摘要 文章深入探討了斜拉橋索塔施工的關鍵技術環(huán)節(jié),詳細研究了轉體施工技術在斜拉橋建設中的應用,特別是在塔橫橋向為“A”形條件下的施工與應對策略。通過案例分析,文章總結了轉體施工中橋梁主梁預制、斜拉索安裝、轉體速度控制以及轉體穩(wěn)定性保障等關鍵步驟的操作要點和技術難點,旨在為相關領域的工程實踐提供一定參考價值。
關鍵詞 索塔施工;轉體施工;斜拉橋工程
中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)19-0145-03
0 引言
隨著現(xiàn)代橋梁工程技術的飛速發(fā)展,斜拉橋作為一種高效且美觀的橋梁形式,其在世界范圍內(nèi)的應用越來越廣泛。斜拉橋的索塔施工與轉體施工技術,作為斜拉橋建設的核心環(huán)節(jié),其技術水平直接影響著橋梁的安全性和使用壽命,因此對這兩項技術的深入研究和不斷優(yōu)化,具有重要的工程實踐價值和理論指導意義。文章將重點探討斜拉橋索塔施工的關鍵技術和轉體施工的技術,以期為相關領域的工程實踐提供有益的參考和借鑒。
1 工程概況
臨海市伏龍橋工程主線北起張揚路以南約12 m,向南依次越清化路、沿江路、靈江、規(guī)劃一路,南至規(guī)劃二路以北約95 m。索塔采用飛鳥形索塔,塔橫橋向為“A”形,橋塔橫向內(nèi)傾,塔頂橫向相連,橋塔沿縱橋向往中跨傾斜,塔尖至橋面最高點67 uLmzkjMnq1ifYOCNof6tYQ==m,支點處梁頂面以上塔高約71.5 m,單股塔柱在斷面上橫橋向內(nèi)傾15°,在立面上縱橋向往中跨側傾20.5°。
塔柱總體為“A”字形,支點處梁頂面以上塔高約71.5 m,單股塔柱在斷面上橫橋向內(nèi)傾15°,在立面上縱橋向往中跨側傾20.5°。橋塔橫向內(nèi)傾,塔頂橫向相連,橋塔內(nèi)側鋼板與梁外腹板角度一致,塔幅定位線為圓弧,截均勻變化,其外接形尺寸在與場身段相接處為2.33 m×1.53 m,在頂處為2.33 m×4.67 m,塔壁等厚t=30 mm,隔板形式統(tǒng)一為環(huán)形框架隔板,平均間距約12 m。塔身段定位線為直線,面均勻變化,其外接矩形尺寸在與過段相接處為5.15 m×3.37 m,在與塔帽段相接處為2.33 m×1.53 m,壁等t=30 mm,隔板分為實腹式隔板與框架式隔板,平均約24 m。該文主要包含索塔吊裝、拼裝,索塔轉體施工,扣索安裝施工及調(diào)整等施工內(nèi)容。
2 索塔施工
2.1 索塔安裝
索塔運輸通過17.5底載平板運輸車,運輸路線與主橋、引橋鋼箱梁運輸路線一致,節(jié)段運輸以節(jié)段為單位,分批分次依次運輸至施工現(xiàn)場。索塔經(jīng)運輸至施工現(xiàn)場后,采用260 t履帶吊吊裝至邊跨橋面位置,再通過橋上安裝設備(80 t輪式龍門吊)吊裝運輸至安裝位置,利用起重設備吊運至安裝支架上,逐節(jié)段連接,暫不焊接,待索塔塔帽段合龍后,調(diào)整安裝線型,使其符合設計及相關規(guī)范要求后,碼板定位,統(tǒng)一進行逐段焊接,完成索塔初步安裝,具體安裝流程見下表1所示。
2.2 節(jié)段吊裝運輸
節(jié)段吊裝上橋采用260 t履帶吊吊裝至橋面運梁小車,索塔節(jié)段最大吊裝節(jié)段重量為62 t,根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及吊裝條件,吊裝半徑為18 m,吊裝高度15 m,根據(jù)260 t履帶吊參數(shù)性能可知:選擇吊裝半徑18 m,臂長35 m,可吊裝重量為76.8 t,吊裝工況滿足現(xiàn)場實際情況。由于結構橋面上有剪力釘,因此為保護橋面,采用型鋼路基板鋪設剪力釘空隙中,采用鋼板鋪設型鋼上,形成臨時橋面,其上為輪式龍門吊行走通道。梁段安裝采用運梁小車運輸至吊裝區(qū)域,然后采用100 t履帶掉吊裝至安裝支架上,吊裝半徑為8.0 m,吊裝高度為3.0 m,100 t履帶掉最大吊重為66 t,滿足吊裝需求。
2.3 預埋件設計安裝
索塔為八邊形結構,單節(jié)段最大重量為50 t+(外腹板+爬梯0.8 t/m)節(jié)段劃分后按筒心段、外腹板1、外腹板3、外腹板4組合安裝,結合安裝流程及條件,為滿足吊裝、安裝需求,同時盡量減小預埋設施焊接對母材的影響,對索塔進行合理的預埋件布設。在索塔兩側需增設調(diào)平墊塊(即支撐墊塊),其結構采用與母材采用同材質結構,材質為Q345,臨時調(diào)平墊塊布設于橫隔板處,受斜邊逐段在變化,因此調(diào)平板設計隨變化而保持水平。
2.4 索塔安裝拼裝
(1)為方便索塔安裝、簡化索塔安裝工序,降低外腹板的安裝難度與風險,因此將索塔外腹板安排在地面進行拼裝,索塔在拼裝前,先將外腹板1提前吊裝進入支架內(nèi),進行臨時支墊,待筒心段安裝完成后再進行外腹板的安裝。外腹板1吊耳利用外腹板勁板位置,采用夾片式吊具進行吊裝,利用起重設備直接吊裝進入支架內(nèi),臨時支墊固定,防止墜落。外腹板1逐節(jié)段吊裝至支架內(nèi)部,完成索塔所有外腹板1的安裝,進入下一步施工工序。
(2)外腹板1安裝完成后進行筒心段2安裝,索塔節(jié)段由運輸車運輸至邊跨位置,采用履帶吊吊裝上橋面,橋面上索塔節(jié)段吊裝設備主要采用100 t履帶吊,吊裝吊耳利用廠內(nèi)吊裝吊耳,不再單獨設置,利用履帶吊吊裝,將水平支撐墊位于支架支撐墊上,按設計要求調(diào)整支墊厚度,使其安裝線型滿足設計需求。局部需要調(diào)整標高的利用千斤頂進行微調(diào),待全部筒心段安裝完成并焊接后進行下一道工序。
(3)筒心段2部分全部焊接完成后,利用手拉葫蘆逐段調(diào)整外腹板1,并進行焊接連接,完成外腹板1安裝。利用100 t履帶吊逐段安裝外腹板3,此處調(diào)節(jié)可采用螺旋式千斤頂配合手拉葫蘆,調(diào)整外腹板安裝位置,使其符合設計線型要求,并進行焊接工序,完成外腹板3安裝。
(4)同步驟三相同方案逐段進行外腹板4安裝,并逐段進行焊接固定,將所有裝飾板焊接完成后進行防腐涂裝工序處理,完成轉體準備工序,進入下一步施工工序。
3 索塔轉體施工
3.1 轉體設計參數(shù)
牽引索最大索力參數(shù)見表2所示:
背索索力參數(shù)見表3所示:
水平張拉索力參數(shù)見表4所示:
3.2 轉體施工流程
臥拼主塔(含主塔轉鉸、背索主塔扣點),安裝壓桿、拉桿、拉索錨點、背索錨點。拉索和背索穿好鋼絞線,拉索每根鋼絞線預緊約1 t,使拉桿鋼絞線也處于預緊狀態(tài)且每根鋼絞線長度相等(如長度差距過大可單根調(diào)整)。
預緊完成后,拉索依次加載到轉體荷載的20%、40%、60%、80%直至轉體荷載100%。整體結構試加載,當塔架離開胎架時,靜置12 h,檢查各部件受力及變形情況。
張拉牽引索,索塔轉體20°。繼續(xù)張拉牽引索,索塔轉體40°。
索塔轉體到40°,停止轉體,預緊背索鋼絞線,并依次加載到指定荷載的20%、40%、60%、80%直至加載到100%指定荷載。繼續(xù)張拉牽引索,同時下放背索,根據(jù)計算數(shù)據(jù),確保牽引索和背索保持一定索力,索塔轉體到60°。繼續(xù)張拉牽引索,同時下放背索,根據(jù)計算數(shù)據(jù),確保牽引索和背索保持一定索力,轉體70°,索塔轉體到位[1]。
對位焊接,待柔性拉桿位置臨時張拉完成后,按照20%等比例卸載背索、拉索,拆除拉桿和壓桿,完成轉體施工。
4 結論
在斜拉橋索塔施工方面,索塔的結構設計和施工方法對橋梁的整體穩(wěn)定性具有重要影響。索塔施工需要確保結構的精度和穩(wěn)定性,尤其是在高空作業(yè)和大型構件吊裝過程中,需要精確控制施工參數(shù),還需要考慮施工環(huán)境和條件的影響,制定科學合理的施工方案和措施。轉體施工也需要解決一系列技術難題,如轉體結構的精確設計、轉體過程中的穩(wěn)定性控制、轉體速度與精度控制等。通過采用先進的施工設備和監(jiān)測技術,可以實現(xiàn)對轉體施工過程的精確控制和監(jiān)測,斜拉橋索塔施工與轉體施工技術是斜拉橋建設中的關鍵技術環(huán)節(jié),需要綜合考慮結構設計、施工環(huán)境、施工方法和設備性能等多方面因素,通過不斷優(yōu)化和創(chuàng)新施工技術,可以提高斜拉橋建設的質量和效率。
參考文獻
[1]高杰,李斯奇,林水強,等.轉體施工橋梁橋塔施工技術及過程模擬分析[C].《施工技術》雜志社,亞太建設科技信息研究院有限公司.2021年全國土木工程施工技術交流會論文集(下冊).中國建筑第六工程局有限公司;福建省龍巖市建設工程質量監(jiān)督站;福建省龍巖市城市建設投資發(fā)展有限公司,2021:5.
收稿日期:2024-06-13
作者簡介:周康福(1986—),本科,男,工程師,主要從事公路工程、市政工程施工管理。
通訊作者:何娟(1987—),本科,女,高級工程師,主要從事公路工程、市政工程項目管理。