大跨径系杆拱桥整体安装施工工法

河定大桥位于溧阳市社渚镇，老桥位于S360省道上，为2004年改建，结构为预应力空心板梁，宽17.1m,长52m。溧阳侧为双向4车道加两侧3.5m人非混行车道，高淳侧为双向4车道加3m机非桥梁采用双幅设计，左右错孔布置，桥面全宽2×12.5m,主桥上部结构为123.6m(计算跨径)大吨位整体吊装的技术应用国内尚无先例。为此，需要对上跨航道大跨4此大跨度钢管砼系杆拱整体吊装施工技术的研究，对于目前跨航道、跨河2.2本科研项目为跨径126米钢管混凝土系杆拱桥，采用2台浮吊船协同作业，对全桥骨架采用整体吊装法进行施工，吊装重量高达638吨，该规模钢管混凝土无支架整体吊装国内国际内河航2.3采用全桥整体吊装法施工，桥梁骨架整体性增2.4创造性的优化系杆底模系统，本项目优化现下承式钢管砼系杆拱采用整体吊装的施工方案，先在工厂分9段加工钢管拱肋，分8段加工劲性骨架，在河定大桥上游大堤上搭劲性骨架、拱脚和拱肋支架，随后拼管、风撑、临时横梁和底模系统，整体拼装成型后，拆除拱肋支架，采用2台大吨位浮吊整体抬吊就位，再浇筑拱脚及端横梁，施工拱肋混凝土压注、系杆及后续工作。拱收合格后汽运到现场，采用汽车吊分段吊装成型，用浮吊吊头标高符合要求后由厂家安排人员现场焊接节段接头。为确保拱肋段设置缆风绳固定。拱肋内腔C40微膨胀混凝土采用砼泵从拱脚处泵送压入，钢管内砼压入后检查密实性，若有空隙，则压入同标号的水泥浆直至密实。吊杆在整体道板采用吊机从两端开始对称向跨中铺设，最后现浇桥面板，完成护栏及桥面图纸审核→钢板校平→材料试验→放样下料→筒节加工制造→零部件加工制造→筒节拼骨架→拼装拱肋支架→拼装拱肋→拼装横撑及K撑→安装吊杆外套管→安装吊杆→安装系杆底模系5.2.1钢管支架施工对应拱肋分段，单侧拱肋支架设置6组，支架纵向间距为2.5m+14.233m+2.5m+15.707m+2.5m+5.756m+2.5m+15.707m+2.5m+14.233m+2.5m,横向间距均为2.5m,拱肋钢管支架采用φ325×8mm钢管，分入土和外露两部分，入土深度为10m,外露部分钢管高度有所不同，高度由低往高依次为17.063m、24.138m和27.665m,外露钢管支架(超过劲性骨架高度范围)采用[16槽钢连接，拱肋向每排均连接),双根钢管层间距为7.244m,为确保连接质量，连接均采用满焊方式。管桩入土部分采用打拔机振动沉桩，外露钢管与入土钢管之管顶部设置400×400×10mm钢垫板与钢管焊接，垫板上横向设置2I32a工字钢横此时拱肋、风撑、吊杆套管重量均要作用在拱脚处拱脚处钢管桩型号采用φ600×8mm钢管，单根总长10m,其中振动入土长度7m,单个拱脚设置6根钢管桩支撑，钢管纵向间距1.5m,横向间距2.5m,钢管顶部设置800×800×10mm钢垫板，钢垫板上设2I32a工字钢横梁，横梁长度为3.5m,具体结构见下图：劲性骨架钢管桩型号采用φ600×8mm钢管，单根总长10m,其中振动入土长度7m,单片劲性骨架跨中共设置7排支撑管桩，钢管纵向间距17.508m+15.5m+15.5m+14.543m+14.043m+15.5m+15.5m+17.505m,横向间距2.5m,钢管顶部设置800×800×10mm钢垫板，钢垫板上设2I32a工字钢横梁，横梁长度为3.5m,具体结构见下图：劲性骨架钢管纵断面布置图然后边振动边插打。在插打钢管桩时，严格控制好桩的垂直度，必须插正、打正，要从两个垂直方过程中，应随时检查其平面位置是否正确，桩身是否竖①施工工序现场使用PC320打拔机施打钢管桩，施工根据地质及受力计算结果确定钢管桩入土深度，但在打插过程中遇到打外漏部分钢管采用采用1台汽车吊进行拼装，起吊车将钢管吊装对准拱肋入土管桩时，人工采用钢贴板焊接结构，不仅要焊接贴板，还要将钢管对接处环缝全部满焊，具体吊装布置图如下：拱肋支架安装布置图拱肋、拱脚和劲性骨架钢管顶都要设置钢垫板和工字钢横梁，其中用800×800×10mm型号，钢垫板上设2I32a工字钢横梁，横梁长度为3.5m;拱肋顶钢垫板采用400×400×10mm型号垫板上横向设置2I32a工字钢横梁，横梁长度为3.5m,横梁上再安装工字钢限位劲性骨架在拱脚支架、劲性骨架支架和拱肋支架入土部分施工完成且拱脚顺序进行拼装，相邻两段接头焊接完成后才能继续拼接大大规底R吸大底模系统由底托工字钢横梁、纵向方木、竹胶板、两侧防护栏杆和走道模系统由挂钩筋焊接于劲性骨架侧面，由钢垫片连接，再放置工字钢横梁将底模系统锁定在劲性骨架上，具体见下图：在底模系统安装完成后，传入底模主筋，主筋采用C25,单根系杆布置11根，波纹管20束，5.2.3拱肋、风撑及吊索套管安装(1)主拱吊装施工方案将制作好的拱肋节段运输至工地现场，在施工便道上用2台75T汽车吊进行节段吊装，节段间焊接(2)吊装施工工艺流程节段为合拢段最后吊)→测量定位精调、监理验收→环缝对接→同样方法安装第二片拱肋→焊接钢管风撑(6道)→其它施工→成桥后涂装最后一道面漆。(3)拱肋猫道安装到了到场后首先安装拱肋猫道，猫道断面呈井字形，全部采用φ48×3.5mm钢管搭设，竖杆长4m,横杆长1.5m,采用十字扣件锁定，拱肋上方沿纵向通长设置3道水平杆，水平杆间距为60cm,踏步钢管采用十字扣件锁定在最底层水平杆上，纵向间距为50cm,具体见下图：(4)现场拱肋安装拱肋在工厂加工好，并经过验收，发货到现场，用汽车吊卸货，并用全站仪放线及水准仪测量标高，陆上用2台75T汽车吊吊装就位，用千斤顶精调位置，复测后焊接，确保拱轴线符合设计和规范要求，每条环缝必须进行检测，检测合格后准2台75T汽车吊吊装图①在拱脚处劲性骨架上焊接缀板，吊装A段拱肋时，位置必须与拱肋设计位置一致。③用汽车吊装合拢段。合拢口时，准确量测合拢口的距离，再对合拢④安装吊杆套管及吊杆，并对吊杆施加100KN的初拉力。A、B、C段拱肋吊点距端头均为4.5m,D段拱肋吊点距端头均为2.3m,吊点处拱肋钢管上方安每段拱肋采用2台75T汽车吊吊装，预计每段拱肋吊装时间为3个小时，同时吊杆及时安装到(1)拱肋起吊拱肋节段起吊前，在吊点处穿上吊环、套上钢丝绳，钢丝绳绳径为55mm。在各吊点位置拱肋钢管外上下半圆包橡胶块宽1m,橡胶块外包16mm厚钢板，钢板宽度为1m。钢丝绳系好后，汽车吊缓(2)拱肋吊装过程中的测量控制架全站仪能看两点，在拱肋上实测点坐标，根据这些点坐标推出拱轴线与否吻合，但要考虑预拱度。在安装拱肋时，在位于拱肋轴线的站仪，观察该白线的位置是否位于拱肋轴线上，若不在该轴线上，则用缆风(3)平面外稳定措施为了保证拱肋安装过程中的平面稳定及线型、高程的准确性，在地①限位设置河定大桥拱肋采用哑铃型断面，安装时拱肋易发生转动，造成分段拱肋不在同一平面内，影响整体线性和结构受力，因此，在拱肋支架横梁顶上设置限位，保证拱肋两段②揽风绳为了保证拱肋平面稳定，利用“三点定位”原理，除了两端的鞍座措施外，还需在每段拱肋中间设置揽风绳作为固定措施，揽风绳采用φ16mm钢丝绳，在安装边跨拱条揽风绳，纵向与水平面交角90°,中跨拱肋安装时，揽风绳与水平面纵向交角均为45°,揽风绳③地锚设置每片拱肋左右各设置1条揽风绳，风缆绳直径为16mm,采用10t手拉葫芦收紧，为了安装钢管拱设置8个地锚，地锚挖1.5m*1.5m*1.5m的坑浇筑C20混凝土，混凝土中埋设(10#槽钢上焊接25圆钢)地锚。待两片拱肋安装就位并且拱脚焊接后，进行风撑安装。风撑的安装方侧面先焊接约25～45cm长风撑短接头，并在挑出的风撑、钢横梁短接头外侧下方焊接风撑限位板。风撑通过吊车按照安装顺序吊装，只需将风撑缓慢放下搁置于限位板上即可(增焊加固码板)。所有直撑吊装就位后，工人在空中操作平台上焊接风撑对接焊缝，最后安装斜为控制整体吊装安装质量，最边跨K撑中4根斜钢管(φ800×16mm,L=8.915m),待主桥桥面铺装施工完成后再将这4根斜钢管安装到位。在劲性骨架、拱肋及风撑安装完毕后安装吊索套管，拱肋预埋索导管露出拱肋底缘25cm,系杆预埋索导管露出系杆顶缘15cm,整根吊索套管无法直接安装，因此，索导管需要分步进行安装。第一步：将索导管距底口30cm处截断，将截下来的30cm套管焊接到系杆预埋索导管顶钢板上。第三步：将截断处吊索套管焊接并打磨焊缝，将上调由于，吊索套管单根最大重量仅为1t,因此采用25t汽车吊进行吊装能够满足安全要求，具体吊杆采用带PES护层的平行钢丝成品索，规格为7-73,抗拉强度fpk=1670MPa,锚具采用(1)前期防护措施(2)吊杆索安装流程(3)吊杆索安装a.用汽车吊将于吊索正上方，吊钩上挂设长钢丝绳，将钢丝绳穿入拱肋上首先要安装吊索的预d.拉索提升过程中，操作工随时要与看管吊索提升人员的沟通，在拉索提升至上锚预留孔附近e.当上锚出预留孔时，旋上锚圈，此时锚圈a.在上锚安装好后，汽车吊吊钩上挂设棉纱绳，棉纱绳绑住吊杆下方，汽车吊提升，将下锚对b.如下锚露出预留孔的距离不够，锚圈无法旋上，可通过调节上5.2.4临时中横梁安装在拱肋、风撑、吊索套管、劲性骨架全部安装完成后开始安装临时中横梁，全桥共设计7道中横梁，采用1台25t汽车吊倒退依次安装中横梁。每道中横梁重5.2t。临时中横梁吊装示意图5.2.5拆除拱肋支架整体吊装前需要拆除拱肋支架，拆除过程为拼装的逆序，在此不再赘述。5.2.6系杆拱整体吊装1、总体思路在河定大桥上游防洪大堤上拼装劲性骨架、拱肋、风撑、吊索套管、吊索、临时中横梁并拆除拱肋支架后即具备整体吊装条件，由1台500t+1台600t浮吊抬吊转向、前移至桥位处就位，具体洋器吊装平面右置图B明：*租尺寸位。易籽朋比尺曲家性经过现场考察，河定大桥系杆拱施工现场的靠近桥位处不能符合大型浮吊的施工需要，为了保证吊装成型系杆拱，在吊装前需要对岸边处浮吊所使用的区域进行开挖疏浚，河定大桥系杆拱综合考虑浮吊钩头夹角及起吊高度将吊点设置在距两端31.5m位置，吊点间距为63m,扒杆长度50m,采用8根双股钢丝绳下部兜吊。起吊钢丝绳单侧长度18.3m,钢丝绳水平夹角55度，两钩头处钢丝绳长度4.2m,两钩头夹角40度。(1)吊装重量统计整体吊装时，2台(500t+600t)浮吊吊装构件包括拱肋、风撑(少装4根)、劲性骨架、吊索套管及预埋件、吊索、系杆底层钢筋、底模系统和猫道，总重量为637.63t。(2)整体吊装离为360m:起吊后，浮吊慢慢向后倒退转弯，转顺至吊装桥位方向，在行驶到预将系杆拱慢慢降落，放置在桥墩处的安装临时支座支座上，待系杆拱基本对位后，浮吊松降起重钢(3)浮吊起吊前移浮吊沿河道向桥位移动，河道宽度需大于80米，浮吊停靠在桥位旁河岸边拼装场地处，浮吊通过前后四根钢丝绳临时固定，前锚固定在前侧的固定锚上，后锚抛两个固60.5mm。在所有准备工作完成后，浮吊与河道中心线夹角为90°,然后同步缓慢起吊。系杆拱起吊前需进行试吊，试吊需将系杆拱调离地面100mm,停止起吊，并在两端用粗尼龙绳拉好手拉缆绳，(4)吊装就位将前锚左侧钢丝绳生到对岸，依靠钢丝绳牵引缓慢转身，使浮吊慢慢平面旋转转90°,使其正面朝座上，同时浮吊缓慢的分阶段卸载(卸载70%),两端与临时支座处预埋钢板连接固定好后，浮吊系杆拱起吊高度需高出安装位置顶面500钢管作为临时支点，临时支点需高出支座20mm,待系杆拱安全就(5)浮吊吊装稳定措施浮船吊装时稳定考虑采用地锚稳定，通过浮吊船上4个卷扬机上钢丝绳与岸上地锚连接，控制卷扬机来达到控制船体的稳定。本段航道内的水位短时间内变化不大，水表6.1-1施工主要材料吊索112汽车吊23汽车吊1456472819浮吊1浮吊12423227.1系杆拱整体吊装施工拱肋吊装、拱肋支架系统、劲性浮吊运行范围内水域宽度在80m～130m之间；8.1根据《苏州市轨道交通条例》,施工前报告运营部门。9.环保措施应尽量集中劳动力及切割设备在噪声限制较低的白天10.1经济效益通过钢管砼系杆拱整体吊装施工技术的应用，项目施工速度提高，节省工期及大量人工、机械该工程缩短工期60d,节省项目人工费：80(人)×60(天)×400(元/工天)=192万元。采用整体吊装工法，节省支架材料费用：136(长)×30(宽)×12(高)×78(元/方)=382缩短项目管理周期60天，管理间接费节约：30(人)×60(天)×450(元/工天)=81万元。项目节约成本：直接费=382+192=574万元。节约项目管理间接费81万元。通过主桥整体吊装工艺，可节省项目成本总计655万元，也可以大大减少对既有航道的占用，施工过程中河道占用仅2小时，确保航道正常通行，造就巨大的社会经济效益。为芜申线运河发挥10.2社会效益河定大桥系