茅草街大橋施工技術(shù)課件

1、茅草街大橋施工技術(shù)益陽茅草街大橋是省道S204線跨越松澧洪道、藕池河西支、南茅運(yùn)河及沱江的一座特大型橋梁，其中淞澧洪道橋由我公司承建。橋型布置為445m(簡支T梁) +80m+368m +80m(中承式鋼管砼系桿拱) +645m(簡支T梁)，主拱采用四肢鋼管砼桁式拱肋，主弦管直徑1m。矢高71.2m,矢跨比1/5。該橋位居同類橋梁中亞洲第一。全橋長982.96m，橋面全寬16m。 1 簡介茅草街大橋主橋布置圖主橋于2002年7月28日舉行了開工典禮。我公司從進(jìn)場到現(xiàn)在，已完成了下部結(jié)構(gòu)、邊拱肋、鋼管拱的吊裝、南引橋的全部T梁及北引橋的部分T梁，目前正進(jìn)行主橋上部構(gòu)造的安裝及引橋T梁的施工。下面

2、，我們主要對樁基、承臺(tái)、邊拱肋、鋼管拱、T梁等施工技術(shù)進(jìn)行簡要的介紹。 2 基礎(chǔ)施工全橋共有樁基80根，六、七號(hào)主墩均采用26根直徑2.5m長度為70m的鉆孔灌注樁，余下樁基的樁徑是1.5m和2.2m，同樣也采用鉆孔灌注法施工，承臺(tái)為工字形長30.1m寬29.5m高5m。封底砼2m。2.1 六號(hào)墩基礎(chǔ)施工六號(hào)墩為水中墩，離岸約80m，鉆孔灌注樁所要經(jīng)過的地層有鐵質(zhì)膠結(jié)物，分布廣泛且深淺不一，這種膠結(jié)物對鉆頭磨損較大，影響進(jìn)尺，施工難度大。六號(hào)墩施工我們采用鋼管樁作支撐，在鋼管樁上布置貝雷梁并鋪設(shè)34m33m的施工平臺(tái)。 鋼護(hù)筒直徑為2.9m，采用10mm鋼板卷制而成，鋼護(hù)筒內(nèi)設(shè)法蘭盤，分節(jié)制作

3、，整體吊裝，并采用振動(dòng)沉入法打入。 六號(hào)墩基礎(chǔ)施工22 七號(hào)墩基礎(chǔ)施工七號(hào)墩位于西洲河岸，有1/3的樁處于河中，鉆孔灌注樁所需鉆過的地層上部為較厚的淤泥質(zhì)軟弱層，因此，需要深埋護(hù)筒，以防塌孔。由于地基承載力弱，我們首先對地基進(jìn)行硬化處理，以便于大型鉆機(jī)進(jìn)行施工，靠河岸側(cè)，我們采用鋼管貝雷架平臺(tái)施工。 承臺(tái)施工 31 六號(hào)墩承臺(tái)施工我們采用鋼圍堰施工方案（鋼圍堰尺寸為33m32m高9m）：先用鉆機(jī)將刃腳范圍內(nèi)鐵質(zhì)膠結(jié)層破碎，在平臺(tái)上設(shè)置16個(gè)牛腿，用卷揚(yáng)機(jī)及葫蘆將鋼圍堰懸掛，并吹砂下沉。鋼圍堰四周設(shè)置導(dǎo)向架。 再在圍堰內(nèi)搭設(shè)鋼管樁平臺(tái)，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)破碎堰內(nèi)鐵質(zhì)膠結(jié)層，空壓機(jī)吹砂排碴。澆筑封底砼后

4、、扎鋼筋、澆筑承臺(tái)砼。澆筑承臺(tái)封底砼施工難點(diǎn)：由于承臺(tái)范圍內(nèi)大量鐵質(zhì)膠結(jié)層的存在，我們必先用鉆機(jī)將圍堰刃腳處的鐵質(zhì)膠結(jié)層破碎，圍堰才可能下沉到位。圍堰內(nèi)采用同樣的方法將鐵質(zhì)膠結(jié)層破碎，大大地增加了施工難度。32 七號(hào)墩承臺(tái)施工我們采用的是鋼套箱吹沙下沉施工。鋼套箱的形式同六號(hào)墩鋼圍堰。由于是軟基礎(chǔ)，淤泥層厚，只能在樁基護(hù)筒上焊接支撐牛腿及導(dǎo)向架，拼裝套箱。套箱拼裝好后，利用多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)控制標(biāo)高和下沉速度。下沉刃腳處配合高壓射水，吸泥泵向外排碴。施工難點(diǎn)：七號(hào)墩處于軟基且一面臨水，直接在地面上拼裝鋼套箱刃腳會(huì)發(fā)生傾斜，造成拼接困難。纜索吊系統(tǒng)技術(shù)方案經(jīng)過多次全國性橋梁專家評(píng)審后于2004年5月份正

5、式實(shí)施，2004年12月28日試吊成功。4 纜索吊系統(tǒng)的實(shí)施纜索吊技術(shù)方案專家評(píng)審會(huì)議2004年12月纜索吊試吊成功41 主塔的拼裝主塔我們采用的是主扣合一的方案?？鬯_埋入六、七號(hào)墩拱座，扣塔與拱座連接形式為固結(jié)，扣塔采用乙型萬能桿件組拼成雙柱門式塔，塔柱截面尺寸為6m8m，扣塔橫向?qū)?4m，塔高105m，吊塔通過鉸接的形式立于扣塔上，塔高20m。兩塔跨徑371.5m，塔架用萬能桿件3000T，施工用材1500T。主索重力式地錨西洲岸下游主索地錨扣塔的拼裝扣塔與吊塔采用鉸接的形式主索索鞍拼裝完成的吊扣塔系統(tǒng)42 主索的形式全橋共設(shè)四套主索吊裝系統(tǒng)（對應(yīng)上、下游拱肋各二套）設(shè)計(jì)吊重85噸。上

6、游由2組939mm鋼絲繩組成，單根長度為967m，重載垂度為L/13.3，空載垂度 為L/17.5。下游由二套647.5m鋼絲繩組成，單根長度為995 m，重載垂度為L/13.3，空載垂度為L/17.9；鋼絲繩抗拉強(qiáng)度為1770Mpa。鋼絲繩總用量近600T。單組主索跑車形式43 扣索的設(shè)置拱肋鋼管桁架順橋向半跨分為11個(gè)節(jié)段，中間一個(gè)合攏段，橫橋向分為上、下游兩肋，每半跨拱肋11個(gè)節(jié)段，設(shè)6個(gè)正式扣段和5個(gè)臨時(shí)扣段。第一扣段含三個(gè)節(jié)段（其中含兩個(gè)臨時(shí)扣段）、第二、三、四扣段含兩個(gè)節(jié)段（其中各含一個(gè)臨時(shí)扣段），第五、六扣段為兩永久扣段，待節(jié)段就位接頭張拉正式扣索后，拆去前面臨時(shí)扣索（臨時(shí)扣索采

7、用4根39.5鋼絲繩）。永久扣段對應(yīng)的是永久扣索?？鬯麂撱q線總用量近200T。4 31 前索和背索的設(shè)置扣索張拉臺(tái)座設(shè)置于扣塔頂部，扣索錨固箱采用型鋼焊接而成。前、背索索力不等，對稱張拉以控制塔頂偏位。前索用于扣掛鋼管拱，背索錨固于邊拱肋上。 前索和背索的錨固端采用P型錨的型式分別錨固在邊拱肋和鋼管拱的反力梁上，張拉端均設(shè)在扣塔頂?shù)腻^箱上?？鬯麇^固在錨箱432扣索的錨固設(shè)置背索錨固端采用P型錨的形式通過預(yù)留管道錨固在邊拱肋底、側(cè)面預(yù)埋楔形錨盒上。前索錨固在鋼管拱拱肋上。背索錨固在邊拱肋預(yù)埋背索錨墊板 5 邊肋拱的施工由于本橋兩岸邊拱肋所處地理位置不同，其中南岸邊拱肋位于河中，北岸邊拱肋位于西洲

8、河岸，地質(zhì)條件不同，我們決定采用兩種拱肋支架方案。51 南岸邊拱肋支架每條拱肋下振打兩排鋼管樁，鋼管樁橫向間距布置為4m，縱向間距為3m。鋼管樁頂面標(biāo)高為37.88m，然后在上面用雙拼I36工字鋼橫向連接，在工字鋼上面布置6排縱向I36工字鋼，工字鋼上搭設(shè)鋼管滿堂支架，頂面鋪設(shè)槽鋼小橫梁支撐模板。邊拱肋支架基礎(chǔ)采用鋼管樁邊拱肋滿堂式支架邊拱肋端橫梁支架基礎(chǔ)加固邊拱肋支架橫撐52 北岸邊拱肋支架采用在拱肋下軟基上振打砼樁，樁長16m。在全部樁基礎(chǔ)施工完成后，在樁基上澆筑一層寬5m，厚40cm，長70m的鋼筋砼（單肋），再在砼上預(yù)埋工字鋼，然后在上面安置鋼管樁，通過工字鋼使鋼管樁連成整體，鋼管樁縱

9、橫向均設(shè)剪刀撐。 鋼管樁頂部橫梁采用兩根I36工字鋼，在橫梁上等間距鋪設(shè)5排I36工字鋼作為縱梁，再在縱梁上鋪設(shè)槽鋼小橫梁支撐模板。邊拱肋鋼管樁支架邊拱肋支架工字鋼縱梁 南岸邊拱肋支架用鋼量達(dá)800t，北岸邊拱支架用鋼量達(dá)600t,根據(jù)施工程序支架要到橋面防撞欄桿完成才能拆除，大量施工鋼材無法周轉(zhuǎn)使用。由于T梁施工場地狹小，無法設(shè)置預(yù)制場地，南咀岸地勢起伏大，西洲地質(zhì)條件差無法使用龍門吊，因此南、北引橋同時(shí)采用高空架梁法進(jìn)行施工,施工特點(diǎn)如下: 6 T梁施工(1)不需要預(yù)制場地和架橋機(jī),也不需要滿堂式腳手支架,復(fù)雜的設(shè)備變成簡單設(shè)備。(2)每跨根據(jù)施工工藝只設(shè)一片T梁的預(yù)制臺(tái)座。(3)多跨可同

10、時(shí)進(jìn)行T梁的預(yù)制施工，并能和下部工程施工形成交叉作，加快工程進(jìn)度，降低成本。(4)支架可采用貝雷架拼裝組成，可根據(jù)跨度進(jìn)行調(diào)整，靈活方便。具體施工方法如下：每跨各設(shè)一T梁臺(tái)座，采用鋼管樁支撐，鋼管樁縱向跨度為15m，橫向每排設(shè)兩根。采用貝雷架搭設(shè)高樁平臺(tái)，經(jīng)過試壓合格后，再進(jìn)行T梁的預(yù)制。成品T梁橫移就位。T梁鋼管支架T梁的制作 7 鋼管拱的吊裝2005年1月30日正式開始主拱肋的吊裝，2005年8月1號(hào)合攏，合攏精度、拱肋應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。拱肋節(jié)段安裝采用斜拉扣掛式無支架纜索吊裝方案。全橋共計(jì)60個(gè)吊裝節(jié)段，最大節(jié)段吊裝重量為85T（含扣點(diǎn)重量）。拱肋節(jié)段安裝采用兩岸對稱懸拼。7.1 鋼管拱

11、的制作 首節(jié)鋼管拱的制作相貫線切割機(jī)相貫線吻合良好拱段制作7.2 相關(guān)試驗(yàn)風(fēng)動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)7.3 鋼管拱的安裝 拱肋節(jié)段工廠制作經(jīng)預(yù)拼驗(yàn)收合格后出廠，經(jīng)專用船只運(yùn)至橋位處在安裝節(jié)段正下方江面上停靠，起吊、縱移、落位，南北岸分別同時(shí)自拱座1拱肋節(jié)段開始對稱安裝。節(jié)段為單肋安裝，單肋節(jié)段安裝就位后拉浪風(fēng)索，確保橫向穩(wěn)定，待上下游同一節(jié)段吊裝就位后，安裝相應(yīng)連接橫撐，即完成一個(gè)雙肋節(jié)段。第一節(jié)鋼管拱的安裝主弦管接頭形式全過程進(jìn)行施工監(jiān)控?？珍摴芄袄吆蠑n，并調(diào)整線型、標(biāo)高至符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行各正式扣段接頭焊接，然后予以逐級(jí)松扣，使空鋼管拱肋呈自重作用下的無鉸拱狀態(tài)，完成體系轉(zhuǎn)換。鋼管拱第十一節(jié)段的安裝

12、7.4 主拱合攏設(shè)計(jì)上要求合攏溫度1520度，為滿足設(shè)計(jì)標(biāo)要求，我們選擇夜間溫度低且穩(wěn)定時(shí)段合攏。采用千斤頂施力、頂開主拱圈一定距離（即合攏溫度修正值）。以保證主拱肋受力、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。鋼管拱合攏前夜間低溫合攏完成合攏慶祝大橋合攏7.5 松扣和卸扣空鋼管拱肋合攏、各節(jié)段接頭焊接完成，封固拱腳（按設(shè)計(jì)文件實(shí)施），由兩鉸拱轉(zhuǎn)換成無鉸拱后，逐級(jí)松扣，將扣索拉力轉(zhuǎn)換為拱的推力,完成體系轉(zhuǎn)換。松扣程序?yàn)椋簭目缰?號(hào)扣索開始，兩岸對稱分級(jí)逐索放松，每級(jí)測試拱肋鋼管應(yīng)力、標(biāo)高、軸線，經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工監(jiān)控方確認(rèn)后，再進(jìn)行第二級(jí)放松循環(huán)。最后撤除4、5、6號(hào)扣索，1、2、3號(hào)扣索不撤除并保留5%左右的索力

13、。松扣后對拱肋進(jìn)行全面測試，根據(jù)測量結(jié)果來決定： 糾偏方式（適當(dāng)調(diào)整浪風(fēng)索、部分扣索索力等）。 修正管內(nèi)砼灌注方案和灌注順序。拱肋鋼管內(nèi)砼灌注完成后，并將余下扣索拆除。立柱、吊桿、橫梁及軌道車縱梁由工廠制作，運(yùn)至施工現(xiàn)場，利用吊裝系統(tǒng)及輔助卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行安裝。橫梁安裝完成后進(jìn)行系桿索的安裝。按施工程序進(jìn)行鋼管內(nèi)砼灌注和系桿的張拉。8 上部結(jié)構(gòu)的施工及臨時(shí)結(jié)構(gòu)的拆除鋼管拱砼澆筑完成以后，進(jìn)行橋面鋼縱梁及橋面板的安裝，并按程序張拉系桿索?，F(xiàn)澆橋面鋪裝層及防撞欄桿。拆除邊拱支架及塔架，安裝伸縮縫并進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防腐。茅草大橋主橋已列入交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目本項(xiàng)目分四個(gè)專題進(jìn)行研究 專題一：鋼管砼拱橋結(jié)構(gòu)體系的研究 子題一：鋼管砼拱橋結(jié)構(gòu)體系研究； 子題二：鋼管砼拱肋結(jié)構(gòu)與構(gòu)造研究； 子題三：橋面結(jié)構(gòu)與構(gòu)造研究。9 科研專題二：鋼管砼拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法的研究 子題一：鋼管砼拱橋極限承載力的研究； 子題二：鋼管砼拱正