大跨徑系桿拱橋整體安裝施工工法

河定大橋位于溧陽市社渚鎮(zhèn)，老橋位于S360省道上，為2004年改建，結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力空心板梁，寬17.1m,長52m。溧陽側(cè)為雙向4車道加兩側(cè)3.5m人非混行車道，高淳側(cè)為雙向4車道加3m機(jī)非橋梁采用雙幅設(shè)計，左右錯孔布置，橋面全寬2×12.5m,主橋上部結(jié)構(gòu)為123.6m(計算跨徑)大噸位整體吊裝的技術(shù)應(yīng)用國內(nèi)尚無先例。為此，需要對上跨航道大跨4此大跨度鋼管砼系桿拱整體吊裝施工技術(shù)的研究，對于目前跨航道、跨河2.2本科研項目為跨徑126米鋼管混凝土系桿拱橋，采用2臺浮吊船協(xié)同作業(yè)，對全橋骨架采用整體吊裝法進(jìn)行施工，吊裝重量高達(dá)638噸，該規(guī)模鋼管混凝土無支架整體吊裝國內(nèi)國際內(nèi)河航2.3采用全橋整體吊裝法施工，橋梁骨架整體性增2.4創(chuàng)造性的優(yōu)化系桿底模系統(tǒng)，本項目優(yōu)化現(xiàn)下承式鋼管砼系桿拱采用整體吊裝的施工方案，先在工廠分9段加工鋼管拱肋，分8段加工勁性骨架，在河定大橋上游大堤上搭勁性骨架、拱腳和拱肋支架，隨后拼管、風(fēng)撐、臨時橫梁和底模系統(tǒng)，整體拼裝成型后，拆除拱肋支架，采用2臺大噸位浮吊整體抬吊就位，再澆筑拱腳及端橫梁，施工拱肋混凝土壓注、系桿及后續(xù)工作。拱收合格后汽運(yùn)到現(xiàn)場，采用汽車吊分段吊裝成型，用浮吊吊頭標(biāo)高符合要求后由廠家安排人員現(xiàn)場焊接節(jié)段接頭。為確保拱肋段設(shè)置纜風(fēng)繩固定。拱肋內(nèi)腔C40微膨脹混凝土采用砼泵從拱腳處泵送壓入，鋼管內(nèi)砼壓入后檢查密實性，若有空隙，則壓入同標(biāo)號的水泥漿直至密實。吊桿在整體道板采用吊機(jī)從兩端開始對稱向跨中鋪設(shè)，最后現(xiàn)澆橋面板，完成護(hù)欄及橋面圖紙審核→鋼板校平→材料試驗→放樣下料→筒節(jié)加工制造→零部件加工制造→筒節(jié)拼骨架→拼裝拱肋支架→拼裝拱肋→拼裝橫撐及K撐→安裝吊桿外套管→安裝吊桿→安裝系桿底模系5.2.1鋼管支架施工對應(yīng)拱肋分段，單側(cè)拱肋支架設(shè)置6組，支架縱向間距為2.5m+14.233m+2.5m+15.707m+2.5m+5.756m+2.5m+15.707m+2.5m+14.233m+2.5m,橫向間距均為2.5m,拱肋鋼管支架采用φ325×8mm鋼管，分入土和外露兩部分，入土深度為10m,外露部分鋼管高度有所不同，高度由低往高依次為17.063m、24.138m和27.665m,外露鋼管支架(超過勁性骨架高度范圍)采用[16槽鋼連接，拱肋向每排均連接),雙根鋼管層間距為7.244m,為確保連接質(zhì)量，連接均采用滿焊方式。管樁入土部分采用打拔機(jī)振動沉樁，外露鋼管與入土鋼管之管頂部設(shè)置400×400×10mm鋼墊板與鋼管焊接，墊板上橫向設(shè)置2I32a工字鋼橫此時拱肋、風(fēng)撐、吊桿套管重量均要作用在拱腳處拱腳處鋼管樁型號采用φ600×8mm鋼管，單根總長10m,其中振動入土長度7m,單個拱腳設(shè)置6根鋼管樁支撐，鋼管縱向間距1.5m,橫向間距2.5m,鋼管頂部設(shè)置800×800×10mm鋼墊板，鋼墊板上設(shè)2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,具體結(jié)構(gòu)見下圖：勁性骨架鋼管樁型號采用φ600×8mm鋼管，單根總長10m,其中振動入土長度7m,單片勁性骨架跨中共設(shè)置7排支撐管樁，鋼管縱向間距17.508m+15.5m+15.5m+14.543m+14.043m+15.5m+15.5m+17.505m,橫向間距2.5m,鋼管頂部設(shè)置800×800×10mm鋼墊板，鋼墊板上設(shè)2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,具體結(jié)構(gòu)見下圖：勁性骨架鋼管縱斷面布置圖然后邊振動邊插打。在插打鋼管樁時，嚴(yán)格控制好樁的垂直度，必須插正、打正，要從兩個垂直方過程中，應(yīng)隨時檢查其平面位置是否正確，樁身是否豎①施工工序現(xiàn)場使用PC320打拔機(jī)施打鋼管樁，施工根據(jù)地質(zhì)及受力計算結(jié)果確定鋼管樁入土深度，但在打插過程中遇到打外漏部分鋼管采用采用1臺汽車吊進(jìn)行拼裝，起吊車將鋼管吊裝對準(zhǔn)拱肋入土管樁時，人工采用鋼貼板焊接結(jié)構(gòu)，不僅要焊接貼板，還要將鋼管對接處環(huán)縫全部滿焊，具體吊裝布置圖如下：拱肋支架安裝布置圖拱肋、拱腳和勁性骨架鋼管頂都要設(shè)置鋼墊板和工字鋼橫梁，其中用800×800×10mm型號，鋼墊板上設(shè)2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m;拱肋頂鋼墊板采用400×400×10mm型號墊板上橫向設(shè)置2I32a工字鋼橫梁，橫梁長度為3.5m,橫梁上再安裝工字鋼限位勁性骨架在拱腳支架、勁性骨架支架和拱肋支架入土部分施工完成且拱腳順序進(jìn)行拼裝，相鄰兩段接頭焊接完成后才能繼續(xù)拼接大大規(guī)底R吸大底模系統(tǒng)由底托工字鋼橫梁、縱向方木、竹膠板、兩側(cè)防護(hù)欄桿和走道模系統(tǒng)由掛鉤筋焊接于勁性骨架側(cè)面，由鋼墊片連接，再放置工字鋼橫梁將底模系統(tǒng)鎖定在勁性骨架上，具體見下圖：在底模系統(tǒng)安裝完成后，傳入底模主筋，主筋采用C25,單根系桿布置11根，波紋管20束，5.2.3拱肋、風(fēng)撐及吊索套管安裝(1)主拱吊裝施工方案將制作好的拱肋節(jié)段運(yùn)輸至工地現(xiàn)場，在施工便道上用2臺75T汽車吊進(jìn)行節(jié)段吊裝，節(jié)段間焊接(2)吊裝施工工藝流程節(jié)段為合攏段最后吊)→測量定位精調(diào)、監(jiān)理驗收→環(huán)縫對接→同樣方法安裝第二片拱肋→焊接鋼管風(fēng)撐(6道)→其它施工→成橋后涂裝最后一道面漆。(3)拱肋貓道安裝到了到場后首先安裝拱肋貓道，貓道斷面呈井字形，全部采用φ48×3.5mm鋼管搭設(shè)，豎桿長4m,橫桿長1.5m,采用十字扣件鎖定，拱肋上方沿縱向通長設(shè)置3道水平桿，水平桿間距為60cm,踏步鋼管采用十字扣件鎖定在最底層水平桿上，縱向間距為50cm,具體見下圖：(4)現(xiàn)場拱肋安裝拱肋在工廠加工好，并經(jīng)過驗收，發(fā)貨到現(xiàn)場，用汽車吊卸貨，并用全站儀放線及水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高，陸上用2臺75T汽車吊吊裝就位，用千斤頂精調(diào)位置，復(fù)測后焊接，確保拱軸線符合設(shè)計和規(guī)范要求，每條環(huán)縫必須進(jìn)行檢測，檢測合格后準(zhǔn)2臺75T汽車吊吊裝圖①在拱腳處勁性骨架上焊接綴板，吊裝A段拱肋時，位置必須與拱肋設(shè)計位置一致。③用汽車吊裝合攏段。合攏口時，準(zhǔn)確量測合攏口的距離，再對合攏④安裝吊桿套管及吊桿，并對吊桿施加100KN的初拉力。A、B、C段拱肋吊點(diǎn)距端頭均為4.5m,D段拱肋吊點(diǎn)距端頭均為2.3m,吊點(diǎn)處拱肋鋼管上方安每段拱肋采用2臺75T汽車吊吊裝，預(yù)計每段拱肋吊裝時間為3個小時，同時吊桿及時安裝到(1)拱肋起吊拱肋節(jié)段起吊前，在吊點(diǎn)處穿上吊環(huán)、套上鋼絲繩，鋼絲繩繩徑為55mm。在各吊點(diǎn)位置拱肋鋼管外上下半圓包橡膠塊寬1m,橡膠塊外包16mm厚鋼板，鋼板寬度為1m。鋼絲繩系好后，汽車吊緩(2)拱肋吊裝過程中的測量控制架全站儀能看兩點(diǎn)，在拱肋上實測點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)這些點(diǎn)坐標(biāo)推出拱軸線與否吻合，但要考慮預(yù)拱度。在安裝拱肋時，在位于拱肋軸線的站儀，觀察該白線的位置是否位于拱肋軸線上，若不在該軸線上，則用纜風(fēng)(3)平面外穩(wěn)定措施為了保證拱肋安裝過程中的平面穩(wěn)定及線型、高程的準(zhǔn)確性，在地①限位設(shè)置河定大橋拱肋采用啞鈴型斷面，安裝時拱肋易發(fā)生轉(zhuǎn)動，造成分段拱肋不在同一平面內(nèi)，影響整體線性和結(jié)構(gòu)受力，因此，在拱肋支架橫梁頂上設(shè)置限位，保證拱肋兩段②攬風(fēng)繩為了保證拱肋平面穩(wěn)定，利用“三點(diǎn)定位”原理，除了兩端的鞍座措施外，還需在每段拱肋中間設(shè)置攬風(fēng)繩作為固定措施，攬風(fēng)繩采用φ16mm鋼絲繩，在安裝邊跨拱條攬風(fēng)繩，縱向與水平面交角90°,中跨拱肋安裝時，攬風(fēng)繩與水平面縱向交角均為45°,攬風(fēng)繩③地錨設(shè)置每片拱肋左右各設(shè)置1條攬風(fēng)繩，風(fēng)纜繩直徑為16mm,采用10t手拉葫蘆收緊，為了安裝鋼管拱設(shè)置8個地錨，地錨挖1.5m*1.5m*1.5m的坑澆筑C20混凝土，混凝土中埋設(shè)(10#槽鋼上焊接25圓鋼)地錨。待兩片拱肋安裝就位并且拱腳焊接后，進(jìn)行風(fēng)撐安裝。風(fēng)撐的安裝方側(cè)面先焊接約25～45cm長風(fēng)撐短接頭，并在挑出的風(fēng)撐、鋼橫梁短接頭外側(cè)下方焊接風(fēng)撐限位板。風(fēng)撐通過吊車按照安裝順序吊裝，只需將風(fēng)撐緩慢放下擱置于限位板上即可(增焊加固碼板)。所有直撐吊裝就位后，工人在空中操作平臺上焊接風(fēng)撐對接焊縫，最后安裝斜為控制整體吊裝安裝質(zhì)量，最邊跨K撐中4根斜鋼管(φ800×16mm,L=8.915m),待主橋橋面鋪裝施工完成后再將這4根斜鋼管安裝到位。在勁性骨架、拱肋及風(fēng)撐安裝完畢后安裝吊索套管，拱肋預(yù)埋索導(dǎo)管露出拱肋底緣25cm,系桿預(yù)埋索導(dǎo)管露出系桿頂緣15cm,整根吊索套管無法直接安裝，因此，索導(dǎo)管需要分步進(jìn)行安裝。第一步：將索導(dǎo)管距底口30cm處截斷，將截下來的30cm套管焊接到系桿預(yù)埋索導(dǎo)管頂鋼板上。第三步：將截斷處吊索套管焊接并打磨焊縫，將上調(diào)由于，吊索套管單根最大重量僅為1t,因此采用25t汽車吊進(jìn)行吊裝能夠滿足安全要求，具體吊桿采用帶PES護(hù)層的平行鋼絲成品索，規(guī)格為7-73,抗拉強(qiáng)度fpk=1670MPa,錨具采用(1)前期防護(hù)措施(2)吊桿索安裝流程(3)吊桿索安裝a.用汽車吊將于吊索正上方，吊鉤上掛設(shè)長鋼絲繩，將鋼絲繩穿入拱肋上首先要安裝吊索的預(yù)d.拉索提升過程中，操作工隨時要與看管吊索提升人員的溝通，在拉索提升至上錨預(yù)留孔附近e.當(dāng)上錨出預(yù)留孔時，旋上錨圈，此時錨圈a.在上錨安裝好后，汽車吊吊鉤上掛設(shè)棉紗繩，棉紗繩綁住吊桿下方，汽車吊提升，將下錨對b.如下錨露出預(yù)留孔的距離不夠，錨圈無法旋上，可通過調(diào)節(jié)上5.2.4臨時中橫梁安裝在拱肋、風(fēng)撐、吊索套管、勁性骨架全部安裝完成后開始安裝臨時中橫梁，全橋共設(shè)計7道中橫梁，采用1臺25t汽車吊倒退依次安裝中橫梁。每道中橫梁重5.2t。臨時中橫梁吊裝示意圖5.2.5拆除拱肋支架整體吊裝前需要拆除拱肋支架，拆除過程為拼裝的逆序，在此不再贅述。5.2.6系桿拱整體吊裝1、總體思路在河定大橋上游防洪大堤上拼裝勁性骨架、拱肋、風(fēng)撐、吊索套管、吊索、臨時中橫梁并拆除拱肋支架后即具備整體吊裝條件，由1臺500t+1臺600t浮吊抬吊轉(zhuǎn)向、前移至橋位處就位，具體洋器吊裝平面右置圖B明：*租尺寸位。易籽朋比尺曲家性經(jīng)過現(xiàn)場考察，河定大橋系桿拱施工現(xiàn)場的靠近橋位處不能符合大型浮吊的施工需要，為了保證吊裝成型系桿拱，在吊裝前需要對岸邊處浮吊所使用的區(qū)域進(jìn)行開挖疏浚，河定大橋系桿拱綜合考慮浮吊鉤頭夾角及起吊高度將吊點(diǎn)設(shè)置在距兩端31.5m位置，吊點(diǎn)間距為63m,扒桿長度50m,采用8根雙股鋼絲繩下部兜吊。起吊鋼絲繩單側(cè)長度18.3m,鋼絲繩水平夾角55度，兩鉤頭處鋼絲繩長度4.2m,兩鉤頭夾角40度。(1)吊裝重量統(tǒng)計整體吊裝時，2臺(500t+600t)浮吊吊裝構(gòu)件包括拱肋、風(fēng)撐(少裝4根)、勁性骨架、吊索套管及預(yù)埋件、吊索、系桿底層鋼筋、底模系統(tǒng)和貓道，總重量為637.63t。(2)整體吊裝離為360m:起吊后，浮吊慢慢向后倒退轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)順至吊裝橋位方向，在行駛到預(yù)將系桿拱慢慢降落，放置在橋墩處的安裝臨時支座支座上，待系桿拱基本對位后，浮吊松降起重鋼(3)浮吊起吊前移浮吊沿河道向橋位移動，河道寬度需大于80米，浮吊停靠在橋位旁河岸邊拼裝場地處，浮吊通過前后四根鋼絲繩臨時固定，前錨固定在前側(cè)的固定錨上，后錨拋兩個固60.5mm。在所有準(zhǔn)備工作完成后，浮吊與河道中心線夾角為90°,然后同步緩慢起吊。系桿拱起吊前需進(jìn)行試吊，試吊需將系桿拱調(diào)離地面100mm,停止起吊，并在兩端用粗尼龍繩拉好手拉纜繩，(4)吊裝就位將前錨左側(cè)鋼絲繩生到對岸，依靠鋼絲繩牽引緩慢轉(zhuǎn)身，使浮吊慢慢平面旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)90°,使其正面朝座上，同時浮吊緩慢的分階段卸載(卸載70%),兩端與臨時支座處預(yù)埋鋼板連接固定好后，浮吊系桿拱起吊高度需高出安裝位置頂面500鋼管作為臨時支點(diǎn)，臨時支點(diǎn)需高出支座20mm,待系桿拱安全就(5)浮吊吊裝穩(wěn)定措施浮船吊裝時穩(wěn)定考慮采用地錨穩(wěn)定，通過浮吊船上4個卷揚(yáng)機(jī)上鋼絲繩與岸上地錨連接，控制卷揚(yáng)機(jī)來達(dá)到控制船體的穩(wěn)定。本段航道內(nèi)的水位短時間內(nèi)變化不大，水表6.1-1施工主要材料吊索112汽車吊23汽車吊1456472819浮吊1浮吊12423227.1系桿拱整體吊裝施工拱肋吊裝、拱肋支架系統(tǒng)、勁性浮吊運(yùn)行范圍內(nèi)水域?qū)挾仍?0m～130m之間；8.1根據(jù)《蘇州市軌道交通條例》,施工前報告運(yùn)營部門。9.環(huán)保措施應(yīng)盡量集中勞動力及切割設(shè)備在噪聲限制較低的白天10.1經(jīng)濟(jì)效益通過鋼管砼系桿拱整體吊裝施工技術(shù)的應(yīng)用，項目施工速度提高，節(jié)省工期及大量人工、機(jī)械該工程縮短工期60d,節(jié)省項目人工費(fèi)：80(人)×60(天)×400(元/工天)=192萬元。采用整體吊裝工法，節(jié)省支架材料費(fèi)用：136(長)×30(寬)×12(高)×78(元/方)=382縮短項目管理周期60天，管理間接費(fèi)節(jié)約：30(人)×60(天)×450(元/工天)=81萬元。項目節(jié)約成本：直接費(fèi)=382+192=574萬元。節(jié)約項目管理間接費(fèi)81萬元。通過主橋整體吊裝工藝，可節(jié)省項目成本總計655萬元，也可以大大減少對既有航道的占用，施工過程中河道占用僅2小時，確保航道正常通行，造就巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。為蕪申線運(yùn)河發(fā)揮10.2社會效益河定大橋系