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摘要:广深港客专沙湾特大桥112m提篮拱桥,拱部构件体积大、自重大、作业面小、安装困难,经采用门式钢管支架、汽车吊装方案,较好的保证了安装质量、安全和进度。本文从提篮拱拱肋加工、安装到压浆等工艺,介绍了提篮拱桥的拱部施工过程,可为今后同类工程施工提供了借鉴。
关键词:提篮拱桥钢管加工拱肋安装混凝土
中图分类号: U448.22+4 文献标识码: A 文章编号:
1.工程概况
广深港客专沙湾特大桥位于全长18081.87m, 112m提篮拱跨越广州市番禹区市良路。提篮拱矢跨比为1:5,拱肋平面内矢高为22.4m,拱肋采用悬链线线型,拱肋横截面采用哑铃形混凝土钢管截面,截面高度为3.0m,钢管直径为1200mm,由厚18mm的钢板卷制而成,每根拱肋的两钢管之间用16mm厚的腹板连接。拱肋在横桥向内倾9°,形成提篮式。系梁采用单箱三室预应力混凝土箱形等截面,钢管拱肋在系梁上搭设支架安装。全桥共设5处钢结构横撑,除拱顶处设一字撑并用斜杆相连外,其余均为K型撑。每条钢管拱分10节段加工制作、预拼和空中焊接。拱肋节段最大长度为15.6m,重量约为25.5t。
2.钢管加工
钢管结构采用工厂分节制造。节段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查,检查合格后发运至施工现场,再在施工现场将节段预拼,最后吊装上桥形成完整拱肋。
拱肋钢管、腹板均采用Q345q-D钢,拱肋钢管壁厚18mm,腹板壁厚16mm,其余钢材采用Q235q-D钢。
拱肋加工流程:号料→切割→边缘加工→卷管→焊缝(纵缝要用超声波检测和X射线拍片检查)→矫圆→拼接(接长,焊接对接焊缝)→超声波检测和X射线拍片→组装(焊成大段,超声波检测、X射线拍片检查)→试拼(焊横撑试拼装)→防腐涂装(含弦管,缀板及封端)→运输→安装就位。
3.拱肋安装
3.1 临时支墩
系梁和拱脚混凝土强度达到设计强度的95%,张拉第一批纵向预应力后方可进行支架的搭设。
根据本桥的现场情况和拱肋分段的要求,采用钢管临时支墩,按照《钢管临时支墩立面布置图》进行布置。最大拱肋吊重约26t,在拱肋接头处设计8个门式钢管桁架拱胎支架,单肢主受力立杆采用φ325mm×10 mm钢管,连接杆件采用φ159 mm×6 mm钢管;设计1道横向联系桁架,上弦杆采用φ273 mm×8 mm钢管,下弦杆采用φ219 mm×7 mm钢管,其余连接杆件采用φ159 mm×6mm钢管。
经检算支架满足承载、稳定安全要求。支架搭设完成后按照1.1倍的荷载进行预压。在拱肋下缘约40cm在横系梁上搭设钢梁支点平台。
钢管支墩总体立面、侧面布置图如下:
钢管临时支墩立面布置图
1-1断面图2-2断面图
临时支墩全桥设置8个,横桥向支墩整体制作,整体吊装,保证其安全稳定性,支墩高度随着拱的线形由13.85m逐渐增至23.21m。横桥向宽度由14.83m变至11.44m。
支墩安装:由拱脚向拱顶两边对称制作、安装。安装时用缆风绳纵、横向协助就位,若缆风绳影响到拱顶支墩安装时,可将其位置做适当调整;就位后支墩与桥面预埋钢板焊接固定。
3.2拱肋安装
待临时支墩预压完成后,将拼装成段的鋼管拱运到起吊位置上,用50T 轮胎式起重机将钢管拱吊装至拱架上焊接成拱,并按从拱脚、拱肋到拱顶的顺序,同时对称吊装焊接成型。两拱肋间横向支撑在拱肋安装时同时进行。横撑根据设计预先加工成型,运输到施工现场后,通过汽车吊吊至横撑与拱肋相连位置,然后对中、调整、检查、焊接,斜撑按同样的施工方法进行。
拱肋的安装步骤为:起吊→就位→连接→精确调整→点焊固接→调整拱肋线型→安装横撑→焊接→探伤检测。
3.2.1拱肋的安装
拱肋段运至安装点后,用80吨吊车起吊,吊点采用钢丝绳捆绑方法,通过缆风绳、手拉葫芦慢慢调整拱肋的空中姿态,慢慢地移置接头处,通过葫芦逐步调整螺栓孔位置,使其与先前安装节段(或预埋段)接头处螺栓孔吻合,用高强螺栓临时连接,测量拱肋端头处的标高及轴线位置,通过3向千斤顶、倒链逐步调整拱肋线形,标高、轴线位置达标后,拧紧高强螺栓并采用钢管将拱肋与支架临时焊接定位。
合龙段的吊装:合龙段的安装要选择在温度14℃-20℃的环境下进行。合龙时,先将两段拱肋适当抬高,再慢慢将拱肋下放,合龙段慢慢靠近接头,直至合龙段正确对位,然后焊接连接。
3.2.2横撑安装
两拱肋间横向支撑在拱肋安装时同时进行。横撑根据设计预先加工成型,运输到施工现场后,通过汽车吊吊高至横撑与拱肋相贯位置,然后对中、调整、检查、焊接,斜撑按同样的施工方法进行。
4.灌注拱肋混凝土
拱肋泵送混凝土采用C55无收缩混凝土,应用4台混凝土输送泵分别由拱脚同时向拱顶“连续顶升法”施工。对称灌注拱肋下管混凝土,待下管混凝土达到设计要求时,对称灌注拱肋上管混凝土,待上管混凝土强度达到设计要求时,对称灌注拱肋腹腔混凝土。
压注前用清水将钢管内从拱顶向下冲洗,在拱脚处开设排渣孔排出管内渣物。再压入一定数量的水泥浆作先导,然后再连续泵入无收缩混凝土。
管内混凝土压注是从两侧拱脚向拱顶对称压注,为了保证管芯混凝土的压注质量,充分密实,在拱顶处设置了隔板,将钢管分为两部分,防止从一侧压注上来的混凝土流向另一侧;距拱顶隔板40~50 cm处对称设置两个Φ125mm的冒浆、排气孔,管长大于等于150cm,使管内气体充分排出,当管内灌满混凝土时,全部灰浆和部分混凝土从冒浆、排气孔排出,混凝土密实后,将开孔补焊好。
工艺流程为:清除管内渣物→封拱脚、人工浇筑压注头以下区段混凝土→安设压注头和闸阀→压注钢管内混凝土→从拱顶排气(浆)孔振捣混凝土→关闭压注口处闸阀稳压→拆除闸阀完成砼压注。
5.吊杆安装及张拉
施工工艺流程:备料→安装下端锚头→牵引上端锚头→张拉上锚头→拧紧螺母定→安装减震器及防水罩锚头→防护
吊杆的安装由钢管拱肋上锚孔自上而下穿出,再穿过梁体上的预留孔。穿杆时,先拧上拱肋上的冷铸墩头锚的螺母,当吊杆穿过边纵梁的预留孔后,再拧上墩头锚的螺母,并调整校正。在整个穿杆过程中,不得碰、擦伤挤包护层及墩头锚丝螺纹。
吊杆张拉采用支撑脚及张拉杆的千斤顶进行张拉。
6.结束语
广深港客专沙湾特大桥112m提篮拱桥,由于施工前就对钢管加工分段进行了计算细化,为后续安装提供了便利,又通过钢管支架的使用,为该提篮拱桥拱肋的精确定位合龙奠定了很好的基础,确保了该桥的顺利完成。
参考文献
1、房贞政 桥梁工程北京:中国建筑工业出版社2004
2、郭玉平 客运专线112m提篮拱桥施工过程仿真分析计算长沙 中南大学硕士论文 2009:41-42
3、高军武广铁路客运专线东湖提篮拱桥施工方案探讨 铁道建筑2007年第3期
关键词:提篮拱桥钢管加工拱肋安装混凝土
中图分类号: U448.22+4 文献标识码: A 文章编号:
1.工程概况
广深港客专沙湾特大桥位于全长18081.87m, 112m提篮拱跨越广州市番禹区市良路。提篮拱矢跨比为1:5,拱肋平面内矢高为22.4m,拱肋采用悬链线线型,拱肋横截面采用哑铃形混凝土钢管截面,截面高度为3.0m,钢管直径为1200mm,由厚18mm的钢板卷制而成,每根拱肋的两钢管之间用16mm厚的腹板连接。拱肋在横桥向内倾9°,形成提篮式。系梁采用单箱三室预应力混凝土箱形等截面,钢管拱肋在系梁上搭设支架安装。全桥共设5处钢结构横撑,除拱顶处设一字撑并用斜杆相连外,其余均为K型撑。每条钢管拱分10节段加工制作、预拼和空中焊接。拱肋节段最大长度为15.6m,重量约为25.5t。
2.钢管加工
钢管结构采用工厂分节制造。节段制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查,检查合格后发运至施工现场,再在施工现场将节段预拼,最后吊装上桥形成完整拱肋。
拱肋钢管、腹板均采用Q345q-D钢,拱肋钢管壁厚18mm,腹板壁厚16mm,其余钢材采用Q235q-D钢。
拱肋加工流程:号料→切割→边缘加工→卷管→焊缝(纵缝要用超声波检测和X射线拍片检查)→矫圆→拼接(接长,焊接对接焊缝)→超声波检测和X射线拍片→组装(焊成大段,超声波检测、X射线拍片检查)→试拼(焊横撑试拼装)→防腐涂装(含弦管,缀板及封端)→运输→安装就位。
3.拱肋安装
3.1 临时支墩
系梁和拱脚混凝土强度达到设计强度的95%,张拉第一批纵向预应力后方可进行支架的搭设。
根据本桥的现场情况和拱肋分段的要求,采用钢管临时支墩,按照《钢管临时支墩立面布置图》进行布置。最大拱肋吊重约26t,在拱肋接头处设计8个门式钢管桁架拱胎支架,单肢主受力立杆采用φ325mm×10 mm钢管,连接杆件采用φ159 mm×6 mm钢管;设计1道横向联系桁架,上弦杆采用φ273 mm×8 mm钢管,下弦杆采用φ219 mm×7 mm钢管,其余连接杆件采用φ159 mm×6mm钢管。
经检算支架满足承载、稳定安全要求。支架搭设完成后按照1.1倍的荷载进行预压。在拱肋下缘约40cm在横系梁上搭设钢梁支点平台。
钢管支墩总体立面、侧面布置图如下:
钢管临时支墩立面布置图
1-1断面图2-2断面图
临时支墩全桥设置8个,横桥向支墩整体制作,整体吊装,保证其安全稳定性,支墩高度随着拱的线形由13.85m逐渐增至23.21m。横桥向宽度由14.83m变至11.44m。
支墩安装:由拱脚向拱顶两边对称制作、安装。安装时用缆风绳纵、横向协助就位,若缆风绳影响到拱顶支墩安装时,可将其位置做适当调整;就位后支墩与桥面预埋钢板焊接固定。
3.2拱肋安装
待临时支墩预压完成后,将拼装成段的鋼管拱运到起吊位置上,用50T 轮胎式起重机将钢管拱吊装至拱架上焊接成拱,并按从拱脚、拱肋到拱顶的顺序,同时对称吊装焊接成型。两拱肋间横向支撑在拱肋安装时同时进行。横撑根据设计预先加工成型,运输到施工现场后,通过汽车吊吊至横撑与拱肋相连位置,然后对中、调整、检查、焊接,斜撑按同样的施工方法进行。
拱肋的安装步骤为:起吊→就位→连接→精确调整→点焊固接→调整拱肋线型→安装横撑→焊接→探伤检测。
3.2.1拱肋的安装
拱肋段运至安装点后,用80吨吊车起吊,吊点采用钢丝绳捆绑方法,通过缆风绳、手拉葫芦慢慢调整拱肋的空中姿态,慢慢地移置接头处,通过葫芦逐步调整螺栓孔位置,使其与先前安装节段(或预埋段)接头处螺栓孔吻合,用高强螺栓临时连接,测量拱肋端头处的标高及轴线位置,通过3向千斤顶、倒链逐步调整拱肋线形,标高、轴线位置达标后,拧紧高强螺栓并采用钢管将拱肋与支架临时焊接定位。
合龙段的吊装:合龙段的安装要选择在温度14℃-20℃的环境下进行。合龙时,先将两段拱肋适当抬高,再慢慢将拱肋下放,合龙段慢慢靠近接头,直至合龙段正确对位,然后焊接连接。
3.2.2横撑安装
两拱肋间横向支撑在拱肋安装时同时进行。横撑根据设计预先加工成型,运输到施工现场后,通过汽车吊吊高至横撑与拱肋相贯位置,然后对中、调整、检查、焊接,斜撑按同样的施工方法进行。
4.灌注拱肋混凝土
拱肋泵送混凝土采用C55无收缩混凝土,应用4台混凝土输送泵分别由拱脚同时向拱顶“连续顶升法”施工。对称灌注拱肋下管混凝土,待下管混凝土达到设计要求时,对称灌注拱肋上管混凝土,待上管混凝土强度达到设计要求时,对称灌注拱肋腹腔混凝土。
压注前用清水将钢管内从拱顶向下冲洗,在拱脚处开设排渣孔排出管内渣物。再压入一定数量的水泥浆作先导,然后再连续泵入无收缩混凝土。
管内混凝土压注是从两侧拱脚向拱顶对称压注,为了保证管芯混凝土的压注质量,充分密实,在拱顶处设置了隔板,将钢管分为两部分,防止从一侧压注上来的混凝土流向另一侧;距拱顶隔板40~50 cm处对称设置两个Φ125mm的冒浆、排气孔,管长大于等于150cm,使管内气体充分排出,当管内灌满混凝土时,全部灰浆和部分混凝土从冒浆、排气孔排出,混凝土密实后,将开孔补焊好。
工艺流程为:清除管内渣物→封拱脚、人工浇筑压注头以下区段混凝土→安设压注头和闸阀→压注钢管内混凝土→从拱顶排气(浆)孔振捣混凝土→关闭压注口处闸阀稳压→拆除闸阀完成砼压注。
5.吊杆安装及张拉
施工工艺流程:备料→安装下端锚头→牵引上端锚头→张拉上锚头→拧紧螺母定→安装减震器及防水罩锚头→防护
吊杆的安装由钢管拱肋上锚孔自上而下穿出,再穿过梁体上的预留孔。穿杆时,先拧上拱肋上的冷铸墩头锚的螺母,当吊杆穿过边纵梁的预留孔后,再拧上墩头锚的螺母,并调整校正。在整个穿杆过程中,不得碰、擦伤挤包护层及墩头锚丝螺纹。
吊杆张拉采用支撑脚及张拉杆的千斤顶进行张拉。
6.结束语
广深港客专沙湾特大桥112m提篮拱桥,由于施工前就对钢管加工分段进行了计算细化,为后续安装提供了便利,又通过钢管支架的使用,为该提篮拱桥拱肋的精确定位合龙奠定了很好的基础,确保了该桥的顺利完成。
参考文献
1、房贞政 桥梁工程北京:中国建筑工业出版社2004
2、郭玉平 客运专线112m提篮拱桥施工过程仿真分析计算长沙 中南大学硕士论文 2009:41-42
3、高军武广铁路客运专线东湖提篮拱桥施工方案探讨 铁道建筑2007年第3期