场加工并检查合格完毕后,再由汽车吊配合进行绑扎安装,期间要保证预埋钢筋的位置符合设计图纸的准确要求。

在承台模板支护的施工中,为了降低水泥活性,混凝土塌落度须控制在160±20cm,水泥用量控制在300kg/m3以内,为延缓水化热的时间,混凝土初凝时间不小于12小时,其具体的配比由试验室确定。同时为了不引发大体积承台混凝土出现裂缝,混凝土施工的温度也要严格控制。其本身的内外温差不得大于25℃,混凝土的表面与外部环境的温差值也控制在这一范围内,最后的养护阶段,温度不得低于10℃。对不符合施工要求的温差范围,一定要采取有效措施进行处理,否则不予进行施工。

3.主梁主塔和施工

本工程桥梁段661m,主桥主跨采用挂篮悬浇施工方法,浇注节段长5m,节段数量15节。设计建议方案为采用前支点牵索挂篮施工,且单侧挂篮重量不得超过800KN。副跨进行现浇施工,施工顺序为先塔柱施工到梁底时进行0#块施工。主梁0#块采用钢管、贝雷架作支撑立模现浇。外模采用钢模,为了减少模板的耗损,其钢模设计最好便于拆除,最好能与1#块及标准号块模板通用。同时,主梁在悬臂施工过程中,节段线型控制通过监测手段来实施及调整。

主塔为椭圆形钢箱混凝土结构,桥面往下部分分为上下两层,上层共66m分14节进行浇筑,应用的施工的主要机械设备有塔吊、汽车泵、拖泵等。塔吊最大吊重为16t。塔柱施工采用分层形式进行,下塔柱水平分层一次浇筑成型。需要特别注意的是,在主塔的混凝土浇筑过程中,一旦出现大风和雷雨等的极端天气,要立刻停工,如实在工期紧张,则应采取必要的安全措施。

4.斜拉锁施工

斜拉索施工主要包括施工前准备工作、斜拉索运输、斜拉索吊装上桥、桥面展索、挂索、张拉、索力检测、索力调整及减振装置安装等工序。本桥拉索安装利用塔吊、卷扬机、探杆、软牵引设备、千斤顶和桥面汽车吊等完成。由于其施工作业面长、危险性大等特点,施工人员一定要掌握相应的技术规范要求,做到文明施工。

5.墩柱施工

墩柱采用常规支架模板法施工。墩身砼一次灌注成型,砼施工采用商品拌合站集中生产,砼输送泵施工的方法,模板用吊车安装。

结束语

众所周知,斜拉桥亦称牵索桥、斜缆桥或斜张桥等,在我国的桥梁建设中较为常见,已经成为当代桥梁世界里的一颗新星,能够有效地利用结构材料和较好的适应大跨径桥梁的一种新型桥梁。通过本工程建设案例的分析及施工技术的尝试摸索,希望为同类桥梁结构的设计和施工技术水平的提高,以及安全施工和结构改进提供科学依据和可供实践的有益参考,如有不到之处,还请同行们加以指正。

斜拉桥的特点

斜拉桥的特点是桥梁跨度较大,有利于跨越很宽的障碍物,造型美观。桥体可调整主梁内力,使内力分布均匀合理,且能将主梁做成等截面梁,便于制造和安装。斜拉索的水平拉力相当于对混凝土梁施加的预压力,有助于提高梁的抗裂性能,并充分发挥高强材料的特性。桥梁的竖向刚度和抗扭刚度较强,抗风稳定性要好,且便于采用悬臂法施工和架设,施工安全可靠。

斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座,其中有52座跨径大于200米。20世纪80年代末,我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上,1991年建成了成都南浦大桥,开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。

斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。

经验交流:预应力斜拉桥桥墩上部结构施工技术

摘要:预应力斜拉桥在目前桥梁建设中虽属常见,但其施工具备不同特性。本人曾参与施工的沈阳市富民桥属主桥为双折线塔单索面的预应力混凝土斜拉桥,就该桥5#墩上部结构的施工,谈些粗浅的见解。

关键词:预应力施工管理

一、概述

沈阳富民斜拉桥工程由主桥、两岸引桥、两岸引道及其附属工程组成,主桥主塔墩为4、5#,边墩为3、6#墩;两岸引桥分别为0#墩-2#台、7#墩-9#台。

主桥为折线型双塔独柱式单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径为89+242+89m,主梁采用抗风性能很好的近似三角形断面,单箱三室结构。由顶板、底板、斜腹板、竖腹板、悬臂板及横隔板组成。箱梁顶梁32.5m,底宽4.0m,沿桥中线纵断面梁高3.414m,1#块段布置在主墩中跨侧,地段长5.9m,1`#块段布置在主墩边跨侧,块段长5.2m。梁体砼强度等级为C50。4#、5#两个主墩的1#、1`块段均在墩旁组拼的托架上对称进行砼浇筑施工。

梁体块段采用纵、横、竖三向预应力。纵向预应力分钢绞线束及钢丝束两类,其中钢绞线束采用YM自锚式夹片锚及连接器,钢丝束采用DM镦头锚及连接器。纵向预应力束主要以在箱梁逐块段交错张拉锚固后再用连接器进行接长的方式进行布置,只有部分预应力束在1#、1’#块段端部或齿板上直接锚固。纵向预应力束共分7-Φ15、12-Φ15、15-Φ15钢绞线束及48Φ5、36Φ5钢丝束五种类型。横向预应力束采用5-Φ15钢绞线、扁锚布置在箱梁顶板。竖向预应力采用32精轧螺纹钢筋,布置在斜拉索梁端锚固区。

4#、5#两个主墩自1#、1’#块段开始分别设置第一对共4根斜拉索,各墩1#块段侧为2根C1束(PES7-241),1’#块段侧为2根C1’束(PES7-211)。

由于5#墩为塔梁固结、梁墩分离体系,为平衡主塔及主梁施工过程中所产生的非对称荷载,按设计要求,在5#墩主梁1#、1’#地块下各设一组临时支点,每组临时支点由Φ1.1m钢管砼柱组成,底部支承于承台上。每组临时支点顺桥向对称于墩中心14.2m布置,每组临时钢管砼柱横桥向则对称于桥中线1.75m布置,柱内浇注C50砼。

二、5#墩钢管砼临时支点(即墩旁托架)施工

(一)构造及安装方法:

5#墩钢管砼临时支点在墩身南、北侧各设置一组,每组支点由外径Φ1.1m,壁厚δ=12mm钢管砼柱组成,柱内填充C50级砼,钢管柱底部与承台上所设预埋件焊接,柱顶焊接δ=25mm厚钢板,柱顶钢板与支点处梁底预埋钢板间设置2-3层聚四氯乙烯板,以利梁体水平滑动。为增加钢管砼柱刚度及侧向稳定,每组支点钢管柱间需设置上、中部两道横向联结系,每根钢管柱还需设置上、中部两道纵向联结系与墩身预埋件连接。

(二)结构受力体系转换

5#墩主梁0#-2块段施工完毕,也即1#、1’#块段施工前,必须先安装好墩顶抗风支挡并进行支座下板压浆,当水泥浆试件强度达到设计强度的80%及以上后,才可松楔块落下墩身南、北侧主梁施工托架承重贝雷梁,进行1#、1’#块段底、外模拖拉滑移作业,此时墩顶南、北侧型钢组临时支撑暂不能拆除。待1#、1’#地段施工完毕,也即1#、1’#块段完成梁体预应力张拉压浆后,并在挂设第一对余拉索之前,则可将墩顶南、北侧型钢组临时支撑拆除,此时上部结构垂直荷载主要作用于墩顶支座上,而不平衡荷载则由南侧或北侧钢管砼临时支点承担,水平荷载由墩顶布置的抗风支挡承受。

三、主梁砼浇注

(一)砼灌注方法

1、砼灌注前,应对模板、钢筋、预应力管道、斜拉索预埋管、其他预埋件等位置进行详细检查,模板内的杂物应清理干净,并应办理签证手续。

2、砼入模腹板、底板采用活动式橡胶管直接输送到灌注点的办法,为防止砼自由下落与钢筋、管道碰撞发生离析,灌注底板砼时,橡胶管穿过顶板“天窗”,“天窗”按梁体每个空腔1-2个布置,顶板则可移动橡胶管较为方便地进行砼灌注。

3、砼振捣:砼振捣采用内部插入振捣。在灌注底、顶板砼时采用B-50插入式振捣器,在灌注腹板及隔墙时采用B-50及B-30插入式振捣器。

4、砼灌注采用斜向分段,水平分层。底、腹板分层厚度为30cm,顶板结构厚度为16cm-70cm,由于管道密集,纵横交错,宜分两层灌注,以避免管道底部漏振。

5、灌注作业必须连续进行,上下层砼灌注间隔时间宜控制在3h-5h左右。

6、灌注直腹板及隔墙砼时,砼容许在内模的水平板下冒出,其冒出的砼不要过早铲除,需待砼稳定后再作处理。

7、浇注斜腹板砼时,因砼流动会使局部断面超厚应及时加盖反压模板,对多余的砼必须铲除,以免增加梁体块段重量。

8、砼振捣是保证砼质量的关键工序,操作时要遵守规定的灌注顺序及振捣距离,实行分区定人负责和检查,在预应力齿板、斜拉索预埋管处及5#墩墩旁托架顶梁底预埋钢板处,必须采取可靠措施,确保砼灌注质量。

9、浇注顺序

顺桥向:先块段端部,后块段根部接缝处,两侧块段对称浇注。

垂直方向:底板→直腹板、斜腹板→顶板。

横桥向:底板中→直腹板、斜腹板→顶板翼缘→顶板中部

10、砼浇注完毕后应注意

①找平底板及斜腹板面的砼,让内侧模板的反压模板侧面暴露出来,并用铁皮抹子在侧下刮出一条缝隙以利于脱模。

②纵向波纹管均需进行清孔和通孔检查,已安装预应力束的孔道应来回抽动钢束进行检查。

(二)砼养护

砼的养护用沉井内渗水。底板、斜腹板及顶板砼在收浆后2小时左右即砼初凝后,即铺塑料布及用编织袋袋装草垫进行  覆盖保温并洒水养护。养护时间不得少于7天。为防止覆盖物被风刮跑应采取压盖措施。

四、主梁预应力张拉

根据设计要求,梁体混凝土强度必须达到≥85%设计强度即42.5MPa时,才可进行预应力钢束张拉。

张拉顺序为:先纵向,再横向,最后竖向。其中纵向钢束张拉先后顺序为:顶板→竖腹板→底板→斜腹板,同时对称于梁中线向两侧方向每两束同步张拉,张拉一律采用双控法,两端同时张拉;横向束张拉顺序则对称于墩中心向南、北方向逐束进行,采用双控法两端同时张拉;竖向预应力筋横桥向对称于桥中线,在梁顶单端张拉,伸长值与张拉吨位双控。

五、预应力孔道压浆

1、张拉后的预应力束,应检查其记录,确认预应力筋张拉符合要求,方可进行压浆工作。

2、管道压浆所采用水泥,其品种、标号与梁体一致,水灰比不超过0.45。3小时后泌水率不大于2%,稠度宜控制在12-14s。水泥浆强度不低于C40砼。

3、水泥浆中宜掺入减水剂以提高其流动度和减少泌水率,其掺量应通过试验确定,不得掺入氯盐。

4、每次拌制的水泥浆以不超过40分钟使用量为宜。

5、压浆前对钢绞线束须切除锚具外的超长钢绞线,宜用切割机切除。锚具外应留置3-4cm长钢绞线

6、压力水冲洗管道,并以压缩空气清除管道内积水及污物。

7、压浆前应将锚圈与夹片间隙填实,避免冒浆。

8、采用一次压浆方法。孔道压浆压力宜为0.5-0.7MPa,且使另一端冒出浓浆并持压2min。

9、同一孔道的压浆工作应一次完成,不得中途停断,中断时间超过30min时,应及时清洗该孔道已压水泥浆,准备重新压浆。

10、预应力筋张拉完毕后应及时压浆,压浆时应注意观察相邻孔道的串浆情况。若同批张拉的钢束孔道相互串浆时,则应同时进行压浆。若本次不张拉钢束管道,在其临近孔道压浆时串浆,则应在压浆后,对本次不张拉钢束的管道进行清孔,以防堵塞。

11、外溢水泥浆应及时清洗,避免梁体污染

斜拉桥的作用斜拉桥有什么作用

1、能将桥梁的跨径做得很大,减少深水基础的施工难度。

2、竖琴式的塔与斜拉钢索给人以美的享受。

3、给城市增添美好而舒适的交通便利。

4、斜拉桥的建造:

(1)斜拉桥的主要构造是桥台和桥墩、桥面。

(2)在桥台处要进行大规模地开挖土石方,以便埋设斜拉索的地锚,斜拉索的巨大力量产生就靠地锚来支撑;

(4)桥墩和桥塔是悬挂桥面的主要结构,所以桥墩做得很稳固、牢靠。桥墩地下是由很多钻孔灌注桩支撑,桩打入岩石很多米,坚硬的岩石对钢筋混凝土桩起了支撑和嵌固作用。群桩顶面是一个大的承台,将各桩头连成总体,然后再在承台上建桥墩;

(5)桥墩建到设计标高位置,就开始建桥塔。桥塔很高,因为要考虑桥塔上挂斜拉索;

(6)建桥面,桥面是从桥墩开始对称向两边一截一截拼上去的,拼一截就拉一对斜拉索至拼完,桥面就贯通了。

番禺大桥斜拉桥施工?

下面是中达咨询给大家带来关于番禺大桥斜拉桥施工的相关内容,以供参考。

1.设计概况及技术特点

1.1设计概况

番禺大桥是连接广州市与番禺市上主干道跨越珠江的一座特大型桥梁,位于洛溪大桥下游3.9km处。由于番禺、顺德、中山、江门、珠海等地往来广州的车辆日益增多,番禺大桥的建成将有效地缓解洛溪大桥交通压力。

大桥全长3467m,主桥为双塔空间从而密索飘浮体系斜拉桥,全预应力混凝土结构。主跨380m,桥跨组合为70+91+380+91+70m,主梁为边主梁DP断面,宽达37.7m,桥面设8车道和人行道;通航净高34m,主塔为倒Y形,塔高自承台面起计140.3m;拉索采用HDPE热挤护套防护的平行钢丝束,共244报,塔上标准索距1.3m,梁上标准索距6m。辅助墩双边墩为空心薄壁柔件墩,既充当拉力墩,又作为抗纵向水平推力墩。主塔基础采用。3.om直径钻孔灌注桩和大体积实体承台,对应每个塔柱有9根桩,一个塔共18根桩,桩身嵌入弱风化泥岩。番高侧82#主墩位于水中,承台尺寸54x23.5x6m;广州侧83#主墩设于岸上,承台尺寸48xl7x6m

1.2技术特点

斜拉桥结构设计上无论塔、梁、索都能有许多变化和组合形式,基于通航、美观和地域象征上的考虑,番周大桥采用了斜拉桥方案,设计在构件尺寸、形式选择和组合上包含卜述特征:

(1)采用th3.om大直径钻孔桩和大体积承台;

(2)全预应力混凝土结构;

(3)宽达37.7m的DP断面主梁,大至37.7/380(接近1/10)的定跨比,相应增大了主塔横梁跨度和承台横向尺寸;

(4)采用倒Y形塔林,由于宽跨比关系,塔柱横向斜度达3:l。

上述设计特点对施工提出了较高的要求,与国内已建的斜拉桥相比,由于混凝土主梁宽度和塔往斜度都是最大的,我们在施工中除合理应用高性能混凝土和预应力施工技术外,还发展了爬模、牵索挂篮悬浇等施工技术;由于基础所采用的钻孔桩直径及承台尺寸也在国内斜拉桥中居于首位,要求合理地组织大型基础施工,我们充分结合桥位处地质水文条件,在基础施工中采用了独具特色的低成本和高速度的施工方案。

2.施工场地及主要生产设施布置

大桥为南北走向,两岸施工场地均布置于大桥东侧,并分为两大功能区:生活区和生产区。考虑常年风向,将生活区布置于生产区的东侧,这样生产区靠近场地西侧大桥位,减短了场内运输距离、在生产区从东向西依次布置了零星材料和工具仓库、交通码头、起重运输码头、钢结构加工车间、砂及碎石堆场、水泥仓库、混凝土搅拌站,番禺岸还在桥东侧设置了水上施工栈桥。施工用砂、碎石、水泥均通过水运到场,依靠皮带机输送上岸;起重码头不设固定起重设备,直接依靠汽车吊或水上浮吊完成起重工作;成品拉索堆场设于大型驳船和辅助墩水上施工钢平台上,共可存放48盘拉索。

南、北岸搅拌站除各设一座50m'/h自动搅拌站外,还各设有4合0.4m小型拌和机,在施工大体积构件时,除工地搅拌站供料外,还依靠商品混凝土供应,其运输距离约15kM。场内混凝土运输由搅拌车、翻斗车、混凝土泵车或拖系完成。

3.施工技术措施

3.1基础工程

主桥跨越珠江水系沥窖水道,该水道为潮汐性河流,历年平均最高水位为黄基2.406m,平均潮差2.906。,设计平均流速0.97m/s,82#墩位处水深10m左右。桥位处基岩为泥砂岩,强度离散性大,为2.3MPa-23MPa,且泥岩具有遇水软化的特点;覆盖层类似番禺大部分地区,为淤泥夹细砂和中粗砂,厚度为10-20m。

斜拉桥边墩及辅助墩中l.sin钻孔桩和承台施工比较常规,采用了不循环旋转钻机和吊箱围堰施工。主墩中3.om桩和大体积承台施工结合规有设备和经验,采用了低成本和高速度的措施:

(l)在护筒方面,采用了预制钢筋混凝土护商,其内径由3.3m,壁厚10cm,护简下沉采用30t振动锤和自制抓泥机孔内抓泥两项措施,对于覆盖层为淤泥夹细砂的地质情况,护筒可下沉到强风化岩面。

(2)成孔综合应用了正循环、反循环、二次成孔等工艺;清孔既应用了并联泥浆泵的正循环清孔方法,也应用了气举反循环的清孔方法。施工中主要技术措施围绕提高钻进速度和防治护筒底穿孔来灵活组织,例如开孔时,用正循环钻进,人岩一定深度后改用反循环钻进;第一次成孔用1.8m钻机钻进后,再次抓促振压护简,第二次成孔用3.0m钻机钻进等。

(3)桩身水下混凝土灌注采用单根30Cm导管泵送坍落度16-20cm的小石子混凝土到漏斗逐斗灌注,以在保证浇筑时间条件下,混凝土能受到冲击振捣,且更容易流过钢筋净距仅4cm的钢筋笼。

(4)82#号墩承台采用了钢板极围堰施工,围堰内支撑直接利用钻孔桩施工平台改造而成,可双向受力。堰外抛砂包,堰内填砂及石粉,然后直接抽干水浇筑垫层混凝土。对于水深10m左右的高桩大承台施工,该方法缩短了钻孔桩施工准备时间,回避了最繁难的水下混凝土封底工作,充分综合了现场的水文地质条件。

(5)83#墩承台基坑开挖维护结构采用了振动下沉预制混凝土护筒的方法,护简直径l.6m,壁厚5cm,用30t振动锤打入地面下6m,护筒顶设置贝雷梁支撑,问时能作为挖掘机走道。开挖采用步步为营的办法,从横向两侧向桥中线逐段推进,分为6m一段,边开挖边利用3m桩和型钢支撑护筒底部,挖到设计标高后立即填砂垫层和浇筑混凝土垫层,再向前挖下一段。该方法在饱和淤泥和细砂地质条件下,开挖深度达6m,而护筒维护结构仅耗用20#混凝土260m’,是相当经济的做法。

3.2主塔及主梁施工

3.2.1施工方法

主塔、主梁采用了现浇个段法施工,上塔除横梁分为两次浇筑外,塔身分为4.5m一个节段施工,施工缝水平,采用水平施工缝虽然增大了模板加工难度,但对大斜度塔往采用泵送混凝土是必要的;上梁除0#、l#块及也跨尾段在支架上浇筑外,其余各节段均在挂篮上采用平衡伸臂法逐段悬浇施工,每节段长度6m,混凝土数量约15om’。对于主梁施工,比较了边跨在支架上提前浇筑,中跨逐段单悬臂现浇施工的方法。基于三个原因而否定了这种方法:

(1)支架费用较高,高于挂篮;

(2)始终是中跨控制主梁的施工工期;

(3)主梁线型需要预先确定,无法象在挂篮上那样可逐段调整。

3.2.2施工工艺设备

主塔施工应用了施工塔吊、施工电梯及混凝土泵三种垂直运输设备。塔吊最大起重量为160KN,为了保证宽桥主塔双主梁施工对塔吊吊装半径的需要及附着安全,塔吊布置于桥中线;同时为尽量利用现有设备,电梯及混凝土泵均采用了二级接力运输方式,尤其是电梯采用了2台直爬电梯代替斜爬电梯,节省了设备投入成本。

主塔塔柱施工模板采用了翻模,翻模由4段高1.5m钢模板组成,每次施工完一节段翻上下面3节,保留最上1节作为接口摸,模板分块考虑了一套模板可以用于下、巾、上各段塔柱。为方便模板安装、钢筋绑扎等基本作业,根据下中上塔柱高度及施工特点,设置了塔柱施工脚手平台:

(1)下塔柱平台直接以土墩承台为基础,采用型钢竹木材料搭设;

(2)中塔柱则采用了自行设计的整体式轻型爬架,这种爬架利用一了架体自身横桥向尺寸和支点来增强架体抗倾覆稳定性,其架体由围绕塔柱的上、下两层水平空间衍架和两层行架间联系格构柱组成。架体四面布置交承牛腿,支承于已浇塔柱预埋件上,架体自重、模板自重及其它施工荷载合力处于支点范围内。架体上根据需要设置了4层水平脚手平台,全部自重22t,可以负担25t施工荷载,满足了大斜往塔往施工的特殊需要,该爬架可带着楼板一起爬升,亦可独立爬升后再提升模板;

(3)上塔柱为全塔唯一直立段,考虑日后往索和安装减振器的需要,采用了简易脚手平台,方法为在已完成塔县预埋了工字钢挑梁,再在挑梁上设踏板。

主塔横梁施工采用了重型支架,支架形式为粱支柱式。支架基础力士塔承台;承重梁采用贝雷梁;立柱则应用了55cm高强预应力混凝土管拉,每六条一组靠柱箍和联结村形成格构柱。选用这种立柱形式避免了钢立柱温升与混凝土塔柱温升有较入差值带来的问题,从而避免了支点的强迫位移现象,这对于保证横梁混凝土不出现早期开裂是重要的。

主梁0#、1#块及边跨尾段施工也采用了梁支柱式重型支架,支架材料同主塔横梁一样。

主梁104个6米长标准节段的悬臂现浇应用牵索挂篮,以保证能有效控制主梁施工内力和标高,该挂篮吸收和发展了国内已有的牵索挂篮技术,在技术上取得了下述成果:

(l)研究设计了一种钢锚箱。该锚箱具有综合的功能,一方面作为拉索在主梁上的锚固槽口;一方面充当拉索与挂篮临时联结结构,实现了空间牵索;同时它还作为梁上斜拉索套筒的定位基座和挂篮顺桥向水平约束,既方便了梁上套筒定位,又能将牵索在挂篮上的水平分力传到已完成的主梁上。

(2)除挂篮自身可升降0.3m外,桥面板顶模及主梁的内侧模亦可升降2.2m。使横梁能与边主梁、桥面板整体浇筑,满足设计对桥面板应力的限制要求,而不防碍挂篮前移。

(3)挂篮宽度超过40m,37.7M宽的节段包含横梁全断面一次浇筑。

边跨合拢段施工时,将边跨挂篮后退4.0M,利用尾段现浇支架纵向接长,再利用吊带将支架悬臂端与主梁悬臂端相连,形成半吊支架,在半吊支架上立摸浇筑合拢段。

中跨合拢段施工利用中跨的一个挂篮完成,先拆除一倒挂篮,另一测挂篮前移,用吊带吊住该挂篮悬臂端后,拆除挂篮后节。该挂篮就成为靠自身C形构和吊带支承于合拢段两边的简支平台,中跨合拢段即可在挂篮上浇筑。

3.2.3施工中稳定、内力及变形的控制措施

采用现浇节段法施工的桥梁,结构体系经过多次转换才形成最终的结构。施工时既要对桥梁结构的每一状态及每一荷载工况的稳定、内力及变形进行控制;又要满足设计对桥架结构最终的几何尺寸和恒载内力状态的要求;同时注意施工结构本身的稳定性、内力和变形。这三者经常是互为联系和保障的。

番禺大桥大斜度塔柱施工。应用了劲性钢骨架、临时拉杆和临时撑杆三种手段作为施工中稳定、内力及变形的控制措施:

(l)劲性钢骨架在上、中、下塔柱中设置,主要用于抵抗当前浇筑节段钢筋和混凝土产生的倾覆力短,由于中塔柱的倾斜度,这种倾覆力短达到了14000kN·M

(2)临时拉杆在下塔往设置,共设置了3道,拉杆材料采用O32冷拉IV级钢筋,在主塔横梁施工完成前,卜塔柱作为悬臂梁受力,设置的拉杆用于控制下塔柱混凝土应力和塔柱变形,横梁施工完成后,横梁与下塔拉形成门形刚架,此时才拆除拉杆。

(3)撑杆在中塔柱设置,共设置了7道,撑杆材料采用贝雷梁及新制桥架组合而成,在中上塔交汇段施工完成前,中塔柱作为悬臂梁受力,设置的撑杆一方面用于控制中塔混凝土应力和塔柱变形,一方面可作为施工塔吊和电梯的附着结构,中上塔交汇段施工完成后,中塔柱形成三角形刚架,此时撑杆仅仅作为塔吊和电梯的附着结构。

塔柱施工完成时临时拉杆、撑杆中最终拉力或顶力需等于塔柱目重的水平分力,保证拆除拉、撑杆时塔柱的横向内力等于一次落架的内力,拉、撑杆安装时拉力或顶力需从塔柱施工完成状态用倒拆法求出。

主梁施工采用塔、梁临时固结措施来将梁体施工过程中的不平衡力矩传给主塔,处于对称悬臂施工过程中的塔、梁、索整体来看为外部静定结构,其倾覆稳定性完全依靠塔柱的强度来保障,所以在此阶段〔边跨合拢前)严格控制施工不平衡荷载和采用多种观测手段(如承台沉降和塔顶偏位)作为主要施工措施,并利用临时抗风缆索来保证抗风稳定性。

主梁施工中内力和变形控制由严格的施工控制工作来保证,对每一悬绕主梁节段,在浇筑前由施工控制小组提供挂篮的空篮立模标高和对应特定混凝土浇筑量的挂篮牵索索力,最初牵索索力到最终牵索索力均按限制的C形钩反力计算,在浇筑过程中,挂篮前端标高上下变化,但浇筑完毕最终牵索后挂篮标高与初牵索后浇筑前挂篮标高是一样的,即混凝土浇筑过程中牵索索力按“主梁标高不变”或“C形钩反力不变”的原则来确定。浇筑的节段达到规定的强度张拉完成主梁预应力后,挂篮下降,牵索转换为直接锚固于混凝土主梁的正式拉索,此时对拉索进行最后一次张拉,该张拉力为经过参数修正按正装倒拆方法计算的张拉力,理论上按此力张拉后就不再需要进行调索。

3.2.4施工中测量及定位方法

施工测量及定位主要制定了三个技术措施:其一是空间形体的主塔现浇节段立模位置放样;其二是主梁节段悬浇施工时挂篮的空间定位;其三是:空间斜拉索锚固套筒在主塔和主梁上的放样和定位措施。

(l)主塔为保证主塔倾斜度偏差不大于1/3000的设计要求,同时尽量做到施工便利,经过精度分析,我们采用了极坐标直接放样方案,通过在工地建立高等级精密三角网,建立强制对中测站,采用高精度全站仪直接放样,既满足了设计要求,又避免了“大顶法”等其它方法的种种不便之处。

(2)塔上套筒国塔上套筒定位要求非常严格,必须在两方面加强处理,一是在主梁0#块上建立精度较三角网更高的轴线控制网;二是将套简定位分解为几个单项,首先精确定位劲性骨架,然后精确计算套筒在骨架套筒定位底座上的位置,用轴线网投点分中,标记在骨架上,同时根据计算在套筒相应位置上作标记,最终套筒定位变为使两标记重合的简单一工作。

(3)主梁施工挂篮及梁上套筒主梁施工时将整个节段测量放样和套筒定位工作合在一起进行、首先将套筒、模板与挂篮固结,再以桥面上轴线网作为控制基础,用千斤顶对挂篮进行前后推拉、左右挤项、上下升降作为调整手段准确定位挂篮,亦同时完成了对挂篮上模板及套筒的定位,使工作程序减少而整体控制效果亦达到要求。

3.3拉索安装

拉索安装工作与采用的牵索挂篮施工方法相适应,拉索通过卷扬机从桥底向桥面拖拉,先在桥面放盘,然后拉索锚固端先与放在桥面的牵索钢锚箱连接好,牵索钢锚箱再通过高强螺栓与挂篮相连接。最后索的张拉端再通过卷扬机提升和千斤顶牵引连接到主塔上。

本桥拉索安装利用塔吊、卷扬机、探杆、软牵引设备及桥面汽车吊完成,与国内已有的平面索牵索挂篮挂索方法比较,因拉索与挂篮临时连接方法不同,拉索锚固端与挂篮连接时,不需要借助千斤顶设备及接长螺杆,而是转换为钢锚箱用高强螺栓与挂篮连接。

拉索初期作为挂篮牵索使用,它能将浇筑的部分混凝土重量直接传给主塔,减轻挂篮及已完成索、梁结构的负担,将施工过程中主梁负弯矩控制在许可范围内。拆除锚箱与挂篮连接螺栓后,拉索才转换为梁、塔之间正式斜拉索。

4.加快进度的施工组织措施

番禺大桥斜拉桥为现浇的预应力混凝土结构,混凝土总的工程量见下表:本桥设计上是一个长工期的方案,但甲方对本桥要求的工期非常紧迫,因此施工方案和施工组织要考虑总的进度要求,争取工期的办法除要求混凝土早强外;还需要考虑增多工作面,尽量开展一些可能的平行作业。由于本桥大尺寸、大体积构件较多,片面要求混凝土早强易带来水化热的副作用,所以本桥施工时比较重视施工中平行作业组织,具体采取了以下措施:

(1)水上主塔基础施工时,3.0m钻孔桩施工与钢板桩围堰平行作业,采用将钻孔桩平台改造为围堰内支撑的技术措施为这种平行作业提供了可能性,实际施工时,围堰与钻孔桩几乎同期完成,争取了大量时间。

(2)岸上主塔基坑围护结构施工与3.0M钻孔桩平行作业,在3.0m钻孔桩完成部分后,即进行护简预制、沉放工作、钻孔桩完成后,基坑即可开挖。

(3)3.0m桩质量事故处理与承台施工平行作业,在对水上3.0m桩补强措施充分论证肯定的条件下,一方面进行3.0m桩抽芯及缺陷部位的压装修补,一方面浇筑承台,在承台上对应缺陷桩位处预留后浇部分,补桩验收通过后,再浇筑承台上预留部分,使得承台施工未因桩身补强而拖延。

(4)下塔柱与主塔横梁支架模板工作平行作业,该项只要注意下塔柱施工脚架与横梁支架布置上统筹布局即可实施。

(5)中塔柱施工与主梁0#、l#块支架现浇施工平行作业。

(6)挂篮组拼与拆除主梁0#、l#块支架及主塔横梁管桩支架工作平行作业,这些管桩支架防碍挂蓝在提升位置上拼装,如等待支架拆除后再拼挂篮,将延误15天工期。我们在不妨碍拆除管桩支架的位置搭设了贝雷梁支架,挂篮在贝雷梁支架上拼装,等管桩支架拆除完成后,再依靠贝雷梁支架上的轨道平车顺桥向平移挂篮至垂直提升位置。

(7)塔冠施工与主梁悬浇平行作业。

(8)利用主梁养护期,完成放索及拉索与锚箱连接工作,挂篮走行到位后,即可将锚箱同挂篮相连,节省了挂索时间。在采取上述平行作业措施时必须进行充分准备,除技术措施外还采取了必要的安全管理措施。

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