主梁边跨合拢施工技术--论文.doc

重庆大佛寺长江大桥边跨合拢施工葛洲坝一公司 赵永怀 摘要：本文介绍了重庆大佛寺长江大桥北岸边跨合拢施工方案，着重介绍了本桥不同于其他斜拉桥边跨合拢的一些难点及其处理措施。关键词：长江大桥 边跨 合拢 方案一、工程概况重庆大佛寺长江大桥是渝黔高速公路跨越长江的一座特大桥梁，主桥为双塔双索面斜拉桥，引桥为桥面连续简支T梁。主塔高164.68米,花瓶形结构；主梁高2.7米，为双主肋截面形式；主跨450米，边跨198米，主梁两端设背索段（平衡箱），通过拉压支座锚固于主桥边墩上。塔高、跨度均居目前国内同类型桥梁前列。中铁大桥局五处承建北半桥，施工条件尤为恶劣，而边跨合拢段施工又是斜拉桥施工中的重中之重，直接影响到全桥的安全、质量和进度。结构概况如下：1、外形尺寸合拢段由两侧梁肋（2.83.3m厚），横桥向横隔墙（0.8m厚），三道纵向隔墙及顶板组成，浇注方量为128方。为了施工方便，在征得设计院同意的情况下，对原设计合拢段尺寸作了一些修改，具体尺寸如下图： （单位：mm） 2、斜拉索管道由于24#索道贯通于整个23#、24#、25#块，在浇筑23#块时，先预埋一段索道管，留出接头长度，在浇筑24#块前将另一段索道管两头分别焊接在预埋在23#和25#块内的索道管，25#索道管由于不侵入23#块内，在浇筑24#块前直接接长。3、预应力布置：横桥向：在横隔墙上设有4束YM15-12钢绞线，在顶板上设有2束YM15-3钢绞线，其中1束位于23#块内；顺桥向：穿过边跨合拢段的预应力束有28束YM15-12型钢绞线（下缘束）， 28束YM15-9型钢绞线束（上缘束）。4、劲性骨架布置：原设计在梁肋上每侧布置有6根I20，在顶板上预埋有15根I14，变更后在梁肋上每侧布置12根40b，顶板不变。具体布置见下图。二、施工难点 1、边跨合拢施工处于最大双悬臂阶段，单侧伸臂长达191.8米。由于结构的长大性及相对柔性，索力、线型、温度之间互相影响相当敏感，而合拢的另一端又是个刚性体，由此对一些关键工序，如：大吨位斜拉索的挂设与张拉、塔柱变形观测、主梁线型控制等提出了很高的要求。在施工工序多且复杂、工期又紧的条件下，如何安全、优质地组织好施工，是合拢段施工的一大难点；2、平衡箱及边跨合拢段均存在坡度，使得本桥边跨合拢不同于一般的直线段合拢。平衡箱挡住了挂蓝主纵梁，无法利用原有牵索挂篮来作合拢段施工的托架；3、劲性骨架补强困难。由于设计院是在北岸平衡箱已浇筑完后才提出补强合拢段劲性骨架，如何在既有砼上完成骨架的补强工作，使之能满足合拢段施工的强度和刚度问题，是本合拢段施工的又一难点。三、施工方案选定1、施工顺序确定对于合拢段施工，有两种施工顺序：一种是先浇筑合拢段砼后凿除临时支座，另一种则是先凿除临时支座，让永久支座（拉压球型支座）单独受力，再浇筑合拢段砼。由于两种施工顺序不仅影响到合拢段劲性骨架的受力，还直接影响到全桥体系的受力状况。由于设计院是用前一种施工顺序进行设计，在合拢段劲性骨架满足受力的前提下，采用了前一种施工顺序。2、施工难点处理a吊架系统设计：针对平衡箱及合拢段的外形特点，另外设计了一套吊架系统作为合拢段砼的承重结构。吊架系统由下扁担梁、型钢支架、吊带、上分配梁四个部分组成。2组下扁担梁均为2I40b，型钢支架（梁肋下与横隔墙下型钢支架坡度有所不同）放在扁担梁上，其上铺设底模。上分配梁在梁肋处利用加强锁定桁架的上弦杆，在中间段，另外设置3组分配梁（2I40b），摆在平衡块纵向隔墙位置（将荷载避开受力较为薄弱的顶板）。吊带采用32精轧螺纹钢筋，在浇筑砼前先根据其所承受的荷载（合拢段砼重量的100%加底平台自重）进行预紧，以免浇筑过程中产生错台。（具体见施工方案图）b.劲性骨架补强：由于设计院的劲性骨架变更通知是在平衡箱浇注后提供的，无法按变更要求施工，采取了如下措施：在每个主梁梁肋上设置2组锁定桁架，锁定桁架上弦杆（连接大梁）由2I56b组成，在23#块施工时按1.1m的间距预埋了3个预埋件。在平衡块上，由于没有约束可以利用，先凿出一个1m（长）0.47m（宽）0.45m（深）的洞，在洞中钻孔后植入锚筋，植筋工作由专业植筋公司（喜利得）完成。植筋完成后，放入预埋件，浇筑高标号（C60）微膨胀砼。上弦杆两侧分别与预埋件焊牢，在平衡块侧将牛腿与平衡块间楔紧。下弦杆（240b分成两段，一段预埋在23#块中，另一段预埋在25#块中。因此先要在25#上凿出一个0.5m（长）0.4m（宽）0.45m（深）的洞，将240b预埋好后，浇筑C60微膨胀砼，再等强焊接两段成整体。上弦杆与下弦杆间设有竖杆及斜杆（225b，形成稳定桁架系统。 （图中尺寸均以mm计）施工时连接大梁与平衡箱先形成的连接，锁定时先张拉锚杆，形成临时锁定，然后焊接其余劲性骨架。四、施工计算分析 为了配合大佛寺长江大桥施工，项目部引进BSAS桥梁计算程序对全桥作平面静力计算，部分结果可供施工参考。针对于边跨合拢段部分计算时，平衡箱采用刚度较大实体单元，合拢段采用容重为零的特殊梁元，斜拉索采用已考虑垂曲影响的索单元，计入温度影响（索梁温差15O，桥面板温差5 O）及实际荷载布置，依照施工顺序建立模型。计算出特殊梁元的内力（轴力、剪力、弯矩）作为劲性骨架的受力来校核其强度及刚度，同时计算出在各种工况下主梁的应力状况及主梁前端的水平及竖向位移，以供施工参考，作到心中有底。五、施工工艺流程图温度变形观测加强锁定型钢、劲性骨架加工张拉锚杆、临时锁定吊架系统、模板系统加工安装合拢段施工吊架系统及底模、部分侧模边跨牵索挂篮后退8.1米解除支座纵向约束焊接加强锁定型钢、劲性骨架养 护拆边墩（3#墩）临时支座、拆除吊架系统及模板张拉施工预应力束压试件边跨合拢段施工完成张拉后期预应力束检查验收灌注前准备工作浇筑砼卸中跨配重荷载钢筋、预应力束、索道管加工安装钢筋、预应力束，束道管接头焊接隔墙、顶板模板及钢管支架安装、调正根据需要浮箱注水、压重、调索六、主要施工技术措施1、平衡箱施工：平衡箱（25#块）施工在边跨合拢前三个月完成，采用墩旁托架方案施工，在墩旁托架上分2次浇筑完成。2、调索：根据监控要求利用浮箱注水压重，并进行一次全面调索，主要以调整主梁线形为主，使23、25#块梁顶标高差值尽可能小。同时对斜拉索索力、梁塔应力作一次全面测试。调索后主梁两端高差为5mm，中线偏差为2mm，达到了较高精度。3、变形观测：23#、23#浇注后，对23#块前端变形作全天观测，摸清温度变化规律,选择合适的加强锁定桁架、劲性骨架焊接时间。焊接好后，作出观测记录（温度、标高等），选择合适的砼浇注时间，使合拢段砼初凝后处于较平稳的温度变化期。4、加强钢筋设置：根据多座斜拉桥合拢段施工中的经验，合拢段钢筋作用很大，决定北岸在无法设置再强的锁定前提下，增加钢筋的布置，已浇平衡块钢筋仍采用植筋的方式予埋。5、吊架系统起吊：吊架系统及底模在地面加工好后，利用卷扬机及滑车组整体起吊，以保证加工质量及争取工期。6、砼供给：合拢段砼由停靠在4#墩旁的2台水上砼工厂同时供给，以加快浇筑速度，砼采用C60微膨胀砼。砼浇筑一次灌注成型，选在傍晚19时左右开始，浇筑时间为5小