大跨度单支撑面系杆拱桥钢箱拱吊装方案

工程技术 2 0 12NO 一 2 3 Chin aNewT e ehnologie sa n dPr oduets 大跨度单支撑面系杆拱桥钢箱拱吊装方案 王景周 ( 中铁十三局集团第一工程有限公司 , 辽宁大连1 1 600 0 摘要 : 庄河市干 沟 大桥位于庄河市环城路东段跨越庄河段 , 大桥为下承式 、 单支撑面系杆拱桥 , 桥长2 7 2m , 拱肋净跨 2 4 7 . 0 8 0 7m , 矢高为5 5 . 5m , 是目前国内同类桥梁跨径最大者 。 钢 箱拱总重 35 00 吨 , 加工采用节段场 内加工 , 现场拼装为三段的 施工技术 , 每段重量为 1 15 0 吨 , 安 装利用塔架吊装系统 , 采用竖转提升 施工技术 。 关键词 : 单拱肋 ; 钢 箱拱 ; 竖 转提升 中图分举 号 : 下02 14+ .2 文献标识 码 : A 桥型 总体布置见图 1 。 1 吊装施工 1 . 1施工工艺过程 1 . 1 . 1技术准备 1 . 1 . 1 . 1会审整体 提升施工方案 , 进场 前报相关方予以审批 。 1 . 1 . 1 . 2 制定整体 提升等各项技术 、 质 量指标要求 , 并配以相应保证措施 。 1 . 1 . 1 . 3 机械设备 、 材料准备 。 (1)进场前所有设备进行 检验 , 并做 空载联机调试 。 检验 、 调试内容参照我国 千斤顶 、 油泵出厂试验标准并 结合实际工 况进行检验 。 (2)对于提升中需要用 到 的特殊机具 , 预先加工准备妥当 , 设备易损 件做好备用 件 。 (3 )锚夹具 是液压 提升 系统的关键 , 必须严格检查 , 确保其夹持性能良好 。 (4)起吊用钢绞线做母材抗拉强度试 验 , 下料左右旋各一半 , 并做标识 ; 钢绞线 不得 有弯折 、 散股现象 , 不得受到机械或 过电损伤 等 。 钢绞线采用砂轮机下等长料 , 端头去毛刺 ; 场地要求平整干净 , 确保下好 的钢绞线表面保持清洁 。 (5)泵站液压油必须符合设计要求且 经过滤油机过滤 。 图 1桥型总体布置图 1 . 1 . 2起重塔架施工 1 . 1 . 2 . 1基础 : 每个塔架 基础 用2 *16 根 小42 5 * 1 0钢管桩构成 , 钢管桩采用1 2 oT 的 震 动打桩锤打人持力层 , 确保 每根桩的承 载力 不小于 10 0 t。 钢管桩上部穿过现浇混 凝土箱梁 , 高出桥面 30 cm 。 浇注箱梁时 , 钢管桩与箱梁预应力冲突时 , 将钢管割洞 让预应力穿过 , 然后将钢管进行抱瓦补强 , 并将穿梁段钢管内浇注混凝土加固 。 对于 无法穿梁的钢管桩采取在梁底用 Z c m 钢板 顶紧 。 箱室内同心位置加钢管 , 箱室内所 加钢管上下口均用Z c m 钢板封闭焊接 , 并 用 10 0 t 螺旋千斤顶使钢管上下 面与混凝土 面顶紧 。 梁面亦在同心位置用钢管(与箱 室内钢管处理方法相 同)使之与混凝土面 及 H 型钢顶紧 。 梁底钢管 桩间距较 大处 , 采用在扩大基础上搭设步距为 30 cm *30 c m 的碗扣架 、 2 5 # 工字钢及 10 0 吨螺旋千斤顶 进行补强 。 1 . 1 .2. 2基础平台 : 是为了克服钢管桩位 置偏差 , 使 塔柱荷载均分到钢管 桩上 。 要 求钢管桩位置偏差小于20 c m , 平台结构上 、 下两层 , 均为38 0 *350* 1 6的 H 型钢 , 下层 横桥向 , 简支结构 , 支在钢管桩上 , 型钢 板厚1 2 m m , 上层顺桥向 , 为连续梁结构 , 型钢板厚 20m m 。 1 . 1 .2. 3塔身结构 塔架为万能杆件组拼的结构 , 由两个横 桥向相距 sm 的塔柱构成 , 每个塔柱的拼 装横截面尺寸为 sm (纵桥向) x Zm (横桥 向) x 56m (高) , 塔柱底端固定在塔基平 台的 H 型钢上 。 中部设横 向联系梁 , 将两 塔连成一体 , 中部联系梁设成可转换结构 。 塔顶两层 4m 范围内 , 增加斜撑 , 行成 X 型 撑 。 塔架顶部立柱处增加斜撑承受水平力 , 斜撑与上部横梁采用栓结 。 1 . 1 .2 4 塔顶平台 塔顶平台功用 : 一是将荷载均分给塔架立 柱 , 二是为提升设备安装和操作人员提供 作业平台 。 分为5层结构 , 自下向上第一层 , 顺桥向连续梁结构 , 材料为3 8 0 *350* 1 6 的 H 型钢 ; 第二层横桥向简支梁结构 , 材料为 3 5 0 * 2 4 0 *12 的 H 型钢 ; 第三层顺桥向连续 梁结构 , 材料为 665 *3 00*20 的H型钢 ; 第 四层横桥向简支梁结构 , 材料为9 00 *30 0 的 H 型钢 ; 第五层顺桥向为连续梁结构 , 材料 为 665 *300*2 0 的 H 型钢 。 各型刚需要在支 点位置焊接横隔板 , 横隔板焊缝采取连续 焊缝 。 各型刚翼缘板需纵向焊接 , 构成钢箱 , 防止型钢倾覆发生 局部失稳 。 1 . 1 .3 提升系统的安装 1 . 1 .3. 1提升系统概述 提升系统由液压提升设备 、 牵引索具组 成 。 提升设备由液压千斤顶和液压泵站控 制台组成 , 2 台千斤顶一台液压泵站集中控 制 ;牵引索具:距主拱端lm 处设2个牵引点 , 即 2束同时牵引 , 每束用3 1 一 小巧 . 24 钢绞 线构成 , 束的两端均设成铰接形式 , 确保 提升过程 中转角变化 。 边拱牵引索最大牵引力之和为584 t , 2 台 千斤顶 , 每 台牵引力 292 t , 中段拱牵引索 力之和为94 0 t , 4 台千斤顶 , 每边 2 台 , 每 台牵引力 235t o 千斤顶选用4台LSD 350 0 , 泵站选用2台 LSD B IOS泵站 , 阀体柜选用 2个TSF SO阀 体柜 。 千斤顶提完左 、 右段后 , 卸 载到安 全锚一一注意调整好标高 , 转到中段提升 。 1 . 1 . 3 .2 提升千斤顶安装 把千斤顶按编号 吊装到位 , 并按规定的工 法安装导向 、 安全夹持器及传感装置 。 安 装时注意事项 : 千 斤顶与底 座间应用螺栓固定(以方 便拆装) , 并保证千斤顶 中心孔与预 留孔中 心对中 ; 采取措施 (如激光定位等)确保底 座安装点 与下部节段梁 吊点投影误差应不 大于 sm m o 导向夹持器与千斤顶上的夹持器的孔位 相对应 , 不得有扭转 、 错位的现象 , 以免 提升时钢绞线不平行 , 受扭弯折 。 导线架应高出导向夹持器以上约 1 . 5 m - 2 . om , 并保证钢绞线能顺利导出导向夹持器 。 检查导向夹持器和千斤顶上 、 下夹持 器的夹片外锥面与锚板孔间是否有润 滑剂 , 以保证提升时锚夹具的松紧动作自如 。 按设计编号在千斤顶 、 液压泵之间一一 对应连接管 线 。 连接完成后应由主管工程 师进行检查核对 , 如有错误应及时纠正 。 控制室安放在墩顶上 , 用 电缆把控制信 号送到提升平台处 。 电气线路电缆应铺放 并固定好 , 避免人员踩踏或硬物损伤 。 1 . 1 . 3 .3 提升用钢绞线穿束 ( l ) 用液压泵站将千斤顶上夹持器的夹 片打开 , 并支起安全 、 导向夹持器的夹片 。 ( 2 )将钢绞线按编号由下往上依次穿过 梳线板 、 安全夹持器 、 提升千斤顶 、 导向 夹持器 , 并伸出导向夹持器 lm 左右 , 然后 压紧夹持器的夹片 。 ( 3 )钢绞线按左 、 右旋 向间 隔排 布 , 为 便于穿索 , 可用 引线装置导向 。 ( 4 )将已穿好的钢绞线用梳线板梳整后 反锚在下部吊点上的构件夹持器上 , 确保 钢绞线间不缠绕 、 不交叉 。 钢绞线露出锚 具压板长度控制为5 0 m m以上 , 压板螺钉紧 固 由专人操作并检验 。 (提升承重后 , 再次 对构件夹持器压板的螺钉对称紧固 ) 。 ( 5 )调整构件夹持器的扭角 , 使钢绞线 从上到下无整体扭转 。 (预先做好标记) 1 . 1 . 3 4 钢绞线预紧 钢绞线在正式受力前必须用倒链单根预 紧 , 每根预紧力约 1 . 5 t , 以保证每根钢绞线 中国新技术新产品 一69一 2 0 12NO 一 2 3 Chin aNewT e ehnologie sand Pr oduets 工程技术 初始拉拔长度对钢筋混凝土构件粘结滑移的影响 杜丽艳陈建华 (大丰市建筑设计院有限公司 , 江苏大丰22 4 10 0 摘要 : 钢筋混 凝土构件之间的粘结 一 滑移是分析钢筋混凝土结构所遇到的特有问题 。 国内外学者在这方面作了大量的实验研究 得出了实验公式 。 在本文首先将钢筋与混凝土作为一 个连续的整体 , 对钢筋与混 凝土分别取各自的基本材料性能指标和单元 , 建 立模型 ; 然后生成 钢筋与混凝土间的接触面 , 以位移的形式加载 , 改变钢筋初始拉拔长度的 大小 , 利用ANsys软件模拟其对粘 结滑移的影响 。 关键词 : 钢筋混 凝土 ; 初始拉拔长度 ; 粘结滑移 ;ANsys 中图分类号 :下U37 5 文献标识码 : A 钢筋和混凝土构成组合材料的基本条 件是二者之间有可靠的粘结和锚固 , 因此 中外许多学者在近百年对钢筋与混凝土两 者之间 的粘结滑移关系做了大量试验研究 。 本文 通过选用合适的材料本构模型 和粘结 滑移模型 , 利用 工程 软件ANsys , 建三维 有限元分析模型 , 通过力学性能指标初始拉 拔长度所产生 的接触 状态来模拟钢筋与混 凝土间的粘结滑移 。 1钢筋混凝土粘结 一 滑移关系的研究 1 . 1粘结滑移的研究实验 钢筋混凝土的粘结滑移主要取决于钢 筋与混凝土粘结锚固性能 , 在各种钢筋混 凝土构件中 , 根据应力性质可以将粘结应力 分为两大类 , 钢筋端锚固应力和缝间粘结应 力 。 为了量测这些粘结应力与相对滑移之 间 的关系 , 目前主要有三种试验方法 : 拉拔 试验即拔出试验 、 梁式试验和轴拉试验 。 拉拔试验具有试件制作简单 、 成本低 、 试验易于进行等特点 , 应用得比较广泛 。 在 这种试验的基础上 , 稍加改进可以模拟许多 不同粘结锚固状态 。 S or o u sh ia l l于在198 9 年 采用 了具有纵横约束的拔出试验 , 以模拟梁 柱节点处钢筋的局部粘结强度 ; 徐有邻此时 采用配有双支箍筋的拉拔试件探讨了配箍 率对锚固性 能的影 响 。 但拉拔试验不能反 映钢筋混凝土构件中的弯矩和剪力 。 梁式 试验能模拟钢筋在梁端部的粘结锚固状况 , 但试验的试件尺寸大 , 制作成本高 , 试验复 杂 。 轴拉试验主要用 于 测量缝间粘结应力 及相对滑移量 , 模拟混凝土梁在纯弯段主裂 缝间 的粘结 特性 。 一对相互平衡力作用在 钢筋的两端 , 钢筋混凝土间产生粘结滑移 。 1 . 2钢筋与混凝土粘结 一 滑移机理 钢筋混凝土有限元分析的粘结滑移关 系表达式主要是从试验数据归纳拟合出 的 粘结滑移曲线得出 , 但曲线之间差异较大 , 常用描述局部粘结应力 一 滑移关系的经验 公 式 : 1986 年 Nils o n 提出 的 局部 公一S 非 线性关系表达 式 、 Ho ude 和Mi r z a 公 式 及 清华大学大学土木系的滕智明得出 的公式 应用简洁 , 但无 法反映诸多因素对粘结性 能的影 响 。 中国建筑科学研究院徐有邻等 人做了一系列试验 , 建立了公一s关系式 , 大连理工大学采用配有月牙纹钢筋的梁式 试件进行了缝间粘结试验研究所建立的实 验公式 , 能综合考虑各种粘结条件的影 响 , 可以在一定程度上反映出粘结性能的影响 , 受力基本一致 。 单根预紧完成后将千斤顶 调整到手动提升状态 , 利用 主顶对整束钢 绞线预紧(此时注意限制泵站 油压) 。 1 . 1 .4 系统空载调试 系统安装完成后应进行试机 , 以保证手 动 、 自动过程 中操作与设备运行动作一一 对应 、 正确 。 1 . 1 .4. 1提升前准备工作检查 提升前要再次对提升装置的液压系统 、 电路系统 、 锚夹具系统 、 控制与显示系统 及钢绞线进行全面细致检查 , 并记录于表 。 清除主体结构与胎架 等结 构间 的连接 , 确保结 构上的无关荷 载已去 除 、 无 拖挂 、 无阻碍 。 1 . 1 .4. 2试提调整 控制所有千斤顶主顶回到起始位 , 进人 手动提升准备 。 手动操作控制系统 , 适时调整泵站 限压 , 给千斤顶逐次增加 2 0 % 、 4 0 % 、 6 0 % 、 8 0 % 载荷 ; 加 载时随时观测各处情况并作好记 录 , 必要时召集有关各方分析决策 。 手动加载将箱拱提升离开支架5 Cm 左右 , 静置2 4小时 , 期间组织测量人员定时对结 构观测 。 通过试吊之前及试吊过程 中掌握 的数据进行分析验算 , 从而掌握塔架在 吊 装过程中产生 的位移 、 偏心距 、 沉降等数据 , 通过以上数据进而对吊装过程 中塔架可能 产生 的不利受力进行分析解决 。 检查结构焊缝 、 结构变形是否正常 。 检查所有设备(千斤顶 、 上下锚 、 各行 程开关 、 控制开关 、 压力表 、 钢绞线 、 编 码仪等)是否正常 。 L l . 5提升 1 . 1 . 5 . 1启动自动提升 , 系统 自动运行 。 在 自动提升过程中 , 如果各顶吊点 同步 误差超过控制系统的设定误差 , 系统将自 动调整 ; 如果 吊点同步误差超过控制系统设 定的最大误差 , 系统将自动进人紧急停机 , 等待调整 ; 调整完毕 , 进人准提升状态 , 再 次启动自动提升 。 提升过程 中 , 由专人观察提升过程 中同 步控制误差对构件的影响 ; 注意记录提升过 程中的 油压最大 、 最小值 , 并时刻监测节 段梁结构状态偏移是否在规定范围内 , 在 误差出现时应及时进行修正 。 提升过程应随时监控负荷 、 结构状态 、 及提升通道是否畅通 。 当节段梁提升到设计位置后 , 停机悬置 , 期间将所有夹持器夹紧以确保悬挂安全可 靠 。 结语 作为单拱肋国内跨度最大的庄河干 沟 大桥施工现场狭小 , 无水运条件 、 无整节