大跨度连续刚构桥悬吊系统设计

大跨度连续刚构桥悬吊系统设计

1施工时段水位比降这座连续钢桥宽17米，全长38.586.38米。江水受潮汐的影响,一天两涨两落,施工时段最高水位为+5.57m,最低水位为+2.26m。地质结构复杂,下部结构桩径不一,有11个墩位于水中。根据实际情况,承台采用单壁钢吊箱围堰方法进行施工。2钢吊箱的安装钢吊箱围堰侧板采用单壁结构,侧板直接作为承台侧模,为防止下沉时孔位偏差,设计时侧板内平面尺寸每边放大100mm,侧板面板采用8mm钢板,面板水平方向背肋采用[10槽钢,背肋间距50cm,竖直方向采用[16槽钢作竖肋,通长竖肋沿侧壁周长方向等间距布置一道,形成网格形状,增加侧壁刚度和抗变形能力,从而提高侧板竖向、水平方向承载能力。底板采用8mm钢板,顺桥方向底板下焊接Ⅰ16工字钢,每60cm一道。底板周圈加焊L160×160×10角钢,底板在钻孔桩位置处留有ϕ2.8m的圆孔,周围加宽22cm,厚10mm的夹板,有潜水员下潜安装,方便吊箱下放和堵底板与护筒之间缝隙。下部设有用于悬吊的型钢2[40a和用于吊箱下沉用的Ⅰ40b工字钢。为了保证吊箱具有足够刚度,使封底后抽干水时吊箱侧壁不产生变形,并充分考虑承台施工时绑扎钢筋的需要,采用合理的满布式多点内支撑,内支撑采用直径为ϕ500×10mm的钢管。进行结构设计时,结合施工情况,在-0.1m标高处,设计ϕ500×10mm的钢管内支撑,该支撑位于承台混凝土内;在2.3m,+3.7m处采用型钢做内支撑。上承系统是以钻孔桩钢护筒为依托将钢吊箱悬挂其上进行钢吊箱的拼装、下沉、浇筑封底混凝土等工作。起吊系统包括承重梁、滑车、吊杆等部分,承重梁是由工字钢组成,主要承受吊箱的重量,起吊系统的下沉是通过5t链滑车实现,吊杆用Φ32精轧螺纹钢,由Φ32螺纹钢螺母加垫片固定,当吊箱下沉到位,浇筑水下混凝土之前将吊杆另一端通过螺纹钢连接器加垫片固定在承重梁上。钢吊箱下沉入水后受水流作用,会向下游漂流,吊箱下放到位后,为防止水流压力、波浪压力及靠船力等动荷载对自由悬挂的钢吊箱发生扰动,在吊箱、护筒上设置了导向定位器。导向定位器定位基点在钢护筒上,与钢护筒焊接,与钢吊箱侧板留30mm～40mm的间距。悬吊系统采用国内生产的Φ32精轧螺纹钢作为吊杆,使用螺纹钢连接器和螺母。根据吊箱重量和一定的安全储备,Φ32精轧螺纹钢吊杆数量增加,共为40根。主要是以最大受力吊杆伸长量来控制。3钢悬臂安装3.1钢板侧板的制作1)套箱所用型钢、钢板等钢材,必须符合有关规定。2)套箱加工制作在施工现场(预制场)分块制作,采用流水作业组织生产,每片套箱均在特制的平台上焊接、组装成型。3)套箱边板面板为δ=8mm钢板,其上焊槽钢[10和角钢L100×100×10加劲,外侧加[36b槽钢加劲,保证侧板的刚度,边板共24块,边板之间的L100×100×10角钢打ϕ17mm孔眼,用M螺栓连接,四角处多加一根L100×100×10角钢,便于横桥向和纵向边板之间的连接。4)套箱侧板同一层间、上下层间栓接部位孔眼必须对齐,加工中注意孔眼尺寸位置的控制,对应的孔眼中心误差不大于±0.25mm。5)套箱侧板与底板相连接的L100×100×10角钢(过渡角钢)与底板δ=8mm钢板注意必须焊牢,保证与底板连成一个整体,套箱底板不考虑回收。3.2钢梁的安装吊箱制作完毕,运送到施工现场,进行吊箱的拼装下沉,具体步骤为:1)拼装前的准备工作。拆除水上工作平台,只剩主钢护筒和临时钢管桩;2)底承系统的安装,利用主护筒焊接牛腿,铺设横桥向型钢,横桥向型钢上铺套箱底承重系统纵横向槽钢,在承台位置两边安装8台5t卷扬机;3)底层侧板系统的安装,铺设Ⅰ16工字钢分配梁,其上分块铺设,拼装底板,焊接;4)Φ32精轧螺纹钢的安装,安装套箱Φ32精轧螺纹钢吊杆(外套Φ35塑料胶管),穿卷扬机系统钢丝绳,吊杆下锚具与底承重梁焊死,上锚具加垫对扣钢楔;5)导向定位装置的安排,设立套箱定位导向装置;6)下部吊箱围堰下沉;7)拼装上层侧板;8)内支撑的安装,拼装下层套箱侧板(5m高),外加加劲槽钢[36b,内加ϕ800mm钢支撑;9)钢吊箱围堰整体下沉,同步下沉下层套箱侧板至设计标高;10)上承系统安装,在主护筒上铺设上承系统承重槽钢[40和[36。槽钢[36b顶标高必须一致。拼装、对接上层套箱侧板,相同办法安装对应的加劲肋槽钢和内撑钢管;同步下沉套箱至设计标高;11)悬吊系统安装,逐根调整Φ32精轧螺纹钢吊杆,使每根受力均匀;12)潜水员进入套箱内用钢刷将封底段的钢护筒四周杂物和铁锈清理干净,安装主护筒与底板缝隙的夹板;13)封底前的全面检查。应按设计图加工好钢套箱的组件,并进行编号,在施工现场进行试拼。3.3套箱侧板的加工套箱加工、下沉中为了满足施工精度要求,应当采取下述预防措施:1)严格控制套箱侧板平整度。2)加工套箱侧板时,严格控制其尺寸,避免出现误差,按照正确的焊接方法,减少套箱侧板因加工可能出现的各种误差。3)拼装套箱侧板时,连接螺栓应栓接牢固,并加垫胶质泡沫,以防漏水。4)下沉套箱进度应缓慢,平稳下沉,并统一指挥。5)套箱的上下承重型钢,套箱定位导向装置,拉杆应连接牢固。4封底施工当套箱下沉到位后,封底时设5个导管插点,从上游侧向下游侧推进灌注。为了保证封底效果,在C25混凝土中掺入UWB-3型絮凝剂,保证混凝土在深水下不离散。已成桩的检测和承台施工当封底混凝土达到85%设计强度时,可进行抽水作业。根据套箱设计,设置三道井架形内支撑,边抽水边支撑,确保抽水后钢套箱不变形。5底侧槽内固定1)套箱封底混凝土完成并达到一定强度(90%设计强度以上)。最好避开潮水位最高时间(每月),抽除套箱内水,边抽水边注意套箱侧板变形情况,有必要可增设内支撑。2)割除主护筒,凿除桩头,进行小导管超声波检测,合格后,灌注承台钢筋混凝土。由于最低一层内支撑高出承台顶面,故无需拆除内支撑即可施工。当进行第一节墩身施工时,可拆除第一道内支撑。3)承台混凝土高4.0m,分三次浇筑混凝土,第一层浇1.0m,第二层1.3m,第三层1.7m,每浇一层拆除相应的内支撑。此外,远距离运输的大体积混凝土,如果适量掺加高效减水剂后,混凝土初凝时间延长到12h,混凝土坍落度为18cm～22cm,到位入灌前损失仅4cm～5cm,和易性、流动性也得到改善,很少发生堵管现象,同时混凝土流动半径也达到6m。水封混凝土面基本平整。6套箱拼装板块施工难点单壁钢套箱作为一种深水基础施工的围堰形式,具有诸多优点:1)不受河床地形、地质的限制;2)单壁拼装板