豐城劍邑大橋主橋主塔施工關鍵技術

豐城劍邑大橋主橋主塔施工關鍵技術

1貝雷梁梁段設計方案豐城市劍義橋的主橋為單塔斜拉橋與懸臂橋的聯(lián)合結(jié)構。有14對絞死帶，環(huán)保，共有14個對絞死帶的平行配置。主梁0號塊單側(cè)分6段,長22.8m,主梁0號塊～A2段為變截面(見圖1),A3～A14段為標準梁段,主梁斷面為“Π”形結(jié)構,單節(jié)段長8m,除0號塊中A0-1～A0-3段外,其余梁段設計采用前支點掛籃施工。主梁0號塊A0-1～A0-3段采用扇形支架現(xiàn)澆完成后,在主梁頂面拼裝貝雷梁吊裝支架,前支點掛籃在岸邊舶船上拼裝成整體后浮運至墩位處,利用吊裝支架整體垂直吊裝就位。前支點掛籃施工工藝在我國斜拉橋施工中已經(jīng)廣泛使用,但由于前支點掛籃各部件體積、重量較大,水中拼裝及整體吊裝難度也較大。2前支點掛籃吊裝系統(tǒng)斜拉索平行布置且1號索自A1段開始,在0號塊施工中不匹配,于是在主塔施工過程中增設1根與斜拉索平行(夾角29°)的臨時索用于前支點掛籃在A0-4～A0-6段的施工。掛籃主要由承載平臺、前支點系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、操作平臺及預埋件系統(tǒng)等組成(見圖2)。掛籃在吊裝過程中僅吊裝掛籃2個主縱梁、3個橫梁、1個輔助橫梁、操作平臺及張拉機構,吊重按照125t考慮。其余各部件在承載平臺安裝錨固完成后,進行標準段施工時開始組裝。3前一根懸掛系統(tǒng)掛籃主要構件拼裝完成后,采用吊裝桁架起吊,吊裝桁架包括縱梁、橫梁、提升機構、前后支腿、錨固系統(tǒng)(見圖3)。3.1貝雷梁和中縱梁吊裝桁架縱梁由2道邊縱梁和2道中縱梁組成。邊縱梁由單組4排單層加強型“321”貝雷梁組成,橫向間距均為450mm;中縱梁由2組2排單層普通型“321”貝雷梁組成,橫向間距為450mm。邊縱梁是桁架的主要承重結(jié)構,在邊縱梁前端設置橫向分配梁,上端放置錨具,豎向穿2根JL32精軋螺紋鋼筋,作為承重平臺的起重桿件受力體系。3.2分段組配載平臺的支撐結(jié)構桁架橫梁由配載平臺和中、后橫梁組成。中、后橫梁各由單片六四軍用梁組成,前段采用2組間距270cm貝雷梁組成配載平臺承重結(jié)構。其主要作用是連接加強縱梁,增強其整體穩(wěn)定性?？v橫梁之間連接采用整體定型分配梁,上下交錯成井字形錨固縱橫梁,使之成為一個整體,并在兩邊之間設置剪力撐,保證桁架整體剛度。3.3錨具、吊點、jl32桁架提升機構由8個吊點形成,每個吊點包括2臺32t千斤頂、錨具、吊點、JL32精軋螺紋鋼和連接器組成。承載平臺組拼完成后,使承載平臺保持在一個水平面上,用JL32精軋螺紋鋼連接千斤頂與承載平臺上的吊點,緩慢向上提升承載平臺,到達設計位置。3.4支學習的部位由于梁面橫向有1.5%橫坡,且為了使桁架受力明確,在A0-3節(jié)段前端50cm處設置前支腿,作為桁架吊裝的受力支撐點。在前支腿后6m處設置后支腿,調(diào)整桁架在同一水平面上。施工時先放樣出設計位置,用高標號水泥砂漿找平后放置支腿。3.5縱梁錨固點設置為了平衡吊裝承載平臺的支反力,在縱梁后段設置JL32精軋螺紋鋼。中縱梁設置2個錨固點,邊縱梁各設置2排3個錨固點。澆筑混凝土過程中預埋精軋螺紋鋼,埋入混凝土1m,露出混凝土面30cm,錨固時用連接器進行接長連接,錨固在縱梁分配梁上,錨固完成后必須對精軋螺紋鋼進行預拉。4前安裝銷式撒布廠4.1大公里平臺支掛設備的裝配0號塊A0-3段等強張拉后,將貝雷梁片運至梁面,進行吊裝桁架的組拼及吊裝前的施工準備。大、小里程面吊裝平臺拼裝完畢后,將拼裝完成的大里程面前支點掛籃運至吊裝位置,對小里程面吊裝平臺按照設計步驟進行配載。在此過程中利用JL32精軋螺紋鋼逐步提升掛籃至設計位置,利用后錨將掛籃錨固在主梁上,并通過主塔施工時預留的臨時索管穿臨時鋼絞線,完成大里程面前支點掛籃的吊裝。前支點掛籃吊裝完成后,陸續(xù)進行掛籃其它構件的組拼、安裝,待安裝完畢后,開始桁架的拆除。4.2縱梁現(xiàn)場吊裝安裝組拼桁架之前,對梁段進行放樣確定前、后支腿位置,用高標號水泥砂漿找平,按照設計位置安裝前、后支腿,并使支腿頂面在同一水平面上。每道縱梁在水上平臺上首先拼裝成2段,先將上游邊縱梁1號段吊裝放置在前、后支腿上,并用精軋螺紋鋼進行錨固,再將2號段用塔吊吊起,與已固定好的上游邊縱梁1號段進行懸拼對接;下游邊縱梁施工與上游類似。之后進行中縱梁施工,吊裝上游中縱梁1號段安裝錨固,懸空拼接2號段,再吊裝錨固下游中縱梁1號段,最后懸空拼接2號段,完成桁架縱梁安裝(見圖4)?？v梁拼裝完成后進行橫梁拼裝,在工作平臺上將直接拼裝完成的橫梁利用塔吊起吊安裝在設計位置。最后進行縱梁與橫梁之間的連接加固,加固采用型鋼分配梁中間穿JL32精軋螺紋鋼連接擰緊,完成桁架組拼(見圖5)。4.3整體、后梁、輔助梁的拼裝前支點掛籃的承載平臺在順橋向的駁船平臺上拼裝成整體。具體方法為:將2艘駁船用貝雷梁連接成整體,并在貝雷梁上鋪型鋼分配梁,上鋪木板,形成拼裝平臺。測量放樣,定出掛籃縱梁和橫梁的中軸線位置,并用型鋼角鐵固定標記。利用汽車吊和履帶吊將主縱梁拼裝完成,前、后橫梁與主縱梁組拼成整體后,接著拼裝中橫梁及輔助后橫梁。其余部件在掛籃整體吊裝到位后,再和承載平臺組拼在一起。4.4吊點和吊點焊接位置掛籃吊點設置在掛籃重心位置兩側(cè)等間距位置,共設4組(每組4個)吊點,每個吊點設計2根JL32精軋螺紋鋼作為吊裝承重傳力構件,并在掛籃主縱梁頂面按照設計位置焊接吊點,要求焊接吊點位置上、下縱梁位置對稱及單根縱梁沿軸線對稱,吊點與縱梁頂板焊接位置按照設計要求滿焊,并在縱梁內(nèi)部對吊點對應位置處進行局部加強。4.5準備好開始4.5.1精軋螺紋鋼連接器前支點掛籃提升前需對掛籃上焊接吊點的焊縫及吊孔連接處進行詳細檢查,如發(fā)現(xiàn)脫焊及焊縫不飽滿則進行補焊。檢查JL32精軋螺紋鋼連接器兩頭是否連接到位,兩邊連接長度是否相等,如不滿足要求則需重新連接。如發(fā)現(xiàn)精軋螺紋鋼吊桿有被氧氣切割過和被電焊打火,則立即更換該根螺紋鋼。檢查桁架吊裝平臺縱橫梁之間連接的精軋螺紋鋼連接是否松動,縱梁后錨點位置連接器是否連接到位,錨梁是否有松動痕跡,如有異常情況,須及時處理加強。4.5.2掛籃安裝油蓋的校正為保證現(xiàn)場吊裝油頂滿足施工要求,并測定油頂有效工作力,需要對現(xiàn)場油頂逐個進行試壓標定,測出每個油頂有效工作力并貼上標簽。4.5.3預安裝掛籃及鋼絞線為保證整個吊裝過程順利完成,需要對吊裝過程中發(fā)生的問題進行及時處理,因而對張拉油頂、JL32精軋螺紋鋼、螺帽、扳手以及整個過程中焊接材料做好充分的準備。同時,包括掛籃提升到位后,掛籃與主梁錨固用的鋼絞線及鋼絞線張拉設備的配備及備用;掛籃吊裝完成后,進行臨時斜拉索安裝所用的鋼絞線、錨具、張拉設備的配備及備用。配重所用鋼絞線,必須在提升掛籃之前運送至工作平臺上,做好整個配載過程的準備。4.5.4觀測點的設置為了測定掛籃單邊吊裝過程對塔柱、主梁及貝雷梁的影響,在上、下游塔柱面各設置1個觀測點,大里程面主梁上設置2對觀測點,吊裝平臺主縱梁上共設置4個觀測點。在吊裝之前,對各個觀測點進行原始數(shù)據(jù)的測量。為了更好地控制掛籃吊裝過程中的平穩(wěn)性和整個過程的有序性,在吊裝之前,從吊點位置沿吊桿方向每隔1m用油漆進行標識,保證在每米提升間隔中能夠掌握吊桿提升高度和掛籃整體偏差值,并對每次提升的高度和時間進行準確的記錄。4.6掛籃壓力廠的生產(chǎn)4.6.1提升機構的安裝在前支點掛籃吊裝之前,對掛籃吊點、吊桿及吊裝平臺檢查完畢,進行桁架試吊檢驗,其檢驗過程為:先將提升機構安裝于承載平臺之上,同時緩慢均勻提升掛籃懸空10cm,靜載20min。在此過程中各小組人員對各個部位進行詳細的觀測,并做好記錄。在此過程中消除了由于接觸不緊密引起的空隙及間隔,為正常的吊裝工作減少不必要的沖擊荷載。完成試吊過程后方可進行掛籃的吊裝工作。4.6.2塔柱本身剛度受部分不平衡彎矩影響因掛籃不能兩端同時吊裝,在吊裝大里程方向掛籃時在小里程方向吊裝支架配載。掛籃配載設計時利用塔柱本身剛度承受部分不平衡彎矩以減小配載重量。在掛籃吊裝前對小里程面吊裝平臺設計位置進行分級配載至200kN、400kN,在此過程中觀測塔柱、主梁及吊裝平臺的變形情況。然后對掛籃進行試吊,檢查合格后分級均勻吊裝,同時小里程方向增加配載至600kN。4.6.3掛籃過程中的標高控制由于試吊過程只是脫離接觸面10cm,為了更好地控制掛籃整個平面的平整度,保證整個掛籃的受力不發(fā)生偏轉(zhuǎn)和傾斜,必須做好吊裝過程中的標高控制。以標記在掛籃上的油漆刻線作為基準,微調(diào)至一固定數(shù)值后,采用水準儀和全站儀對掛籃縱梁4個觀測點的絕對標高進行測量,再次微調(diào)到位,隨后在掛籃的提升過程中每隔1m對4個觀測點的標高進行復測檢查。4.6.4吊裝速度的控制在掛籃承載平臺吊裝過程中,為保證掛籃勻速上升,并在提升過程中不至于有較大的縱橫向偏差,應控制好吊裝速度。嚴格控制每次提升間隔不得大于5cm,并在提升過程中不斷擰緊下口錨固螺栓,用雙層U型鋼板卡住JL32精軋螺紋鋼。4.7臨時索產(chǎn)生的水平分力前支點掛籃安裝就位完畢,在掛籃主縱梁尾端至塔柱間設置2根?630×8鋼管支撐,以抵抗梁段澆筑時臨時索產(chǎn)生的水平分力。A0-1～A0-3段采用扇形萬能桿件支架進行澆筑,搭設頂面1層萬能桿件支架時,預先將臨時支撐鋼管放置在萬能桿件支架中,并對頂撐部位的萬能桿件支架進行特殊處理(拆除相對應部位的桿件,減少吊裝臨時支撐鋼管的不