广东金马大桥牵索挂篮施工.docx

广东金马大桥牵索挂篮施工罗昭敬, 梁川(重庆桥梁总公司南方分公司, 广东 广州 528100)摘 要: 金马大桥主桥系 2223 m 独塔斜拉桥与 260 m 的 T 构刚接成协作体系, 共同组成了 ( 60+ 283+ 283+ 60)m = 686 m 的主桥跨度。 斜拉桥最大双悬臂为对称 223 m , 斜拉桥主桥为实体边主梁断面, 梁高 2 m , 横隔梁间距为 4 m , 梁 上拉索间距为 8 m 。 施工期间主梁无纵向预应力束, 采用牵索式挂篮悬臂浇筑。 一个 8 m 标准节段混凝土重量为 360 t, 挂 篮结构重量为 185 t。T 构为双箱单室截面, 同样采用挂篮悬臂浇注法施工, 节段长度分别为 3 m 和 4. 34 m 两种。介绍了主桥施工采用的牵索挂篮构造及施工工艺。关键词: 金马大桥; 斜拉桥; 预应力混凝土梁; 挂篮中图分类号: U 448. 27; U 445. 46文献标识码: A文章编号: 1003- 4722 (2000) 03- 0054- 041 工程概况金马大桥主桥系 2223 m 独塔斜拉桥与 260 m的 T 构刚接成协作体系, 共同组成了 ( 60+ 283+ 283+60)m = 686 m 的主桥跨度。 斜拉桥最大双悬臂为对称223 m , 斜拉桥主梁采用实体边主梁断面, 梁高 2 m , 横 隔梁间距为 4 m , 上口宽 28. 6 m , 下口宽 29. 8 m ; 边梁 为梯形断面: 顶宽 1. 6 m 、底宽 2. 2 m 、锐角为 73. 3。全桥主梁分为 228 个节段, 0 号节段长 16. 2 m , 1 号25 号节段长均为 8 m , 26 号块长度为 7 m , 合龙段 ( 28号块) 长为 1. 42 m 。 主梁每隔 4 m 设 1 道横隔梁, 腹板厚 28 cm 。 主梁除 0 号节段在托架上浇注外, 其余节段 均在挂篮上浇注。 梁上拉索间距为 8 m , 1 个 8 m 标准节段混凝土重量为 360 t, 挂篮结构重量为 185 t。 T 构 为双箱单室截面, 同样采用挂篮悬臂浇注法施工, 节段长度分别为 3 m 和 4. 34 m 两种, 总体概况见图 1。 主梁混凝土设计强度: 0 号、1 号节段为 C 60 混凝土; 2 号 15 号节段为 C 50 混凝土; 16 号 28 号节段 为 C 55 混凝土。全桥施工过程无纵向预应力钢筋, 主梁图 1 金马大桥主桥概况收稿日期: 2000- 04- 10作者简介: 罗昭敬 ( 1970- ) , 男, 副经理, 1991 年毕业于重庆城建学校道桥专业, 2000 年 7 月于重庆建工学院修完道桥专业。广东金马大桥牵索挂篮施工罗昭敬, 梁 川55靠混凝土的拉、压应力承担其荷载。斜拉索采用 7 镀锌高强钢丝, R = 1 670 M P a, 聚乙烯挤塑成索, 冷铸锚头。 梁上纵向索距 8 m , 梁上、下游索相距 27 m , 塔上、下游 索相距 29 m , 每个塔柱索距 2. 4 m 1. 6 m 变化, 整个索系呈空间角度变化。及 32 精轧螺纹钢。金马大桥挂篮自重 185 t, 浇注 8 m长的块件自重 375 t, 系数值为 0. 49。该挂篮能适应 =73. 86 25. 24的斜拉索角度变化, 满足主梁施工。 纵 桥向浇注块件挂篮受力见图 3。2 挂篮的原理及构造2. 1挂篮的原理 挂篮是斜拉桥主梁悬臂浇注施工的重要设施。主梁每节段悬臂的长短取决于挂篮的刚度大小, 然而在刚度不变的情况下, 悬臂挂篮的跨越能力远远没有简支挂篮 (前支点挂篮) 跨越能力大。 挂篮前支点要实现简支, 目 前有两种途径: 第一, 主梁自身布置纵向预应力体系, 刚 度大, 通过在已浇注块件中预留一定角度的孔道, 主梁 上设置张拉齿板, 用斜拉硬杆或斜拉软索通过大吨位千 斤顶使前支点受一定力而实现挂篮简支。 第二, 主梁本 身在施工阶段没有纵向预应力体系, 刚度小, 主梁的承 载能力完全靠混凝土的拉、压应力来承担, 此种情况往 往利用前端索挂在挂篮前端, 在浇注混凝土过程中, 不 断调整前端索和次前端索的索力大小, 以满足混凝土 拉、压应力不致超限而实现挂篮简支。 金马大桥的挂篮 系第二种, 利用前端在施工中参与受力, 与挂篮平台组 成挂篮, 承担节段混凝土重量 (每个浇注节段长 8 m )。2. 2 挂篮的构造金马大桥挂篮 ( 见 图 2) 主 要 由 桁 架 系 统、模 板 系 统、行走系统及前端索 4 部分组成。桁架系统包括: 高 4m 、宽 2 m 、长 20 m 的上下游两主桁, 高 4 m 、宽 4 m 、长25 m 的前横联, 高 4 m 、宽 4 m 、长 25 m 的后横联, 挂 架, 弧形梁 ( 前支点) , 中支点, 止推块, 反托轮, 后支点等; 模板系统包括: 定型组合内模, 可翻转拆卸的外侧模, 堵头模板; 行走系统包括: 12 m 长、用 20 mm 钢板 组合的滑道梁, 前反力点, 挂架反力点, Y PD 60 千斤顶图 3 挂篮浇注受力图2. 3 挂篮的试验由于挂篮属大型施工设备, 其本身的安全与施工中 斜拉桥的安全联系在一起, 因此采用了 1. 3 倍荷载系统 对挂篮进行承载力和变位试验及其观察。即将主梁上埋设角度为 25. 35的 1915. 24 的预应力索张拉 2 800 kN( 系主梁、挂篮最不利荷载的等价换算荷载) , 进行观察 及检测, 结果显示挂篮各部位受力合理, 主梁亦未见不 良现象, 此挂篮适合于本桥使用。3挂篮施工工艺流程挂篮施工的工艺流程。3. 1图 2 33 号墩主梁浇注挂篮布置56桥梁建设2000 年第 3 期3. 2施工措施( 1) 混凝土浇注: 主梁 1 个标准块混凝土数量为150 m 3。 为满足能在很短的时间里把混凝土浇注完, 故 在主墩下游侧设置可移动拌和船, 配备 1 台自动配料 机、2 台 HL 500 型强制式拌和机、1 台高压泵、1 台中压 泵, 以满足 25 m 3 h 混凝土生产能力的需求。 混凝土的 运送用输送泵从拌和船直接往两悬臂同时供给。混凝土 入模 后 遵 循 先“前 端”后“后 端”、先“前 横 梁”后“边 主 梁”、再“后横隔”的原则, 同时按“水平分层、斜向分条”进行浇注。 混凝土振捣采用 50 插入式振动棒进行振 捣, 上下层间搭接 5 10 cm , 确保混凝土密实。(2) 混凝土养护及横隔梁预应力体系的张拉: 混凝土终凝后, 即盖上湿麻袋, 并不断往前端 3 块块件送水 以保持主梁梁体湿润, 不间断养护 14 d 左右。一般 C 50 混凝土养护 3 d 后梁体混凝土强度 R 3 = 44 M P a 以上, 经试压确认后即可进行横隔梁预应力体系张拉, 该体系 为 2 束 1915. 24 预应力, 锚具采用 OVM 15- 19, 张拉 为 3 710. 7 kN , 超张拉 5% 的拉力为 3 896. 235 kN 。采 用 YC 500 油顶和 H P 800 型油泵进行张拉, 张拉过程中 采用对顶双控进行控制, 确保应力和伸长量满足要求。 张拉完毕后, 先用清水冲洗干净管道, 并用空压机吹干 净管道内积水, 随即向管道内压入合乎要求的水泥浆, 并稳压 5 m in , 以确保预应力的建立。( 3) 体系转换: 主梁横向预应力建立后, 即进行体 系转换。所谓体系转换即把前端索在挂篮上的作用力点转移到主梁上。 装上前支点接长杆上 YC 300 油顶的油 管, 开动油泵按设计值把斜拉索拉长 1 2 mm , 即可旋转锚在挂篮前支点上的螺母, 使之脱开锚固点一定距离, 同时旋转主梁上的拉索工作螺母使之和主梁接触。 随后回 YC 300 油顶的缸, 这样就把力点转移到主梁上, 完成体系转换。为了确保 1 850 kN 的挂篮到位后, 主梁 混凝土的拉压应力不致超限, 体系转换后还需在塔上把 前端索张拉一定吨位, 保证下道工序能安全顺利进行。( 4) 挂篮的下卸前移提升: 体系转换后, 装上中支 点 YC 400 油 顶 和 反 顶 轮 处 YD 32 吨 丝 顶。 中 支 点 用 YC 400 油顶每下卸 20 cm , 反顶处随即用 YD 32 t 丝顶 顶起 20 cm 。反复循环即可把挂篮下卸 226 m 。安上反 顶轮斜撑和梁上滑道, 并装上前移系统。 用 Y PD 60 千 斤顶作牵引, 用 32 作拉杆, 即可平稳快捷将挂篮往前 移 8 m 。 挂篮到位后, 装上中支点 YC 400 油顶, 拆除反 顶轮斜撑, 中支点用 YC 400 油顶每上提 20 cm , 反顶处随即用 YD 32 t 丝顶下卸 20 cm , 直至挂篮提升 226 m ,并锚固挂篮。(5) 张拉前端索, 放松次端索: 挂篮到位后, 前端索 位处竖向荷载为 1 850 kN , 主梁亦随着该竖向荷载而 发生变形, 以至临近限值而无法进行下一道工序的施 工, 故而此时急需调整前端索和次前端索的索力, 使得 该块件的各项指数超限, 标高控制在1 cm 内, 应力控制在拉-3 M P a、压+ 15 M P a 以内。此时利用塔内张拉设备进行调索, 对于 5 000 kN , 用 YC 500 油顶进行张拉和放松; 对于 5 000 8 000 kN , 用 YC 800 油顶进行 张拉和放松。 调索时先根据调索吨位的大小, 计算出弹性伸长值, 再根据标高的变化来计算调整伸长值, 并计 入垂度影响值、温度影响值等, 根据这些确定一个合理 值。张拉时以伸长量为准, 用应力来复核, 用标高变化来 检查, 这样确保应力不超限, 标高能得到控制。(6) 模板的形成及钢筋的安装: 挂篮的底板和内模 做成定型的整体模板, 以利减少工作量, 加快施工进度。 由于底板和内模连在挂篮上, 因此当挂篮体系转换后, 底模、内模会在挂篮自重作用下, 自行脱空落模。 下卸、 行走和提升过程中只作轻微修整即可恢复原状, 形成模板。经仔细检查断面尺寸和轴线偏差后, 即可进行钢筋 及横向预应力束的安装。安装时, 先装前后横隔梁钢筋, 再装前端索, 后装主肋钢筋, 最后安装桥面板钢筋。钢筋 安装、检查合格后即可安装外模及堵头模板。(7) 调索: 浇注混凝土前, 先把前端索张拉到一定吨 位, 使挂篮简支; 然后把立模时高程线确定在一定位置 上; 最后再减小拉索的垂度, 以致在浇注混凝土过程中, 尽量减少在塔柱内频繁“收索”, 同时挂篮由悬臂变简 支, 提高挂篮承载能力, 满足施工要求。3. 3控制结果 从主梁开始浇注混凝土至合龙块件浇注混凝土的检测数据可知: 标高误差+ 1 -2 5 mm , 索力最大偏差为其 2.5 mm 以内, 轴线偏差6% ( 100 kN ) ; 最大拉应力- 2. 8 M P a, 最大压应力 15 M P a。完全合乎设计者的要求, 主梁施工控制成功。4结语金马大桥使用本挂篮安全且快捷地实现了大跨度 斜拉桥与刚构的合龙。广东金马大桥牵索挂篮施工罗昭敬, 梁 川57Con struc t ion of J inm a Br idge in Guan gdon g w ith Guyed Trave ler sL UO Zh a o- j in g , L IAN G C h ua n(N anfang B ranch , C ho ngq ing B r idge Com p any, Guangzho u 528100, C h ina)A bstra c t: J inm a B r idge is a coo rd in a t io n sy stem com po sed o f sin g le p y lo n cab le2stayed sp an s o f 2 223 m an d T 2sh ap e r ig id f ram e sp an s o f 2 60 m , w h ich fo rm th e o ve ra ll sp an s o f th e b r idge o f ( 60 + 283 + 283 +60) m = 686 m o f th e m a in sp an s. T h e m ax im um can t ileve r o f th e cab le2stayed sp an o n each side is symm e t r ica lly223 m. So il edge g irde r s a re u sed fo r m a in sp an s o f th e b r idge w ith g irde r dep th b e in g 2 m , sp ac in g o f c ro ssb eam b e tw een th e g irde r s b e in g 4 m. T h e sp ac in g b e tw een cab le s o n th e g irde r is 8 m. T h e m a in g irde r s a re de sign ed w itho u t lo n g itu d in a l p re st re ssin g st ran d s du r in g co n st ru c t io n an d a re co n st ru c ted an d w ith can t ileve r ca st2in 2situm e tho d w ith gu yed t rave le r s T h e w e igh t o f co n c re te o f a typ ica l 82m segm en t is abo u t 360 t an d st ru c tu ra l w e igh t185t.T h e T f ram e st ru c tu re is o f tw in bo x , sin g le ce ll bo x g irde r w h ich is a lsoo f th e t rave le r is abo u tco n st ru c ted w ith can t ileve r ca st2in 2situ m e tho d w ith t rave le r s. T h e typ ica l len g th o f th e segm en t s th e reo f fa llsin to 3. 00 m an d 4. 34 m. S t ru c tu re s o f th e gu yed t rave le r s an d co n st ru c t io n p ro cedu re s fo r m a in sp an co n st ru c t io n a re de sc r ib ed.Key word s: J inm a b r idge