斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术.pdf

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斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术1 斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术2 斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术3 斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术4 斜拉桥双边混凝土主梁 钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术5
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———文章编号:10094539(2018)08004904・桥梁工程・斜拉桥双边混凝土主粱+钢横梁组合结构下行式牵索挂篮施工技术孙宁宁唐文喜(中铁十七局集团第四工程有限公司重庆401121)“”摘要:广西壮族自治区贵港市青云大桥主桥为(46+88+280+88+46)m的鱼状双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,上部结构设计为双边混凝土主梁+钢横梁+预制桥面板的新型组合结构,边主梁外侧增加了4.5m宽的薄壁翼缘板,带翼缘板的该种组合结构梁体为世界首例,常规的上行式牵索挂篮不能适应本桥悬臂浇筑施工。本文结合青云大桥主桥施工实践,介绍了双边混凝土主梁+钢横梁组合结构悬臂施工的下行式牵索挂篮设计及施工工艺,成功解决了斜拉桥带宽薄翼缘板混凝土边主梁悬臂浇筑施工难题,对今后类似主梁结构桥梁施工提供借鉴。关键词:钢一混组合结构下行式牵索挂篮斜拉桥施工技术中图分类号:U448.27;U445.46文献标识码:BDOI:10.3969/j.issn.1009.4539.2018.08.012ConstructionTechnologyofDescendingCableHangingBasketforCable-stayedBridge而thDouble-sideConcreteMainGirder+SteelBeamCombinedStructureSunNingning,TangWenxi(ChinaRailway“17BureauGroup46EngineeringCo.Ltd.,Chongqing401121,China)Abstract:ThemainbridgeofQingyunBridgeinGuigang.Guangxiadopts“”afish-shapeddouble-tower—doublecableplaneprestressedconcrete—cablestayedbridgewith(46+88+280+88+46)m.Thesuperstructureisdesignedasanewcompositestructurewithbilateralconcretegirder,steelbeamandprefabricatedbridgedeck,and4.5mwide—thinwalledflangeplatesaleaddedontheoutersideofthesidegirder.Thiscompositestructurebeamwithflangeplatesisthefirstoneintheworld,andtheconventionalupwardcablehangingbasket’Cantadapttothecantileverpouringconstructionofthisbridge.CombiningwiththeconstructionpracticeofthemainbridgeofQingyunBridge,thispaperintroducedthedesignandconstructiontechnologyofdownwardcablehangingbasketforcantileverconstructionofbilateralconcretemaingirder+steelbeamcompositestructure,whichsuccessfullysolvedtheconstructionproblemsofthecantileverpouringconstructionfortheconcretesidegirderofthe—cablestayedbridgewith—thinwailedflangeplate.Itcouldbeservedasvaluablereferenceforsimilargirderstructurebridgeconstructioninthefuture.Key—words:steelconcretecompositestructure;descendingtypecablepullinghangingbasket;cablestayedbridge;constructiontechnology1引言斜拉桥是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系,具有受力性能良好、跨…度大、外形美观的优点。随着现代结构计算理论和施工工艺水平的提高,促使主梁结构型式不断变——收稿日期:20180610基金项目:中国铁建股份有限公司科技研究开发计划项目(14.C21)作者简介:孙宁宁(1983一),男,工程师,主要从事桥梁施工与科研工作。化与翻新,更是朝着组合结构的趋势发展。近些年出现的钢一混组合式主梁,即对直接传递拉索水平推力和承受整体荷载的主肋及桥面板采用混凝土∽结构,对仅承受局部荷载的横梁采用钢结构J。该种组合结构主梁斜拉桥将继续保持在中等和大跨度宽桥面斜拉桥领域的优势旧J。双边混凝土主梁+钢横梁组合结构型式有效地减轻了桥梁上部结构的自重,充分发挥了混凝土、钢两种铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2018(081四万方数据・桥梁工程・‘材料的特性引,使得预应力布置更加方便,加快了桥梁施工的速度吲。在进行桥面较宽的斜拉桥主梁型式选‘择时,经济上具有较强的竞争优势6|。2工程概况广西贵港市青云大桥(前期叫西南大桥)主桥“”采用(46+88+280+88+46)m的鱼状双塔双索面预应力混凝土边主梁钢横梁结构斜拉桥,全长548m。主梁共分17个悬浇段,采用等高度带悬臂的矩形双边主梁结构,桥面宽36.5m,连接两侧主“”梁的为工字形钢横梁,间距3.8m,两侧翼缘悬臂长4.5m,钢横梁通过剪力钉及抗拔键与桥面预制板和梁肋(含梗腋)连接共同受力。桥面板采用预制铺设,横桥向分两块,单块重约19t,单根钢横梁最重14.9t;拉索为空间双索面扇形布置,有17种规格斜拉索共136根,采用dosl5.2mm镀锌钢绞线“”索;索塔为鱼状流线弧形造型钢筋混凝土结构,塔柱高(承台顶面至塔顶)102.5m。3工程难点率流状外观造型,大量曲线线形控制要求高。4主梁总体方案0#、1缎采用支架现浇,标准段采用长平台的下行式前支点牵索挂篮进行施工。主梁线形通过调整斜拉索三次张拉索力值的大小和节段立模高程来控制。5施工工艺5.1挂篮设计、拼装、提升、走行5.1.1挂篮设计牵索挂篮按照标准梁段7.6m进行设计,挂篮全长21m,单台重约90t,上下游两侧挂篮采用桁架连接。下行式牵索挂篮见图1。图1下行式牵索挂篮示意5.1.2挂篮拼装3.1技术含量高挂篮拼装场地宽度:超出挂篮平台边缘约3m;目前,斜拉桥混凝土主梁施工所采用的牵索挂场地长度:超出挂篮纵向端头2m。篮大都是通过中支点用c形挂钩实现行走就位,即吊装设备为汽车吊,功率满足挂篮最大构件重斜拉索张拉锚固后,将C形挂钩落在行走滑板上,量起吊要求。Ⅲ行走时挂篮全部重力由C形挂钩承受。青云大—支撑点采用520mm钢板调平,安装位置混桥采用双边混凝土主梁+钢横梁组合结构型式在—凝土基础承载力大于挂篮总重量510t。亚洲是首次(之前世界上仅有2016年7月通车的摩挂篮拼装按照先拼装主纵梁,再调平导轨面,洛哥布里格里格河谷斜拉桥得到应用,但主梁采用同截面导轨高度误差3mm;拼装挂篮平台、走行系方形截面,没有伸出的翼缘板,其采用上行式牵索统、锚固系统、液压系统,最后拼装模板系统。挂篮施工)。由于青云大桥主梁外侧翼缘板结构较一个标准梁段施工需两台独立的挂篮联合作宽薄,无法采用c形挂钩吊挂在已浇主梁顶面走业,通过横向桁架连接左右侧挂篮,增强挂篮整体行旧],该种组合结构主梁需要采用下行式挂篮施工性和稳定性。是世界上首次,没有先例可借鉴。5.1.3挂篮提升3.2安全风险大单榀挂篮采用4组吊绳提升以确保挂篮在提升桥梁跨越的郁江为3000t级通航航道,水域宽过程中平稳,常用钢绞线、穿心式液压泵或连续千斤252m,加上桥址区受台风影响繁多,共经历15次台风。顶提升挂篮。提升前认真检查各吊点夹片是否夹紧3.3施工精度控制要求高钢绞线,防脱压板是否平整压紧各夹片,及时调整各双边主梁悬臂施工共需4台挂篮,上、下游侧挂吊点钢绞线受力一致,提升钢绞线应为平行线不得打篮通过桁架连接。行走时必须精确同步,以免偏绞。提升过程中各角最大不平衡不超过5cm,缓慢稳扭;钢横梁支撑于挂篮上,要求其支撑系统应有二步提升。提升至挂篮走行状态距梁底高度约+10cm次调节功能E9|,对标高控制要求高;索塔应用变曲时暂停提升,测量各角高程是否一致,再缓慢提升挂50钐}道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2078∞fJ万方数据・桥梁工程・““…。让皿,1i..…….,...,施工中研制了索导管轴线测量可调式定位装置,可在….通苎篓兰套擎薹l篡士篓乒譬掣耄兰智登孽索导畚函主放磊过磊;筷蘧:准确找函磊线上妥际锚型圭、I塑竺!篓竺妻,生蝗璺娄兰,李喜竺璺二竺差≤‘…‘…高三磊苫舌;』0羔:磊赢芏嘉萋:。。譬翌耋耄要控竺蚤曼耋鎏垩兰}当量型至孽兽堡≥”≤≤““主]茹毒妥鼻;j袤慕薹≥粤估!黧曼。,亨皇竺茔篮苎三全墨堡婴讲机联薪瑟;丕蓑柔晶蟊函吾蓑蒜挂索,采用索力监控D≯’丝垡鎏堡篓曼要翼笔o挂篮油缸行程,以!硼嘛休1M与粱磊蒜&荔;圣!高萄差磊孚蓁蓁警鼎安全操作。”…蕊蒜;赫赫I-号:~Z1.201淼茹.覆…量2,蓑銎慧栳白企艄措艄措一佰惜戮茹差。磊磊索脱磊磊焉纂㈣。£:篓竺懋激攀毫鼍竺型墨繁;蔷芏誊萎盖柔荞霸主兰茎荔磊篙磊篇淼磊器盐翼畿竺竺篓篓;慧喜慧y侧模板、内蓁蒜器嵩盖茹蒜嚣蔷;茹i需蔷侧顶模、内侧支架和拉筋等构件组成。’”糸眦思从且刚山巩叫批示以灿、队衄寸桃尔。3且万方数据・桥梁工程・5.7浇筑剩余50%混凝土并养护、张拉及压浆光平整后涂刷封闭底漆、中间漆和面漆,面漆颜色索力检测合格后继续正常浇筑梁体混凝土至与桥梁景观面漆颜色一致。100%,浇筑过程中仔细检查模板、齿块加固,加强预5.9.3第3次张拉斜拉索埋件及预应力处混凝土振捣。混凝土收面时使预按监控指令要求在塔端张拉斜拉索,张拉以主埋件平齐,混凝土初凝后拉毛处理,初凝后土工布梁线形控制为主、索力控制为辅。覆盖洒水持续养护不少于7d。斜拉索张拉统一采取塔端张拉。张拉过程中混凝土养护至不低于90%的设计强度及弹模索塔顺桥向两侧的拉索和横桥向对称的拉索须对且龄期不少于7d后,开始梁段预应力张拉,孔道采称同步张拉,同步张拉的不同步索力差值不超出设用真空辅助压浆。计规定值¨“。5.8安装桥面预制板并浇筑湿接缝混凝土5.10挂篮锚固体系转换并走行至下一节段施工桥面预制板使用桥面上的汽车吊吊装作业,使5.10.1模板拆除用强度合适的钢丝绳设置4个吊点,钢丝绳安全系待浇筑梁段混凝土强度达到设计要求后拆除数应不低于3。吊装前认真检查四根钢丝绳及卡环模板。拆除顺序:端模板_内侧模板和底部模板_是否顺畅、均匀受力,确认无误后缓慢试吊5cm,待外侧模板_+外侧模板底部支撑。稳定后再继续缓慢吊装到位。四个角各安排1名工5.10.2挂篮下放、锚固体系转换人把控预制板水平角度和方向,缓慢下落至离桥面本节段梁体完成后,走行系统和锚固系统需要15~20cm高度时停止下落,仔细检查钢筋与钢横从浇筑状态转换成走行状态。步骤为:反滚轮组件梁上剪力钉是否冲突,如有冲突可以用钢管套在剪转换至走行状态一拆除张拉机构一后锚固系统拆力钉上调整角度至合适位置,确保预制板与钢横梁除_挂篮平台下降一后锚固系统转换为前锚固系重叠宽度一致,不得随意切割钢筋。预制板与钢横统走行状态一前锚固系统转换为后锚固系统走行梁之间按设计要求安装橡胶条起减振、堵漏作用,状态一横向连接销轴更换。橡胶条边与钢横梁边平齐、铺设平整。湿接缝使用5.10.3预存下节段桥面预制板及钢横梁至桥面0锻微膨胀混凝土,浇筑前用水充分湿润混凝土接茬挂篮行走至下节段后,中跨无法从梁底直接安装面,使用C50微膨胀混凝土。浇筑时加强预埋件接钢横梁和桥面预制板。因此在本节段施工时预存下缝处振捣和收面,混凝土初凝前拉毛处理,初凝后节段桥面预制板及钢横梁至桥面0锻,再使用桥面吊使用土工布覆盖洒水持续养护。车安装。预制桥面板施工时必须保持边中跨荷载基本5.9斜拉索机构索力转换并进行第3次张拉对称,最大不平衡荷载不超过监控指令要求,以0嘏为5.9.1斜拉索索力转换中心对称布置,以不超过2#悬浇节段范围为宜。牵索系统的功能是挂篮悬浇施工时将斜拉索重复以上工艺流程,循环施工下个节段。蝥彗篓囊蓑量髦罂毫曼?。嘉挚完成后,将斜拉6注意事项索和挂篮分离,实现索力的转换¨1|。“~。甲当梁体预应力孔道压浆完成后,利用挂篮前段(1)索导管测量根据监控指令预偏量放样,所的转换装置对斜拉索进行整体张拉,旋紧工作螺有斜拉索挂设完毕后及时调整索导管位置并固定母,将施工节段的荷载由挂篮前端张拉机构转换到牢固,防止斜拉索在第2、3次张拉时贴住索导管壁拉索锚具上。张拉挂篮前端牵索系统张拉杆,拧紧造成索力损失。索导管锚具螺母密贴锚垫板。然后回缩油顶,使斜(2)主梁施工时必须进行施工控制,即对梁体拉索锚圈锚固在主梁索导管锚垫板上,拆除挂篮牵每一施工阶段的结果进行详细检测分析和验算,以索系统连接叉头,实现斜拉索锚固从挂篮上到边主确定下一施工阶段拉索张拉量值和主梁线形、高程梁梁体的体系转换。及索塔位移控制量值,周而复始直至合龙成桥。5.9.2切除梁底止推反力座(3)桥面板单元之间的接缝混凝土配合比应尽专业气焊工使用气割切除梁底的止推反力座,量控制水泥用量,以减少混凝土的收缩徐变。切除后使用砂轮角磨机将梁底止推预埋板打磨抛(下转第63页)52铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNO£-OGy2D18f08J万方数据・桥梁工程・则单个橡胶垫承受的压力为:[3]孙全胜,王世杰,孙永存,等.水平转体独塔单索面斜一一2250—‘0002^_D.—拉桥静载试验研究[J].公路,2008(1):8388.P一1102x“”“‘572一4[4]国家标准管理组.钢结构设计规范:GB—500172014所以,选用的橡胶垫抗压性能应大于3.6MPa,[s]・北京:中国建筑出版社,2014.橡胶垫承载能力才能够满足要求[8-10]。[5]赵少汴・单轴载荷下的无限寿命疲劳设计方法与设计—数据[J].机械设计,1999(9):48.5结论[6]武春廷,贾晓弟.含裂纹构件无限寿命设计可靠度计(I)仅靠在短臂端配重无法满足转体平衡条件—一一算方法[J]・工业建筑,2005,35(S1):225228・下的转体施工可在短臂端增加配重使两端平衡转体,‘[71擘W.Hi譬T,?g.uchi。-I.s.himaeM:.吼.a1.D.GC.R6.m也可在长臂端合适的位置处设置转体前支撑,消化掉=:=:芝lI:):萎篡[cnlm:u:艺:。::::=不平衡转体的重量。两种方法配合使用效果更佳。—Variation。2015(2):1415.(2)设置转体前支撑系统时需根据转体桥梁的Is]徐为民.连续钢箱梁墩顶转体技术研究[D].济南:山支撑位置、不平衡重量等模拟静载与疲劳荷载,对东大学,2013.转体桥梁进行验算。本文给出了实际的详细算法,[9]赵志文.沈阳四环路跨秦沈客专刚构桥水平转体施工可给相似转体结构提供计算思路¨1-t2]。—关键技术[J].铁道建筑,2014(2):1113.参考文献长沙:湖南科技大学,201610.D[]张航.连续梁桥墩顶水平转体施工监控技术研究[].[1]胡素敏.桥梁转体施工方法及发展应用[J].交通世[II]王冠男.石家庄和平路跨铁路钢箱梁转体的数值模拟—界.2008(1):129131.—计算[J].中国市政工程,2014(2):8384.[2]刘立军.寒冷地区隧道保温结构的研究[D].哈尔[12]张勇.石家庄和平路跨京广线钢箱梁转体施工技术滨:哈尔滨工业大学,2011.—[J].城市建设理论研究:电子版,2012(19):2025・(上接第52页)(4)浇筑混凝土前,应检查挂篮锚固、水平限位、吊带等部件。雨雪天或风力超过挂篮设计移动风力时,不得移动挂篮。7结束语青云大桥自2016年8月3日开始主梁悬浇段施工,2017年1月23日边跨合龙,2017年8月10日主跨合龙,平均15d完成一个悬浇节段(7.6m),成功解决了斜拉桥带宽薄翼缘板混凝土边主梁悬臂浇筑施工难题。通过对关键部位和重要工序的严格监测和控制,准确给定和及时调整梁端立模标高,优化施工方案和施工工艺。完工后主梁线形、梁体内应力、桥面标高、斜拉索力、主塔偏移量等参数均符合设计及监控要求。主梁施工过程中未发生安全质量事故,多次接受广西壮族自治区组织的全国人大代表及行业内技术人员的观摩学习,受到高度赞扬。参考文献[1]仇发.双塔双索面斜拉桥施工索力分析与优化[J].—铁道建筑技术,2017(6):2326.铁道建筑技术FIAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY[2]刘士林,梁智涛,侯金龙,等.斜拉桥[M].北京:人民交通出版社,2002:29.[3]高宗余,张强,王应良.组合结构主梁斜拉桥设计进展[J].铁道勘察,2007(S1):50一53.[4]廖慕捷,刘小林.摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥设计与技术特点[J].世界桥梁,2012(4):1-5.[5]李翠霞,张巨生.广西贵港西南大桥主桥设计[J].桥—梁建设,2015(1):103106.[6]胡秋贵,石建华.摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥主梁—设计[J].交通科技,2014(3):3840.“”[7]李俊杰.顶桁架走行系统牵索挂篮在倒八字斜拉桥悬臂主梁施工中的应用研究[J].铁道建筑技术,2016(7):68-71.[8]中铁九桥工程有限公司桥梁机械研究所.贵港市西南大桥挂篮设计[z].九江:中铁九桥工程有限公司,2014.[9]中铁大桥勘测设计院集团有限公司.广西贵港市西南大桥施工图[z].武汉:中铁大桥勘测设计院集团有限公司,2013.[10]刘志峰.斜拉桥混凝土梁端索导管定位方法探讨[J].科技资讯,2013(4):58.[11]胡文俊.重庆忠县长江大桥牵索挂篮施工技术[J].桥—梁建设,2009(1):5255.[12]岑慧,曾海,雷任安.柳州壶西大桥换索施工[J].预应—力技术,2012(4):2124.∞2018J万方数据
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