邵寶龍中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司 安徽 亳州 236831
正文:
濟(jì)齊黃河公路大橋為全長2287m,主橋橋型為雙邊箱鋼-混組合梁斜拉橋,采用塔墩固結(jié)、塔梁分離的半漂浮體系。主梁由邊鋼箱、橫梁、小縱梁通過拼接板及高強(qiáng)螺栓連接形成鋼構(gòu)架,其上架設(shè)預(yù)制橋面板,現(xiàn)澆混凝土濕接縫,與鋼梁上的剪力釘形成整體,組成鋼-混組合梁體系。合龍是斜拉橋鋼梁施工的重要環(huán)節(jié)之一,其施工質(zhì)量直接影響成橋后的線型和應(yīng)力。
在鋼邊箱合龍過程中,鋼梁構(gòu)件中軸線的偏差,受吊機(jī)站位、構(gòu)件安裝順序及垂直方向、施工環(huán)境溫度、施工荷載、鋼梁制造及安裝的偏差、鋼梁構(gòu)件長度等影響;加上構(gòu)件之間相互影響,合龍時難以掌控。
由于鋼梁邊跨合龍時間為1月初,施工場地距離黃河邊晝夜溫差大,受黃河季風(fēng)及黃河口通道作用,陣風(fēng)較多,且施工環(huán)境溫度變化差異較大,給鋼梁的合龍增加了難度。
由于鋼梁設(shè)計為半漂浮體系,合龍口處在懸臂狀態(tài),合龍段處在豎曲線上要求順直,平滑過渡,線性控制難度大。
主梁合龍的總體思路為分兩大部分進(jìn)行合龍,第一部分是鋼梁構(gòu)件的合龍,其步驟為先合鋼邊箱,然后安裝橫梁、小縱梁;第二部分是橋面板合龍,主要是橋面板安裝完成后濕接縫的施工。主梁合龍主要是鋼邊箱的合龍。
⑴橋面吊機(jī)走行至S16#段中部橫梁支撐錨固,等重構(gòu)件吊裝至拼裝位,模擬合龍姿態(tài),監(jiān)測合龍口兩端高程。
圖1 等重構(gòu)件模擬合龍姿態(tài)
⑵合龍口兩端高程匯報監(jiān)控單位,調(diào)整S14#~S16#斜拉索索力,等重構(gòu)件再次吊裝到指定位置,觀測合龍段長度。每個箱口布置四個觀測點,頂?shù)装甯鲀蓚€,合龍長度觀測時間為三天,早晨6點開始觀測,每隔四小時觀測一次。
合龍段鋼構(gòu)件長度按照4.2m制作,一端制作成標(biāo)準(zhǔn)段孔群,另一端預(yù)留20cm長配切量。對合龍口要持續(xù)觀測,確定溫度與合龍口長度的關(guān)系,并根據(jù)擬選定的合龍溫度推算合龍口長度。合龍口長度扣除拼縫預(yù)留寬度后反饋給鋼構(gòu)件制作單位,對合龍段鋼梁進(jìn)行車間配切、涂裝并運(yùn)至現(xiàn)場。
⑴邊跨合龍段擬定施工時間為17年元月中旬,此時還處于冬季時段,選擇在白天10:00~14:00溫度較高的時段進(jìn)行合龍段拼裝。合龍段鋼構(gòu)件由橋面吊機(jī)起吊前移、下放、對位。
⑵合龍段鋼構(gòu)件安裝時,現(xiàn)場施工影響因素較多,可能發(fā)生懸臂端受力不均,導(dǎo)致合龍口高程出現(xiàn)偏差。測量合龍口兩既有梁段的相對高程,匯報給監(jiān)控單位,首先考慮微調(diào)斜拉索索力。當(dāng)斜拉索索力調(diào)整仍不能滿足合龍線形時,調(diào)整S18#段合龍口標(biāo)高。S18#段標(biāo)高調(diào)整采用2臺200t液壓千斤頂,千斤頂?shù)撞恐卧谥Ъ軝M向分配梁上,上部位于邊鋼箱橫隔板處,通過千斤頂?shù)捻斏⒒芈鋵崿F(xiàn)高程調(diào)整,確保合龍段順利拼裝。
⑶合龍段邊鋼箱吊裝就位后,小里程側(cè)拼縫與既有梁段順接,高強(qiáng)螺栓旋擰固定;大里程側(cè)等待合龍溫度,節(jié)段拼縫滿足要求后進(jìn)行合龍口臨時鎖定。合龍段臨時鎖定裝置僅布置在S17#段、S18#段拼縫處,每個箱口頂、底板各一道。合龍口臨時鎖定后,大里程側(cè)拼接板安裝就位,按照設(shè)計位置沖孔,進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施工。
圖2 合龍口臨時鎖定裝置立面布置圖
圖3 合龍口臨時鎖定裝置平面布置圖
臨時鎖定裝置由反力裝置及型鋼支撐構(gòu)成,其中支撐采用HW250×250型鋼加工,反力系統(tǒng)由承壓板和加勁肋組焊而成,板厚分別 3cm和2cm。型鋼支撐焊接固定時底部預(yù)留5cm,方便節(jié)段拼接板安裝,型鋼支撐處高強(qiáng)螺栓滯后施工。
3.3.1 施工準(zhǔn)備工作
⑴橋面吊機(jī)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼梁拼裝時,主框架前端超出待拼裝梁段4m。北岸橋面吊機(jī)走行至Z16#段中部橫梁支撐錨固前,南岸橋面吊機(jī)需后退至Z13#段才能避免主框架沖突,為中跨合龍段施工提供作業(yè)空間。
⑵雙側(cè)橋面吊機(jī)走行到位錨固后,利用南岸吊機(jī)在Z15#、Z16#節(jié)段處安裝配重塊北岸吊機(jī)吊裝等重構(gòu)件至拼裝位,模擬合龍姿態(tài)。測量合龍口兩端高程并匯報監(jiān)控單位,調(diào)整Z14#~Z16#斜拉索索力,觀測合龍段長度。觀測點布置形式及合龍口觀測頻率與邊跨合龍段相同。
圖4 配重存放位置圖
3.3.2 中跨合龍段安裝定位施工
⑴中跨合龍段擬定施工時間為17年4月中旬,此時溫度變化較為明顯,晝夜溫差大,選擇在夜間10:00以后溫度恒定的時段進(jìn)行合龍段拼裝。
⑵中跨合龍段臨時鎖定結(jié)構(gòu)形式與邊跨合龍段相同,布置在雙側(cè)Z16#段,每個箱口頂、底板各一道。頂板型鋼內(nèi)撐跨越整個合龍段與既有梁段焊接固定,底板型鋼內(nèi)撐與邊跨合龍段布置形式相同,內(nèi)撐安裝時考慮拼接板作業(yè)空間。
由于鋼梁合龍口一端處于大懸臂狀態(tài),受張拉、風(fēng)向影響較大。為保證構(gòu)件合龍口的順利合龍,首先必須對鋼梁構(gòu)件的拼裝過程進(jìn)行監(jiān)控觀測,提前掌握構(gòu)件的變化情況,斜拉索張拉對構(gòu)件的影響,提煉出鋼梁構(gòu)件變化趨勢及敏感性分析,從而調(diào)整合龍口合龍構(gòu)件的空間位置實現(xiàn)鋼梁的合龍。
邊箱梁的出場前和進(jìn)場后驗收,做好詳細(xì)的實測記錄,完備構(gòu)件的長度偏差記錄,確保構(gòu)件的出場精度偏差滿足規(guī)范要求。
鋼梁構(gòu)件拼裝完成后,以每5跨為一監(jiān)測長度,實測其長度并進(jìn)行記錄,完成后進(jìn)行對比,找出拼裝誤差平均值,對合龍段進(jìn)行預(yù)估拼裝誤差長度。
在邊箱梁拼裝過程中,按照一天時間的不同,記錄在不同時間段里不同溫度下,鋼梁架設(shè)過程中,鋼梁前段的高程變化情況;并根據(jù)不同工況下,節(jié)間架設(shè)完成及吊機(jī)走行不同工況下,鋼梁節(jié)間監(jiān)控點處高程變化情況,形成記錄,找出實測溫度影響規(guī)律。
節(jié)間鋼梁架設(shè)完成后,測量鋼梁前段觀測點的高程,在對于吊機(jī)滑移至下一節(jié)間后,再次測量鋼梁前段觀測點高程,對比前后兩次的高差高度,記錄在不同節(jié)間位置處吊機(jī)對構(gòu)件高程的影響曲線。
在鋼梁架設(shè)過程中,對于邊箱梁進(jìn)行實時的觀測,檢測其中軸線位置、左右兩側(cè)的高程位置、左右兩側(cè)控制點的里程位置。確保鋼梁在實際的操作過程中軸線、高程、里程處于可控范圍之內(nèi)。在架設(shè)合龍段之前應(yīng)先對既有鋼箱梁端頭的梁面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測,選擇溫度相對穩(wěn)定的時段進(jìn)行施工測量控制。斜拉索調(diào)索亦應(yīng)選擇在溫度較低時間段施工。通過三天時間的觀測綜合考慮內(nèi)力、溫度等影響,確定合龍段長度并進(jìn)行配切。架梁工作、運(yùn)梁均需同步進(jìn)行要嚴(yán)格控制荷載,同時確保懸臂兩端對稱施工,保證其在索力控制范圍內(nèi)。
如發(fā)生橫向拼縫寬度不一致,合龍段產(chǎn)生轉(zhuǎn)角位移,應(yīng)及時利用千斤頂調(diào)整縫寬及軸線位置,保證合龍段施工的順利進(jìn)行。
通過主橋合龍段的安裝施工,采取溫度配切、加載、索力標(biāo)高控制等相結(jié)合的辦法,較大程度上抵消了各種不利因素的影響,確保了主橋合龍段的順利安裝,保證了主橋成橋線型和應(yīng)力,為大跨度鋼混結(jié)合梁斜拉橋主橋合龍梁段施工的吊裝、安裝問題,為同類橋梁施工提供了一定的經(jīng)驗,可供參考。