丰城剑邑大桥主桥主塔施工关键技术

丰城剑邑大桥主桥主塔施工关键技术

1贝雷梁梁段设计方案丰城市剑义桥的主桥为单塔斜拉桥与悬臂桥的联合结构。有14对绞死带，环保，共有14个对绞死带的平行配置。主梁0号块单侧分6段,长22.8m,主梁0号块～A2段为变截面(见图1),A3～A14段为标准梁段,主梁断面为“Π”形结构,单节段长8m,除0号块中A0-1～A0-3段外,其余梁段设计采用前支点挂篮施工。主梁0号块A0-1～A0-3段采用扇形支架现浇完成后,在主梁顶面拼装贝雷梁吊装支架,前支点挂篮在岸边舶船上拼装成整体后浮运至墩位处,利用吊装支架整体垂直吊装就位。前支点挂篮施工工艺在我国斜拉桥施工中已经广泛使用,但由于前支点挂篮各部件体积、重量较大,水中拼装及整体吊装难度也较大。2前支点挂篮吊装系统斜拉索平行布置且1号索自A1段开始,在0号块施工中不匹配,于是在主塔施工过程中增设1根与斜拉索平行(夹角29°)的临时索用于前支点挂篮在A0-4～A0-6段的施工。挂篮主要由承载平台、前支点系统、行走系统、定位系统、锚固系统、模板系统、操作平台及预埋件系统等组成(见图2)。挂篮在吊装过程中仅吊装挂篮2个主纵梁、3个横梁、1个辅助横梁、操作平台及张拉机构,吊重按照125t考虑。其余各部件在承载平台安装锚固完成后,进行标准段施工时开始组装。3前一根悬挂系统挂篮主要构件拼装完成后,采用吊装桁架起吊,吊装桁架包括纵梁、横梁、提升机构、前后支腿、锚固系统(见图3)。3.1贝雷梁和中纵梁吊装桁架纵梁由2道边纵梁和2道中纵梁组成。边纵梁由单组4排单层加强型“321”贝雷梁组成,横向间距均为450mm;中纵梁由2组2排单层普通型“321”贝雷梁组成,横向间距为450mm。边纵梁是桁架的主要承重结构,在边纵梁前端设置横向分配梁,上端放置锚具,竖向穿2根JL32精轧螺纹钢筋,作为承重平台的起重杆件受力体系。3.2分段组配载平台的支撑结构桁架横梁由配载平台和中、后横梁组成。中、后横梁各由单片六四军用梁组成,前段采用2组间距270cm贝雷梁组成配载平台承重结构。其主要作用是连接加强纵梁,增强其整体稳定性。纵横梁之间连接采用整体定型分配梁,上下交错成井字形锚固纵横梁,使之成为一个整体,并在两边之间设置剪力撑,保证桁架整体刚度。3.3锚具、吊点、jl32桁架提升机构由8个吊点形成,每个吊点包括2台32t千斤顶、锚具、吊点、JL32精轧螺纹钢和连接器组成。承载平台组拼完成后,使承载平台保持在一个水平面上,用JL32精轧螺纹钢连接千斤顶与承载平台上的吊点,缓慢向上提升承载平台,到达设计位置。3.4支学习的部位由于梁面横向有1.5%横坡,且为了使桁架受力明确,在A0-3节段前端50cm处设置前支腿,作为桁架吊装的受力支撑点。在前支腿后6m处设置后支腿,调整桁架在同一水平面上。施工时先放样出设计位置,用高标号水泥砂浆找平后放置支腿。3.5纵梁锚固点设置为了平衡吊装承载平台的支反力,在纵梁后段设置JL32精轧螺纹钢。中纵梁设置2个锚固点,边纵梁各设置2排3个锚固点。浇筑混凝土过程中预埋精轧螺纹钢,埋入混凝土1m,露出混凝土面30cm,锚固时用连接器进行接长连接,锚固在纵梁分配梁上,锚固完成后必须对精轧螺纹钢进行预拉。4前安装销式撒布厂4.1大公里平台支挂设备的装配0号块A0-3段等强张拉后,将贝雷梁片运至梁面,进行吊装桁架的组拼及吊装前的施工准备。大、小里程面吊装平台拼装完毕后,将拼装完成的大里程面前支点挂篮运至吊装位置,对小里程面吊装平台按照设计步骤进行配载。在此过程中利用JL32精轧螺纹钢逐步提升挂篮至设计位置,利用后锚将挂篮锚固在主梁上,并通过主塔施工时预留的临时索管穿临时钢绞线,完成大里程面前支点挂篮的吊装。前支点挂篮吊装完成后,陆续进行挂篮其它构件的组拼、安装,待安装完毕后,开始桁架的拆除。4.2纵梁现场吊装安装组拼桁架之前,对梁段进行放样确定前、后支腿位置,用高标号水泥砂浆找平,按照设计位置安装前、后支腿,并使支腿顶面在同一水平面上。每道纵梁在水上平台上首先拼装成2段,先将上游边纵梁1号段吊装放置在前、后支腿上,并用精轧螺纹钢进行锚固,再将2号段用塔吊吊起,与已固定好的上游边纵梁1号段进行悬拼对接;下游边纵梁施工与上游类似。之后进行中纵梁施工,吊装上游中纵梁1号段安装锚固,悬空拼接2号段,再吊装锚固下游中纵梁1号段,最后悬空拼接2号段,完成桁架纵梁安装(见图4)。纵梁拼装完成后进行横梁拼装,在工作平台上将直接拼装完成的横梁利用塔吊起吊安装在设计位置。最后进行纵梁与横梁之间的连接加固,加固采用型钢分配梁中间穿JL32精轧螺纹钢连接拧紧,完成桁架组拼(见图5)。4.3整体、后梁、辅助梁的拼装前支点挂篮的承载平台在顺桥向的驳船平台上拼装成整体。具体方法为:将2艘驳船用贝雷梁连接成整体,并在贝雷梁上铺型钢分配梁,上铺木板,形成拼装平台。测量放样,定出挂篮纵梁和横梁的中轴线位置,并用型钢角铁固定标记。利用汽车吊和履带吊将主纵梁拼装完成,前、后横梁与主纵梁组拼成整体后,接着拼装中横梁及辅助后横梁。其余部件在挂篮整体吊装到位后,再和承载平台组拼在一起。4.4吊点和吊点焊接位置挂篮吊点设置在挂篮重心位置两侧等间距位置,共设4组(每组4个)吊点,每个吊点设计2根JL32精轧螺纹钢作为吊装承重传力构件,并在挂篮主纵梁顶面按照设计位置焊接吊点,要求焊接吊点位置上、下纵梁位置对称及单根纵梁沿轴线对称,吊点与纵梁顶板焊接位置按照设计要求满焊,并在纵梁内部对吊点对应位置处进行局部加强。4.5准备好开始4.5.1精轧螺纹钢连接器前支点挂篮提升前需对挂篮上焊接吊点的焊缝及吊孔连接处进行详细检查,如发现脱焊及焊缝不饱满则进行补焊。检查JL32精轧螺纹钢连接器两头是否连接到位,两边连接长度是否相等,如不满足要求则需重新连接。如发现精轧螺纹钢吊杆有被氧气切割过和被电焊打火,则立即更换该根螺纹钢。检查桁架吊装平台纵横梁之间连接的精轧螺纹钢连接是否松动,纵梁后锚点位置连接器是否连接到位,锚梁是否有松动痕迹,如有异常情况,须及时处理加强。4.5.2挂篮安装油盖的校正为保证现场吊装油顶满足施工要求,并测定油顶有效工作力,需要对现场油顶逐个进行试压标定,测出每个油顶有效工作力并贴上标签。4.5.3预安装挂篮及钢绞线为保证整个吊装过程顺利完成,需要对吊装过程中发生的问题进行及时处理,因而对张拉油顶、JL32精轧螺纹钢、螺帽、扳手以及整个过程中焊接材料做好充分的准备。同时,包括挂篮提升到位后,挂篮与主梁锚固用的钢绞线及钢绞线张拉设备的配备及备用;挂篮吊装完成后,进行临时斜拉索安装所用的钢绞线、锚具、张拉设备的配备及备用。配重所用钢绞线,必须在提升挂篮之前运送至工作平台上,做好整个配载过程的准备。4.5.4观测点的设置为了测定挂篮单边吊装过程对塔柱、主梁及贝雷梁的影响,在上、下游塔柱面各设置1个观测点,大里程面主梁上设置2对观测点,吊装平台主纵梁上共设置4个观测点。在吊装之前,对各个观测点进行原始数据的测量。为了更好地控制挂篮吊装过程中的平稳性和整个过程的有序性,在吊装之前,从吊点位置沿吊杆方向每隔1m用油漆进行标识,保证在每米提升间隔中能够掌握吊杆提升高度和挂篮整体偏差值,并对每次提升的高度和时间进行准确的记录。4.6挂篮压力厂的生产4.6.1提升机构的安装在前支点挂篮吊装之前,对挂篮吊点、吊杆及吊装平台检查完毕,进行桁架试吊检验,其检验过程为:先将提升机构安装于承载平台之上,同时缓慢均匀提升挂篮悬空10cm,静载20min。在此过程中各小组人员对各个部位进行详细的观测,并做好记录。在此过程中消除了由于接触不紧密引起的空隙及间隔,为正常的吊装工作减少不必要的冲击荷载。完成试吊过程后方可进行挂篮的吊装工作。4.6.2塔柱本身刚度受部分不平衡弯矩影响因挂篮不能两端同时吊装,在吊装大里程方向挂篮时在小里程方向吊装支架配载。挂篮配载设计时利用塔柱本身刚度承受部分不平衡弯矩以减小配载重量。在挂篮吊装前对小里程面吊装平台设计位置进行分级配载至200kN、400kN,在此过程中观测塔柱、主梁及吊装平台的变形情况。然后对挂篮进行试吊,检查合格后分级均匀吊装,同时小里程方向增加配载至600kN。4.6.3挂篮过程中的标高控制由于试吊过程只是脱离接触面10cm,为了更好地控制挂篮整个平面的平整度,保证整个挂篮的受力不发生偏转和倾斜,必须做好吊装过程中的标高控制。以标记在挂篮上的油漆刻线作为基准,微调至一固定数值后,采用水准仪和全站仪对挂篮纵梁4个观测点的绝对标高进行测量,再次微调到位,随后在挂篮的提升过程中每隔1m对4个观测点的标高进行复测检查。4.6.4吊装速度的控制在挂篮承载平台吊装过程中,为保证挂篮匀速上升,并在提升过程中不至于有较大的纵横向偏差,应控制好吊装速度。严格控制每次提升间隔不得大于5cm,并在提升过程中不断拧紧下口锚固螺栓,用双层U型钢板卡住JL32精轧螺纹钢。4.7临时索产生的水平分力前支点挂篮安装就位完毕,在挂篮主纵梁尾端至塔柱间设置2根ϕ630×8钢管支撑,以抵抗梁段浇筑时临时索产生的水平分力。A0-1～A0-3段采用扇形万能杆件支架进行浇筑,搭设顶面1层万能杆件支架时,预先将临时支撑钢管放置在万能杆件支架中,并对顶撑部位的万能杆件支架进行特殊处理(拆除相对应部位的杆件,减少吊装临时支撑钢管的不