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柔性墩中央索面宽幅斜拉桥上部结构关键施工技术

周功建

(中铁大桥局集团第一工程有限公司,河南郑州450053)

[摘要]柔性墩中央索面宽幅斜拉桥结构形式较为特殊,在主梁悬肾施工中对整体稳定、宽梁横向抗扭、索力调整桁长大挂證、环氧钢绞线斜拉索挂设、体系转换等关键施工技术进行了论述. 及不平衡荷载控制均有十分严格的要求.结合浙江富阳鹿山大桥主桥上部结构,对独柱式塔、单箱五室箱梁、多主

[关键词]桥梁工程;斜拉桥;柔性墩;施工技术

[中图分类号]U448.27 091101(10)862001[][]

Key Construction Techniques of Superstructure ofFlexible Pier Center Plane Cable Stayed Bridge

Zhou Gongjian

( 7he First Enginering Co. Lzd. China Raifwey Major Bridge Engineering Group Go. Lud. Zhemngzhou He 'nan 450053 Ghine)

Abstract :The structural form of flexible pier center plane cable stayed bridge is special. There arestability transverse anti-twisted abilities of wide-size box beam adjusting the cable forces and controlling exacting requirements in multi-work situations of cantilever method construction for instance globalunbalanced load. Based on the superstrueture of Lushan bridge this paper introduced the keyconstruetion techniques in many aspects of single column tower box ginder multi truss hanging basket structure system transfer and so on.

Key words ;bridges; cable stayed bridge; flexible pier;construetion

置栈桥至主塔墩处作运输通道,0号块及边跨现浇浙江富阳施山大桥是富阳320国道与杭新景高段采用钢管支架法现浇施工,主塔采用吊爬模施

1工程概况

速公路连接线跨越富春江的关键性工程.该桥为双工,主桥箱梁悬浇采用6主桁后锚式挂篮.环氧涂塔中央索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为层钢绞线斜拉索采用单根钢绞线循环挂设、整束调 118m256m118m,竖曲线半径18000m,梁宽33m,索法,主桥合龙段采用吊架施工.两主墩分别设置双薄壁柔性墩,墩、梁、塔固结,如图1所示.主塔为1台10t和8t塔式起重机,各布设电梯1座.索间距1.2m.主梁截面为倒梯形展翅箱梁,单箱五主塔劲性骨架采用塔式起重机分节段整体吊3.6m,三向预应力体系.中、边跨主梁划分为18,12板质量控制在7t以内,爬模下部设置张拉压浆修复个节段,标准节段长6.5m,混凝土用量168.7m.0平台.主塔采用C50纤维混凝土,节段最大混凝土号块长23m,现浇段长27.85m,合龙段长2m.

独柱式预应力混凝土结构,箱形截面,梁面以上塔高3关键施工技术

72.7m.斜拉索采用环氧涂层平行钢绞线体系,横向3.1主塔

室结构,全宽33m,底宽13m,翼缘板长4.25m,梁高装.吊爬模分4块由塔式起重机提升安装,单块模用量约90m”,采用易于装卸混凝土的特制吊罐浇 筑,主塔壁厚最薄处67cm,可在波纹管之间下专人振揭.

2上部结构总体施工方案

实施性总体施工方案为:两岸分别沿桥中线设

主塔斜拉索锚固区设“井”字形632精轧螺纹钢筋加强,该预应力筋十分密集,竖向最小层间距15cm,预应力筋、索道管需严控加工精度,并需利

图1主桥桥型及横向结构布置(单位:m)

(i) ie ans pe ai apq a I

用劲性骨架精确定位.预应力筋一端为锚固端,另一端为张拉端,纵、横向筋交错摆放.错垫板与短 钢管的焊接处、短钢管与波纹管的连接处、螺母与锚垫板之间、压浆嘴、出浆嘴处均较易漏浆,这些地方的加工与安装质量控制至关重要,将直接影响张拉与压浆的质量和进度.精轧螺纹钢均采取复拉措施,张拉完成后,需及时压浆并保证浆体饱满.

3.2多主衍长大挂篮悬浇施工

3.2.1挂篮结构形式

结合中央索面宽幅箱梁的结构特点,选用后锚式挂篮施工.本挂篮有以下特点:主桁共6片,分别置于箱梁腹板处,桁片各杆件采用销接,易运输、装 拆,主桁前下斜杆前端拾起一定角度,增大了操作空间;底模平台采用桁架式,结构轻、变形小:前吊挂采用吊带与精轧螺纹钢组合方式,两者间用分配梁过渡连接,站在底模平台上即可调整标高;挂篮走行分2步进行,先走行主桁系统及导梁,到位后错 固,再走行底模平台及侧模系统,2步走行均采用液压驱动方式.挂篮布置如图2所示.

图2主标挂篮布置(单位:cm)

Fig. 2 The main truss hanging basket layout ( unit : cm)

3.2.2标准节段施工周期

3.2.3钢筋及预应力安装

3.2.4索道管定位

3.2.5混凝土配合比及浇筑

每个标准节段的施工工序及时间安排为:混凝土浇筑(1d)→强度达到90%(3d)→张拉三向预应力(1d)→挂索(12h)→挂篮走行及调模(1d)一绑扎底腹板钢筋(1.5d)→安装钢内模(1d)一绑扎顶板钢筋(1.5d)→清理底板、检查验收整改 (0.5d).正常情况下,每节段施工周期安排为11d.

由于主梁箱室多,且每节段均有横隔板,造成钢筋及预应力、内模安装十分繁琐.主梁三向预应力中,节段间的纵向预应力较为特殊,采用432精 轧螺纹钢,每个断面布设94根,每个节段张拉47根,相邻预应力交错进行张拉.该纵向预应力施工时需特别注意以下几点:①纵向预应力接长采用连接器,前后2根精轧螺纹钢旋人连接器的长度需相 等并接触,连接器安装时须靠波纹管连接套后端放置,以防张拉伸长后抵触前端混凝土.②波纹管定位需严格控制,特别要避免在连接器处弯折,否则,张拉时极易造成精轧螺纹钢在连接器处破坏.③波纹管连接处需缠牢,锚垫板与端模间塞人棉纱, 以防漏浆.④该类预应力安全储备应充足,张拉强度不宜超过标准强度的80%.

梁体索道管安装在梁体相应节段中箱室处,先进行租定位,然后在测量观测下,将索道管通过微 调装置进行精确定位,通过反复调节,使索道管达到要求的精度,最后固定牢靠.索道管的安装标高根据挂篮挠度、梁体预抛高而定,并需考虑旋转角度,以保证斜拉索安装质量.

主梁采用C60高强度等级混凝土,为优化配合比,对多种试拌配合比进行了比选,最终为:P,052.5水泥:粉煤灰:细集料:粗集料:水:外加剂=492:43:644:1096:155:6.42(kg/m) 初凝时间 12h,终凝时间18h.混凝土浇筑采用泵送方式.

3.2.6立模标高及线形控制

为保证每梁段立模预拾值的规律性和准确性,近主塔处,纵向、横向对称布置;调索时尽量避开中午高温时段:混凝土浇筑时,严格控制顶、底板厚度,多余混凝土及时清除.

测量,并对边、中跨侧测量数据及两主塔间的测量数据 每施工完1个梁段后,均需对主梁标高、线形进行进行分析对比,发现异常及时调整节段立模标高.3.3主梁悬浇状态的纵向稳定性及横向抗扭控制3.3.1悬浇状态稳定性与柔性墩刚度加强措施

主梁悬浇过程中,不可避免地会出现施工荷载、挂篮对称浇筑时混凝土方量差异、风荷载等引起的顺桥向不平衡荷载,以及中、边跨水平风力不均衡引起的“水平推磨”现象,极端工况下还应考虑施工中挂篮脱落影响,这些不利荷载的组合,特别 是极端工况会给结构薄弱部位柔性墩带来很大安全风险.由于双薄壁墩之间未形成闭合截面,抗扭及整体刚度较低,为增大柔性墩抵抗双慧肾主梁的竖向和水平向不平衡荷载的能力,增大安全储备, 在柔性墩顺桥向两侧各增设4根d1m临时钢管混凝土柱,均支于箱梁腹板处,该钢管混凝土柱还兼作0号块支架用.为监控其在施工中的受力状况,在钢管外壁上安装了钢弦式应变计.

3.3.2横向抗扭控制与监控措施

中央索面宽幅箱梁在悬臂浇筑时对横向扭转控制要求很高,施工中主要采取了以下措施,每塔2只挂篮浇筑时,严格控制混凝土用量差在8㎡”以内,同时控制好每只挂篮横向浇筑量差在2m”以 内:尽量减少桥面堆载和施工荷载,纵向及横向均按对称性原则布设;及时张拉已浇筑梁段的三向预应力体系,增强梁体抗扭能力;每节混凝土浇筑一半时,对上节段斜拉索调索1次;监控措施中,在主梁横断面埋设了多个传感器,及时监测横断面对称 位置处应力、标高变化情况.

3.4斜拉索挂设及索力调整

在每个梁段三向预应力张拉完毕后,利用塔式起重机安装HDPE外套管及第1股钢绞线,再利用卷扬机每2股一组循环穿挂其余钢绞线,梁端直接 锚固,塔内张拉锚固,每塔在梁面上设有4台卷扬机,边、中跨及上、下游索可同时挂设,每根索均按先上排孔、后下排孔的顺序进行.首次采用单股等值法张拉,每根斜拉索各股钢绞线的离散误差控制 在理论值的±1%.

根据监控和设计要求,首次张拉后,还需再调整索力3次,调索时间分别为,在节段混凝土浇筑至一

3.5合龙技术

3.5.1超长合龙束安装

3.5.2体系转换注意要点

4结语

参考文献:

半时前相邻索整体张拉、首次单股张拉后前相邻索整体放张、在中跨合龙后进行全桥调索.调索采用800t根斜拉索需分级、对称张拉,最终每根拉索索力误差在控制索力的±2%以内.斜拉索调索完毕后安装减振器及防水罩,最后进行锚具防腐处理.

由于边墩处引桥现浇箱梁先施工,边跨合龙束采用单端张拉,固定端采用P锚,中跨合龙束采用范围内安装好,伸出现浇段的钢绞线包裹好后垂于 两端张拉.现浇段浇筑前,将边跨合龙束在现浇段栈桥上,待挂篮走行至第12个节段时,即将合龙束在挂篮上单根穿设于梁体内,直至张拉端.中跨合龙束短束采用单根穿设,长束采用整束穿设,均在合龙前穿设合龙束,整束穿设时,端头钢绞线需做 变径处理,并利用细钢丝绳和卷扬机牵引.

合龙段浇筑采用水箱预压重法,由于本桥结构体系的特殊性,体系转换中采取了以下特别措施:①墩梁固结加强措施钢管混凝土柱需在边跨合龙 束张拉后、中跨合龙前拆除.②边跨合龙束按要求张拉一部分后,中跨挂篮方能进行施工.③中跨合龙口“锁定”前,在合龙处对称设置4个顶推点,向8000kN,顶推时,要求4点同步施力,并需密切监控 两边跨侧各施加2000kN顶推力,总顶推力为梁端位移及两主墩墩顶位移,要求对顶推力和位移进行双控,顶推到位后,快速焊接合龙骨架进行“锁定”.④合龙段采用微膨胀混凝土,需选择夜晚气温较低且相对平稳时段进行浇筑.

富阳鹿山大桥成桥荷载试验已顺利完成,各项试验参数与设计值吻合良好.柔性墩中央索面宽幅斜拉桥有别于常规斜拉桥,在其上部结构施工中,需针对该类桥梁结构特点,采取对应措施来满 足其特殊的安全和质量要求.

[1]蔡爱杰,王中文,薛长武.里门大桥牵索挂篮设计和试验[J]. 国外桥梁 2001(3) ;58-60 68.[2]薛长武,潭立新,卓文泽,重门大桥主桥箱粱施工[J].国外桥[3]王冲,周,孙东利,等.独塔斜立桥钢桥错固区钢销箱应力 梁 2001 (3) ;46-48.分析[J].桥梁建设 2015(3);51-57 [4]汪正兴,王波,荣小鹏,大跨度斜拉桥斜拉索阻尼减振技术研 究进展[J]. 桥梁建设 2015(3) :13-19 [5]袁佩,尚军宋,安永日,单索面部分斜拉桥索梁销固区疲劳试验研究[J].公路交通技术 2014(6):11-15.

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