钢箱梁吊装施工监控

1、钢箱梁吊装施工监控交通部公路二局海沧大桥项目经理部作者:鲜正洪海 沧大桥是一座三跨连续的漂浮体系悬索桥,与单跨悬索桥相比,施工监控将面临着 许多新问题,因此,在加劲梁架设阶段,需要通过对主缆线形、主塔塔顶变形、主索鞍预偏 量、 塔身控制截面应力等状态参数实施跟踪监测, 以及控制计算分析, 对结构进行优化控制, 以确保成桥时桥面线形最大限度地接近设计理想状态。 这一阶段的主要工作内容是:根据实 际主缆线形确定索夹位置及吊索长度; 按照塔的允许偏位确定鞍座顶推时间和顶推量, 确定 加劲梁的吊装顺序。一、索夹位置及吊索长度计算主缆一旦架设完成,其线形就确定下来,由于各种因素的综合影响,主缆实际线形与

2、 设计线形必将存在一定误差, 为了保证成桥线形达到设计要求, 应该通过对索夹设计位置及 吊索长度进行修正, 以消除主缆架设阶段的施工误差。 因此, 索夹位置及吊索长度的计算相 当重要,为了保证计算的精确必须量测当前结构的状态参数和结构参数。1、结构状态参数a.主塔塔顶标高和纵向水平偏移的测定。这些数据的观测,应选择主缆表面温度相对稳定时进行,这样在观测的过程中不至于 对观测结果产生较大影响。b. 散索鞍顶面中心标高测定在紧缆后解除对散索鞍的约束,这将会导致散索鞍的初始倾角变化。因此有必要对散 索鞍顶面中心标高及其倾角进行测定,这一观测也应在主缆表面温度相对稳定时进行。 c. 成缆线形的测定成缆

3、线形的测定宜安排在与塔顶水平、 纵向位移以及散索鞍顶中心标高测量的同一时 间进行。施测时要确保主缆表面温度相对稳定。由于主缆线形是确定各主缆单元初始位置的重要依据, 因此测点应加密布置, 具体为:两边跨布置在跨距的 1/4、 1/2、 及 3/4处, 中跨布置在两主塔中心距的 1/8、 1/4、 1/2、 3/4及 7/8处。 对这些点位放样时, 应按实测的各跨跨径施放, 对中跨宜在两主塔塔顶分设两个 测站。 交会放样并需计及施放时主缆结构温度与设计标准温度的温差效应改正。 点位施放好 后,选择主缆温度相对稳定的阶段进行线形观测。d 、 主鞍座纵向预偏量的测定主鞍座纵向预偏量,可采用水平尺结合

4、钢尺丈量的方法在塔顶直接量得。由于设计主鞍座的预偏量是相对于塔柱理论中心而言, 而实际塔柱塔顶存在有纵向水平偏移, 所以在塔 顶量得的主鞍座纵向预偏量应扣除塔顶水平位移的影响, 最终给出主鞍座中心相对于主塔理 论中心的绝对预偏量(即给出主鞍座中心里程 。e 、 主缆成形后的直径测定对主缆成形后的直径测定,选择主缆表面温度相对稳定时,在两边跨及跨中选择多个 截面进行测定,最后取得平均值并修正到标准温度条件下。2、结构材料持性在结构计算中考虑了桥塔的收缩与徐变, 主缆及加劲梁材料特性假定其应力应变关系符 合虎克定律。3、计算根据现测定的参数以及加劲梁实际重量, 以成桥时加劲梁及线形为目标, 计算索

5、夹位置 及吊索的长度。二、主索鞍顶推为了使成桥时, 主索鞍处于塔顶中心位置。 加劲梁吊装前, 在塔顶设置主索鞍位置预偏 量。在加劲梁吊装过程中,应对主索鞍位置进行顶推。主索鞍的顶推是悬索桥施工中的一个重要环节,对索鞍顶推量的控制,其实质就是要 控制塔身应力不超过容许值, 确保索塔塔身在施工中的安全。 对于一般悬索桥而言, 若要确 定主索鞍的顶推量与顶推次数,则应首先确定主索鞍自由滑移量在吊装过程中的位移积累 量, 然后, 再根据塔顶沿纵桥向分别向前与向后容许水平位移量之和, 来确定主索鞍的一次 顶推量, 进一步可确定出主索鞍的顶推次数与顶推时间。 除此以外, 还应考虑施工中的具体 情况,对主索

6、鞍的顶推量与顶推次数予以适当的调整。海沧大桥悬索桥是三跨连续体系,塔最大允许偏位为 20厘米,而东西塔不象单跨悬 索桥仅向跨中偏移, 随加劲梁的吊装过程顺桥向左右偏移, 这样给施工监控带来了很大困难, 在确定顶推量, 安排顶推阶段时,必须仔细计算, 以保证施工过程顺利进行。通过对该桥各 个架设阶段塔的偏位情况以及施工进度的安排、 确定了该桥分二次顶推, 第一次顶推放在中 跨第一对梁吊装完毕,顶推量为 30厘米,第二次顶推放在中跨第四对梁吊装完毕,顶推量 为 24.5厘米。三、吊装顺序为了确保塔在施工过程中的安全, 同时考虑到本桥是三跨连续体系, 以及主索鞍的顶推, 确定了本桥的加劲梁的吊装顺序

7、。 在实际工作中, 根据外界因素的影响, 经过监控计算对吊 装顺序进行了必要调整。四、吊装过程中索塔及散索鞍位移观测为了保证在吊装过程中索塔及散索鞍处于合理状态, 必须在整个吊装施工过程对其进行 实时监测。通过对整个吊装过程的分析,主要对下列情况进行索塔及散索鞍位移观测:a 、 吊装第一段梁;b 、 索鞍顶推前后;c 、 箱梁合拢;d 、 根据实际吊装情况,主塔两侧处于最大不平衡荷载;在整个加劲梁吊装过程塔的最大偏位为, 东塔:19.8厘米 , 西塔 19.2厘米 , 满足塔的最 大偏位 (20厘米 允许范围。从而保证了塔身最大应力在设计允许范围内。五、主缆线形观测在一定的荷载阶段对主缆线形进

8、行观测, 以便及时掌握主缆线形情况, 通过对计算值与 实测值进行比较分析,为了进一步优化结构计算模型提供可靠依据。六、合拢后箱梁线形观测箱梁合拢后,对其线形进行观测,从结构受力来看,测点布置在吊索相应位置,根据箱 梁线形,制定合理的焊接方式及焊接顺序。七、桥面合理线形的的形成厦门海沧大桥东航道桥是三跨连续漂浮体系悬索桥,在锚碇和塔根部各存在 40多米、 30多米的无索区,无索区梁段在支架上焊接,落架前后结构线形有较大变化,这样桥面线 形的形成将面临许多问题, 这也是三跨连续体系施工的难点, 因此, 必须采取合理的施工监 控方案,以保证成桥线形平顺,焊接容易。1、塔无索区 (GDBDG厦门大桥悬

9、索桥桥塔无索区有三段加劲梁 , 型号为 D 、 B 、 D ,在架设过程中在塔下横梁 设固定支架, B 梁段吊装后放置于支架上,再吊装塔两侧 D 梁段,这时调节 D 、 B 、 D 梁段, 使 G 、 D 、 B 、 D 、 G 五段梁过渡平顺,且最大限度地满足设计要求,同时还应注意, G 梁段上 的吊索在承受 D 、 B 梁段荷载前后,其弹伸长量会达到 2.7cm ,因此在调节时还应充分考虑。 本桥通过现场对 G 、 D 、 B 、 D 、 G 五梁段的实际标高进行测量,根据测量结果,以及设计院提 供了预拱度要求,在保证线形平顺,焊接容易的条件下确定了这五段的调节坡度。东塔区:2.2% 2.

10、25% 2.35% 2.35% 2.0%(从中跨到边跨 西塔区:2.4% 2.544% 2.423% 2.439% 2.0%(从中跨到边跨 这两个桥塔 , 经调整焊接后检测 , 其线形均达到设计规范要求 , 从整个过程来看 , 关键在 于确定各梁段的调整坡度。2、锚锭无索区锚锭无索区 H 、 K 、 I 梁段及 F 、 J 梁段在吊装时,先将 H 、 K 、 I 梁段落放在无索区钢支 梁上,至于 F 、 J 梁段则直接连接到吊索上,这五段梁面须进行临时连接,这时,根据边跨 梁段的坡度并考虑到无索区梁段的预拱度,调整 H 、 K 、 I 梁段的标高,使其满足桥面平顺连 接,焊接容易,调整完成后进行 H 、 K 、 I 、 J 四段梁的焊接,焊接完成后卸落 H 、 K 、 I 梁段 的支架, H 梁段支座就位的焊接。3、普通梁段的连接在无索区焊接并卸架完成后, 整个桥面线段进行了一次大的变化, 这时, 就应进行普通 梁段的焊接, 焊接时中跨从跨中向两边进行, 当焊接到无索区时, 会存在与无索区梁段的焊 缝调节问题,当在桥塔区与已经焊接的 G 、 D 、 B 、 D 、 G 梁段焊缝调节困难时,可利用 B 梁段 的支架调节装置进行适当调节; 边跨焊接从无索区开始, 当无索区落架时, 保持 I 梁段的最 外的支承滞后卸落,这时调整 J 与 F 梁段及相邻两上 A