大跨度钢管混凝土拱桥肋缆索吊装施工技术图文

1、第9卷第4期2009年2月167121819(2009)421064204科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol19No14Feb.20092009Sci1Tech1Engng1大跨度钢管混凝土拱桥肋缆索吊装施工技术吕建根张辉1(仲恺农业工程学院城市建设学院,广州510225;湖南路桥建设集团公司1,长沙)摘要茅草街大桥为主跨368m的自锚中承式钢管混凝土拱桥,施工,技术含量高,施工难度大,实践表明,。关键词茅草街大桥缆索吊装系统中图法分类号U445.4; 个临时扣段),第五、六扣段为两个永久扣段,待节1工程概况茅草街大桥是湖南省省道1831线跨越凇

2、澧洪道、藕池河西支、南茅运河及沱江的一座大型桥梁。主桥为80m+368m+80m三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥,主拱轴线采用悬链线,计算跨径356m,矢跨比1/5,拱轴系数1.543,计算矢高71.2m。该桥主跨跨径是同类型钢管混凝土拱桥中段就位接头张拉正式扣索后,拆去前面临时扣索(临时扣索采用钢丝绳或钢绞线)。并对临时扣段进行焊接。节段为单肋安装,单肋节段安装就位后拉缆风索,确保横向稳定,待上下游同一节段吊装就位后,安装相应连接横撑。2缆索吊装系统1,2的最大跨径。主拱拱肋采用中承式双肋悬链线无铰拱,每片拱肋由4根钢管组成,内灌C50混凝土作为弦杆,上、下弦之间用钢管作为腹杆,组成桁式

3、拱肋。每条拱肋沿跨度方向分23节预制,加上14道横撑,全桥拱肋共分60段预制,最大吊装质量为65t。本桥采用的368m跨扣架吊架合一的缆索吊无支架施工系统较为少见,施工难度大。考虑结构特点和现场实际情况,确定拱肋吊装的施工总体方案为:拱肋节段安装采用两岸对称悬拼,每半跨拱肋11个节段,共设6个正式扣段和5个临时扣段。第一扣段含三个节段(其中两个为临时扣段)、第二、三、四扣段含两个节段(其中各含一2.1缆索吊装施工系统总体布置本桥缆索吊装施工现场布置由起吊安装系统、拱肋扣索系统和稳定系统组成。起吊安装系统由吊塔、吊锚及吊装索缆等构成,其中吊塔放置于扣塔之上,通过铰脚与扣塔相连;拱肋扣索系统由扣塔

4、、扣索锚结构及钢绞线扣索等几部分组成。稳定系统由平衡索、缆风索等构成。为提高施工安全及加快施工进度,采用上下游四套(两组主索)吊装系统进行安装,现场总体布置如图1所示。2.2吊装索塔吊装索塔立于扣塔塔顶,吊塔与扣塔的连接形式为铰接。吊塔采用乙型万能杆件组拼成双柱门式,塔高约20m,每柱截面2cm4cm,每肢为4N1,吊塔纵向宽为4m,横向宽28m(塔顶),塔顶2008年10月17日收到设索鞍平台(如图2示) 。第一作者简介:吕建根(1977),男,江西崇仁人,讲师,博士,E2。 4期吕建根,等:大跨度钢管混凝土拱桥肋缆索吊装施工技术 10652.3承重主索力机械,起吊索张力安全系数5.6。横撑

5、节段用上、下游内侧的2套主索上的其中两个吊点进行抬吊。2.5吊装锚锭主索主跨为371.5m,后锚端跨径分别约为301m和285m(益阳岸)、240m和190m(南县岸)。全桥共设四套主索吊装系统(对应上、下游拱肋各二套),上游由2组939mm钢丝绳组成,单根长度为967m,重载垂度为L/13.7,空载垂度为L/18.2;下游由二套647.5m钢丝绳组成,单根长度为995m,重载垂度为L/13.7,空载垂度为L/18.3。全桥共设4个锚碇,南县岸下游采用桩式地锚,2.2m,桩长49m,上游用10m由410m2.5m承台联系组成,其余采用重力式捆绑地锚,每个地锚砼约为1300m,地锚的抗剪、抗拨等

6、安全系数均大于2.5。2.6稳定风缆3钢丝绳抗拉强度为1700MPa,主索张力安全系数3.5。2.4起吊系统为保证施工过程中缆索吊装系统的稳定性,设置横向抗风索,采用28mm钢丝绳,在吊装索塔的上、下游两侧各布置两组(每组228mm钢丝绳)。一端系与塔顶,一端与缆风锚碇连接。抗风索单根28mm钢丝绳的初张力为80kN,安全系数3.0。每套主索上布置2个吊点,上游主索(2939mm钢丝绳)共布置4个吊点,每个吊点采用22mm的钢丝绳(抗拉强度为1700MPa)走8线。下游同上游布置。每一拱肋节段用每组主索系统上的4个吊点抬吊,每个吊点用1台10t中速双筒卷扬机作为动 2.7缆索吊装系统的调试及试

7、吊按同样方法吊同岸下游第一吊段,对称吊另一岸上、下游第一吊段。然后对称吊完第二吊段、第三吊段,第二吊段采用临时扣(缆)索固定,第三吊段采用设计的1号正式扣索。第二吊段待同岸上、下游双肋节段安装就位,用缆索吊装系统中的靠内侧两组天线抬吊该吊段肋间横撑进行安装,、下游同岸两个同一吊段肋。按同样方法完成第三吊段间横撑的安装。至此,完成拱肋第一节段的安装。中间节段拱肋安装缆索吊装系统布置完成,在吊装拱肋前必须进行试吊运行试验,以检测验证其吊重能力及各种工况下的系统工作状态。为以后拱肋的吊装施工提供可靠的技术保证。缆索吊装系统试吊运行试验主要包括吊重的确定及重物选择,缆索系统的观测、试验数据的收集、整理

8、、分析等工作内容。在调试和试吊的每一个程序中,都必须认真进行主索垂度、主索张力、塔架位移、各类地锚位移等吊装设备、设施、机电的观测。3拱肋吊装施工3.1施工工艺3,4中间节段吊装程序参照第一节段的施工方法进行施工。按吊装程序,每一正式扣索挂好后,均须对该扣索之前的扣索进行调索作业。调索作业根据设计方和施工监控方现场共同发布的调索索力和拱肋标高、调索顺序,对每一号索采用张拉设备同步作业,对称、分级张拉。同时用频谱分析仪对索力进行测试,以确保调索顺利开展,确保各吊段间横撑连接焊缝,节段间连接螺栓,节段间连接焊缝结构安全。对每一扣段,均进行一次拱肋轴线、拱肋高程的调整,避免拱肋的线形、标高误差累计到

9、最后而造成调整困难,确保其安装精度的有效控制。合拢段拱肋安装拱肋缆索吊施工工艺流程如下:拱肋节段工厂预制船运至桥位节段起吊、纵移、就位螺栓连接节段扣索设置、扣索调整、松吊点完成同岸上、下游同号节段安装拱肋间横撑安装、完成一个双肋节段吊装单元扣索索力及拱肋节段标高的调整焊接临时扣索接头完成全桥拱肋节段及相应位置肋间横撑的安装对称安装上游11号节段上游拱肋合拢对称安装下游11号节段下游拱肋合拢精调、固定合拢装置,各接头焊接形成无铰拱逐级松扣。3.2拱肋吊装拱肋吊装施工采用上下游分段吊装、两岸对称悬拼至跨中合拢的总体施工方案。下面介绍拱肋节段吊装的施工方法和和工艺。第一节段拱肋安装拱肋6号节段安装完

10、成后,尽快地实施合拢。合拢前通过扣索、抗风索,对拱肋进行线形、标高的调整,并根据需要进行温度修正,选择温度稳定时段用设计临时合拢构造实施瞬时合拢。设计合拢温度在15左右,不超过20。临时合拢构造设在两主弦管间,全桥共4个,通过法兰螺栓旋转对拱圈两侧施力达到弦杆内力调整及定位的目的。合拢施工统一协调指挥,确保合拢时4个临时合拢构件同步完成作业。合拢后对拱肋线形及位置实施精确测量,通过扣索和拱顶合拢装置进行精调,调整合格后固定合拢装置,进行各扣段间连接的焊接工作,完成后拆除临时合拢装置。第一节段分为三个吊段,先用上游主索上四个吊点吊运上游第一吊段至拱座旁,慢慢地将拱肋节段拱脚端置于拱座上,借助拱座

11、上预埋件通过链子滑车逐步调整第一吊段拱脚端铰轴钢管位置,使其与预埋的拱脚铰座接触密贴上好临时扣索并张拉扣索。靠跨中的一端,用横向调位缆风索调整好轴线位置,根据设计标高用临时扣(缆)索调整标高,待力全部交于扣点,拱肋标高、轴线调整满足规范要求后,取下吊点。 3.4松扣和卸扣地质条件复杂和保证桥下河道正常通航的情况下,安全优质地完成了施工任务,取得较好的效果。通过本大跨度拱桥的吊装施工,使缆索吊装施工技术得到了进一步完善,积累了施工经验,对今后类似的工程施工具有较好的借鉴作用。参考文献1.(JTJ041):2,.公路桥涵施工技术规范实施手册.北空钢管拱肋合拢、各节段接头焊接完成,封固拱脚(按设计文

12、件实施),由两铰拱转换成无铰拱后,逐级松扣,将扣索拉力转换为拱的推力。松扣程序为:从跨中6号扣索开始,两岸对称分级(扣索拉力分5级,每级放1/5),依次(从6号1号)放松,各扣索松一级,暂停15至20分钟后,测试拱肋钢管应力、标高、轴线及平面位置,经设计、监理、施工监控方确认后,再进行第二级放松循环。最后一级保留5%左右的扣力暂不放松。松扣后对拱肋进行全面测试,决定:纠偏方式(、等)。,彻底放松扣索,并将扣索拆除。,20023都昌林,马学峰,龚志刚.大跨径无支架缆索吊吊装系统设计与施工.公路交通科技,2004;21(9):74774陈明宪.茅草街大桥的总体设计与创新技术.桥梁建设,2005;(

13、2):37404结语茅草街大桥主拱肋采用缆索吊装施工技术,在ConstructionTechniquesofCableHoistsforCFSTBridgewithLargeSpanLUJian2gen,ZHANGHui1(SchoolofUrbanconstruction,ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering,Guangzhou510225,P.R.China;HunanHighwayandBridgeConstructionCorporation1,Changsha410004,P.R.China)AbstractTheMaocaojieGreatBridgeisamiddle2support2styleconcrete2filledsteeltubulararchbridgewithamainspanof368m;itiscurrentlythelongestspanbridgeofitskindbridges.Themainarchribadoptsthreespanscablehoiststoliftingandelevating,thetechniquecontentisveryhighand