大跨度鋼箱系桿拱橋懸臂拼裝施工工法

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1、大跨度鋼箱系桿拱橋懸臂拼裝施工工法中鐵**集團(tuán)有限公司中鐵**集團(tuán)第一工程有限公司1.前言武廣鐵路客運(yùn)專線汀泗河特大橋采用1-140m下承式鋼箱系桿拱橋斜跨京珠高速公路，為國際上基于350km/h的客運(yùn)專線同類型橋型中最大跨徑。此類橋型結(jié)構(gòu)力學(xué)性能優(yōu)良，同時(shí)造型優(yōu)美，跨越能力大，在力學(xué)上為外部靜定內(nèi)部超靜定體系，與混凝土梁橋相比，具有建筑高度低，一期恒載作用小等特點(diǎn)，在橋下凈空要求較高且橋上受線路坡度限制時(shí)，還能減少引橋的長度。隨著當(dāng)代工程技術(shù)的發(fā)展及鋼材質(zhì)量的不斷提高，鋼箱系桿拱橋的應(yīng)用越來越廣泛。目前國內(nèi)該橋型橋梁主要采用原位拼裝法或頂推拖拉就位法，無論采用

2、哪種工法，均需設(shè)置系梁拼裝平臺(tái)及拱肋拼裝平臺(tái)，臨時(shí)工程數(shù)量巨大。拼裝下節(jié)系梁直至完成，縱橫梁同步安裝吊桿吊裝線形應(yīng)力監(jiān)控吊桿拼裝直至完成，吊桿間橫聯(lián)同步吊裝臨時(shí)工程拱腳吊裝拱腳定位系梁吊裝線形應(yīng)力監(jiān)控對(duì)稱拼裝拱肋直至完成，橫撐同步吊裝拱肋吊裝線形應(yīng)力監(jiān)控合龍?bào)w系轉(zhuǎn)換根據(jù)拼裝分段地面拼裝系梁線形調(diào)整線形調(diào)整線形調(diào)整圖5.1大跨度鋼箱系桿拱橋拼裝施工工藝流程圖武廣鐵路客運(yùn)專線汀泗河特大橋“大跨度鋼箱系桿拱拼裝施工新法探索”QC成果獲得了2009年度湖北省工程建設(shè)QC成果一等獎(jiǎng)和全國優(yōu)秀QC成果小組。武廣鐵路客運(yùn)專線汀泗河特大橋綜合施工技術(shù)二〇一〇年十一月通過了湖北省

3、科技廳的技術(shù)鑒定，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該成果對(duì)拼裝施工過程中臨時(shí)工程、拼裝施工和施工監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究、開發(fā)和應(yīng)用，首次利用系梁的自身剛度進(jìn)行懸臂拼裝、利用剛性吊桿作為主要支撐進(jìn)行拱肋拼裝的施工方法，豐富了我國大跨度鋼箱系桿拱橋的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。我們將有關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行了精煉和總結(jié)，形成本工法。2.工法特點(diǎn)1、利用拱橋系梁的自身剛度進(jìn)行懸臂拼裝，不設(shè)置系梁拼裝平臺(tái)，減少了臨時(shí)工程數(shù)量及投入成本。2、利用拱橋剛性吊桿作為主要支撐拼裝拱肋，不設(shè)置拱肋拼裝支架，減少了臨時(shí)工程數(shù)量及施工成本。3、拼裝工期較短。因臨時(shí)工程數(shù)量減少，且鋼箱系桿拱橋的安裝基本不影響附

4、近引橋的施工，其工期相應(yīng)縮短。4、該工法施工簡單，適用性強(qiáng)，容易推廣應(yīng)用。3.適用范圍本工法適用于鐵路、公路、水電等大跨度下承式鋼箱系桿拱結(jié)構(gòu)。4.工藝原理4增設(shè)臨時(shí)支墩；建立整體計(jì)算分析模型，采用MIDAS/Civil軟件對(duì)施工全過程進(jìn)行仿真計(jì)算，采用系統(tǒng)的線形監(jiān)控及應(yīng)力監(jiān)控，確保臨時(shí)支墩的穩(wěn)定，適時(shí)調(diào)控各懸臂拼裝段的線形和全橋線形，確保拼裝、體系轉(zhuǎn)換過程中臨時(shí)結(jié)構(gòu)和主體工程的質(zhì)量和安全；采用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，優(yōu)化施工組織，優(yōu)質(zhì)、高效完成全橋施工任務(wù)。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程工藝流程見圖5.1。5.2操作要點(diǎn)圖5.2.1-1支墩頂部構(gòu)造圖5.2.1

5、臨時(shí)支墩臨時(shí)支墩的設(shè)計(jì)是拼裝施工質(zhì)量與安全保障的關(guān)鍵，臨時(shí)支墩基礎(chǔ)可根據(jù)地質(zhì)情況采用樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，臨時(shí)支墩一般采用鋼管立柱，頂部根據(jù)需要設(shè)置分配梁、托梁，考慮到卸載時(shí)操作方便，還應(yīng)設(shè)置墊梁，并預(yù)留千斤頂位，以便于線形調(diào)整（圖5.2.1-1、5.2.1-2）。臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)需進(jìn)行支墩承載力計(jì)算、承臺(tái)配筋計(jì)算、地基承載力計(jì)算、地基沉降計(jì)算等內(nèi)容，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果修正支墩設(shè)計(jì)參數(shù)。施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制支墩頂標(biāo)高，拼裝過程中每節(jié)間拼裝前后均應(yīng)對(duì)臨時(shí)支墩進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，與理論計(jì)算值相比較，修正施工方案，沉降監(jiān)測(cè)采用電子水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求施測(cè)。圖5.2.1-2

6、臨時(shí)支墩布置立面圖5.2.2系梁系梁吊裝設(shè)備根據(jù)需吊重量及場(chǎng)地情況選擇不同噸位的汽車吊或履帶吊，從固定端往活動(dòng)端依次懸臂拼裝拱腳、系梁及縱橫梁（如圖5.2.2-1）。圖5.2.2-1系梁懸臂拼裝每一節(jié)系梁拼裝完成后，均應(yīng)進(jìn)行線形及應(yīng)力觀測(cè)，并根據(jù)觀測(cè)結(jié)果對(duì)線形進(jìn)行調(diào)整，確保鋼梁應(yīng)力水平在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，節(jié)間拼裝誤差不大于2mm。線形檢測(cè)分梁底線形監(jiān)測(cè)及梁頂繞度檢測(cè)。梁底線形監(jiān)測(cè)在每一節(jié)段前端底板位置布置測(cè)點(diǎn)，1、2、3點(diǎn)，采用電子水準(zhǔn)儀從墩頂臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量其高程，或采用全站儀從施工控制網(wǎng)點(diǎn)直接引測(cè)高程，與理論值比較，調(diào)整在預(yù)期精度范圍內(nèi)，保障橋梁預(yù)拱度符合理論計(jì)

7、算值（如圖5.2.2-2）。梁頂繞度監(jiān)測(cè)主要是保障橋梁局部線形平順，各箱梁施工節(jié)段頂板距前端約10cm處設(shè)置A、B兩撓度測(cè)點(diǎn)（焊接2cm左右高的鋼筋頭），在其后各節(jié)段的安裝施工中，測(cè)定系梁的撓度變形，跟理論值進(jìn)行比較，修正后續(xù)施工參數(shù)(如圖5.2.2-3)。4圖5.2.2-2梁底線形控制點(diǎn)示意圖圖5.2.2-3梁頂撓度測(cè)點(diǎn)示意圖5.2.3吊桿及拱肋圖5.2.3拱肋拼裝系梁拼裝完后在系梁上對(duì)稱安裝拱肋吊桿并將吊桿局部加強(qiáng)且連成整體，在吊桿上分段安裝拱肋、橫撐，直至拱肋合龍（見圖5.2.3）。拱肋合龍時(shí)溫度應(yīng)在設(shè)計(jì)檢算允許溫度范圍內(nèi)。吊桿吊裝時(shí)主要進(jìn)行垂直度監(jiān)測(cè)，在

8、每根吊桿的頂部和底部適當(dāng)