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摘要:甬江特大桥采用钢砼组合梁结构形式,由于其施工受场地限制,必须采用特殊的吊装工艺,本文通过对甬江大桥塔侧梁段吊装施工的介绍,望为相应结构桥梁施工提供参考意见。
关键字:组合梁;安装;桁架吊机
1.工程概况
甬江大桥主桥设计为54+166+468+166+54m联塔分幅四索面组合梁斜拉桥,其主梁采用钢梁与混凝土桥面板组合梁。钢梁部分由纵梁、横梁及小纵梁共同组成钢梁格体系,纵梁每12.0m一个节段(锚跨为9.3m),每间隔4.0m设置一道横梁(锚跨为3.1m),每两道横梁之间设置一道小纵梁。桥面板采用分块预制、现浇湿接缝连接的方式,其中横桥向分为两块预制板,共三道纵向现浇缝。
单幅桥共设两片纵梁,采用箱型结构,中心距19.9m。每片纵梁内外腹板间距为2000mm,尺寸分别为2300mm、2340mm。上下顶板尺寸均为2150mm。
横梁采用焊接工字形截面,其中:顶、底板宽均为600mm,腹板考虑纵梁内外高度,腹板高为2300~2340mm。
横梁标准断面
为保证横梁安装过程中的稳定性,以及为桥面板现浇缝提供模板作用,单幅桥断面上设一道小纵梁。小纵梁采用焊接工字形截面,顶板宽550mm,底板宽400mm,腹板高364mm。
桥面板采用分块预制,板间采用现浇湿接缝连接的方式。桥面板厚270mm,采用C60纤维混凝土。桥面板通过剪力钉与
钢纵梁、钢横梁顶板进行连接。剪力钉采用φ22mm圆头焊钉,高度200mm,100~300mm间距布置。
一个标准节段主纵梁、横梁、小纵梁、桥面板平面布置图如右。 标准梁段钢构件及桥面板平面布置注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
图
甬江大桥单幅单侧纵梁节段在索塔下横梁位置划分为L0梁段,长14m;边跨侧划分为LB0~LB18梁段,其中LB0长8m,LB1~LB12长12m,LB13长10.9m,LB14~LB17长9.3m,LB18长11.7m,LB7为边跨合龙段;中跨侧划分为LZ0~LZ19梁段,其中LZ0长8m,LZ1~LZ18长12m,LZ19长6m,LZ19为中跨合龙段。
2.甬江大桥主梁安装技术简介
中跨钢梁、桥面板由汽车运输至中跨侧塔下,通过跨幅龙门吊至桥面,轨道运输至桁架吊机位置,使用桁架吊机安装中跨主纵梁、横梁、小纵梁及桥面板。桁架吊机吊装梁段示意如下图。
边跨钢梁、桥面板通过搭设钢管支架,并在支架上安装桥式起重机(天车),采用桥式起重机原位垂直起吊主纵梁、横梁、小纵梁安装在支架上,在中跨LZ6节段安装完成后,结束边跨LB8~LB18全部节段钢梁、桥面板安装,并完成桥面板接缝混凝土及预应力施工,在LB7节段边跨合龙。边跨桥式起重机吊装梁段示意如右图。
3.塔侧梁段安装条件
3.1甬江大桥塔侧施工场地
甬江大桥塔侧位置施工场地狭窄,以D2索塔为例,索塔承台北侧4.2m位置为平行于承台边缘的热力管道,向北为沿江路和甬江大堤,因此,索塔北侧均不能作为施工场地,起重设备无法展开作业;索塔承台边缘西侧22m以外为当地居民区;索塔承台东侧建设为24m跨径存梁场地,存梁场地向东以外为农保地;索塔承台南侧红线以外均为农保地。D2索塔施工场地平面图及索塔南北侧纵断面图如下。
D2索塔北侧纵断面图
3.2塔侧施工梁段概况
在塔侧吊装安装梁段共长78m,节段编号为LB2~LZ2,其中LB2、LB1、LZ1、LZ2梁段纵梁均长12m,单块重约37t;LB0、LZ0梁段纵梁长8m,单块重约24t;L0梁段纵梁长14m,单块重约60t。梁段桥面板共40块,单块重量约24t。
4.塔侧梁段安装技术
4.1安装设备
中跨桥面上安装桁架吊机,塔侧位置安装50t/40m跨幅龙门吊,边跨侧采用支架桥式起重机,60t重物移位器,横移镐,卷扬机,运梁平车。横移镐
4.2工艺流程
A、采用70t桥式起重机在支架0-1、1-2位置安装LZ0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,整体将LZ0梁段通过移位器滑移到位,横移镐整体落梁安装。
备注:1-2支架中心至塔壁距离约21.5m,可满足LZ0梁段整体安装;支架HW400纵梁至塔侧长度应满足梁段安装需要。
B、采用70t桥式起重机在支架0-1、1-2位置安装L0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,整体将L0梁段通过移位器滑移到位,横移镐整体落梁安装。
C、浇筑L0梁段主纵梁(箱形)底板混凝土。
D、采用70t桥式起重机原位安装LB0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,安装桥面板,浇筑桥面板接缝。
E、采用70t桥式起重机原位安装LB1梁段主纵梁、横梁、小纵梁,安装桥面板,浇筑桥面板接缝。
F、在LB1、LB0位置拼装桁架吊机。
备注:采用桥式起重机和塔吊拼装。
G、桁架吊机试载,试前移;在桥面内侧铺设轨道,安装运输平车。
H、在LB2跨采用桥式起重机依次起吊L0、LZ0桥面板,通过运输平车运输至桁架吊机后锚点位置,采用桁架吊机依次安装L0、LZ0梁段桥面板。
备注:桁架吊机在安装桥面板过程中,横桥向两块板安装完成后,桁架吊机纵移并锚固,依次安装下一横桥向两块桥面板。
在桁架吊机纵移过程中,桥面板尚未浇筑接缝混凝土,桁架吊机纵移前,必須将桥面板纵横向钢筋焊接,以保证桁架吊机纵移中桥面板不移位。
I、L0、LZ0桥面板安装完成后,桁架吊机纵移至LZ0位置并后锚,为安装LZ1梁段准备。
J、在边跨侧安装跨幅龙门;在中跨侧安装桁架吊机底篮并试载。
备注:桁架吊机底篮在地面拼装,通过自身原位起吊就位。
K、采用桥式起重机原位安装LB2梁段纵梁、横梁、小纵梁、桥面板。
L、采用跨幅龙门提升LZ1梁段纵梁、横梁、小纵梁,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装LZ1梁段钢构件;LZ1钢梁安装完成后,采用桥式起重机在边跨位置提升LZ1桥面板,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装桥面板。
备注:主纵梁高度2.4m,采用70t桥式起重机在已安装的梁段上吊装LZ1纵梁净空高度不足,故采用跨幅龙门。
左右幅中央分隔带空间及边跨塔侧塔吊位置的限制,跨幅龙门无法起吊LZ1桥面板至已安装梁段桥面,故采用桥式起重机在LB3梁段位置起吊LZ1桥面板。
M、拆除0-1支架轨道、轨道纵梁、起重钢管,对称安装SC1、MC1斜拉索并预张拉。
N、浇筑已安装梁段桥面板接缝混凝土。
O、接缝混凝土强度到达85%以后,第1次对称张拉SC1、MC1斜拉索。
P、桁架吊机纵移至LZ1梁段上,采用跨幅龙门提升LZ2梁段纵梁、横梁、小纵梁,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装LZ2梁段钢构件;LZ2钢梁安装完成后,采用桥式起重机在边跨位置提升LZ2桥面板,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装桥面板。
Q、拆除1-2支架轨道、轨道纵梁、起重钢管,对称安装SC2、MC2斜拉索并第一次张拉。
R、采用大吨位吊车将25t汽车吊分块吊装至已安装梁段并拼装,拆除边跨跨幅龙门,将边跨跨幅龙门转移至中跨。
S、转入正常吊装工艺,中跨采用平板车运输至中跨跨幅龙门下,跨幅龙门起吊至桥面,桥面平车运输,桁架吊机吊机安装;边跨在原位采用桥式起重机安装。
4.3塔侧梁段安装方案探讨
A、桥式起重机起重钢管与梁段承重钢管为一体,起重机起重钢管上部为自由悬臂端,在满足起重机工作荷载的条件下,对桥式起重机吊装净空高度有一定限制。
B、索塔北侧热力管道、水渠、沿江路限制了梁段安装时的作业空间,吊装起重设备均无作业场地,决定了塔侧梁段安装仅能从边跨侧上桥。
C、桥式起重机吊装净空高度限制,在已安装梁段上吊装主纵梁(2.4m高)至运输平车上,桥式起重机起重高度不够,需在边跨安装跨幅龙门,待塔侧梁段安装完毕后,再移至中跨侧,对工期造成一定影响。
D、充分利用了左右幅中央分隔带空间,在边跨侧桥式起重机无法吊装的梁段采用跨幅龙门吊装上桥,但由于边跨侧塔吊的影响,中央分隔带净空距离无法满足桥面板吊装,桥面板采用桥式起重机吊装上桥。
E、仍可考虑LZ1梁段安装时,在原位通过桁架吊机整体提升。
F、桁架吊机在斜拉桥组合梁吊装施工中创造性的运用。
5.结语
甬江大桥塔侧梁段安装技术,在施工场地狭窄的条件下,充分合理利用场地的设备,满足了施工要求,可为同条件下其他斜拉桥塔侧梁段安装提供一定参考。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键字:组合梁;安装;桁架吊机
1.工程概况
甬江大桥主桥设计为54+166+468+166+54m联塔分幅四索面组合梁斜拉桥,其主梁采用钢梁与混凝土桥面板组合梁。钢梁部分由纵梁、横梁及小纵梁共同组成钢梁格体系,纵梁每12.0m一个节段(锚跨为9.3m),每间隔4.0m设置一道横梁(锚跨为3.1m),每两道横梁之间设置一道小纵梁。桥面板采用分块预制、现浇湿接缝连接的方式,其中横桥向分为两块预制板,共三道纵向现浇缝。
单幅桥共设两片纵梁,采用箱型结构,中心距19.9m。每片纵梁内外腹板间距为2000mm,尺寸分别为2300mm、2340mm。上下顶板尺寸均为2150mm。
横梁采用焊接工字形截面,其中:顶、底板宽均为600mm,腹板考虑纵梁内外高度,腹板高为2300~2340mm。
横梁标准断面
为保证横梁安装过程中的稳定性,以及为桥面板现浇缝提供模板作用,单幅桥断面上设一道小纵梁。小纵梁采用焊接工字形截面,顶板宽550mm,底板宽400mm,腹板高364mm。
桥面板采用分块预制,板间采用现浇湿接缝连接的方式。桥面板厚270mm,采用C60纤维混凝土。桥面板通过剪力钉与
钢纵梁、钢横梁顶板进行连接。剪力钉采用φ22mm圆头焊钉,高度200mm,100~300mm间距布置。
一个标准节段主纵梁、横梁、小纵梁、桥面板平面布置图如右。 标准梁段钢构件及桥面板平面布置注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
图
甬江大桥单幅单侧纵梁节段在索塔下横梁位置划分为L0梁段,长14m;边跨侧划分为LB0~LB18梁段,其中LB0长8m,LB1~LB12长12m,LB13长10.9m,LB14~LB17长9.3m,LB18长11.7m,LB7为边跨合龙段;中跨侧划分为LZ0~LZ19梁段,其中LZ0长8m,LZ1~LZ18长12m,LZ19长6m,LZ19为中跨合龙段。
2.甬江大桥主梁安装技术简介
中跨钢梁、桥面板由汽车运输至中跨侧塔下,通过跨幅龙门吊至桥面,轨道运输至桁架吊机位置,使用桁架吊机安装中跨主纵梁、横梁、小纵梁及桥面板。桁架吊机吊装梁段示意如下图。
边跨钢梁、桥面板通过搭设钢管支架,并在支架上安装桥式起重机(天车),采用桥式起重机原位垂直起吊主纵梁、横梁、小纵梁安装在支架上,在中跨LZ6节段安装完成后,结束边跨LB8~LB18全部节段钢梁、桥面板安装,并完成桥面板接缝混凝土及预应力施工,在LB7节段边跨合龙。边跨桥式起重机吊装梁段示意如右图。
3.塔侧梁段安装条件
3.1甬江大桥塔侧施工场地
甬江大桥塔侧位置施工场地狭窄,以D2索塔为例,索塔承台北侧4.2m位置为平行于承台边缘的热力管道,向北为沿江路和甬江大堤,因此,索塔北侧均不能作为施工场地,起重设备无法展开作业;索塔承台边缘西侧22m以外为当地居民区;索塔承台东侧建设为24m跨径存梁场地,存梁场地向东以外为农保地;索塔承台南侧红线以外均为农保地。D2索塔施工场地平面图及索塔南北侧纵断面图如下。
D2索塔北侧纵断面图
3.2塔侧施工梁段概况
在塔侧吊装安装梁段共长78m,节段编号为LB2~LZ2,其中LB2、LB1、LZ1、LZ2梁段纵梁均长12m,单块重约37t;LB0、LZ0梁段纵梁长8m,单块重约24t;L0梁段纵梁长14m,单块重约60t。梁段桥面板共40块,单块重量约24t。
4.塔侧梁段安装技术
4.1安装设备
中跨桥面上安装桁架吊机,塔侧位置安装50t/40m跨幅龙门吊,边跨侧采用支架桥式起重机,60t重物移位器,横移镐,卷扬机,运梁平车。横移镐
4.2工艺流程
A、采用70t桥式起重机在支架0-1、1-2位置安装LZ0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,整体将LZ0梁段通过移位器滑移到位,横移镐整体落梁安装。
备注:1-2支架中心至塔壁距离约21.5m,可满足LZ0梁段整体安装;支架HW400纵梁至塔侧长度应满足梁段安装需要。
B、采用70t桥式起重机在支架0-1、1-2位置安装L0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,整体将L0梁段通过移位器滑移到位,横移镐整体落梁安装。
C、浇筑L0梁段主纵梁(箱形)底板混凝土。
D、采用70t桥式起重机原位安装LB0梁段主纵梁、横梁、小纵梁,安装桥面板,浇筑桥面板接缝。
E、采用70t桥式起重机原位安装LB1梁段主纵梁、横梁、小纵梁,安装桥面板,浇筑桥面板接缝。
F、在LB1、LB0位置拼装桁架吊机。
备注:采用桥式起重机和塔吊拼装。
G、桁架吊机试载,试前移;在桥面内侧铺设轨道,安装运输平车。
H、在LB2跨采用桥式起重机依次起吊L0、LZ0桥面板,通过运输平车运输至桁架吊机后锚点位置,采用桁架吊机依次安装L0、LZ0梁段桥面板。
备注:桁架吊机在安装桥面板过程中,横桥向两块板安装完成后,桁架吊机纵移并锚固,依次安装下一横桥向两块桥面板。
在桁架吊机纵移过程中,桥面板尚未浇筑接缝混凝土,桁架吊机纵移前,必須将桥面板纵横向钢筋焊接,以保证桁架吊机纵移中桥面板不移位。
I、L0、LZ0桥面板安装完成后,桁架吊机纵移至LZ0位置并后锚,为安装LZ1梁段准备。
J、在边跨侧安装跨幅龙门;在中跨侧安装桁架吊机底篮并试载。
备注:桁架吊机底篮在地面拼装,通过自身原位起吊就位。
K、采用桥式起重机原位安装LB2梁段纵梁、横梁、小纵梁、桥面板。
L、采用跨幅龙门提升LZ1梁段纵梁、横梁、小纵梁,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装LZ1梁段钢构件;LZ1钢梁安装完成后,采用桥式起重机在边跨位置提升LZ1桥面板,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装桥面板。
备注:主纵梁高度2.4m,采用70t桥式起重机在已安装的梁段上吊装LZ1纵梁净空高度不足,故采用跨幅龙门。
左右幅中央分隔带空间及边跨塔侧塔吊位置的限制,跨幅龙门无法起吊LZ1桥面板至已安装梁段桥面,故采用桥式起重机在LB3梁段位置起吊LZ1桥面板。
M、拆除0-1支架轨道、轨道纵梁、起重钢管,对称安装SC1、MC1斜拉索并预张拉。
N、浇筑已安装梁段桥面板接缝混凝土。
O、接缝混凝土强度到达85%以后,第1次对称张拉SC1、MC1斜拉索。
P、桁架吊机纵移至LZ1梁段上,采用跨幅龙门提升LZ2梁段纵梁、横梁、小纵梁,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装LZ2梁段钢构件;LZ2钢梁安装完成后,采用桥式起重机在边跨位置提升LZ2桥面板,通过运输平车运至桁架吊机后锚点位置,桁架吊机起吊安装桥面板。
Q、拆除1-2支架轨道、轨道纵梁、起重钢管,对称安装SC2、MC2斜拉索并第一次张拉。
R、采用大吨位吊车将25t汽车吊分块吊装至已安装梁段并拼装,拆除边跨跨幅龙门,将边跨跨幅龙门转移至中跨。
S、转入正常吊装工艺,中跨采用平板车运输至中跨跨幅龙门下,跨幅龙门起吊至桥面,桥面平车运输,桁架吊机吊机安装;边跨在原位采用桥式起重机安装。
4.3塔侧梁段安装方案探讨
A、桥式起重机起重钢管与梁段承重钢管为一体,起重机起重钢管上部为自由悬臂端,在满足起重机工作荷载的条件下,对桥式起重机吊装净空高度有一定限制。
B、索塔北侧热力管道、水渠、沿江路限制了梁段安装时的作业空间,吊装起重设备均无作业场地,决定了塔侧梁段安装仅能从边跨侧上桥。
C、桥式起重机吊装净空高度限制,在已安装梁段上吊装主纵梁(2.4m高)至运输平车上,桥式起重机起重高度不够,需在边跨安装跨幅龙门,待塔侧梁段安装完毕后,再移至中跨侧,对工期造成一定影响。
D、充分利用了左右幅中央分隔带空间,在边跨侧桥式起重机无法吊装的梁段采用跨幅龙门吊装上桥,但由于边跨侧塔吊的影响,中央分隔带净空距离无法满足桥面板吊装,桥面板采用桥式起重机吊装上桥。
E、仍可考虑LZ1梁段安装时,在原位通过桁架吊机整体提升。
F、桁架吊机在斜拉桥组合梁吊装施工中创造性的运用。
5.结语
甬江大桥塔侧梁段安装技术,在施工场地狭窄的条件下,充分合理利用场地的设备,满足了施工要求,可为同条件下其他斜拉桥塔侧梁段安装提供一定参考。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。