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)置系梁拼裝平臺及拱肋拼裝平臺，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，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)對臨時(shí)支墩進(jìn)行沉降監(jiān)測，與理論計(jì)算值相比較，修正施工方案，沉降監(jiān)測采用電子水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求施測。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，并根據(jù)觀測結(jié)果對線形進(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。線形檢測分梁底線形監(jiān)測及梁頂繞度檢測。梁底線形監(jiān)測在每一節(jié)段前端底板位置布置測點(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)測量其高程，或采用全站儀從施工控制網(wǎng)點(diǎn)直接引測高程，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，在

8、每根吊桿的頂部和底部適當(dāng)