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        鋼管拱橋中橫梁吊裝的施工實(shí)踐

        2015-01-01 02:15:46吳典忠福建省第二公路工程有限公司福建福州350000
        江西建材 2015年8期
        關(guān)鍵詞:駁船裝船鋼束

        ■吳典忠 ■福建省第二公路工程有限公司,福建 福州 350000

        1 工程概況

        上海青浦區(qū)秀橫路油墩港橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用下承式鋼管拱橋,橋?qū)?5m,跨徑80m;全橋橫向采用兩片拱肋,2道K字撐及1道一字撐;設(shè)置2道邊縱梁、15根中橫梁及2根端橫梁;吊桿采用低松弛鍍鋅鋼絲成品索,全橋共設(shè)13對(duì)(26根)??紤]到航道通行需要,設(shè)計(jì)采用“先拱后梁”法施工,即先采用“無(wú)支架”的方法吊裝拱肋,然后按順序逐根吊裝預(yù)制中橫梁,接著施工縱梁后澆段及橋面板,最后待橋面系全部完成后,調(diào)整吊桿力以控制橋面標(biāo)高。圖1~圖2為主橋總體布置圖。

        圖1 主橋總體布置立面圖

        圖2 主橋總體布置平面圖

        2 中橫梁吊裝方案的確定

        2.1 中橫梁構(gòu)造

        中橫梁預(yù)制長(zhǎng)度35m,頂寬2.5,梁高1.85 ~2.2m,吊重達(dá) 165.7t。除與縱梁交叉部位采用箱形截面外,其余均為T(mén)形截面。

        2.2 現(xiàn)場(chǎng)施工條件

        (1)新建橋梁北側(cè)離S26高架橋的距離僅19~26m,南側(cè)約32m外正在施工100萬(wàn)伏的高壓塔基礎(chǔ),吊裝作業(yè)空間極為有限;(2)油墩港河道每日平均船舶通行量約200~300艘,應(yīng)航道部門(mén)要求,施工期間每次斷航的連續(xù)時(shí)間不能超過(guò)5h。

        2.3 吊裝方案比選

        (1)若采用水中搭設(shè)支架并通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝的方案,經(jīng)計(jì)算其支架跨徑難以滿足雙向通航的要求,而且用鋼量大、成本高,該方案不適用;(2)若采用在駁船上通過(guò)頂升工藝安裝,則靠近拱腳的1根橫梁因受駁岸限制無(wú)法就位,同時(shí)頂升作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)、多臺(tái)千斤頂難以同步操作,因此該方案也不予考慮;(3)若采用浮吊安裝,考慮到上下游船閘的限寬、設(shè)備性能參數(shù)和作業(yè)空間,擬采用200t和150t浮吊進(jìn)行抬吊安裝。該方案可以滿足通航要求,且可直接利用浮吊進(jìn)行中橫梁卸車(chē)裝船,節(jié)省岸邊提梁門(mén)架的費(fèi)用,但因新建橋梁與S26高架橋距離較近,需對(duì)150t浮吊的吊臂由45m改成25m。綜合以上分析比較,本工程的中橫梁吊裝最終采用兩臺(tái)浮吊抬吊安裝施工。

        3 中橫梁吊裝施工

        (1)千斤繩布置。采用兜底吊裝的方法,千斤繩布置在縱梁外緣,選用6×61Ф83mm鋼絲繩,經(jīng)計(jì)算其安全系數(shù)K=9,滿足規(guī)范要求。為防止千斤繩滑脫,中橫梁預(yù)制時(shí)在吊點(diǎn)位的翼緣部位預(yù)留限位槽口,尺寸為10×10cm;同時(shí)在離腹板底30cm處設(shè)1個(gè)Ф60mm預(yù)留孔,吊裝時(shí)穿入鋼棒限制千斤繩外移,起雙保險(xiǎn)作用。

        (2)卸車(chē)裝船。受場(chǎng)地限制,運(yùn)梁車(chē)只能通過(guò)地面輔道倒車(chē)靠近岸邊,與河道大致垂直。當(dāng)掛車(chē)車(chē)輪離駁岸約5m時(shí)(進(jìn)入150t浮吊的作業(yè)半徑),150t浮吊就位起吊,使梁底離開(kāi)掛車(chē)約30cm后,通過(guò)浮吊牽引運(yùn)梁車(chē)同步、緩慢向河中移動(dòng);直至車(chē)頭離駁岸約10m時(shí)(進(jìn)入200t浮吊的作業(yè)半徑),200t浮吊就位進(jìn)行兩臺(tái)同時(shí)抬吊作業(yè),并裝入駁船。浮吊作業(yè)時(shí),吊臂仰角保持在55°左右,安全系數(shù)均達(dá) 1.4以上。圖4為中橫梁卸車(chē)裝船示意圖。

        圖4 中橫梁卸車(chē)裝船示意圖

        (3)安裝就位。中橫梁裝入駁船后,150t浮吊先移動(dòng)至S26高架與新建橋梁之間,然后牽引運(yùn)梁駁船至待安裝位置下方,最后200t浮吊就位進(jìn)行抬吊安裝。中橫梁吊裝由兩側(cè)往跨中間隔、對(duì)稱(chēng)逐根進(jìn)行。圖5為中橫梁安裝示意圖。

        圖5 中橫梁安裝示意圖

        4 施工控制及計(jì)算

        4.1 施工控制措施

        在荷載作用下,如何平衡拱肋的水平推力,使拱腳位移和結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制在預(yù)期值以?xún)?nèi),是中橫梁吊裝施工的關(guān)鍵所在。施工過(guò)程中,主要通過(guò)以下兩個(gè)措施:(1)在端橫梁頂部設(shè)置2組縱向臨時(shí)水平鋼束,每組鋼束由4根光面鋼鉸線成品索(PEJ15H-22D)組成,在中橫梁吊裝期間分批次張拉;(2)在各個(gè)拱腳正下方設(shè)置臨時(shí)水平抗推裝置,由25mmQ345D鋼板及若干高強(qiáng)錨栓組成,在拱腳現(xiàn)澆時(shí)預(yù)埋。水平抗推裝置和墩柱間設(shè)一塊2cm厚的橡膠塊,以保護(hù)墩柱砼。

        4.2 施工控制計(jì)算

        (1)臨時(shí)鋼束索力及拱腳位移計(jì)算。兼顧施工方便及有效控制的原則,采用橋梁專(zhuān)用軟件對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行分析,擬定臨時(shí)鋼束分三個(gè)階段張拉:第一階段:拱肋吊裝完成后,安裝臨時(shí)鋼束,對(duì)每根鋼束進(jìn)行初張拉,張拉值均為300KN;第二階段:拱肋砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后,張拉其中的2根鋼束,張拉力為1800KN;第三階段:中橫梁吊裝完成一半后,張拉剩余2根鋼束,張拉力為1800KN。按以上步驟張拉,通過(guò)計(jì)算比較,臨時(shí)鋼束的最大索力及拱腳位移均發(fā)生在縱梁后澆段砼澆筑完成時(shí)。此時(shí)索力為2060.5KN,其最大應(yīng)力為674Mpa,遠(yuǎn)小于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860Mpa;拱腳向活動(dòng)支座一端位移12mm,施工時(shí)以此值作為位移預(yù)警值。

        (2)臨時(shí)水平抗推裝置計(jì)算。在各個(gè)階段施工過(guò)程中,臨時(shí)水平抗推裝置將產(chǎn)生不同的水平反力,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 臨時(shí)水平抗推裝置反力計(jì)算結(jié)果(kN)

        由表1知,最大反力仍發(fā)生在縱梁后澆段的砼澆筑階段,其結(jié)果為3263KN,根據(jù)此值采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算臨時(shí)水平抗推裝置與梁底結(jié)合面的應(yīng)力為142Mpa<295Mpa,滿足要求。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        本工程主橋中橫梁于2014年11月底吊裝完成,每根中橫梁從浮吊駁船就位、卸車(chē)裝船、吊裝完成及浮吊駁船進(jìn)入停泊區(qū)等操作過(guò)程,總時(shí)間均在4h左右;施工期間拱腳最大位移為10mm,未超過(guò)計(jì)算預(yù)警值;臨時(shí)水平抗推構(gòu)件未發(fā)生變形。通過(guò)施工實(shí)踐,驗(yàn)證了在有限條件下進(jìn)行重大預(yù)制構(gòu)件的浮吊安裝及控制措施是可行的,可為其它類(lèi)似工程提供參考。

        [1]JTJ 041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]GB 50936-2014鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S].

        [3]周水興,何兆益,鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2001.

        [4]蔣建武,朱冠華.系桿拱橋中橫梁預(yù)制吊裝施工新技術(shù)[J].公路工程,2011(06).

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