劉崇亮

(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司,武漢 430050)

宜萬(wàn)鐵路宜昌長(zhǎng)江大橋鋼管拱拼裝和豎轉(zhuǎn)施工技術(shù)

劉崇亮

(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司,武漢 430050)

介紹宜昌長(zhǎng)江大橋主橋兩跨2×275m剛構(gòu)梁鋼管柔性拱先梁后拱的施工技術(shù)。在已施工的剛構(gòu)梁橋面上,在邊跨梁面上設(shè)置一臺(tái)固定式吊機(jī)做提升站,兩主跨梁面上設(shè)鋼管拱拼裝支架;拱肋經(jīng)汽運(yùn)、水運(yùn)至提升站下,由提升站將拱肋節(jié)段提升到梁上,經(jīng)梁面運(yùn)輸車運(yùn)至拼裝位置,而后由梁面走行式龍門吊機(jī)負(fù)責(zé)將拱肋吊裝及組拼成兩個(gè)半跨,千斤頂張拉扣索豎轉(zhuǎn)鋼管拱合龍成拱。對(duì)鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹,對(duì)鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工方案、安裝方法步驟以及同步提升豎轉(zhuǎn)施工控制要點(diǎn)進(jìn)行敘述。

宜萬(wàn)鐵路;鋼管拱橋;豎向轉(zhuǎn)體;施工

1 工程概況

宜昌長(zhǎng)江大橋主橋?yàn)?30m+2×275m+130m雙線PC連續(xù)剛構(gòu)梁鋼管柔性拱結(jié)構(gòu),鋼管拱計(jì)算跨徑264m,矢跨比1/5,矢高52.8m,拱軸線為二次拋物線(拋物線方程Y=-X2/330+0.8X),拱肋弦管采用2m左右的直管折線對(duì)接起拱。拱肋為桁架式全焊鋼管混凝土結(jié)構(gòu),每肋由4根弦管、橫向平聯(lián)板和豎向腹桿組成,弦桿為φ750mm鋼管,腹桿為φ450mm鋼管。每肋弦管橫向中心距1.7m,豎向中心距由拱腳處4.0m漸變到拱頂處3.0m。兩拱肋中心距為12.35m,每跨以11道橫向風(fēng)撐連接,橫撐主管規(guī)格為弦管φ500 mm×12mm,其分為φ350mm×12mm、φ300mm×10 mm、φ200mm×10mm3種規(guī)格。弦管及橫向平聯(lián)板內(nèi)填充C50微膨脹混凝土。

吊桿索為雙根規(guī)格為9φ15.24mm、15φ15.24mm鋼絞線拉索,采用鍍鋅、PE護(hù)套等四重防護(hù)。吊索縱向間距10m,2根一組垂直錨于拱肋和梁內(nèi)橫隔板處。

2 鋼管拱拼裝和豎轉(zhuǎn)施工方案及步驟

由于運(yùn)輸和吊裝的需要,將每個(gè)拱肋分為16個(gè)吊裝節(jié)段(不含預(yù)埋鋼管、合龍段),最長(zhǎng)段長(zhǎng)為22.39m,最重段重617kN。拱腳預(yù)埋段上弦長(zhǎng)4.6m (下弦長(zhǎng)度3.4m),單節(jié)重184kN,共計(jì)8節(jié)在武漢加工;其余64節(jié)段和橫撐均在橋位下游的宜昌市郊區(qū)的臨江坪施工場(chǎng)地內(nèi)加工。拱肋節(jié)段接頭均布置了400mm長(zhǎng)的嵌補(bǔ)段。

鋼管拱安裝方法:在10號(hào)～11號(hào)墩梁面上設(shè)置1臺(tái)固定式吊機(jī)做提升站,加工好的拱肋裝上平板車汽運(yùn)至碼頭,上汽渡船水運(yùn)至提升站下,由提升站將拱肋節(jié)段提升到梁上;在提升站到13號(hào)墩設(shè)置1臺(tái)梁面運(yùn)輸車,負(fù)責(zé)兩跨鋼管拱拱節(jié)段、橫撐節(jié)段等的運(yùn)輸;在2個(gè)主跨上設(shè)置2臺(tái)梁面走行式龍門吊機(jī),負(fù)責(zé)將拱肋吊裝及組拼成兩個(gè)半跨,并負(fù)責(zé)風(fēng)撐起吊安裝;在11、12、13號(hào)墩頂墩中心處設(shè)扣索塔架,利用350t提升千斤頂張拉扣索牽引兩半跨鋼管拱豎轉(zhuǎn)到位并進(jìn)行合龍。兩跨鋼管拱先后施工,逐一豎轉(zhuǎn),先11號(hào)～12號(hào)墩、后12號(hào)～13號(hào)墩。

單跨鋼管拱安裝步驟:(1)主橋剛構(gòu)梁施工期間完成扣索塔架和所有有關(guān)的預(yù)埋件安裝,預(yù)拼提升站、架拱門吊和架拱支架;(2)剛構(gòu)梁合龍后,安裝提升站、梁面運(yùn)輸車、架拱門吊和架拱支架,同時(shí)安裝拱腳處的鉸座;(3)部分架拱支架和梁面運(yùn)輸車、提升站、架拱門吊檢查驗(yàn)收及后兩者試吊合格后,進(jìn)行拱肋節(jié)段及風(fēng)撐的安裝,邊安裝邊調(diào)整線形。拱肋第二段安裝后,按設(shè)計(jì)要求對(duì)第一段鉸軸和腹桿鋼管人工灌注混凝土;(4)繼續(xù)安裝剩余架拱支架,安裝拱肋節(jié)段和風(fēng)撐并調(diào)整線形,同時(shí)安裝塔架風(fēng)纜和扣、錨索;(5)解除拱肋與支架間的臨時(shí)連接;(6)鋼管拱、豎轉(zhuǎn)系統(tǒng)檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行豎轉(zhuǎn),豎轉(zhuǎn)到位后調(diào)整線形;(7)焊接拱頂弦管,再焊接拱腳弦管,形成兩鉸拱;(8)待兩跨拱都形成兩鉸拱后,放松扣索、錨索,再焊接拱腳合龍口實(shí)現(xiàn)永久合龍并澆筑拱腳二期混凝土,然后拆除塔架纜風(fēng)、提升站、門吊、塔架等。

3 鋼管拱拼裝

3.1 鋼管拱拼裝施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)

宜昌長(zhǎng)江大橋鋼管拱拼裝臨時(shí)結(jié)構(gòu)包括架拱支架,80t固定式懸臂提升站、2臺(tái)80t走行龍門吊機(jī)等。所有結(jié)構(gòu)均為N型萬(wàn)能桿件構(gòu)架和型鋼分配梁。

3.1.1 架拱支架

架拱支架由萬(wàn)能桿件和部分新制鋼結(jié)構(gòu)組拼而成,并與剛構(gòu)梁頂面預(yù)埋件連結(jié)牢固,支架頂面安裝[36或[40分配梁、鞍座及拱肋調(diào)整設(shè)施,形成上層操作平臺(tái),以方便拱肋拼裝。

3.1.2 提升站

提升站為萬(wàn)能桿件拼裝而成的固定式單向單側(cè)懸臂起吊設(shè)備,靠橫移大梁移動(dòng)實(shí)現(xiàn)重物的橫橋向移動(dòng),大梁由4個(gè)單軌雙輪箱支承并在構(gòu)架走道上移動(dòng)。提升站上的吊點(diǎn)為2個(gè)40t的固定吊點(diǎn),每個(gè)吊點(diǎn)配1臺(tái)10t快速卷?yè)P(yáng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1。

圖1 80t提升站結(jié)構(gòu)布置(單位:m)

由于提升站為下游側(cè)懸臂吊裝,故在上游側(cè)柱腳位置設(shè)置錨固筋。

3.1.3 橋面龍門吊機(jī)

橋面龍門吊機(jī)為移動(dòng)式雙懸臂起吊設(shè)備,通過(guò)大車及橫移大梁的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)吊重物拱肋的縱橫向移動(dòng),門吊構(gòu)架由8個(gè)雙軌雙輪箱支承并在梁面走道上移動(dòng),橫移大梁由4個(gè)單軌雙輪箱支承并在構(gòu)架走道上移動(dòng)。門吊橫移大梁中間以14m的距離設(shè)2個(gè)40t固定吊點(diǎn)。根據(jù)門吊橫向穩(wěn)定性需要,在每個(gè)支腿底部縱聯(lián)處放置10t混凝土塊進(jìn)行壓重,1臺(tái)門吊共計(jì)壓重40t。其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖2。

3.2 鋼管拱運(yùn)輸

鋼管拱在橋位下游約7km處的加工廠內(nèi)制造、預(yù)拼合格后,按施工順序分節(jié)段依次通過(guò)汽車運(yùn)輸至下河碼頭,上汽渡船水運(yùn)至橋位提升站下,利用橋位處提升站下江面設(shè)置的靠幫船固定汽渡船,用提升站將拱肋提離運(yùn)輸船,待運(yùn)輸船離開(kāi)后將拱肋提至橋面并進(jìn)行反轉(zhuǎn),放置于橋面運(yùn)輸車運(yùn)至安裝位置,然后由龍門吊機(jī)起吊拱節(jié)段安放于相應(yīng)架拱支架上。

鋼管拱陸地運(yùn)輸、水上運(yùn)輸、提升及橋面運(yùn)輸詳見(jiàn)圖3。

3.3 鋼管拱拼裝

3.3.1 鋼管拱拼裝順序

同一跨的兩個(gè)半跨拱各節(jié)段及風(fēng)撐按下面順序拼裝:邊、中墩側(cè)拱肋第1段～第4段→邊、中墩側(cè)2號(hào)風(fēng)撐→邊、中墩側(cè)拱肋第5段→邊、中墩側(cè)3號(hào)風(fēng)撐→邊、中墩側(cè)拱肋第6段、第7段→邊墩側(cè)4號(hào)風(fēng)撐,中墩側(cè)拱肋第8段→邊墩側(cè)拱肋第8段→邊墩側(cè)5號(hào)、6號(hào)風(fēng)撐→中墩側(cè)4號(hào)、5號(hào)風(fēng)撐,拆除架拱門吊→中墩側(cè)6號(hào)風(fēng)撐→邊、中墩側(cè)1號(hào)風(fēng)撐。

拱肋第2段拼裝完畢后,對(duì)鉸軸及其附近的加強(qiáng)腹管人工灌注C50微膨脹混凝土,混凝土配合比同拱肋內(nèi)的壓注混凝土,混凝土通過(guò)攪拌車運(yùn)至碼頭,經(jīng)串筒放入船上混凝土罐內(nèi),再運(yùn)至墩旁利用塔吊吊到拱腳處澆筑。混凝土須灌滿并振搗密實(shí),完畢后補(bǔ)好灌注孔、振搗孔。當(dāng)混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后才能進(jìn)行豎轉(zhuǎn)施工,見(jiàn)圖4。

3.3.2 鋼管拱拼裝要點(diǎn)

(1)拱肋第一段吊裝前應(yīng)對(duì)鉸座進(jìn)行檢查并抹好黃油,吊裝并調(diào)整好線形后,對(duì)鉸軸進(jìn)行橫向臨時(shí)固定,防止產(chǎn)生橫向位移和轉(zhuǎn)角。

(2)拱肋線形的調(diào)整靠支架上面的分配梁、鞍座及調(diào)整油頂來(lái)實(shí)現(xiàn),吊裝前應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)置支架高度和合適的預(yù)抬變形值,避免大幅度的調(diào)整,鋼管拱節(jié)段拼裝通過(guò)測(cè)量組實(shí)時(shí)監(jiān)控確保拱肋線形。

(3)鋼管拱節(jié)段拼裝前,需經(jīng)檢驗(yàn)檢測(cè),如不合格的不得進(jìn)行下一道工序。鋼管拱工地組拼半跨拱肋的允許偏差為:節(jié)段間接縫錯(cuò)邊量,中間鋼管Δ≤3mm、其余鋼管Δ≤2mm;拱肋軸線橫向偏量Δ≤±12mm,拱肋軸線豎向偏量-6mm≤Δ≤+12mm。

4 鋼管拱豎轉(zhuǎn)

4.1 鋼管拱豎轉(zhuǎn)步驟

圖2 龍門吊機(jī)結(jié)構(gòu)布置(單位:m)

圖3 鋼管拱運(yùn)輸及提升

鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工步驟:豎轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作→11號(hào)墩半跨預(yù)張拉、啟動(dòng)及脫架(靜置數(shù)小時(shí)結(jié)構(gòu)觀察)→12號(hào)墩宜昌側(cè)半跨預(yù)張拉、啟動(dòng)及脫架→11號(hào)墩半跨轉(zhuǎn)體到位→12號(hào)墩宜昌側(cè)半跨轉(zhuǎn)體到位→11～12號(hào)墩跨調(diào)整線形,合龍→13號(hào)墩半跨預(yù)張拉、啟動(dòng)及脫架→12號(hào)墩萬(wàn)州側(cè)半跨預(yù)張拉、啟動(dòng)及脫架→13號(hào)墩半跨轉(zhuǎn)體到位→12號(hào)墩萬(wàn)州側(cè)半跨轉(zhuǎn)體到位→12～13號(hào)墩跨調(diào)整線形,合龍。

圖4 鋼管拱拼裝施工

鋼管拱豎轉(zhuǎn)方案詳見(jiàn)圖5。

4.2 鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)

鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工所用臨時(shí)結(jié)構(gòu)有扣索塔架、后錨固結(jié)構(gòu)、扣點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及預(yù)應(yīng)力體系結(jié)構(gòu)。

4.2.1 扣索塔架結(jié)構(gòu)

扣索塔架在北引橋7～8號(hào)墩之間的空地處散拼,再用16t汽車起重機(jī)和運(yùn)輸車將萬(wàn)能桿件構(gòu)架單元運(yùn)至碼頭,倒運(yùn)到各墩點(diǎn)利用塔吊進(jìn)行主拼。

圖5 主橋鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工(單位:m)

扣索塔架設(shè)置在11號(hào)墩、12號(hào)墩、13號(hào)墩墩頂0號(hào)塊拱腳處,與梁頂面預(yù)埋件焊縫連接,塔架為萬(wàn)能桿件組拼的桁架結(jié)構(gòu),其尺寸為:12m(縱橋向)× 14.6m(橫橋向)×62.8m(高);塔頂先順橋向螺栓連接10根 2I56弦梁,弦梁上橫橋向螺栓連接 2根2I50分配梁A,再于分配梁A頂面順橋向螺栓連接用于安裝扣索及纜風(fēng)繩的6根吊掛分配梁B。

3個(gè)塔架拼裝完畢后,安裝壓塔索和后纜風(fēng),并張拉到設(shè)計(jì)噸位,形成穩(wěn)定體系。

4.2.2 后錨固結(jié)構(gòu)

利用10號(hào)墩、14號(hào)墩墩頂連續(xù)剛構(gòu)邊跨端隔墻實(shí)心段(厚度 1.6m)預(yù)設(shè)預(yù)應(yīng)力索,利用 10組18φ15.24mm鋼絞線將后錨分配梁錨固在箱梁頂面上。為克服鋼管拱豎轉(zhuǎn)過(guò)程中引起的豎向反力,在10號(hào)、14號(hào)墩墩頂預(yù)埋4組9φ15.24mm鋼絞線,在邊跨剛構(gòu)合龍后,鋼管拱豎轉(zhuǎn)前,對(duì)鋼鉸線進(jìn)行張拉。

4.2.3 扣點(diǎn)結(jié)構(gòu)

主拱肋處扣索錨固端錨于經(jīng)鋼板加勁的上弦管和腹桿間的臨時(shí)錨固反力梁上。主拱扣索角度在豎轉(zhuǎn)過(guò)程中不斷變化,為適應(yīng)角度變化,在主拱肋錨固前端設(shè)置由鋼板焊成的轉(zhuǎn)向架。

前扣索錨于主拱肋第5節(jié)段5號(hào)橫撐中橫桿附近,后扣索錨于第4節(jié)段3號(hào)橫撐中橫桿附近。

4.2.4 鋼管拱豎轉(zhuǎn)扣、錨索預(yù)應(yīng)力體系

在11、13號(hào)墩塔架頂岸側(cè)布置有后纜風(fēng)(2-2φ52mm鋼絲繩)、錨索1(2×2×21φ15.24mm鋼絞線)、錨索2(2×28φ15.24mm鋼絞線),與主體箱梁端錨梁連在一起,江側(cè)有壓塔索(2-2φ52mm鋼絲繩)與12號(hào)墩塔架頂連接,江側(cè)另有扣索 1、7(2×2× 21φ15.24mm鋼絞線)和扣索2、8(2×28φ15.24mm鋼絞線)與待豎轉(zhuǎn)的半跨拱肋連接。

在12號(hào)墩塔頂除有壓塔索(2-2φ52mm鋼絲繩)與11、13號(hào)墩塔架頂連接外,另有扣索3、5(2×2× 21φ15.24mm鋼絞線)和扣索4、6(2×28φ15.24mm鋼絞線)與兩側(cè)待豎轉(zhuǎn)的半跨拱肋連接。

后錨索在塔頂處與扣索對(duì)應(yīng),共有6束,用P錨通過(guò)錨箱、銷軸固定在分配梁B上。為改善后錨梁受力情況,將從塔頂下來(lái)的6束錨索共140根鋼絞線分成10束(每束14根)均勻分布與后錨梁連接。后錨固、后錨索結(jié)構(gòu)布置詳見(jiàn)圖6。

圖6 后錨固、后錨索結(jié)構(gòu)布置

4.3 鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工方法及控制要點(diǎn)

4.3.1 鋼管拱豎轉(zhuǎn)提升千斤頂和液壓泵站技術(shù)參數(shù)

豎轉(zhuǎn)施工時(shí)單塔扣索使用6臺(tái)350t提升千斤頂,其中前扣索用4臺(tái),后扣索用2臺(tái),另備用1臺(tái)。350t提升千斤頂油缸最大行程250mm,每小時(shí)張拉行程3～5m,主要技術(shù)參數(shù)及外形尺寸見(jiàn)表1。

液壓泵站采用型號(hào)為:TX -80 -P -D,此泵站為雙泵、雙比例閥和雙路液壓泵站,兩路既能夠獨(dú)立使用,也能夠合并使用。本工程兩路獨(dú)立使用,分別控制前扣索 和后扣索。液壓泵站的技術(shù)參數(shù)和外形尺寸見(jiàn)表2。

表1 350t提升千斤頂主要技術(shù)參數(shù)及外形尺寸

表2 液壓泵站的技術(shù)參數(shù)和外形尺寸

豎轉(zhuǎn)提升350t千斤頂詳見(jiàn)圖7。

圖7 豎轉(zhuǎn)提升350t千斤頂

4.3.2 豎轉(zhuǎn)施工操作程序和要點(diǎn)

11號(hào)～12號(hào)墩一孔兩半拱豎轉(zhuǎn)合龍后進(jìn)行13號(hào)～12號(hào)墩一孔兩個(gè)半拱豎轉(zhuǎn),邊塔半跨提升設(shè)備布置于邊塔塔頂上,錨索錨固于10、14號(hào)墩頂;中塔半跨提升設(shè)備布置于中塔塔頂,錨索錨固于中塔另一側(cè)已合龍的半跨拱肋上(利用第一孔轉(zhuǎn)體的扣點(diǎn))。

鋼管拱豎轉(zhuǎn)以鉸軸為中心,并作為鋼管拱的支承點(diǎn);鉸軸為φ1000mm×36mm×2450mm的鋼管,鉸軸內(nèi)及其附近的加強(qiáng)腹管灌注C50微膨脹混凝土,以增強(qiáng)鉸軸的強(qiáng)度和剛度。

豎轉(zhuǎn)過(guò)程中,施工監(jiān)控以吊索塔架塔頂位移為主要控制對(duì)象,各豎轉(zhuǎn)過(guò)程須對(duì)塔頂位移進(jìn)行嚴(yán)格控制,防止塔架偏位過(guò)大,造成塔架結(jié)構(gòu)破壞。

扣索和錨索的張拉端均設(shè)置在塔架頂端,錨索采用普通27t穿心式千斤頂張拉,扣索采用350t連續(xù)提升千斤頂張拉。11號(hào)、13號(hào)邊塔側(cè)半跨拱肋豎轉(zhuǎn)角度約為16.505°豎轉(zhuǎn)到位;12號(hào)中塔兩側(cè)豎轉(zhuǎn)角度約為21.059°豎轉(zhuǎn)到位。半跨鋼管拱肋通過(guò)6臺(tái)350t連續(xù)千斤頂張拉牽引扣索提升豎轉(zhuǎn)。

4.3.2.1 11號(hào)～12號(hào)墩孔跨拱肋豎轉(zhuǎn)

(1)后錨索1(扣索5為12號(hào)墩宜昌側(cè)半跨拱肋的錨索)、2(扣索6為錨索)及扣索1(3)、2(4)張拉索力均分成10個(gè)荷載等級(jí),開(kāi)動(dòng)塔頂扣、錨索張拉千斤頂,分級(jí)同步加載。實(shí)際操作時(shí)同步進(jìn)行難度較大,可先錨索,后扣索,交替進(jìn)行,級(jí)差不得超過(guò)1級(jí)。錨索張拉至設(shè)計(jì)噸位后,鎖定后錨索1(扣索5)、后錨索2(扣索6)。

(2)張拉扣索1(3)、扣索2(4)至設(shè)計(jì)噸位,使邊跨(中跨)半拱脫架。停頓靜置數(shù)小時(shí),并進(jìn)行檢測(cè),無(wú)異常情況后,啟動(dòng)塔頂350t千斤頂,分步張拉扣索1(3)、2(4)、分步檢查塔頂位移和索力,鋼管拱開(kāi)始豎轉(zhuǎn),直至豎轉(zhuǎn)到位。豎轉(zhuǎn)過(guò)程中要同步觀測(cè)塔頂水平位移、扣索索力、扣點(diǎn)位移和索力。嚴(yán)格執(zhí)行各個(gè)施工階段連續(xù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)張拉行程,保證扣索張拉行程誤差控制在±10mm,扣索的張拉速度控制在3～5 m/h;整個(gè)豎轉(zhuǎn)過(guò)程中當(dāng)塔頂位移超出允許范圍時(shí),應(yīng)立即停止豎轉(zhuǎn),并根據(jù)位移方向和索力情況調(diào)整扣索張拉千斤頂張拉力。

(3)11號(hào)～12號(hào)孔兩半跨拱肋合龍

①兩個(gè)半跨豎轉(zhuǎn)到位后,對(duì)合龍口順橋向位移x、橫橋向位移y、豎向位移z和轉(zhuǎn)角進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)位移情況,通過(guò)微調(diào)扣索1、扣索3索力來(lái)調(diào)整拱肋線形,準(zhǔn)備合龍11號(hào)～12號(hào)墩拱肋。

②在合龍口兩端面利用糾偏設(shè)施及4個(gè)微調(diào)對(duì)頂裝置微調(diào)合龍口偏差,在合龍口調(diào)整到位后,線形滿足設(shè)計(jì)文件、相關(guān)規(guī)定以及合龍要求立即進(jìn)行合龍鎖定工作。

4.3.2.2 12號(hào)～13號(hào)墩孔跨拱肋豎轉(zhuǎn)

(1)后錨索3(扣索3為12號(hào)墩萬(wàn)州側(cè)半跨拱肋的錨索)、4(扣索4為錨索)及扣索7(扣索5)、8(扣索6)張拉索力均分成10個(gè)荷載等級(jí),開(kāi)動(dòng)13號(hào)塔頂扣、錨索張拉千斤頂,分級(jí)同步加載?？?、錨索張拉至設(shè)計(jì)噸位后,鎖定后錨索3、后錨索4。解除12號(hào)墩萬(wàn)州側(cè)半跨拱肋與支架的錨固。

(2)張拉扣索7(5)、扣索8(6)使邊跨(中跨)半拱脫架。

(3)扣索1、扣索2及后錨索1、2保持第一孔拱肋合龍狀態(tài),不對(duì)其進(jìn)行調(diào)整;扣索3～6同時(shí)進(jìn)行張拉,以達(dá)到12號(hào)～13號(hào)孔中塔拱肋豎轉(zhuǎn)啟動(dòng)所需索力,扣索3～6張拉至設(shè)計(jì)噸位后。

(4)拱肋豎轉(zhuǎn)

各部位觀測(cè)無(wú)誤后開(kāi)始豎轉(zhuǎn),啟動(dòng)扣索3～8處塔頂350t千斤頂,開(kāi)始豎轉(zhuǎn),直至豎轉(zhuǎn)到位。

(5)12號(hào)～13號(hào)孔兩半跨拱肋合龍

通過(guò)微調(diào)扣索5、扣索7索力來(lái)調(diào)整拱肋線形,在合龍口利用糾偏設(shè)施及微調(diào)裝置微調(diào)合龍口偏差,在合龍口調(diào)整到位后,立即進(jìn)行合龍鎖定工作。

4.3.2.3 施工要點(diǎn)

(1)控制指標(biāo)

①塔架偏位

張拉過(guò)程中要嚴(yán)格控制塔頂偏位,任何情況下,相對(duì)于塔架纜風(fēng)張拉之前的初始位置,11、13號(hào)墩塔架頂向岸側(cè)偏位≤70mm,塔架頂向江側(cè)偏位≤30mm; 12號(hào)墩塔架頂順橋向偏位≤30mm;塔架頂上、下游偏位≤20mm。轉(zhuǎn)體過(guò)程中塔頂位移允許值,中塔±30mm,邊塔±50mm。

②扣索索力

任何情況下,同一半拱拱肋上的扣索,塔頂不平衡力≤200kN,扣索索力施工誤差≤2%。

③鋼管拱a.兩半跨對(duì)稱點(diǎn)高程差:偏差同號(hào)且Δ≤20mm; b.拱腳拱頂豎向偏差:＜L/4000(66mm),橫向偏差:＜L/6000(44mm)。

c.合龍口高差控制在5mm以內(nèi)。

(2)扣錨索安裝時(shí)要對(duì)鋼絞線進(jìn)行編號(hào),按編號(hào)穿索避免鋼絞線打絞,11、13號(hào)墩后錨索張拉端和錨固端附近位置設(shè)置防抖動(dòng)措施,避免因鋼絞線抖動(dòng)使夾片松動(dòng)而滑脫。

(3)后錨索27t普通千斤頂單頂單束張拉時(shí)所有操作人員同步操作,同步加載,避免塔架的扭轉(zhuǎn);后錨索普通千斤頂張拉采取單根一次張拉到位,通過(guò)張拉根數(shù)實(shí)現(xiàn)分級(jí)加載。

(4)后錨固張拉時(shí)應(yīng)做好記錄,并對(duì)箱內(nèi)鋼絞線進(jìn)行檢查,確保鋼絞線全部受力;后錨梁、后錨索預(yù)應(yīng)力束張拉完成后通過(guò)彈簧對(duì)后錨索夾片進(jìn)行頂壓和增加蓋板,將夾片頂緊固定牢靠,確保后錨索的安全。

(5)扣索張拉牽引時(shí)以索力控制為主,索長(zhǎng)控制為輔。豎轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí),嚴(yán)格控制各個(gè)施工階段的張拉千斤頂油壓、張拉行程。豎轉(zhuǎn)到位時(shí),以合龍高程控制為主,索力控制為輔。

(6)施工過(guò)程中,對(duì)扣索塔架的位移和應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,并連續(xù)觀測(cè)豎轉(zhuǎn)的兩個(gè)半跨拱肋各3個(gè)點(diǎn)(前扣點(diǎn)、后扣點(diǎn)、拱肋前端點(diǎn))的豎向和水平向位移,對(duì)張拉行程進(jìn)行校核,控制拱肋線形,確保拱肋應(yīng)力在安全范圍內(nèi)。在鋼管拱轉(zhuǎn)體過(guò)程中對(duì)各部位進(jìn)行全程監(jiān)控,確保整個(gè)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。

鋼管拱豎轉(zhuǎn)見(jiàn)圖8。

鋼管拱合龍施工允許偏差與合龍精度見(jiàn)表3。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)后錨索在張拉過(guò)程中通過(guò)頂壓器和工具夾片彈簧頂壓的方式有效地解決了鋼絞線在低應(yīng)力狀態(tài)滑絲的問(wèn)題,并在脫架后增加蓋板,將夾片頂緊固定牢靠,確保后錨索的安全。

圖8 鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工

表3 鋼管拱合龍施工允許偏差與合龍精度 mm

(2)根據(jù)線形要求,通過(guò)計(jì)算將前后扣索及對(duì)應(yīng)錨索索力比例在第二孔豎轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行了調(diào)整,并在豎轉(zhuǎn)施工過(guò)程中保證該比值不變,確保線形滿足設(shè)計(jì)要求;減少了合龍前線形調(diào)整時(shí)間,縮短了鎖定的時(shí)間。

(3)每跨鋼管拱豎轉(zhuǎn)時(shí),中塔另一跨的扣索成為其錨索,扣錨索功能互換,節(jié)約了工程成本和發(fā)揮了兩跨連續(xù)鋼管拱的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。

(4)豎轉(zhuǎn)過(guò)程采用計(jì)算機(jī)控制,達(dá)到提升時(shí)350t連續(xù)提升千斤頂油缸動(dòng)作同步控制、載荷均衡和位置同步控制、絕對(duì)位移跟蹤控制方式實(shí)現(xiàn)各吊點(diǎn)位置同步等技術(shù)措施。

(5)宜昌長(zhǎng)江大橋11～12號(hào)墩第一孔鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工于2007年11月18日至24日完成。在第一孔鋼管拱豎轉(zhuǎn)時(shí)遇到了滑絲,前、后扣索索力與拱肋線形不匹配等問(wèn)題,通過(guò)分析研究總結(jié)并進(jìn)行改進(jìn)完善前、后扣索比例和加載方案。12～13號(hào)墩第二孔鋼管拱豎轉(zhuǎn)于2007年12月7日至10日安全順利完成。

(6)本工程采用雙懸臂龍門吊機(jī)架拱有效地解決了橋面場(chǎng)地狹小等因素的影響,有效采用了先梁后拱的施工條件,對(duì)類似工程積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。

(7)宜昌長(zhǎng)江大橋鋼管拱豎轉(zhuǎn)施工方案合理可行,確保了兩跨鋼管拱安全保質(zhì)順利完成。

[1] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.宜萬(wàn)鐵路宜昌長(zhǎng)江大橋施工圖[Z].武漢:2004.

[2] CECS2890,鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程[S].

[3] JGJ81—91,建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程[S].

[4] GB50205—95,鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] 陳寶春.鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)與施工[M].北京:人民交通出版社,1999.

[6] 王東輝.宜萬(wàn)鐵路宜昌長(zhǎng)江大橋鋼管拱轉(zhuǎn)體施工設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2009(6):31 -35.

[7] 張聯(lián)燕.橋梁轉(zhuǎn)體施工[M].北京:人民交通出版社,2002.

U448.22

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1004 -2954(2010)08 -0158 -06

2010 05 17

劉崇亮(1961—),男,高級(jí)工程師,畢業(yè)于長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院,工學(xué)學(xué)士。