桃花峪黃河大橋主塔下橫梁與塔柱異步施工技術(shù)

桃花峪黃河大橋主塔下橫梁與塔柱異步施工技術(shù)劉校峰【摘要】桃花峪黃河大橋?yàn)榭缍?160+406+160)m的兩塔三跨自錨式懸索橋.文章闡述了該橋主塔爬模施工、下橫梁與塔柱異步施工及下橫梁支架施工的工藝流程與關(guān)鍵技術(shù)，提出了該類型橋梁塔梁異步施工的注意事項(xiàng).【期刊名稱】《西部交通科技》【年(卷)，期】2013(000)001【總頁數(shù)】4頁(P28-31)【關(guān)鍵詞】懸索橋;塔梁異步;工藝流程;施工技術(shù);注意事項(xiàng)【作者】劉校峰【作者單位】中鐵大橋局集團(tuán)一公司，河南鄭州450050【正文語種】中文【中圖分類】U445.40引言隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及橋梁施工技術(shù)的成熟，在滿足安全、經(jīng)濟(jì)的前提下，人們越來越青睞跨越能力大、夕卜形美觀的斜拉橋及懸索橋。在斜拉橋或懸索橋施工中，主塔的結(jié)構(gòu)形式不同亦存在不同的施工方法，本文以桃花峪黃河大橋?yàn)槔?，對門形塔施工中的下橫梁與塔柱異步施工方法進(jìn)行了闡述，為類似橋梁的橋塔施工提供參考。1工程概述桃花黃河大橋是武陟至西峽高速公路跨越黃河的一座特大橋。橋梁全長7691.5m,其中主橋?yàn)?160+406+160)m兩塔三跨自錨式懸索橋。主塔為門式結(jié)構(gòu)，由上、下塔柱、上、下橫梁、塔座及塔冠組成。橋塔采用空心單箱單室截面，橋塔總高135.56m，上塔柱高71m，下塔柱高48.647m，塔柱橫橋向?qū)?~6m，縱橋向?qū)?~8.2m,橫橋向塔柱內(nèi)側(cè)斜率1:25,外側(cè)斜率為1:16向橋中線傾斜，順橋向塔柱兩側(cè)斜率均為1:50向墩中心線收縮，塔柱采用液壓爬模法施工。下橫梁位于塔底以上42.147m，下橫梁高7m，與塔柱同寬。頂、底板壁厚0.6m,腹板壁厚1.0m。下橫梁在腹板與頂、底板角隅處設(shè)置36束15-25的預(yù)應(yīng)力鋼束，錨固在外側(cè)塔壁。主橋橋式見圖1。圖1桃花峪黃河大橋主橋橋式圖2橋塔與下橫梁施工總體方案塔柱采用液壓爬模按6m/節(jié)段施工。上、下游塔柱旁均設(shè)塔吊及施工電梯各一臺。主塔內(nèi)設(shè)勁性骨架以輔助主塔鋼筋綁扎及爬模操作平臺防風(fēng)固定?；炷敛捎冒韬驼炯邪柚疲炷吝\(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場，由HBT80C型混凝土輸送泵泵送入模。主塔下橫梁采用支架法施工，支架由鋼管柱基礎(chǔ)及型鋼梁平臺組成。下橫梁混凝土施工在支架平臺上分兩次完成澆筑，首次澆筑高度為4m，第二次澆筑高度為3m。首次橫梁澆筑完成后，待混凝土強(qiáng)度及齡期滿足設(shè)計(jì)要求后，張拉指定預(yù)應(yīng)力束至設(shè)計(jì)張拉力的30%后，進(jìn)行第二次橫梁澆筑。圖2桃花峪黃河大橋下橫梁施工方案圖3主塔下橫梁與塔柱異步施工工藝流程爬模起步段拼裝T主塔施工至第6節(jié)段T施加第一道臨時(shí)主動橫撐(聯(lián)結(jié)系A(chǔ))T主塔施工至第7節(jié)段、第8節(jié)段，預(yù)留下橫梁抗剪鋼筋及抗剪槽T主塔施工至11節(jié)段T施加第二道主動橫撐T下橫梁支架拼裝T支架靜載預(yù)壓T底模安裝-第—層鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力安裝一側(cè)模及內(nèi)模安裝一第一次混凝土澆筑一養(yǎng)生一張拉部分預(yù)應(yīng)力-安裝內(nèi)模支架-綁扎第二層鋼筋及預(yù)應(yīng)力安裝-澆筑第二次混凝土-養(yǎng)生一張拉剩余預(yù)應(yīng)力-預(yù)應(yīng)力孔道壓漿4橋塔、下橫梁異步施工關(guān)鍵技術(shù)4.1塔柱液壓爬模施工4.1.1爬模的結(jié)構(gòu)布置主塔液壓爬模由模板系統(tǒng)、爬升系統(tǒng)、施工平臺和安全設(shè)施組成。夕卜模采用液壓爬模體系ZPM-100斜撐式加9m桁架，內(nèi)模采用液壓爬模體系QPMX-50斜撐式、上部挑架平臺。圖3塔柱爬架結(jié)構(gòu)圖4.1.2勁性骨架及塔柱鋼筋安裝塔柱內(nèi)設(shè)勁性骨架，主要起定位及固定塔柱鋼筋、固定爬模上部挑架平臺抵抗風(fēng)力，穩(wěn)定架體等作用，同時(shí)可參與塔柱整體受力。勁性骨架采用角鋼制作，在結(jié)構(gòu)車間預(yù)先加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場后分節(jié)段吊裝，安裝時(shí)由測量精確放線，確保骨架平面位置準(zhǔn)確。主塔鋼筋為①32螺紋粗鋼筋，采用滾扎直螺紋套筒連接，箍筋及分布筋在地面加工廠加工成型，利用塔吊起吊安裝，主塔鋼筋依附在勁性骨架之上，因此勁性骨架安裝務(wù)必準(zhǔn)確，以保證主筋位置準(zhǔn)確，保護(hù)層滿足要求。4.1.3塔柱混凝土的澆筑塔柱采用C50混凝土，拌和站集中拌制，由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場，通過安裝在塔吊塔身上的混凝土泵管由HBT80C型混凝土輸送泵泵送入模。4.1.4塔柱間主動支撐力的施加橋塔為內(nèi)傾高聳結(jié)構(gòu)，隨著橋塔施工高度的增加，塔肢形成傾斜懸臂狀態(tài)，在自重、爬模及風(fēng)等荷載作用下將逐漸產(chǎn)生變形，并在塔梁固結(jié)段產(chǎn)生拉應(yīng)力［1］。主塔施工時(shí)為了防止主塔根部因拉應(yīng)力產(chǎn)生裂紋及控制主塔線形處于規(guī)范允許可控范圍內(nèi)，施工時(shí)在兩塔柱之間設(shè)置了五道主動支撐（見表1）,下橫梁施工前須完成前兩道橫撐支撐力的施加。表1水平支撐安裝位置及預(yù)頂力值表序號名稱橫撐標(biāo)高（m）預(yù)頂力（kN）施加時(shí)間1第一道橫撐+120.000500第六節(jié)段完成澆筑并達(dá)到強(qiáng)度2第二道橫撐+136.147600下橫梁與塔柱鉸結(jié)前3第三道橫撐+168.14500第13節(jié)段完成澆筑并達(dá)到強(qiáng)度4第四道橫撐+193.147500第18節(jié)段完成澆筑并達(dá)到強(qiáng)度5第五道橫撐+210.819600第21節(jié)段完成澆筑并達(dá)到強(qiáng)度在索塔塔柱施工至主動橫撐以上后，采用塔吊整節(jié)吊裝主動橫撐。吊裝完成后在橫撐一端設(shè)置千斤頂施力系統(tǒng)，施力完成后，將此端與塔柱預(yù)埋件焊接成整體，拆除千斤頂。采用同樣的方法吊裝上面的橫撐。采用液壓千斤頂在水平橫撐一端同步施加頂推力。橫撐施加力的同時(shí)觀測水平橫撐的撓度和塔柱的變形情況，頂撐力滿足要求后，用連接鋼板將橫撐與牛腿支座焊接固定，然后進(jìn)行千斤頂回油、卸落。4.2下橫梁施工主塔施工至11節(jié)段，開始進(jìn)行下橫梁施工，下橫梁采用落地式鋼管支架支承于承臺上，分兩次澆筑完成。4.2.1落地式支架搭設(shè)下橫梁支架采用①1200mmx12mm及①1000mmx10mm鋼管柱，設(shè)置4排2列共8根，鋼管柱底部與承臺頂面預(yù)埋鋼板焊接，立柱自下而上安裝3層縱向及橫向聯(lián)結(jié)系。立柱頂設(shè)2HN600x200mm型鋼疊合梁作樁頂分配梁，分配梁頂擺放7組2HN600x200mm型鋼疊合梁承擔(dān)底模傳遞下來的施工荷載。支架搭設(shè)完成后，組織人員對支架的拼裝質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后對支架進(jìn)行靜載預(yù)壓。4.2.2支架靜載預(yù)壓支架靜載預(yù)壓的目的是消除支架的非彈性變形，取得其彈性變形，為支架預(yù)抬提供實(shí)測數(shù)據(jù)，并檢驗(yàn)支架的安全性能。支架靜載預(yù)壓荷載采用砂袋，按下橫梁混凝土及模板荷載的60%、80%、100%、110%分級加載及卸載，每級加載及卸載完成之后，測量支架測點(diǎn)變形，支架預(yù)壓完成后，編定預(yù)壓報(bào)告，根據(jù)實(shí)測彈性變形值及下橫梁計(jì)算預(yù)拱度對支架進(jìn)行預(yù)拋高設(shè)置。4.2.3下橫梁與主塔結(jié)合面的處理由于主塔與其下橫梁采用異步施工技術(shù)，故主塔施工時(shí)需在塔壁內(nèi)埋設(shè)下橫梁鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道，為增加下橫梁在塔壁處的抗剪性能，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算并審批后，將下橫梁伸入塔壁內(nèi)鋼筋按原設(shè)計(jì)的1.2倍數(shù)量進(jìn)行預(yù)埋，多出的20%鋼筋伸入下橫梁2m，同時(shí)在每側(cè)主塔壁設(shè)8個(gè)30cmx20cmx20cm的抗剪榫眼。對主塔與下橫梁結(jié)合面混凝土進(jìn)行鑿毛，并于下橫梁澆筑前對結(jié)合面進(jìn)行濕潤。4.2.4下橫梁混凝土澆筑下橫梁混凝土方量較大，單個(gè)下橫梁需C50混凝土826m3，一次澆筑時(shí)間過久將會超出混凝土的初凝時(shí)間，故分兩次澆筑，首次澆筑4m,第二次澆筑3m。第一次澆筑完成后對混凝土進(jìn)行養(yǎng)生，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定張拉強(qiáng)度時(shí)，按設(shè)計(jì)要求分批張拉底板束預(yù)應(yīng)力，第一批張拉至控制應(yīng)力的30%，然后安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，完成第二次3m段混凝土澆筑，養(yǎng)護(hù)并完成全部預(yù)應(yīng)力張拉并壓漿。5塔梁異步施工技術(shù)注意事項(xiàng)及使用效果5.1塔梁異步施工技術(shù)注意事項(xiàng)(1)塔柱施工時(shí)，應(yīng)在下橫梁位置預(yù)留抗剪鋼筋并增設(shè)抗剪榫眼，增加下橫梁根部的抗剪性能，同時(shí)需加強(qiáng)橫梁在主塔內(nèi)預(yù)應(yīng)力管道的定位，并在管道內(nèi)設(shè)芯棒防止進(jìn)漿。(2)塔梁異步施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮橫梁預(yù)應(yīng)力張拉及斜塔柱內(nèi)傾對塔柱線形的影響，施工時(shí)須根據(jù)塔柱內(nèi)力及線形，采取塔柱預(yù)偏及施加主動橫撐的方法調(diào)整塔柱內(nèi)力及線形。5.2使用效果先主塔后橫梁的施工技術(shù)，克服了塔梁同步施工時(shí)須拆除主塔一側(cè)爬模模板，橫梁施工完成后再安裝爬模的問題，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，方便了現(xiàn)場施工。先主塔后橫梁施工技術(shù)的應(yīng)用：主塔爬模施工時(shí)，可以進(jìn)行下橫梁支架的同步施工，主塔到達(dá)下橫梁上方時(shí)即可進(jìn)行下橫梁的施工。既有效地縮短了施工工期，又