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        合肥南淝河特大橋鋼桁梁柔性拱頂推法施工技術(shù)與工藝

        2014-12-30 04:33:20江恒心
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年3期
        關(guān)鍵詞:控制

        摘 要:文章通過(guò)對(duì)南淝河特大橋現(xiàn)場(chǎng)施工頂推過(guò)程記錄加以整理和總結(jié),在施工過(guò)程中存在的問(wèn)題加以分析和處理,為其他同類型的橋梁施工提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:鋼桁梁柔性拱;頂推;控制

        1 工程概況

        合肥南淝河特大橋是滬漢蓉快速鐵路引入合肥樞紐南環(huán)線的重點(diǎn)控制工程。為(114.75m+229.5m+114.75m)下承式、等高度、連續(xù)、剛性桁梁柔性拱橋,全長(zhǎng)461米,為雙線鐵路,ZK活載;下弦鐵路橋面采用參與主桁共同受力的正交異性板整體橋面;剛性主梁采用帶豎桿N型三角桁架,節(jié)間長(zhǎng)度12.75米,其中邊跨9個(gè)節(jié)間,中跨18個(gè)節(jié)間,桁高15.0米,桁寬15.0米,斜腹桿傾角49.6°;柔性拱肋采用二次拋物線形,矢高(上弦以上)45m,矢跨比為1/4.5,梁端距支座中心距為1m,全長(zhǎng)461米,其跨度在同類型橋梁中居于首位。

        立面布置圖(單位:m)

        橫截面圖(單位:m)

        橋址于里程DK452+295.6~DK452+416.1處跨越合寧高速公路(312國(guó)道)高架橋,與線路夾角27°。

        2 施工工藝

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況,為滿足安全、工期、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的要求,該橋主橋鋼桁梁架設(shè)可供選擇的方法并不多,綜合分析后認(rèn)為,比較合理可行的方法是多點(diǎn)頂推法,采用“帶拱頂推拱腳合攏”架設(shè)柔性拱,多點(diǎn)頂推實(shí)現(xiàn)鋼桁梁柔性拱的施工總體方案。

        采用多點(diǎn)頂推架設(shè)法架設(shè)鋼桁梁,在170#墩與171#墩順橋向設(shè)置拼裝場(chǎng)并架設(shè)跨線龍門(mén)吊,由170#墩向173#墩方向頂推架設(shè)。在170#~171#墩之間設(shè)臨時(shí)拼裝支架,利用60t跨線龍門(mén)吊拼裝鋼導(dǎo)梁和鋼桁梁成整體節(jié)間,按照計(jì)算結(jié)果對(duì)鋼桁梁節(jié)間頂推前移,在后部支架上繼續(xù)下一輪次的拼裝作業(yè),如此循環(huán)直至鋼桁梁E0'節(jié)點(diǎn)頂推及8#臨時(shí)墩。利用架梁吊機(jī)同步架設(shè)柔性拱和鋼桁梁,拱采用單向退步架設(shè)、柔性拱拱腳合攏,同步頂推鋼桁梁及柔性拱,直至鋼梁全部頂推就位的方案予以完成。

        采用多點(diǎn)頂推架設(shè)法架設(shè)鋼桁梁,在170#墩與171#墩間順橋向設(shè)置跨線拼裝場(chǎng),在高速路的另一側(cè)設(shè)置預(yù)拼場(chǎng),安裝60t跨線龍門(mén)吊機(jī)和50t預(yù)拼用龍門(mén)吊機(jī),預(yù)拼場(chǎng)與拼裝場(chǎng)鋼梁場(chǎng)地間用汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)。

        (1)在170#~171#墩之間,從170#墩開(kāi)始設(shè)置連續(xù)6個(gè)節(jié)間的臨時(shí)拼裝支架及安裝滑道,拼裝支架長(zhǎng)度為76.5米,利用60t跨線龍門(mén)吊在臨時(shí)拼裝支架滑塊上拼裝鋼導(dǎo)梁和鋼桁梁成整體節(jié)間。

        (2)在171#~172#墩之間,分別在171#和172#墩旁搭設(shè)臨時(shí)支墩,安裝1個(gè)節(jié)間的拼裝支架。兩拼裝之間的跨度為153米。

        (3)在172#~173#墩之間,在173#墩旁搭設(shè)臨時(shí)支墩,安裝2個(gè)節(jié)間的拼裝支架。預(yù)留1個(gè)節(jié)間的鋼導(dǎo)梁拆除平臺(tái)。

        (4)按照由170#墩向173#墩方向?qū)︿撹炝汗?jié)間頂推前移,每頂推前進(jìn)一個(gè)輪次(單個(gè)節(jié)間或者數(shù)個(gè)節(jié)間鋼桁梁),在后部支架上繼續(xù)下一輪次的拼裝作業(yè),如此循環(huán)直至鋼桁梁端節(jié)點(diǎn)E0'節(jié)點(diǎn)頂推及172#墩旁臨時(shí)墩。

        (5)利用架梁吊機(jī)同步架設(shè)柔性拱和鋼桁梁,柔性拱采用單向退步架設(shè)、柔性拱拱腳合攏,同步頂推鋼桁梁及柔性拱,直至鋼梁全部頂推就位的方案予以完成。

        (6)在鋼梁主、邊跨墩上起頂縱橫移調(diào)整鋼桁梁狀態(tài),滿足設(shè)計(jì)要求后安裝支座。

        頂推作業(yè):頂推作業(yè)貫穿于整個(gè)施工中。本橋第一次大規(guī)模使用水平連續(xù)千斤頂作業(yè),對(duì)于千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì),特別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)夾片的選擇,處于一個(gè)摸索試驗(yàn)的階段?!绊斖啤?,顧名思義為起頂與推拉,兩個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可。起頂,是利用豎向千斤頂將鋼梁頂起,倒換滑塊。從技術(shù)安全方面說(shuō),起頂是將鋼梁所承受的應(yīng)力重新分配,但不得超出鋼梁承受的應(yīng)力范圍,否則將會(huì)使鋼梁變形,破壞鋼梁結(jié)構(gòu),從而影響成橋質(zhì)量。推拉,是利用水平千斤頂通過(guò)鋼絞線連接鋼梁反力座提供水平拉力,克服滑塊與滑道間摩擦力來(lái)使鋼梁緩慢前行到達(dá)預(yù)定位置,提供水平力和克服摩擦力是頂推作業(yè)的又一重要環(huán)節(jié)。

        (1)水平千斤頂。施工設(shè)計(jì)選擇型號(hào)250t×2的水平連續(xù)千斤頂共計(jì)2套,經(jīng)施工檢驗(yàn),頂推重量最重時(shí)約為8300噸,水平千斤頂工作油壓為25MPa,提供的水平力為498噸。

        (2)鋼絞線。選用預(yù)應(yīng)力鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)為GB/T5224-2003,型號(hào)為1x7φ17.8-1860型。

        (3)滑塊。滑塊主要作用是減少鋼梁與滑道的摩擦力,滑塊的選擇性能參數(shù)從受壓上考慮,既要保證鋼梁支撐處能夠承受,又要保證滑塊的強(qiáng)度?;瑝K與滑道采用高密度MGE加上潤(rùn)滑劑。經(jīng)施工過(guò)程記錄整理,整個(gè)頂推過(guò)程中,摩擦系數(shù)不超過(guò)0.08。

        (4)反力座。是將鋼絞線與鋼梁連接,起傳帶作用,需很強(qiáng)的剛度。

        鋼導(dǎo)梁。臨時(shí)鋼導(dǎo)梁是在頂推時(shí)減少鋼梁的線密度,從而防止頂推過(guò)程中出現(xiàn)鋼梁傾覆現(xiàn)象。

        經(jīng)施工設(shè)計(jì)計(jì)算,鋼梁線密度為23.8噸/米,鋼導(dǎo)梁線密度為5.4噸/米,鋼導(dǎo)梁線密度遠(yuǎn)小于鋼梁線密度,從而有效的防止了頂推過(guò)程鋼梁的傾覆問(wèn)題。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        本橋采用的頂推施工架設(shè)方法有效節(jié)省拼裝時(shí)間,解決了高速公路上施工的危險(xiǎn)性,本橋在百米高空作業(yè)施工中,未出現(xiàn)一起人員傷亡事故;在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)省了施工成本,經(jīng)對(duì)照高速公路封閉施工成本,該施工工法成本大大減少。本橋的順利施工結(jié)束,證明了該施工工法的合理性。鋼梁頂推法施工是繼鋼梁懸臂法等施工方法后,在跨高速等施工中又一種高效、安全的施工工法,為同類橋梁施工提供了借鑒。

        作者簡(jiǎn)介:江恒心(1981,11-),男,中鐵九橋工程有限公司,職務(wù):副所長(zhǎng),工程師,學(xué)士,2004年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)。

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