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摘要:南淝河大桥全桥长856m,其中主桥桥跨布置为60+100+60m,系双塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥,一联主桥全长220m,主跨径100m。本文简要介绍南淝河大桥斜拉索安装施工技术。
关键词:斜拉桥;斜拉索;单根张拉;单根调索和换索;传感器
Abstract: nanfeihe river bridge on the south of the whole bridge 856 m long, of which the main bridge spans 60 + 100 + decorate for 60 m, the twin towers with single cable plane prestressed concrete short towers cable-stayed bridge, a bridge length of 220 m, the main span of 100 m. This paper briefly introduces the nanfeihe river bridge stay-cables installation construction technology.
Keywords: cable-stayed bridge; Stay-cables; Single tension; The cable and single cable replacement; sensor
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
南淝河大桥位于规划中环巢湖道路跨南淝河处,是滨湖新区、巢湖之间连接的重要桥梁。本桥采用塔梁固结、两个主塔墩梁分离体系,墩顶设支座,目的是使部分斜拉桥的受力更接近梁式体系,受力明确,结构简单。主塔采用实心矩形截面,塔身上设鞍座,以便拉索通过。斜拉索横桥向呈单排布置,鞍座亦设单排。斜拉索为单索面,在横向分为1排,每个索面有9对斜拉索,全桥共18对,斜拉索采用镀锌钢绞线拉索,索体由多根无粘结高强度钢绞线组成,外层由HDPE外防护套多层保护,拉索分别为31、37根光面钢绞线组成。在锚固区,钢绞线有PE导管组件防护,其端部浸泡在油脂里,在塔柱鞍座内灌注专用填充型密封胶。钢绞线拉索可以单根张拉。单根测试检查,并可以单根钢绞线调索和换索。主梁采用挂蓝悬臂对称浇筑施工工艺。
斜拉索主桥示意图如图1所示
图1南淝河大桥示意图
2 斜拉索施工辅助设施安装
2.1预埋件的安装
2.1.1拉索索鞍安装
在安装索鞍之前,先检查索鞍种类、数量是否正确(有31孔12个和37孔6个),每个索鞍的分丝管数量是否正确,有无孔洞,再用废旧钢绞线对分丝管进行试穿,检查分丝管是否有堵塞现象存在;安装时,先用塔吊两点起吊,将索鞍吊至索塔劲性骨架上,用劲性骨架进行安装定位,并焊接牢固,测量组在定位过程中全程跟踪测量定位,定位偏差控制在±10mm,保证索鞍位置符合设计、规范规
定的精度要求。浇筑索塔混凝土时,不得碰撞索鞍,并保证索鞍区下方混凝土的密实性。
2.2.2拉索预埋管安装
每个索面有9对拉索预埋管,在安装预埋管之前,对此9对拉索预埋管进行编号、标记,注意不能混用。先用塔吊将预埋管吊至主桥箱梁中横隔板处,用劲性骨架进行初步定位后,采用人工调整为主、塔吊配合为辅的方式对预埋管定位进行微调,同样,测量组在调整过程中全程监测指导,管口高程控制在±10mm,管口坐标控制在±10mm,合格后,焊接固定在劲性骨架上。浇筑主梁中横隔板混凝土时,不得碰撞拉索预埋管,防止出现大的坐标偏差,并保证索预埋管下方混凝土的密实性。
2.2施工平台的搭设
由于主塔采用实心矩形截面,所以只需搭设塔外施工平台。主塔四周及横向设施工脚手架,从桥面一直搭设到塔顶(塔全高23m)。脚手架施工平台是施工人员在塔外作业的施工场所,主要是索塔钢筋安装、索鞍安装、混凝土浇筑以及斜拉索挂索、张拉施工等主要施工作业区。同时利用塔吊内爬梯作为人员上、下施工通道,在塔吊与索塔外架之间搭设行走平台,平台两侧用钢管支架搭设高度为1.2m的扶手和安装0.3m高的挡脚板,并用安全密目网进行围挡,防止平台上杂物高空坠落。
2.3斜拉索施工计算
施工计算包括斜拉索钢绞线下料长度、张拉力计算、分级张拉级数计算以及各级数下钢绞线延伸量理论值计算等。
2.4斜拉索设备
将单根成盘的钢绞线用塔吊吊运至桥面穿索附近点,把索盘安装在简易支架上。然后拆开钢绞线的缠包带,从内圈抽出钢绞线的一端(称前端,另一端称为后端),并用人工将其穿过HDPE管(称后端,另一端称为前端);
3.1.2单索挂索
人工将钢绞线按照事先定好的顺序先后穿过后端抗滑键锚具、分丝管和前端抗滑键锚具,继续将钢绞线穿出前端的HDPE管达到前端预埋管口,待前端钢绞线与牵引绳的穿束器连接好后,在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前端鋼绞线到位,随即将后端钢绞线与牵引绳连接,同样在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前后两端调整好钢绞线后,单根挂索完毕。
3.1.3挂索顺序
穿索时按照先上排孔,后下排孔,先上游,后下游的顺序进行。在单根挂索时,应注意钢绞线的PE护套的保护和打绞现象发生。
3.2单根张拉
每根索钢绞线均逐根挂索后即用YDCS160-150千斤顶进行张拉。
3.2.1张拉工艺
鉴于钢绞线外涂有镀锌层,为防止钢绞线在多次张拉过程中镀锌层的刮落而影响工作夹片的锚固效果和锚固安全,采用悬浮张拉法进行单根张拉。该张拉方法的优点在于保证锚具工作夹片在张拉过程中不参与锚固,以达到最优良的锚固效果。
3.2.1.1在斜拉索的两端各安装上一台不同编号的YDCS160-150千斤顶及相应配套的油泵;
3.2.1.2加载至单根钢绞线设计应力的15%(初始应力,油压表读书取5Mpa)时测钢绞线延伸量,并记录下初始数值;
3.2.1.3用压力表读数控制最后一级张拉力,使之跟传感器显示变化值相同时,测终值伸长量,装上工作夹片,适度打紧,卸压至3MPa时测回缩值后锚固;
3.2.1.4在挂索结束后,即拆除传感器,并按传感器拆除时的读数再进行补张拉;
3.2.1.5在单根张拉完每一根索后,应严格控制工作夹片的跟进平整度;
3.2.1.6在单根张拉过程中,两侧同时均衡加载,并用对讲机进行同步沟通,保证两端伸长量的不均匀值控制在设计允许范围内。
3.2.2索力均匀性控制
为使每根索中各钢绞线索力均匀,采用等张拉值法进行张拉,即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准,传感器读数进行监测。挂索前,将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上,安装顺序为:支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。
通过以上索力控制,索力均匀性均可控制在同一根索的每根钢绞线索力误差为正负1%。
3.2.3单根顶压
3.2.3.1拉索张拉结束后需对每根钢绞线的工作夹片进行顶压,以防止钢绞线可能出现的滑丝现象;
3.2.3.2将支撑架螺纹端旋入锚板螺纹1~2牙;
3.2.3.3 将顶压头穿入钢绞线,用支撑板做反力架,对齐放置千斤顶,如下图所示;
3.2.3.4操作手动泵(也可以用电动泵),以40MPa压力顶压夹片,依次逐根顶压。
4 结语
4.1本斜拉索施工方法创新点
鞍座采用矩形分丝管形式,每根分丝管穿一根钢绞线,可以对斜拉索进行单根调索和换索。
4.2本斜拉索施工方法优点
4.2.1使用设备少。每个主墩使用两套YDCSl60-150千斤顶和两套相配套的ZB4-500B油泵、单根张拉支座就完成了斜拉索的挂索和张拉。改变了过去使用大型卷扬机、复杂的导向支架和滑轮系统设备。很大程度上节约了成本;
4.2.2安全性高。由于施工方法简单、合理,一切受力工况清晰明确,容易控制,技术上没有留下隐患。所有施工环节处于可控状态。譬如,在人工挂索后,斜拉索张拉就和预应力钢绞线张拉一样简单;
4.2.3节约工期。由于斜拉索的吊运和吊装,不需要大型设备的投入,只需要人工简单操作,大大节约了由斜拉索吊运、安装而造成的时间。31束的钢绞线从开始单根挂索到张拉结束,仅需1天时间,大大节约了工期的投入;
4.2.4工作量少,施工人员少。由于施工方法简单易行,斜拉索安装张拉工作量较少,仅需要8名施工人员,大大节约了人工成本的投入。劳动强度较小,施工人员的安全也有所提高。
[参 考 文 献]
[1]王治群. 南淝河大桥斜拉索安装施工方案. 中国建筑第五工程局有限公司. 2011
[2]唐国喜. 环湖道路南淝河大桥两阶段施工图设计. 安徽省交通规划设计研究院. 2009
[3]桂业昆,邱式中. 桥梁施工专项技术手册. 上海市基础工程公司. 2004
[4邵旭东. 桥梁工程. 武汉理工大学出版社. 2005
[5]JTJF80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准
[6]JTJ041—2011, 公路桥涵施工技术规范
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:斜拉桥;斜拉索;单根张拉;单根调索和换索;传感器
Abstract: nanfeihe river bridge on the south of the whole bridge 856 m long, of which the main bridge spans 60 + 100 + decorate for 60 m, the twin towers with single cable plane prestressed concrete short towers cable-stayed bridge, a bridge length of 220 m, the main span of 100 m. This paper briefly introduces the nanfeihe river bridge stay-cables installation construction technology.
Keywords: cable-stayed bridge; Stay-cables; Single tension; The cable and single cable replacement; sensor
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
南淝河大桥位于规划中环巢湖道路跨南淝河处,是滨湖新区、巢湖之间连接的重要桥梁。本桥采用塔梁固结、两个主塔墩梁分离体系,墩顶设支座,目的是使部分斜拉桥的受力更接近梁式体系,受力明确,结构简单。主塔采用实心矩形截面,塔身上设鞍座,以便拉索通过。斜拉索横桥向呈单排布置,鞍座亦设单排。斜拉索为单索面,在横向分为1排,每个索面有9对斜拉索,全桥共18对,斜拉索采用镀锌钢绞线拉索,索体由多根无粘结高强度钢绞线组成,外层由HDPE外防护套多层保护,拉索分别为31、37根光面钢绞线组成。在锚固区,钢绞线有PE导管组件防护,其端部浸泡在油脂里,在塔柱鞍座内灌注专用填充型密封胶。钢绞线拉索可以单根张拉。单根测试检查,并可以单根钢绞线调索和换索。主梁采用挂蓝悬臂对称浇筑施工工艺。
斜拉索主桥示意图如图1所示
图1南淝河大桥示意图
2 斜拉索施工辅助设施安装
2.1预埋件的安装
2.1.1拉索索鞍安装
在安装索鞍之前,先检查索鞍种类、数量是否正确(有31孔12个和37孔6个),每个索鞍的分丝管数量是否正确,有无孔洞,再用废旧钢绞线对分丝管进行试穿,检查分丝管是否有堵塞现象存在;安装时,先用塔吊两点起吊,将索鞍吊至索塔劲性骨架上,用劲性骨架进行安装定位,并焊接牢固,测量组在定位过程中全程跟踪测量定位,定位偏差控制在±10mm,保证索鞍位置符合设计、规范规
定的精度要求。浇筑索塔混凝土时,不得碰撞索鞍,并保证索鞍区下方混凝土的密实性。
2.2.2拉索预埋管安装
每个索面有9对拉索预埋管,在安装预埋管之前,对此9对拉索预埋管进行编号、标记,注意不能混用。先用塔吊将预埋管吊至主桥箱梁中横隔板处,用劲性骨架进行初步定位后,采用人工调整为主、塔吊配合为辅的方式对预埋管定位进行微调,同样,测量组在调整过程中全程监测指导,管口高程控制在±10mm,管口坐标控制在±10mm,合格后,焊接固定在劲性骨架上。浇筑主梁中横隔板混凝土时,不得碰撞拉索预埋管,防止出现大的坐标偏差,并保证索预埋管下方混凝土的密实性。
2.2施工平台的搭设
由于主塔采用实心矩形截面,所以只需搭设塔外施工平台。主塔四周及横向设施工脚手架,从桥面一直搭设到塔顶(塔全高23m)。脚手架施工平台是施工人员在塔外作业的施工场所,主要是索塔钢筋安装、索鞍安装、混凝土浇筑以及斜拉索挂索、张拉施工等主要施工作业区。同时利用塔吊内爬梯作为人员上、下施工通道,在塔吊与索塔外架之间搭设行走平台,平台两侧用钢管支架搭设高度为1.2m的扶手和安装0.3m高的挡脚板,并用安全密目网进行围挡,防止平台上杂物高空坠落。
2.3斜拉索施工计算
施工计算包括斜拉索钢绞线下料长度、张拉力计算、分级张拉级数计算以及各级数下钢绞线延伸量理论值计算等。
2.4斜拉索设备
将单根成盘的钢绞线用塔吊吊运至桥面穿索附近点,把索盘安装在简易支架上。然后拆开钢绞线的缠包带,从内圈抽出钢绞线的一端(称前端,另一端称为后端),并用人工将其穿过HDPE管(称后端,另一端称为前端);
3.1.2单索挂索
人工将钢绞线按照事先定好的顺序先后穿过后端抗滑键锚具、分丝管和前端抗滑键锚具,继续将钢绞线穿出前端的HDPE管达到前端预埋管口,待前端钢绞线与牵引绳的穿束器连接好后,在牵引绳的引导下将钢绞线穿过前端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前端鋼绞线到位,随即将后端钢绞线与牵引绳连接,同样在牵引绳的引导下将钢绞线穿过后端锚具直至单根张拉所需的工作长度;
前后两端调整好钢绞线后,单根挂索完毕。
3.1.3挂索顺序
穿索时按照先上排孔,后下排孔,先上游,后下游的顺序进行。在单根挂索时,应注意钢绞线的PE护套的保护和打绞现象发生。
3.2单根张拉
每根索钢绞线均逐根挂索后即用YDCS160-150千斤顶进行张拉。
3.2.1张拉工艺
鉴于钢绞线外涂有镀锌层,为防止钢绞线在多次张拉过程中镀锌层的刮落而影响工作夹片的锚固效果和锚固安全,采用悬浮张拉法进行单根张拉。该张拉方法的优点在于保证锚具工作夹片在张拉过程中不参与锚固,以达到最优良的锚固效果。
3.2.1.1在斜拉索的两端各安装上一台不同编号的YDCS160-150千斤顶及相应配套的油泵;
3.2.1.2加载至单根钢绞线设计应力的15%(初始应力,油压表读书取5Mpa)时测钢绞线延伸量,并记录下初始数值;
3.2.1.3用压力表读数控制最后一级张拉力,使之跟传感器显示变化值相同时,测终值伸长量,装上工作夹片,适度打紧,卸压至3MPa时测回缩值后锚固;
3.2.1.4在挂索结束后,即拆除传感器,并按传感器拆除时的读数再进行补张拉;
3.2.1.5在单根张拉完每一根索后,应严格控制工作夹片的跟进平整度;
3.2.1.6在单根张拉过程中,两侧同时均衡加载,并用对讲机进行同步沟通,保证两端伸长量的不均匀值控制在设计允许范围内。
3.2.2索力均匀性控制
为使每根索中各钢绞线索力均匀,采用等张拉值法进行张拉,即每根钢绞线的拉力以控制压力表读数为准,传感器读数进行监测。挂索前,将监测传感器安装在一根不受外界影响的钢绞线上,安装顺序为:支座垫板——传感器——单孔工作锚。随后张拉时每根绞线的拉力是按当时传感器的显示变化值进行控制的。
通过以上索力控制,索力均匀性均可控制在同一根索的每根钢绞线索力误差为正负1%。
3.2.3单根顶压
3.2.3.1拉索张拉结束后需对每根钢绞线的工作夹片进行顶压,以防止钢绞线可能出现的滑丝现象;
3.2.3.2将支撑架螺纹端旋入锚板螺纹1~2牙;
3.2.3.3 将顶压头穿入钢绞线,用支撑板做反力架,对齐放置千斤顶,如下图所示;
3.2.3.4操作手动泵(也可以用电动泵),以40MPa压力顶压夹片,依次逐根顶压。
4 结语
4.1本斜拉索施工方法创新点
鞍座采用矩形分丝管形式,每根分丝管穿一根钢绞线,可以对斜拉索进行单根调索和换索。
4.2本斜拉索施工方法优点
4.2.1使用设备少。每个主墩使用两套YDCSl60-150千斤顶和两套相配套的ZB4-500B油泵、单根张拉支座就完成了斜拉索的挂索和张拉。改变了过去使用大型卷扬机、复杂的导向支架和滑轮系统设备。很大程度上节约了成本;
4.2.2安全性高。由于施工方法简单、合理,一切受力工况清晰明确,容易控制,技术上没有留下隐患。所有施工环节处于可控状态。譬如,在人工挂索后,斜拉索张拉就和预应力钢绞线张拉一样简单;
4.2.3节约工期。由于斜拉索的吊运和吊装,不需要大型设备的投入,只需要人工简单操作,大大节约了由斜拉索吊运、安装而造成的时间。31束的钢绞线从开始单根挂索到张拉结束,仅需1天时间,大大节约了工期的投入;
4.2.4工作量少,施工人员少。由于施工方法简单易行,斜拉索安装张拉工作量较少,仅需要8名施工人员,大大节约了人工成本的投入。劳动强度较小,施工人员的安全也有所提高。
[参 考 文 献]
[1]王治群. 南淝河大桥斜拉索安装施工方案. 中国建筑第五工程局有限公司. 2011
[2]唐国喜. 环湖道路南淝河大桥两阶段施工图设计. 安徽省交通规划设计研究院. 2009
[3]桂业昆,邱式中. 桥梁施工专项技术手册. 上海市基础工程公司. 2004
[4邵旭东. 桥梁工程. 武汉理工大学出版社. 2005
[5]JTJF80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准
[6]JTJ041—2011, 公路桥涵施工技术规范
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。