中铁广州局瓮开高速V标项目部 广东广州 510800
摘要:随着我国交通建设步伐的稳步加快,桥梁建设技术也在飞速发展,桥梁的跨径、桥墩的高度也随着技术的发展进步不断的“增大、增高”,而贵州“山高谷深”的特殊地形地貌造就了许多“跨大、墩高”的桥梁,本文以瓮开高速开州湖特大悬索桥瓮安岸3#主塔液压爬模施工技术为载体,介绍大跨度悬索桥斜腿门形高塔的施工技术及施工工艺。
关键词:山区峡谷;悬索桥;液压爬模;斜腿门形;高塔
工程概况
开州湖特大悬索桥在河谷两岸各设置一个主墩,采用1100m主跨一跨跨越洛旺河大峡谷,瓮安岸3# 墩和开阳岸4# 墩均为斜腿门式形,塔高分别为139m和141m(不含塔冠高度9.25m);塔身为钢筋混凝土,横梁为预应力混凝土,采用C50混凝土。主塔塔身标准断面采用矩形倒圆角形式,圆角半径为0.5m,塔身底面至变坡点为渐变段,底部断面为9.16m×7.66m,变坡点及以上标准断面尺寸为8.0m×6.5m,变坡点以下斜率变为横桥向外侧斜率为1/16.8,内侧斜率1/51.5,塔身变坡点以上横桥向倾斜,内外斜率均为1/25.4;塔座为梯形,高2m、底部16.5×16.5m、顶部12.5×12.5m;牛腿距离承台11.5m,顶面尺寸为7.9m×3.244m,高6m,主要承受钢桁梁加劲梁构件;横梁均为单箱四室矩形截面,下横梁宽3m×高4.0m,上横梁宽6.4 m×高7.5m。
一、施工重难点
1、项目地处黔东南山区,交通运输极为不便,桥位处受峡谷风影响。
2、塔身为斜腿门式结构,截面尺寸部分变化,内外模均采用钢木结合模板;变坡点前收坡较快,架体角度需要微调,不需要变轨;塔身斜率控制要求精度高,对于高塔来说,截面相对面积小、墩身高、施工精度要求更高。
3、桥位处远期规划为旅游观光景点,塔身外观质量要求高。
4、采用液压爬模施工,爬模系统自身的安全管理要求高。
5、塔身需预埋如爬升所需的爬锥、临时横撑平台、临时横撑、张拉平台、塔吊、电梯附着、塔顶主索鞍等预埋件,数量较多且预埋的精度和质量要求高。
6、塔身高度为139m,辅助施工配备的大型机械设备较多,起重吊装构件如临时横撑等较大较长,管理面多、点杂,且存在上下交叉作业,安全管理难度大。
二、施工技术
2.1施工总体布置
本桥在塔柱左右侧正中各布置一台塔吊及一台施工电梯配合施工,塔吊及电梯基础在施工承台的过程中预埋在承台内。主塔右肢采用7036型塔吊,最大吊重12t,最大吊装范围50m;左肢塔吊型号6015,最大吊重10t,最大吊装范围35m;两台塔吊吊臂上、下错开6m,防止施工过程干扰,左、右肢塔身各布置1台电梯,载重能力2t,与爬模下挂架平台连接,作为人员出入通道;为便于塔柱施工及为后期钢桁梁架设时提供钢梁起升场地,承台施工完成即回填承台四周并对回填部位进行硬化,场地四周设排水沟便于积水能够及时排除;为方便人员管理并划定吊装作业安全区域,对塔柱下方进行围蔽并搭设安全通道、设置电子门禁系统,在围蔽区域内规划有专门的位置搭设可移动式遮阳遮雨棚,并浇筑条基,用于摆放施工材料;混凝土泵管沿塔身布置,通过预埋件固定于塔柱表面。
平面及立面图
2.2测量放样
塔身的施工测量放样包括墩身纵横轴线的测设,吊装劲性骨架前的测设、劲性骨架安装后的复测、模板安装前测设、模板安装后纵横轴线的测设以及与对岸的联测。测量过程中为保证测量精度需采用“换手测量”,确保塔身的施工精度。
2.3塔身施工
塔身采用全封闭液压爬模分25个节段施工,施工过程中由第三方监控单位对主塔应力、塔身偏位等进行监控,根据监控数据指导施工。施工时需设计专门的劲性骨架辅助施工,劲性骨架为角钢型材经焊接拼装而成的具有足够刚度的钢结构骨架,单节劲性骨架分块厂制成型,现场吊装后利用连接杆件将各部件连为一体,以减小高空作业时间,降低吊装难度。
首节段通过在塔座上搭设双排钢管支架施工。为保证钢筋的安装质量,在劲性骨架上设置专门摆放主筋的凹槽,以保证钢筋的间距。下横梁待爬模爬升后,与塔身异步施工;上横梁施工时先拆除内侧爬架,与塔身同步施工。
2.4爬模的拼装和验收、标准节段施工
首节段施工完成后开始安装爬模组件,爬模拼装时利用塔吊或汽车吊配合,拼装前对所有构件进行清点检查,数量及质量符合要求后方可开始拼装,拼装过程严格按照《液压爬模施工方案》进行,拼装完成后组织厂家、监理及技术人员对爬模的完整性、符合性等进行联合验收,验收合格后方可投入使用。
在待浇筑节段预埋爬升所需的爬锥等,因爬模全部靠爬锥受力,因此一定要保证爬锥的预埋精度和质量。爬升前以及混凝土浇筑前后,需对爬模各部位进行全面细致的检查,并做好检查签证,符合要求后方可进行下一步工序。
混凝土浇筑后,开始混凝土顶面的凿毛及下一节段劲性骨架的安装、钢筋绑扎,混凝土强度达到15MP时,爬模即可爬升施工下一节段。
2.5横梁施工
下横梁采用落地式钢管支架,爬模爬升后浇筑条基、搭设钢管桩支架;支架搭设完成后组织人员进行检查验收并按要求进行预压。
上横梁采用空中支架法分两次施工;上横梁支架分为主体受力结构及底模系统,主要由承重桁架、分配梁及牛腿等组成,因牛腿构件施焊在预埋钢板上,焊完后需对焊缝进行超声波探伤;支架全部安装完成后需对支架进行全面检查验收并进行预压,浇筑混凝土过程中安排专人对支架进行检查并控制混凝土的浇筑速度;第二次混凝土浇筑前,先对第一次浇筑的部分预应力束进行张拉,张拉力按设计控制应力的50%控制,第二次浇筑混凝土时为防止产生结构裂纹,可在拌制混凝土时加入适量膨胀剂。
2.6、临时横撑
由于本工程塔身两塔肢横桥向向内倾斜,因此,为减小横桥向水平分力对塔肢的不利影响,施工至一定高度后通过临时横撑在主塔内侧施加水平推力,本桥塔身共设置4道临时横撑,顶推力严格按照实时监控的数据施加,为减少温度及日照对监控精度的影响,顶推应选择一天中气温最低的时间进行,施工过程中要监测横撑的轴力及变形。
三、爬模施工优点
1、架体、施工荷载全部由预埋爬锥承担,爬模从拼装到完成一次到顶不落地,不需要搭设支架,适合高空作业;爬模自爬,原地清理,爬升速度快,标准节段施工进度可达0.8d/m,可降低塔吊的吊次,有利于快速施工。
2、架体设有吊平台,爬模爬升后可利用吊平台对已浇筑节段混凝土进行涂装作业,随塔身施工同步进行,节约资源。
3、架体为分离式桁架架体,采用模板与架体分离式结构,可以整体爬升,也可以单面爬升,方便上下横梁及牛腿处施工,也便于塔身斜率调整。
4、架体四周采用全封闭式结构,为钢筋绑扎、模板加固及预应力张拉提供了操作平台和安全防护,有利于施工安全。
5、结构误差小,纠偏简单,施工误差可逐层消除。
四、悬索桥高墩施工的几点体会
1、为保证混凝土外观质量,对模板拼装的细节要格外重视:一是要保证面板之间的接缝平整,没有错台;二是要保证横向背楞之间的连接质量,可提高模板整体刚度、保证塔身结构尺寸。
2、为了减少浇筑时漏浆对已浇筑面的外观影响,除保证模板与已浇筑面10cm的搭接外,还可采取在模板下口设置橡胶止浆带的措施减少漏浆对外观的影响。
3、可在爬模下挂架上安装喷淋设备对已浇筑混凝土面进行同步喷淋养护。
五、结束语
通过液压爬架在本工程中的应用,极大的提高了工效、保证了施工安全,也使瓮安岸主塔提前半年完成,更在斜腿门形高塔使用液压爬模方面积累了丰富的经验,在施工技术应用上更加成熟。
六、参考文献
《开州湖大桥主塔施工设计图及主塔部分施工图》
《液压爬模模板施工技术规程》JGJ95-2010
作者简介
党渭强(1984.05.09),性别:男;籍贯:陕西渭南;民族:汉族;学历:本科;研究方向:桥梁施工;单位:中铁广州工程局瓮开高速公路V标项目经理部。