摘要:“自贡市东兴寺片区汇兴路1号桥”是自贡市域设计理念最新、单跨跨径最大、桥面宽度最宽、施工方式最独特的桥梁工程。采用厂内分段制作运输至现场,在现场进行二次拼装后整体采用拖拉式多点连续顶推施工工艺。
关键词:桥梁、钢结构、顶推
1.工程概况
自贡市东兴寺片区综合改造工程汇兴路1号桥为城市主干道,主桥采用(22+106+22)m下承式钢拱桥,桥宽为38m。
主桥结构采用跨径为106m的钢桁架拱梁结构,下拱肋失高19.27m,失跨比1/5.5,拱顶高度为3.5m。主梁为主纵梁、钢横梁、次纵梁共同受力的结构,桥面系为正交异形板,桥梁中心线处梁高2.57m,钢材采用Q345qD。
2.现场施工工艺
2.1 施工整体方案
现场利用60x180m拼装场地设置一个拼装顶推平台,为满足现场的安装工期,现场配备70吨龙门吊一台、180吨履带吊一台、80吨汽车吊一台进行构件拼装。顶推在2号和3号桥墩间设置四个临时支墩,架设两台千斤顶,待整体拼装焊接完成报检合格后采用多点拉杆式连续顶推。
2.2 临时支墩与拼装支架
2.2.1 临时支墩
顶推临时支墩为顶推施工而搭设的刚性支架,全桥共布设4个临时支墩,每个临时墩分上下游布置,最大跨度为40m。临时支墩布置图如下:
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图2.2 临时支墩的立面图
临时支墩采用6根Φ1200mm×12mm组成,钢管桩连接系采用Φ426mm×8mm,钢管桩需入土一定的深度,保证其受力,临时支墩上部设置纵、横分配梁,分配梁采用H600x600的H型材,并架设顶推系统。在钢梁施工过程中,临时墩位于受力状态,必须保证临时支墩的安全,为了避免临时支墩收到船舶的撞击,采取以下措施:
(1)在临时墩上下游安全范围边界设置警戒线,同时设置防撞墩加强临时墩稳定性;
(2)在桥位上下游设置引导船,对区域的船舶实施管制。
2.2.2 拼装平台
钢梁拼装平台是由顶推工作平台和顶推拼装平台组合围城,钢梁拼装平台位于桥梁的东侧(60x180m),该平台主要用于钢梁的提升、拼装、顶推。
为方便钢梁的拼装,在平台上设置一台70吨的龙门吊。龙门吊的起升最大高度最少为40m,跨度为45m。
拼装平台由顶推工作平台和临时拼装平台组成,其中顶推工作平台采用6根Φ1200mm×12mm组成,钢管桩连接系采用Φ426mm×8mm,截面为3x5m,上部设置纵、横分配梁,分配梁采用H600x600的H型材,并架设顶推系统。
拼装平台系安装施工:
(1)临时支撑地面基础应先进行平整硬化处理。硬化时应注意在临时支撑位置加设预埋钢板,并用混凝土浇灌成长3500mm*宽3500mm*高500mm的水泥墩,再将临时支撑底部与水泥墩上的预埋钢板焊接,保证其稳定性。按照桥梁中心线、支墩轴线、节段划分等情况,用测量仪器确定临时支撑的相关坐标及位置。
(2)临时支撑底部采用规格为700mm×700mm×20mm 和1400mm×1400mm×20mm 钢板。
(3)安装完成后需对整个支架的沉降状况及稳定性进行监测。
拼装平台临时支架的基础处理
地面上每个支架处地基需硬化处理,浇筑混凝土面积为3.5 m×3.5 m,片体支架需整体浇筑混凝土,混凝土厚度不小于50cm。
临时支架与基础连接:
地面临时支撑底部采用四块规格均为600mm×600mm×20mm,与混凝土基础固定。示意图如下:
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钢梁各个构件通过公路用运输至现场安装位置,车辆进场,把构件临时堆放于拼装平台附近,并方便龙门吊吊装的位置。钢梁共分为主纵梁、钢横梁、桥面板、次纵梁、悬臂、拱肋、腹杆、风撑各部位,按照安装顺序堆放整齐。
2.3 拼装工艺
步骤1:采用龙门吊依次将发运到现场的主纵梁摆放到拼装平台上,并注意各分段点的控制坐标件对应的位置。在每个拼装平台下设置一台50t的千斤顶。主纵梁拼装顺序:两端向中间拼装,可根据实际工期需求增加一台180吨履带吊两侧同时向中间进行拼装。
步骤2:依次将发运到现场的钢横梁梁摆放到拼装平台上,并注意各钢横梁的控制坐标件对应的位置。
步骤3:依次将发运到现场的次纵梁和桥面板摆放到拼装平台上。拼装完成检查控制尺寸后进行焊接,焊接严格按照《焊接工艺规程》中的要求施焊。
步骤4:依次将发运到现场的上下拱肋、腹杆利用已拼装焊接完成的主梁桥面进行二次组装。
步骤5:在主梁桥面上搭设拱肋拼装支架,依次安装拱肋,二次组装完成的的拱肋一侧采用70吨龙门吊安装,另一侧采用180吨履带吊吊装,两侧拱肋同时进行。
步骤6:安装拱肋的部分腹杆、风撑和主梁悬臂。
步骤7:安装吊杆,并按要求施加一定的张拉力,并在主梁和拱肋间两侧各设置四个临时拉压杆,并拆除桥面支架。
2.4顶推施工流程
顶推施工流程图
2.5顶推工艺
(1)待总装焊接,并检测合格结束后,在3桥桥墩安装顶推牵引系统和纠偏系统,并调试结束后启动顶推系统,向前顶推。
(2)待拉锚器近3号桥墩后,暂停顶推并结束,启动4号桥墩的顶推系统,钢绞线后拖至4号桥墩,并继续顶推。
(3)待拉锚器近4号桥墩后,暂停顶推并结束,启动1号桥墩外侧的临时支墩的顶推系统,钢绞线后拖至临时支墩上,并继续顶推。
(4)当顶推到1号桥墩后,顶推结束,并拆除导梁,进行梁体体系转换,拆除临时支墩,顶推设备,将整桥落在永久支座上,达到设计标高,完成顶推工作。
2.6 横向控制措施
在滑道侧面安装有限位导向轮,可将钢梁横向偏移控制在一定范围内。钢梁纵向移动时,在钢梁和导向轮之间塞入楔铁,使钢梁在纵向移动的同时产生横向位移,达到钢梁横向纠偏目的。
当其它纠偏方式无法满足要求时,可在临时墩上设置反力架,将千斤顶作用于梁体侧面,对梁体进行限位或纠偏。
2.6 落梁
在落梁进行之前,需先将支座垫石预先施工及支座预先摆放安装。落梁到位后完成主梁与支座连接工作。施工完成后,临时墩退出工作,梁体落于永久支座上。
钢箱梁顶推到位后,需要拆除临时支垫,将梁体落至设计位置。主要方法为利用顶升千斤顶2次同步起落梁,2次拆除支垫。
2.7 施工过程中的测量监控
为确保钢箱梁整体精度和支座反力情况达到设计要求,主要对以下三个方面实施测量监控:
a、垫石施工需按照设计要求控制高程;
b、对钢箱梁的支墩搭设、滑道安装、钢箱梁顶推等工序施工监控采取单一、固定式控制点实施;
c、钢箱梁梁段拼装前,需对各临时支墩滑道标高和限位块的位置进行监测;钢箱梁拼装过程中,根据实时监测数据及时调整各梁段线形及标高;钢箱梁顶推过程中,实时进行位置纠偏,确保梁段线路中心刻度线与线路中心线偏差满足设计要求,并避免两幅钢桥在顶推过程中发生碰撞。
(1)临时支墩、顶推滑道的测量
根据钢梁总体线性要求,在顶推施工前及施工过程中,详细计算支墩的坐标以及滑道顶部的控制标高,并复核无误。
(2)钢箱梁顶推过程中的测量
顶推前,先在顶推方向建立观测点,然后在线路中心线上每间距10m设立观测小棱镜。钢箱梁顶推过程中,通过全站仪观测布设的小棱镜,可以随时计算、测量钢箱梁的偏位情况,及时进行纠偏,保证整体线性。
3.总结
通过对自贡市东兴寺片区综合改造工程汇兴路1号桥施工工艺的研究,详细介绍了此类桥梁现场施工的重点及难点,此类桥梁属于整体顶推,精度要求较高,重点是顶推前相关支点位置的计算及顶推工程中数据监测,并实时纠偏。
参考文献
韩志永 《顶推技术在桥梁工程施工中的应用》.《交通建设与管理》.2014
杨鹏程 《顶推法在公路桥梁施工中的应用》.《工程技术:全文版》.2016