1前言
随着桥梁建设技术的不断发展,大跨度桥梁正以日新月异的态势快速涌现,而钢梁桥因其比预应力碎桥有着更好的跨越能力和耐久性而被广泛应用,其主要结构形式有:钢桁梁(拱)桥、钢箱梁(拱)桥、钢桁梁斜拉桥及钢桁梁悬索桥等。钢梁架设方法也很多,其施工方法的选择不仅要考虑桥梁形式、跨度、宽度,桥位处的水文、地质地形等条件,还要考虑交通、设备、工期、造价等因素,钢梁安装主要有:腐架拼装法、悬臂拼装法、浮吊安装法、顶推(拖拉)法、浮运架设法、整体安装法、散件组拼(散拼)法等。一座复杂大桥的建设,因地形条件和施工成本限制,往往会综合运用以上多种方法,如何使多种工艺方法衔接运用,提高钢梁桥施工进度和质量,成为一个施工关键技术重点。
中交四航局第一工程有限公司承建贵广铁路北江特大桥、思贤窖特大桥工程,并依托项目开展研究,总结形成了大跨度斜拉桥钢桁梁安装采用浮吊安装、膺架拼装和悬臂拼装综合运用的多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁安装施工关键技术,并形成了本工法。多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁施工关键技术于2017年7月由中国公路建设行业协会组织鉴定,研究成果总体达到“国际先进”水平,并获得协会科技进步二等奖。
该技术已成功应用于新建贵阳至广州铁路工程的重点工程北江特大桥、思贤窖特大桥多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁施工工程。
2特点
多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁施工工法具有以下特点:
2.0.1跨越能力大。由于钢材强度高,在相同承载能力条件下;与钢筋混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所
以钢桥的自重较轻,最适合于建造大跨度的桥梁。
2. 0.2工厂化制造。钢桥构件采用专业化工厂生产,由专用设备加工制作,不受季节的限制,加工制造速度
快、精度高,质量容易得到控制,因而工业化制造程度高。
2.0.3运输便于。由于钢桥构件的自重较轻,特别是在交通不便的山区便于汽车运输。
2.0.4安装速度快。钢桥构件便于用悬臂施工法拼装,有成套的设备可用,拼装工艺成熟,安装速度快。 2.0.5钢桥构件易于修复和更换。单根杆件重量轻,容易修复和更换。
3适用范围
本工法适用于跨河、跨海的大、中跨度的斜拉或连续钢桁梁桥。
4工艺原理
钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。钢桁梁桥由主桁、联结系、桥面系、制动联结系、桥面、支座及桥墩(桥台)组成。主桁钢桁梁桥的主要承重结构,最常采用的是平面桁架,在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。联结系分为纵向联结系和横向联结系,将两幅主桁架联成坚
强的空间桁架结构,能承受任何方向的荷载并可靠地传递到支座。采用纵横梁体系作为其桥面系,由横梁、纵梁及纵梁之间的联结系组成,其作用是承受由桥面传来的竖向和纵向荷载,并传递给主桁节点。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
步骤一(图5.2T):
墩旁膺架安装完成后,利用固定在边跨的浮吊从江面运输船取梁架设墩顶E14E15节间。
图5.2-1
步骤二(图5.2-2):
1、在主跨固定第二台浮吊,通过从江中取梁安装E15E16节间钢梁。 2、边跨浮吊与主跨第二台浮吊同时施工安装E13E14节间钢梁。 3、对称悬挂并张拉第一对斜拉索。
图 5.2-2
步骤三(图5.2-3):
1、主跨浮吊,通过从江中取梁安装E16E17节间钢梁。 2、边跨浮吊同时施工安装E12E13节间钢梁。 3、对称悬挂并张拉第二对斜拉索。
步骤四(图聚2-4):
图5.2-3
1、主跨浮吊安装主墩主跨桥面吊机。 2、边跨浮吊同时施工安装边跨桥面吊机。 3、安装完后进行桥面吊机的调试。
步骤五(图5.2-5):
按照步骤一至步骤四安装另一主墩(244#墩)五节间钢梁及桥面全回转吊机。
步骤六(图5.2-6):
图5.2-5
1、主跨桥面全回转吊机,通过从江中取梁安装E17E18(E31E32)节间钢梁。 2、边跨桥面全回转吊机同时施工安装EIIEI2(E37E38)节间钢梁。 3、对称悬挂并张拉第三对斜拉索。
图5.2-6
步骤七(图5.2-7):重复步骤六,直至中跨合龙。
步骤八(图5.2-8):两边跨桥面吊机继续向前安装钢梁,直至两边墩。
步骤九(图5.2-9):
图5.2-8
1、利用贵阳侧边主跨桥面吊机依次拆除另外三台桥面吊机; 2、在贵阳侧引桥桥面利用步履式汽车吊拆除最后一台桥面吊机。
步骤十(图5.2T0):
图5.2-9
1、拆除边跨边跨临时桩和主墩处临时支架。
2、调整起顶装置,将钢梁降到支座上,完成第一次体系转换。 3、桥面系及附属工程施工。
4、再次调整全桥索力,调整钢桁梁至设计高程,完成二次体系转换。 5、动静载试验及交工验收。
5.3操作要点
5.3.1杆件的预拼
为便于钢梁安装,架设前在预拼场要将部分零小杆件预拼成一大部件。杆件预拼前,应根据设计图绘制预拼图和螺栓标注图,清查杆件编号和数量,在基本杆件上标出螺栓长度区域线,起吊重心位置和单元重量及安装方向。
拼装冲钉的公称直径应与工厂试拼中钉孔重合率相适应,拼装冲钉的公称直径宜小于设计孔径O.2mm。冲钉材质可选用35号或45号碳素结构钢制作,并经过热处理方能使用。冲钉圆柱部分的长度应大于板束厚度,冲钉使用多次后,经检查如不符合偏差要求,应予以更换。
节点板、拼接板与杆件预拼时,先均匀分布打入钉孔总数25%的冲钉,再上75%的高强度螺栓进行初拧,检查合格后以白色油漆在螺栓头作标记,然后逐个把冲钉换上螺栓,亦作一般拧紧,再将第二批高强度螺栓进行初拧,经检查合格后亦用白色油漆作标记。最后按照“施拧工艺”规定,把全部高强度螺栓进行终拧,终拧后用红色油漆作标记,终拧的螺栓经过检查合格后,作出标记,预拼工作才算完成。在弦杆对插处,留出三排高强度螺栓不装。
每根杆件预拼后,均应经值班技术人员检查签认,并填写预拼杆件登记卡片,然后由质量检查人员检查验收,对检查合格的预拼杆件,值班技术人员和检查人员共同签字后方可上桥安装。
5.3.2构件的运输
边跨杆件由运输船从预拼场运至安装点下方,桥面吊机进行安装。辅跨杆件由运输船从预拼场运至全回转吊机下方,全回转吊机进行安装。主跨杆件由运输船从预拼场运至辅跨桥面吊机下方,由桥面吊机升放到运梁小车上,运梁小车在下层桥面上走行至主跨全回转吊机下方,全PI转吊机进行安装。
5.3.4节间杆件安装要点
安装钢梁杆件一般由下而上,先下平面,后立面,要尽快形成闭合稳定的结构体系,然后安装上平面。还应注意吊机的起吊能力和最大吊距,杆件的供应,先装杆件不得妨碍后装杆件,上下游体系两桁对称架设,避免偏载。
1、上下弦杆安装
1)上下弦杆采用4根千斤绳四个头用吊耳起吊,吊耳安装在弦杆顶面接头拼接板的螺栓孔上。栓捆时应注
意杆件上标示的重量和重心位置。栓捆后应试起吊,调整杆件前后左右水平。
2)拼装脚手架起吊前应挂在弦杆上,拼装接头前后一片并应安放脚手板,接头对上后移向接头位置用于拼
装。
3)上下弦杆一般采用水平插入法安装,当吊装的后端接头拼接板接近先装弦杆端头时,用小撬棍拨正对接
端头使其插入拼接板,然后将导链滑车前端插入上拼接板预留螺栓孔,导链滑车施力对拉,吊机随之起落,弦杆插入安装快到位时先打入对位尖冲钉其后在栓孔群四周打入四个定位冲钉,随即安装4〜6个高强螺栓,确认板缝间无任何杂物时,即拧紧螺栓,同时安装其余栓孔的各25船中钉和螺栓吊机松钩。
4)若部分上弦杆因节点斜杆为口形四向内外都有拼接板,弦杆按正常水平插入有一定困难,可先将弦杆向
下插入斜杆,其安装后端弦杆接头按散拼方法拼装。
2、斜腹杆安装
D斜腹杆使用一点捆绑起吊,视重量使用满足要求的千斤绳四个头捆绑起吊。
2)斜腹杆双头捆绑处的千斤绳,用卡环卡双股千斤绳作溜绳,下端用环钩钩住斜杆腹板,防止起吊千斤向
上滑移。斜腹杆安装捆绑时要在捆绑千斤的卡环上拴溜绳,待吊机松钩后拉松捆绑处的千斤绳至安装杆下端进行拆卸。
3)斜腹杆起吊保持40~50°的倾角。杆件起吊就位后对孔时,在栓孔基本重合的瞬间(相错在IOmm以内)
将小撬棍插入孔内拨正,然后微微起落吊钩,使杆件转动对合其它孔眼,首先打入对点冲钉,接着打入定位冲钉和一般冲钉。按工艺安装施拧高强螺栓。
3、横梁安装
D下弦横梁每个节点1根,在顶面安装吊耳用4点8根千斤绳平吊安装就位。 2)与弦杆连接的拼接板全部栓带。
3)杆件起吊安装对位必须4角调平,安装对点后迅速打入对点冲钉。 4、桥面板安装
D桥面板安装采用分块吊装,对位后由上向下放落的方法进行安装。
2)放落至位置后先对点纵梁,打入对位冲钉和一般冲钉,再把栓带的拼接板对位,安装螺栓。桥面板安装应
先纵梁后纵肋。
3)桥面板工地焊缝以桥面板的纵、横向焊缝为主,采用单面焊双面成型工艺。钢桁梁的焊缝尤其是坡口熔透
焊,应按规范的要求,经过严格的探伤检查。
4)桥面板安装后纵向焊缝在下一个节间钢桁梁安装前焊完;横向焊缝可适当滞后1~2个节间施焊。
但有运输道的桥面板纵横缝的焊接,应在运输道铺设前焊完。焊接工作环境湿度应小于80%,焊接低合金钢的环境温度不应低于5℃,焊接普通碳素钢的环境温度不应低于OC。桥面板施焊期间,尽量减少作用其上的动荷载。
5、横向联结系安装 1)采用整体安装。
2)捆吊垂直安装,首先将小斜杆上端对位弦杆节点的连接板,用橇棍拨正插入打上尖冲钉,左右同时进
行。
3)横向联结系两端与竖杆安装松钩后,用悬拼吊机提吊横梁中心点将吊杆上端螺栓安装完成。也可设计顶
拉座用千斤顶横梁将吊杆上端螺栓安装完成。
6、桥门架安装
D采用整体预拼整体安装,与斜杆连接拼接板进行栓带。
2)当整体安装有困难时采用散装,散装按照由下而上的原则进行。 7、上平联安装
1)采用整体预拼整体安装。
2)当整体安装有困难时亦可采用散装。 5.3.5顶落梁 1、墩顶布置
1)墩顶布置是调整钢桁梁几何状态的重要手段,在钢桁梁安装过程中起着至关重要的作用,需通过墩顶布
置的位移调整系统来完成钢桁梁的高精度定位,做到布置合理、操作灵活。
2)每个节间拼装完成后都需要监测弦杆平面位置,超过规定值时要进行调整。钢桁梁在悬臂安装到达前方
墩位后,如钢桁梁悬臂端横向偏移较大时,可在起顶前横移调整到位。钢桁梁横移调整偏位前,下平联和上平联节点螺栓必须终拧完毕,以防钢桁梁受横向水平力的影响造成钢桁梁轴线发生曲折。
3)墩顶布置包括两项内容:钢桁梁临时支点的设计和位移调整系统的设计。
为了消除钢桁梁挠度及转角影响,将悬臂端“顶平”。支点的起顶仅在主桁节点下设千斤顶,采用以节点为单位的供油系统,并控制两桁间各节点的相对高差不超过5mm。
位移调整系统,则是在钢桁梁的起顶点下布置千斤顶及顶座。千斤顶分为竖向千斤顶及水平千斤顶,分别进行顶落梁和纵横移操作。鉴于钢桁梁跨度大,在温差作用下易产生较大的纵向位移,需在竖向千斤顶下面布置
MGE板加不锈钢板摩擦副作滑动面。纵横移操作时,将钢桁梁置于墩顶临时支座上滑动,以MGE板作滑动面。
4)钢桁梁起顶点下依次布置千斤顶、工钢组垫座(带水平顶反力座)、钢垫块、分配梁等。千斤顶设置根
据支撑需要确定,竖向顶采用8001自锁式顶、3001自锁式顶,水平顶采用2001千斤顶、3001千斤顶。墩顶布置按各墩顶布置设计图进行。
2、顶落梁
1)顶落梁使用的油压千斤顶,须带顶部球形支承垫保险箍,共同作用的多台千斤顶选用同一型号,用油管
并联。油压千斤顶、油泵、压力表、油管长度力求一致。为准确掌握支点反力,应对千斤顶、油泵、压力表一并配套校正。
2)顶落梁中,上支承面及各垫层间应放置石棉板防滑材料;为适应支点水平位移,千斤顶底部应设置MGE
板垫座,垫座中心应与千斤顶中心轴重合。
3)顶落梁施工应按设计文件办理,千斤顶中心轴应与支承结构中心线重合,对顶落高程、支点反力、支点
位移,跨中挠度等变化,应进行观测和记录。
4)顶落梁时必须设置保险支座,同一墩的上、下游,除调整高程时分别起顶外,均同步进行。在顶落梁过
程中搁置在临时支座上时,应测量两桁支点高差,当高差大于3mm时,调整两支点高程。
5)千斤顶安放在墩顶及梁底的位置均应严格按设计规定安放,并不得随意更改。 6)在顶落梁及纵横移时,应统一指挥,由专人负责,并做好记录。 5.3.6钢梁的纵、横移
1、钢梁横移:两边跨钢梁拼装完毕后,即横移调整至设计位置。横移设备设于顶梁下,横移用施加外力
法,鉴于横移量不易控制,又有东西向日偏照的影响,为了既加快进度,又避免钢梁偏移,应将顶力设备对称布置于上、下游,当一桁下的横移千斤顶工作时,另一桁下的设备起保险作用。
2、钢梁纵移以起落顶法为主,即通过起落顶使钢梁变形、支点移动,然后转换体系,进行反向操作使钢梁
移动,如此反复进行,直至钢梁纵移到设计位置。
3、钢梁的顶落梁或纵、横移不得与拼装同时进行。 5.3.7斜拉索安装
每节钢桁梁安装完成后进行斜拉索安装,斜拉索安装过程中尽量避免与钢桁梁交叉作业,节段拉索安装完成后再进行下一节段钢桁梁安装。
1、斜拉索施工设施安装 1)预埋件的安装
当塔柱碎施工将达到顶部时,按照《斜拉索安装塔顶支架预埋件》设计图埋设预埋件。
2)塔外施工平台
在每组、每侧的塔顶支架上安装2根提升绳,1根安全绳,用于安装垂直提升挂篮。使用时,操作人员自己操作挂篮到作业面。
3)塔顶内、外侧起吊、桥面卷扬机
塔顶内起吊为安装在塔顶的5吨卷扬机。在主塔封顶后,搭设平台支架,在其上固定卷扬机。每座塔一台卷扬机,根据需要用导向滑车引导到不同的塔室内进行吊装。塔外采用8吨卷扬机,达到16吨的起吊能力。每座塔设置一台,主、边跨通过导向滑车转换。
4)安装桁面卷扬机
在每座主塔安装2台8t卷扬机,作为桁面牵引卷扬机,卷扬机与钢桁梁采用用螺栓固定。
2、斜拉索安装工艺 1)、拉索移动、提升及展开
①拉索运输到工地堆场集中堆放,安装时用吊机起吊到运输车辆上,平面运输到栈桥靠塔近处位置; ②拉索吊放到展索盘后,塔顶外侧卷扬机钢丝绳用索夹固定在距端部4~6米处(根据塔上导管长度确定); ③塔内卷扬机钢丝绳穿过塔上待安装导管,于斜拉索端连接; ④栈桥上卷扬机钢丝绳通过导向滑车与斜拉索端连接;
⑤以塔外卷扬机为主提升、展开斜拉索。在提升过程中,塔内卷扬机跟进,栈桥上卷扬机将斜拉索拉偏位,避免与上桁相互摩擦;
⑥斜拉索端部超过上桁后,在桁梁侧安装导向托辑,以保护斜拉索;
⑦当斜拉索上端到达塔导管外侧时,载人挂篮就位,在挂篮上人员指挥下,塔顶卷扬机将斜拉索穿入导管,直至锚端露出锚固面后旋上螺母;
⑧塔上端安装完成后,用提升挂篮将人员升到导管外口,拆除吊装索夹;
⑨重新将吊装索夹安装在展索盘上剩余拉索的展开位置上,塔顶外侧卷扬机继续提升,直至拉索与展索盘脱离;
⑩当拉索端部超过上桁梁面后,用桥面卷扬机反牵引拉索在上桁梁面展开;拉索锚端在梁上固定后,拆除卷扬机吊点。
2)、拉索梁上端安装
①当桁梁节段安装完成后,在塔上斜拉索张拉端安装千斤顶和拉杆,并符螺母卸除,将拉索锚端沿导管向下放适当长度(安装索力计算表);
②在梁上斜拉索锚固端安装顶推索夹和滑车;
③根据安装索力计算结果,最大安装力需要8吨卷扬机4门滑车、塔上拉杆下放50cm,用55吨的牵引力即可以将拉索安装到位。
3、斜拉索张拉工艺
斜拉索安装完毕后,根据设计的要求、随着桥面施工荷载的变化以及桥面内力调整的需要,按照设计和监控的指令对斜拉索进行张拉和索力调整。
1)张拉设备选定
根据拉索的规格,并满足各阶段拉索张拉的要求,配置相应的张拉设备,千斤顶、油泵、液压表等整个张拉系统必须按照使用的实际情况进行标定、校核如果使用中张拉系统(包括千斤、顶油压表等)出现异常,或者标定报告超过使用期,均应重新进行标定、校核。
2)张拉前施工准备
①、为了准确进行索力的张拉和调整,首先要对千斤顶、油泵车及压力表进行配套力值标定、校核,并采用0.4级油压表。
②、张拉设备吊装在张拉索号附近的合理、安全位置上(塔内张拉设备的转移、起吊由塔顶5吨卷扬机完成)。油泵拟布置在塔顶平台支架上,张拉索号对应锚固位置用型钢、木板在塔内平台基础上搭设作业平台。
③、张拉前先检查标定过的配套张拉设备是否有差错,如:设备运转的正常、油路的畅通、稳压的状态、与千
斤顶是否对号使用。
④、准备好测量所需设备和工具(全站仪等),以便控制塔柱及其他构件的位移值。张拉前,对每个塔柱及其他要控制位移的构件的轴线、标高进行测定。
3)斜拉索张拉工艺要点
①、设计单位提供施工阶段索力要求以及塔柱等构件的位移允许值,并以施工指令的方式下发给施工单位。 ②、收到设计张拉指令后,依据千斤顶标定书上的回归方程,把指令上的索力值转换为每一组张拉设备上的油压读数值,并把张拉操作指令以书面形式交给每一组张拉设备的负责人,并交代有关注意事项。
③、同一墩号的拉索同步分级均衡缓慢加载。分级张拉程序为:OiO.2。-0.4。-0.6。-0.8。-1.0O。
④、拉索张拉过程中,测量组对塔柱位移情况、钢主梁监控标高进行同步监控。如出现异常情况,应立即停止全部张拉,并向上一级报告,待问题解决后由指挥小组下达张拉命令继续张拉。
⑤、一个索号的拉索张拉完成后,认真检查记录,确认无误后方可拆卸张拉设备,进行下一索号的安装、张拉。
⑥、索力调整施工程序与拉索张拉相同。
5.3.8高强度螺栓施工
1、高强度螺栓验收及储存管理
D高强度螺栓质量及验:生产厂应以批为单位,提供产品质量检验报告(含扭矩系数)及出厂合格证,施工现
场根据GB∕T1228~123b2006的规定,对高强度螺栓连接进行外形尺寸、形位公差、表面缺陷、螺纹参数、机械性能、螺纹脱炭、扭矩系数、标记与包装等检查和复验,并做好记录,不合格产品不得使用。
2)螺栓、螺母及垫圈入库时应核查数量,分批号、分规格、分厂家存放,并作好防潮、防尘工作,下面应以
木板垫高,通风,防止锈蚀和表面状态改变,影响螺栓的扭矩系数。入库后要建立明细库存表,发放登记表,加强管理。
3)螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持原有表面处理状况,螺栓、螺母及垫圈要逐个外观检查,有严重疵病影响
使用者及用肉眼或低倍放大镜检查发现有裂纹者须予挑出。
4)螺栓、螺母、垫圈清理后应成套配好,每套为一个螺杆,一个螺母,两个垫圈。垫圈放置时要注意将45。
斜坡面贴向螺杆头和螺母支承面。
5)高强度螺栓必须严格按节点图上实际需用规格、数量领取,不得以短代长或以长代短(外螺纹的露出长度
至少留一个螺距)。
2、高强度螺栓施拧及检查
1)高强度螺栓施拧方法采用扭矩法施工,施工前应做好施拧工艺性试验。
2)高强度螺栓的初拧值,一般可取终拧值的50%,初拧后须对每个螺栓用敲击法进行检查。终拧采用扭矩
法,采用电动扳手,(不能使用电动扳手的部位可用带响扳手)将初拧后的螺母拧紧至终拧值,考虑到螺栓预应力损失及施工误差,实际使用扭矩,应按设计预拉力提高10%确定。
3)高强度螺栓施拧检查
高强度螺栓检查验收方法采用紧扣法检查、验收。
初拧检查:采用0.3kg小锤敲击螺母一侧,手按住相对的另一侧,如颤动较大者为不合格,应再初拧。 终拧检查:根据试验资料,采用紧扣法检查。首先检查初拧划线,在终拧后螺母的转动角度,即可判断是否漏拧,同时也可发现垫圈、螺杆是否转动,然后用标定好的指针扳手,再拧紧螺栓读取螺母刚刚转动时扭矩值。
超拧、欠拧值均不得大于实际规定值的10%。
5.3.9跨中合拢 1、合拢基本步骤
先贯通中线,再调整合拢口两侧竖向高差,长圆孔合拢后调整纵向位移,再圆孔合拢。
2、合拢准备工作
1)合拢前应根据温度变化,测量合拢节点处的实际偏移值、合拢点坐标值及两伞合拢点距离,并对斜拉索
作测试,作为合拢时调整依据。
2)主塔墩横梁顶塔梁之间均设置2台水平千斤顶,必要时作为钢梁横向微调设备。墩顶原有竖向千斤顶亦应
保证状态正常。
3)钢梁悬臂架设一个节间应及时测量桥梁上、下游边主梁平面中线偏差、高程、挠度等。中线偏差内控在Iomm左右,有关测量资料及时上报监控小组。
4)合拢杆件安装使用的冲钉直径及长度应进行严格挑选,保证冲钉尺寸误差在允许范围内。 5)合拢前架梁吊机站位应根据主控单位指令决定。
6)备好合拢所需机具设备,备好销栓、连接螺栓、冲钉及所用扳手。搭好合拢脚手架、挂设安全网。装上
挂顶设备,清除钢梁上多余设备及材料。
7)及时整理好钢梁安装过程中温度、日照等影响资料,上报监控领导小组。根据监控指令,对合拢前的斜
拉索索力进行调整,满足钢梁线型要求。
3、合拢方法与调整措施
合拢段钢梁安装前及时测量上下游主梁中线偏差、合拢口相对高差及节间距离,详细记录气温日照对测量资料的影响,有关实测数据及时上报监控领导小组,以决定钢梁调整措施。
1)调整桥梁纵向中线偏差,贯通两端中线。若两端出现相对偏差时,采用IOt导链在合拢点横向对拉,即将IOt导链一端栓于244#墩(243#墩)侧上游(或下游)弦杆节点上,另一端栓于244#墩侧下游(或上游)弦杆节
点上对拉。
2)调整合拢段两端竖向高差,以穿入长圆孔销检。
3)悬臂端加减荷载,载荷可利用架梁吊机前移(后退)或在桥面上加其他荷载来完成。 4)调整最外一对斜拉索索力。
5)当长圆孔销栓穿入后,即可进行圆孔销栓穿入工作,圆孔销栓的穿入是通过调整桥轴线方向位移来实现。
其措施有:利用主梁合拢顶拉装置施力;利用温差的变化微调。
以上偏差调整措施中,具体采用哪一种须在监控小组发出指令后进行。
4、合拢杆件安装及穿销合拢
1)合拢时间由监控小组根据钢梁架设实测偏差资料及天气变化情况予以确定。
2)合拢节间主梁构件安装前,应先调整两侧钢主梁中线偏差及挠度,满足杆件安装要求。
3)合拢节间主梁杆件安装可水平方向喂入或由上向下插入。主梁合拢点处拼接板不得妨碍合拢杆件安装。 4)合拢偏差调整符合要求后,按照步骤依据指令进行合拢点穿销工作,当一侧主梁长圆孔销栓穿入后,接着
进行另一侧主梁长圆孔穿销工作,圆孔销栓穿入后即拔出长圆孔销栓。待2根主梁杆件合拢后,拼接节点上打入冲钉安装螺栓。
5)主梁杆件安装需进行微调时,必须根据监控指令采取相应措施进行操作。 6)合拢销轴对位误差调整幅度较大时,应在合拢杆件安装前完成。
7)合拢工作应避开日照与风力的影响,并不间断地尽快完成。 5.3.10钢梁安装施工测量及施工监控 1、钢梁安装设施工测量
为保证钢梁轴线顺直,拱度符合设计要求,应及时进行钢梁安装过程中的测量工作,发现问题及时矫正。主要测量工作内容如下:
1)钢桁梁中心线的测量,每拼装一个节间测量一次。为减少光照对钢桁梁旁弯的影响,测量工作应选在早
晨日出前或太阳刚出、阴天、无风或微风状况下进行,测量时吊机暂停工作
2)钢桁梁主桁挠度测量,每拼装一个节间测量一次,填写资料应注明吊机位置。为保证挠度值的准确性,
测量时间和工作状况与上同。
3)主桁横断面测量,每孔跨中测一断面。
4)支点高程测量,包括桥墩上正式支座和临时支座,膺架支点高程等。 5)钢梁每架完一孔应及时对所有已架钢梁各节点拱度进行测量。 2、钢梁安装施工监控
钢梁在安装过程中主要监控以下内容:钢桁梁临时支架应力应变监控、钢桁梁边界条件计算参数、钢桁梁应力应变检测、斜拉索索力监测和钢桁梁的线性监测。
钢梁拼装的监控工作应及时准确,每安装一个节间钢梁,监控组应测量一次钢梁中线、高程和节间平面尺寸、斜拉索索力、钢梁主要杆件应力及主塔变位等,随时判断安装质量,并下达下一步操作指令。
5.4劳动力组织
以主桥采用(57.5+109.25+230+109.25+57.5):565.5m的钢桁梁斜拉桥结构为例,劳动力组织情况如表5.4.1所示。
表5.4.1劳动力组织情况表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 单项工程 管理人员 技术人员 专职安全人员 质检员 博架施工人员 钢桁梁施工人员 斜拉索施工人员 起重工 船员 油漆工 所需人数 备注 3 6 2 2 8 42 12 含高强螺栓施工 含斜拉索张拉 20 10 8 11 12 探伤工 监测人员 合计 1 6
120人 6材料与设备
6. 0.1多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁工法施工中所需的材料主要有膺架钢管、工字钢、临时爬梯材料、安
全网、钢垫块、冲钉、保险销等,其用量需根据设计方案进行计算,并考虑一定的施工损耗。
6.0.2以主桥采用(57.5+109.25+230+109.25+57.5)=565.5m的钢桁梁斜拉桥结构为例,配置的主要机械设备如表表6.0.2。
表6.0.2大跨度斜拉桥制 冈桁梁施工主要机械设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 75t龙门吊机 40t龙门吊机 50t龙门吊机 25t汽车吊 75t平台小车 75t半挂汽车 75t桅杆式架梁吊机 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 艘 台 台 台 台 把 把 把 台 数量 1 1 用途 预拼场内卸车及预拼 预拼场内卸车及预拼 预拼场内卸车及预拼 临时卸车及倒运节点板、杆件 预拼场与码头间的倒运 预拼场内临时倒运及钢梁陆路运输 码头装卸船 梁上钢梁运输 钢梁运输 主跨、辅跨钢梁的架设 起落钢梁 起落、横移钢梁 横移钢梁 施拧高强度螺栓 施拧高强度螺栓 检查高强度螺栓 高强度螺栓试验 2 1 2 2 1 2 5 4 8 16 4 20 10 2 梁上运梁台车 400t驳船 75t全回转桥面吊机 11 8001液压千斤顶 12 300t液压千斤顶 9 200t液压千斤顶 10 电动扳手 11 带响扳手 12 检查扳手
13 轴力一扭矩测定仪 2 7质量控制
7.
1质量控制标准
7.1.1多线铁路大跨度斜拉桥钢桁梁施工技术标准应执行《高速铁路桥涵工程施工技术指南》(铁建设
13/17
[2010]241号),钢桁梁施工质量应能满足《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)的要求。
7.1 .2钢桁梁安装完毕,纵横移和高程调整后,质量标准应按表7.1.1和表7.1.2控制。表7.1.1钢梁节点位
置尺寸容许偏差表 项 目 容许偏差 跨度的1/5000 5mm 1.弦杆节点对梁跨端节点中心连线的偏移 2.弦杆节点对相邻两个奇数或偶数节点中心连线的偏移 钢梁主桁平面位置 3.立柱在横断面内相对垂直偏移 立柱理论长度的1/700 4.拱度偏差: 设计拱度W60mm 60ImnV设计拱度W120mm ±4mm ±8%设计拱度 设计拱度>12On1m 钢梁两主桁相对节点位置 5.支点处相对高差 6.跨中心节点处相对高差 7.跨中其他节点处相对高差 技术文件中另定 梁宽的1/1000 梁宽的1/500 根据支点及跨度中心节点高低差按比例增减
表7.1.2钢梁和支座与设计线路中线和高程容许偏差表 项 目 容许偏差 IOmm ÷IOmm 钢梁中线与设计1.墩、台处铁路横梁中线对设计线路中线偏移 中线和 2.墩、台处铁路横梁顶与设计高程偏差 3.支座十字线扭转偏差 支座尺寸2200On1m 支座与设计线路中线关系 支座尺寸V2000π≡ 4.固定支座十字线中点与全桥贯通测量后墩台中心线纵1/1000边宽mm Imm 20mm 向偏差 5.支座底板四角相对高差 7.2
2mm 质量保证措施
7.2.1对所有施工用的仪器和仪表,必须按计量要求定期到指定单位进行校定,施工过程中,如发现仪器误
差过大,应立即送去修理,并重新校定,满足精度要求后,方可使用。
7.2.2对进场的所有材料必须有生产厂的出厂质量证明书。在技术证件审查合格后,按照设计要求及其相应
规范进行抽样检验。
7.2.3根据大跨度桥梁的实际情况,对架设方法和工艺应作详细规定,制定出细则。
7.2.4主桁杆件采用左右对称拼装,并尽快拼成闭合的稳定体系,到达前方墩顶时,单桁三角形一个节间先
行闭合,以作保险。
7.2.5悬臂拼装过程中,主桁高强度螺栓终拧进度不得落后拼装部位两个大节点,上、下平联、横向联结系不
得落后三个大节点,这样可以保证钢梁的拱度和钢梁的中线及架设的横向稳定性。纵横梁连接先使用临时螺栓,待钢梁顶平、松开纵横连接螺栓、消除横梁弯曲后,再更换成高强度螺栓,并按要求进行施拧。
7.2.6每架设一个节间,进行一次中线和挠度测量。并对控制杆件的应力等进行全面的检测,并与计算资料对
比。
7.2.7对电动扳手,为避免起动时电压波动影响电动板手输出扭矩的准确性,在桥上铺设专用线路,使其与大
型机具电源分开,并配置稳压器。
8安全措施
(1)钢梁安装开始前,对架梁使用的材料、工具、吊具、脚手板、梯子、安全带、安全网等应经有关人员
验收合格后方能使用并应配足、配齐数量,机械应经过试运转并试吊认可后使用。
(2)参加高空作业人员,必须挂好安全带并在进行垂直双层作业时应有相应的安全措施。架梁前必须进行
身体检查,凡不合格者不得参加架梁高空作业。
(3)架梁吊机、鹰架及墩台顶等处应安装防护栏杆,上下梯子、人行道等安全设备。夜间作业应有足够的
照明设备。手持式工作灯应使用安全电压。
(4)各种大临设施和重要临时设施(如临时支墩、施工栈桥、龙门吊机、架梁吊机、脚手架、安全网以及墩
顶布置等),在安装完毕后,必须经过检查签证,并填写记录有关人员认可后,方能使用。
(5)钢梁杆件起吊时,应确认起吊杆件的重量和重心的位置,必须捆绑牢靠,吊具的夹角不得大于60度,
并应拴上溜绳。
(6)在悬臂孔和通航孔的钢梁下面,必须挂安全网。其每侧宽度应超出钢梁两侧外端,长度应与桥墩相接。
不得有漏空或空隙。安全网应拉紧,并宜与钢梁面保持较小距离,此时还应距地面、水面等有适当距离。
(7)在架梁过程中,水上应配救生船和救生设备,救生船应停靠适当地点、船上人员不得擅离岗位。
(8)钢梁上种种电动机械的动力电缆和照明线路必须保护绝缘良好,有专人值班,手持电动工具电源处应
加装漏电保护器。
(9)起吊杆件时,必须有固定的信号指挥。信号员应事先检查场地周围有无障碍。杆件拼装对孔时,信号
员、吊车司机、架梁人员要密切配合、指挥得当、操作准确。信号员的哨音手势和旗语应宏亮、正确、清楚,如遇妨碍司机视线处,应增加传递信号人员。吊物下面严禁站人。
(10)在移动吊机前,必须检查吊机的制动设备是否良好,各节点上的冲钉螺栓是否上足拧紧,确认后方可
移动,停机的位置上应安好止轮器,吊机到位后,应将前后轮锚固,经专人检查合格签证后方可使用。停止架梁作业时,应将吊钩升至最高位置或将吊钩挂牢、关闭总电源,并将转盘用钢丝绳揽紧。
(11)架梁的吊机司机,必须明了起吊杆件重量、安装部位和看到明确的指挥信号后,方能起吊。吊机司机
上班后必须首先检查电力、机械、钢丝绳、扒杆限位器、力矩限位器等是否准确可靠,先进行空车试运转,合乎要求作出记录后,方能开始工作。
(12)拆装脚手架,紧固螺栓等工作,应上、下交叉进行,尽量避免双层作业。
(13)拼装脚手架结构必须牢固,连接螺栓必须拧紧,脚手板必须使用红、白松,其厚度不得小于50mm,
跨度不得超过2m,并不得使用腐朽木料,脚手板必须钉牢,不得有缝隙和探头板,板边缘应有IOOmm高的挡板,
并装设栏杆。
(14)杆件拼装对孔时,应用冲钉和拼装撬棍的尖端探孔,严禁用手指伸进孔眼内检查,严禁用大锤猛击
单个冲钉过孔,造成孔眼变形。平面拼装孔眼应用安全冲钉,防止冲钉坠落伤人。
(15)架梁吊机在水上吊梁时,应与航道部门保持密切联系,确保架梁及行船安全。 (16)桥上要设砂箱等灭火设施。上弦平面两侧各铺通道,应设置栏杆。
(17)在架梁过程中要指派专人和气象及地震部门取得联系,若有情况及时通知施工部门采取安全措施。风
力达6级和6级以上时停止架梁。
(18)钢梁进入最大伸臂阶段,应严格限制与伸臂工作有关的规定人员和工具设备、材料等进入悬臂端,要
设值班人员守卫。并核算施工荷载,严格控制在设计荷载以内。
9、环保措施
(1)施工现场的文明施工由专人负责,落实岗位责任制,搞好环境卫生工作。
(2)施工机械应防止严重漏油,禁止机械在运转中和维修时产生的含油污水未经处理直接排放,应对含油
污水进行隔油处理后再行排放。
(3)施工现场不得焚烧含有害气体和烟尘的废料,有毒有害废弃物严禁用做土方PI填,随意丢弃,应集中
处理。
(4)现场材料进场道路保持畅通无阻,排水畅通,无积水,场地整洁、材料堆放整齐,无施工垃圾。 (5)对产生噪声的机械设备要采取控制措施,优化施工机械设备组合,改变施工方法、增加消声设施等措施,
以达到减少噪音的效果。
10资源节约
10.0.1针对节能减排要求,根据施工工艺流程,制定合理、有效地节能减排措施,设置专职小组进行落实、监
督。
10.0.2钢结构在专业工厂加工,制定合理加工计划,使工序间衔接合理、紧凑,机械、人员合理配置,减少资
源的闲置浪费。
10.0.3大跨度斜拉桥钢桁梁安装采用浮吊安装、膺架拼装和悬臂拼装综合运用,缩短了施工时间,提高了施工
效率,减少了钢材浪费。
10.0.4临时工程材料及使用的设备可在类似工程重复使用,大大降低了工程成本。 10.0.5施工现场除了必要的照明外,下班后现场的设备必须关闭、熄火,节约用电。
IK效益分析
大跨度斜拉桥钢桁梁可采用整体(整节段)安装法或散件(散拼)安装法施工,本工法为膺架散拼和悬臂散拼综合法,具有拼装质量高、设备简单轻便、拼装工艺成熟、拼装速度快等优点;同时钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力,与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,因此,具有较好的经济效益。此外,本工法可为类似工程提供借鉴,可广泛应用或部分应用于越来越多的工程,具有较高的社会效益。
12、应用实例
12.1 北江特大桥为贵广铁路跨越北江的一座特大桥,位于广东省佛山市境内,2014年12月26日建成开通,
主桥采用(57.5+109.25+230+109.25+57.5)=565.5m的钢桁梁斜拉桥结构,其中243#、244#为主 墩,241#、246#为边墩,242#、245#为辅墩,主梁为两片主桁的钢桁梁,共49个节间,节间长度U.5m,桁宽24m,桁高14叽主桥钢桁梁采用鹰架拼装和悬臂拼装综合工艺方法,即在主墩墩旁膺架拼装5个节间,然后再拼装桥面吊机,再采用桥面吊机双悬臂对称架设钢梁及桥面板。由于在施工过程中通过勤测量和严密监控,主桥钢桁梁的线性和高程等满足设计要求,使主跨一次性高精度合龙,为后期引起架梁提供了运输通道,同时为全线通车打下了坚实的基础。
图11-1北江特大桥主桥
思贤窖特大桥是新建贵阳至广州
12.2
铁路工程的
重点工程,位于广东省佛山市境内,主桥为(57.5+109.25+230+109.25+57.5)In双塔钢桁梁斜拉桥,桥上 为四线铁路。2014年12月26日建成开通。 全长563.5m,斜拉桥主梁为钢桁梁,三角形桁架,两片主桁,桁宽24m,桁高14m,节间长度H.5m,边跨5个节间,次边跨9.5个节间,中跨(0.5+19+0.5)个节间,共计49个标准节间。钢桁梁结构主要由以下构造组成:主桁、桥面系、上平纵联、水平撑、桥门架及横联。主桥钢桁梁施工采用磨架拼装法和悬臂拼装架设法。即在主墩墩旁膺架拼装
3个节间,然后在拼装悬拼吊机,再采用桥面吊
机双悬臂对称架设钢梁及桥面板。主桥钢桁梁的线性和高程等满足设计要求,使主跨一次性高精度合龙。
图11-2思贤窖大桥主桥
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