沙江西路延伸段市政工程沙井河特大桥钢管拱安装方案比选

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:李保军 梅志军 范大意
[导读] 摘要:本文通过对深圳市沙江西路延伸段市政工程沙井河特大桥主桥钢管拱和格子梁安装方案进行比选,结合项目自身特点和外部施工条件,得出双栈桥+少支架+龙门吊施工方案无论在安全、质量、进度、还是经济上均为最优,为类似工程施工提供了宝贵的借鉴经验。
        深圳市交通公用设施建设中心,中国瑞林工程技术股份有限公司 深圳路桥工程有限公司  深圳  518000
        摘要:本文通过对深圳市沙江西路延伸段市政工程沙井河特大桥主桥钢管拱和格子梁安装方案进行比选,结合项目自身特点和外部施工条件,得出双栈桥+少支架+龙门吊施工方案无论在安全、质量、进度、还是经济上均为最优,为类似工程施工提供了宝贵的借鉴经验。
        关键词:下承式钢管拱桥;拱肋;格子梁;安装方案
        1、工程概况
        沙江西路延伸段市政工程位于深圳市宝安区,地处沙井街道办与松岗街道办的交界处,南起新和大道路口,北接广深高速西侧辅道(松安路),全线因沙井河的阻隔形成南北两段,分别为起点至沙井河旧路改建段,沙井河至终点新建道路段。其中,沙井河(桩号K0+680~K1+100)段设计跨河特大桥一座,由南引桥、主桥、北引桥组成,引桥及主桥桥跨布置为:南引桥(4×27m)+主桥(182m)+北引桥(17+3×25+17m),两侧引桥按现浇预应力箱梁桥设计,主桥为下承式钢管砼刚架系杆拱桥,矢跨比1/5,拱轴线采用悬链线,拱轴系数m=1.167,理论矢高f=36m,预拱度设置为L/600。立面布置图及横断面图见下图1-1、1-2。
       
       
        主拱拱肋采用钢管砼拱形空间桁架结构,等高度全桁架截面,拱肋高度为4.1m,宽度为2.4m。每条拱肋分七段吊装,最大吊装重量约71t。全桥设10道由横、斜撑组成的“K”形横向联结系。主桥桥面系由桥面格子梁和钢-砼组合桥面板组成,采用悬浮体系,端部简支在桥墩横梁牛腿上,不与拱肋端横梁固接。桥面格子梁包括主横梁、次横梁、主纵梁、次纵梁,均为工字截面,共22个吊装段,最大吊装重量约 70t。格子梁标准节段平面构造图如下图1-3所示。
       
        2、拱肋格子梁安装方案选择
        2.1常用施工方法
        拱肋格子梁安装常用的施工方法有支架法、斜拉扣挂悬拼法、转体施工法、顶推法等。本项目主桥为下承式钢管砼柔性系杆钢架拱桥,根据相关资料对跨径超过100m的钢管混凝土拱桥施工方法的统计,最常用的架设方法是斜拉扣挂悬拼法,其次是转体法和支架法。转体施工在峡谷、通航(行)等限制施工条件时用的较多,但是由于受转体重量、施工工艺的限制,转体施工也应用不多。对于中小跨径、不通航或通航要求不高、水深较浅、桥位处无结构物及交通干扰的钢管混凝土拱桥,经常采用支架法施工。随着支架材料选择范围的扩大、支架设计与施工经验的积累及大跨度钢管混凝土系杆拱桥结构上的创新和变化,施工支架经常能在缆索吊装法、转体施工法和门机吊装法中得到充分利用,例如缆索吊装法中必不可少的塔架和转体施工中的组拼支架等。
        2.1.1斜拉扣挂悬拼+缆索吊装施工法
        斜拉扣挂悬拼+缆索吊装施工法是大跨度钢管砼拱桥最常用的施工方法,见图2-1所示。
       
        图2-1拱肋吊装方案立面布置图
        2.1.2转体施工法
        转体施工法是将桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇筑或拼接)成形后,通过转体将桥梁就位的一种施工方法,它可以将受施工条件限制的作业转化为岸上或近地面施工。见图2-2所示。
       
        图2-2转体施工体系立面布置图
        2.1.3支架法(双栈桥+少支架+跨墩龙门吊)
        双栈桥+少支架+跨墩龙门吊法,其主要施工顺序为先安装梁后架设拱。主桥钢结构全部采用工厂制造,通过公路运输到工地预拼场内,在工地预拼场内预拼组装成设计节段,再通过龙门吊安装在临时支架上,在支架上进行主拱合拢及桥面梁体成型,龙门吊机行走在双栈桥上。双栈桥+少支架+跨墩龙门吊法示意图如下图2-3~4所示。
       
        图2-3双栈桥+少支架+跨墩龙门吊法立面示意图
       
        图2-4双栈桥+少支架+跨墩龙门吊法横断面示意图
        2.1.4顶推法
        拱桥采用顶推施工法,属于较新的施工工艺,类似转体施工的优点,可以将水上作业转移到岸上,当场地受限时,还可边分段吊装,边向前顶推。顶推法施工如下图2-5所示。
       
        图2-5顶推法施工立面示意图
        2.2方案比选
        前面对四种施工方法分别进行了论述,现将其汇总于下表进行比选。
        方案比选表
       
        3、结束语:
        本文根据沙江西路延伸段市政工程沙井河特大桥现场实际情况,对其主桥施工吊装方案进行比选,从安全、质量、进度、经济以及征地拆迁方面进行科学分析,确定“双栈桥+少支架+龙门吊法”为最优施工方案。
        参考文献:
        [1]陈宝春 《钢管混凝土拱桥设计与施工》
        [2]冉升财 《下承式钢管混凝土系杆拱桥施工方案比选研究》
        [3]常晨曦 刘平安 《大型门式起重机在杭州九堡大桥钢构拼装中的应用》
        [4]张联燕 程懋方 谭邦明 陈俊卿 《桥梁转体施工》
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