独塔斜拉桥钢箱梁合龙架设施工技术要点

独塔斜拉桥钢箱梁合龙架设施工技术要点

陕西靖神铁路有限责任公司陕西榆林719000

一、工况

大桥(32+57+130+256+64)m为独塔混合梁斜拉桥,大桥长540.5m,主跨256m为通航孔。其中8#-13#墩为水中墩。主塔为H型塔,截面采用空心箱型断面。斜拉索采用平行高强钢丝斜拉索。采用钢锚梁锚固,主梁采用钢箱梁结构和混凝土箱梁。

梁高4.6m。桥面横向宽14m,两侧各设0.6m宽风嘴,顶面设2%横向排水坡。箱梁顶宽3.75m,底宽2m,梁外侧高4.56m。

8#-10#墩为砼现浇箱梁,10#-11#墩为钢箱梁,节段划分为8.5m(钢混)+21m+30m*3+9m,采用支架法和浮吊吊装架设施工;中跨11#墩-12#墩(主跨)为钢箱梁节段划分为(1-17#段)16m+15m*15+6m(17#段合龙段),其中2-17#采用桥面吊机施工;12#墩-13#墩为钢箱梁阶段划分为24m+30m+23.3m,采用支架法和浮吊吊装架设施。

二、施工准备

(一)前期工作

1.12#、13#墩(支架法)支座灌浆完成,13#墩支座解除约束。

2.灌浆料强度达到100%后,对18-20#段(12#、13#墩)梁底临时支墩进行拆除,使18-20#段梁体系转换在永久支座上。

3.17#、18#、19#、20#梁箱内、梁底顶推装置设置完毕,并对12#墩支座约束进行解除,合龙预偏量设置完毕。

4.合龙段提前1天运到待架区域,与18#对接端预留150mm配切余量。选择温差较小、相对稳定的时段多次(每小时1次)精确测量16#、18#梁段端里程及12#墩中心口里程,为合龙段配切提供参考数据;分析检测数据精确配切合龙段余量。

5.M15#(在16#节段)斜拉索第一次张拉后桥面吊机松钩,桥面吊机前行至合龙段吊装为定位,测量组在凌晨温度稳定时段测量16#梁前端标高,提交监控小组,由监控小组计算并提供合龙标高数据。

6.劲性骨架材料倒到位,并完成单端焊接。

(二)18#、19#、20#梁段预偏顶推(拉)装置设置

1.在18#段底板靠近12#墩大里程方向焊接反力座及反顶装置,使18#-20#节段向大里程纵移,移出合龙空间,待17#合龙段与16#节段连接完毕后,在17#、18#段箱内底板位置焊接反力座及反拉装置,利用17#、18#段上焊接反力座及反拉装置反向移动18#梁段,完成18#梁段与合龙段的顺利对接。

2.18#段梁底板焊接反力座采用100t油顶来反顶墩身,为保证顶推平衡设置2组反顶装置,(反力座需在梁横隔板位置,若不在需在箱内加固)达到增大力满足合龙空间的目的。

3.待16#-17#段合龙口高栓连接完后,采用箱内反拉装置将向大里程预偏的18#~20#梁整体回拉至合龙位置,完成17#段与18#段对接。反力座设置在17#段与18#段梁端横梁处,采用两台100吨穿心千斤顶,完成18#-20#梁段的回拉纵向滑移作业。

(三)合龙空间确定

1.选择在气温低的时间段安装合龙段,利用较大的温差使合龙空间增大,减少18#~20#段预偏量。

2.合龙空间的主要影响因素包括钢梁焊接收缩余量、斜拉索张拉压缩量(设计已经考虑补偿量)、环境温度与设计温度差,日晒强弱造成钢梁伸缩,梁段拼装误差影响。根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表3.4.3得知,钢材的线膨胀系数α为12×10-6/℃主跨钢箱梁合龙时间,夜间最低气温22℃左右,较设计温度(17℃)高5℃。11#墩固定支座至16#段钢梁总长12.5+15*15=237.5m。则合龙时,主航道侧梁段总伸长237.5m*12×10-6/℃*5℃=0.0142m=14.2mm。

3.合龙段厂内制造在与18#段对接端预设150mm配切余量,根据已架设节段测量数据分析计算合龙需保留余量为80mm。

4.合龙段梁长制作按理论梁长6m加工制作,因受温度、梁段拼装误差影响的影响,实际合龙空间6000mm-14mm+80mm=6064mm,较理论梁长长64mm。

5.合龙空间应比梁长100mm左右,及实际需要的合龙空间在6164mm左右。即18#~20#段在合龙施工前应向大里程方向设置约200mm预偏量以保障合龙吊装顺利完成。

(四)测量工作

1.严格按照监控要求进行主跨合龙前16#、18#梁段标高、偏位、温度、索力、主塔应力、钢箱梁应力等的测量,推算出钢梁的配切量。梁段偏位用全站仪测量,标高用水准仪测量,温度由梁段上所贴的温度型振弦式应变计直接读取,索力、主塔应力、钢箱梁应力由埋设的振弦式应变计直接读取数值后,再进行计算。并根据各时段测得的结果,绘制出钢箱梁长度与温度变化的时间曲线。

2.加强测量,对钢箱梁受温度影响的变形规律及收缩规律进行认真研究分析。得出准确数据,完成合龙段预留余量的准确配切。并完成钻孔。

(五)线形调整

1.根据主跨钢梁安装合龙调整要求,结合计算资料和现场测试的结果,找出针对X、Y、Z方向最有效的调整值,调整方法为:X向:通过温度来调整,箱内、梁底顶推(拉)装置实现主动合龙;Y向:上下游用导链对拉,架桥机横调油顶装置调整轴线;Z向:采用压重和调斜拉索来共同调整。

2.通过对拉设施先调整合龙段钢梁轴线,再通过索力和压重调整合龙口竖向高差,最后通过温度,箱内、梁底顶推(拉)装置影响来调整里程。

3.线形调整必须在夜间气温变化不大时进行,与合龙时温度状态一致。

三、合龙施工

1.桥面吊机垂直起吊合龙梁段顶略低于已吊装梁段底20-30cm的位置,暂停梁段的继续提升工作。

2.选择在气温较低的清晨实测合龙空间大小;若实测合龙空间大小不能满足钢箱梁合龙施工需要,则利用在18#段梁梁底设置顶推装置将18#~20#整体向大里程方向推移。

3.缓慢起吊合龙梁段,提升至与16#等高,使用手拉葫芦机械顶等辅助微调定位使合龙段与16#完成对接,连接拼接板打入孔数30%冲钉及适量临时螺栓定位,同步完成16#与17#环扣高栓连接。

4.在设计基准温度(17℃)时段精确测量合龙段端头与18#端头间距,使用预先布置箱内反拉装置将已偏移的18#~20#段梁整体向合龙段推移至合龙位置,调整标高、轴线位置符合要求后,连接拼接板打入孔数30%冲钉(17#梁段大里程无孔需及时进行顶、底、腹板配钻)及适量临时螺栓定位,焊接桥面劲性骨架及码板锁定。

5.完成桥面板对接焊接施工;完成合龙段高强螺栓施工。解除吊具与钢箱梁之间的连接,完成合龙段的施工。

四、注意事项

1.密切配合海事部门,提前确定航道限航区域、水上交通管制的范围和时间,确保运梁驳船及时准确就位及船只安全。

2.加强操作人员培训,使其完全熟悉钢箱梁吊装的各个工序,并熟练的掌握跨缆吊机提升、行走系统的操作。

3.钢箱梁安装施工期间,密切监控索塔偏位、扭转情况,严格按照监控结果控制两主跨梁段吊装数量差。

4.密切与设计单位、监理单位及其它加工制做单位合作,确保施工过程中及时发现和解决相应的问题。

5.协调统一指挥系统,确保钢箱梁段平稳起吊安装。

6.密且关注天气,及时了解台风信息,当吊机处风速超过25m/s时,停止作业。

参考文献:

(1)《铁路桥涵工程施工安全技术规范》(TB10303-2009)

(2)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB101752-2010

(3)《高速铁路桥涵工程施工技术指南》T铁建设〖2010〗241号

(4)《铁路工程施工质量验收标准应用指南》

(5)《铁路钢桥制造规范》TB10212-2015

(6)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

(7)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

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