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斜拉桥工程施工程序施工技术方案

斜拉桥工程施工程序施工技术方案索塔施工2.1 简述本桥主桥为塔梁固结体系,索塔采用曲线H 型索塔,塔柱曲线半径275.4m(外侧),箱形断面,索塔全高107m(从承台顶面算起);其中上段塔柱39.8m,中段塔柱48.6m,下段塔柱18.6m(含塔柱底座)。

上段塔柱塔柱断面为等截面,顺桥向尺寸6.5m,横桥向尺寸4.6m,空心矩形截面,顺桥向壁厚1.0m,横桥向壁厚0.9m。

中段塔柱断面为变截面空心矩形截面,顺桥向尺寸6.5~7.972m,横桥向尺寸4.6m,顺桥向壁厚1.2m,横桥向壁厚1.1m。

下段塔柱也为变截面空心矩形截面,顺桥向尺寸7.972~9.0m,横桥向尺寸5.5m,顺桥向壁厚1.2m,横桥向壁厚也为1.1m。

索塔横向设两道横梁,上横梁的顶板和底板均为半径12m 的弧形,采用空心截面,横梁宽度5.5m,横梁中心处高度15m,临近索塔处高度为30m,壁厚0.6m,由于结构造型的需要,横梁正中间开设半径 3.5m 的圆洞;下横梁梁为适应桥面横坡需要,采用变高度结构,横梁中部梁高4.5m,宽6.0m,顶底板厚为0.6m,腹板厚为1.5m。

横梁为预应力混凝土A 类结构,共设置了34 束15-25 预应力钢束。

预应力钢束锚固于塔柱外侧并采用深埋锚工艺,预应力管道采用塑料波纹管。

下横梁兼作主梁0 号梁段,形成塔梁固结体系。

斜拉索通过钢锚梁锚固于上塔柱,为抵消斜拉索的不平衡水平分力,在上塔柱斜拉索锚固区内配置了Φ32 的精轧螺纹粗钢筋。

索塔采用C50 混凝土,为便于施工、定位,索塔内设置劲性骨架,劲性骨架须按照图纸要求与钢牛腿壁板进行焊接连接,塔顶设置避雷针及导航灯,塔内设检修爬梯。

2.2 施工难点及重点(1)施工测量及控制塔高107m,测量控制难度大,需采用多种测量手段进行放样及施工控制测量,确保索塔施工精度要求。

索塔施工测量及控制的重点和难点有:外形轮廓曲线控制、钢锚梁安装定位及精确控制;索塔结构应力和变形控制,包括多种工况以及日照温差、风荷载等因素影响下的索塔各部位的应力状态和变形控制。

(2)钢锚梁施工斜拉索锚固区钢锚梁制作、安装精度要求高,单节钢锚梁重4.5t,钢锚梁安装定位难度大,定位精度将直接影响斜拉索安装质量结构受力和耐久性。

(3)高性能混凝土施工索塔混凝土最大泵送高度约107m,砼强度等级、抗裂及耐久性要求高,泵送难度大。

混凝土配合比设计及浇筑工艺是确保索塔混凝土质量的关键,尤其是上塔柱钢混结合段混凝土施工难度大。

2.3 总体施工工艺(1)塔柱起步段采用搭设脚手管支架作施工平台,立模现浇,第一段高度2.2m,第2个节段高度4.5m;其余节段采用爬模施工,标准施工节段高度为4.5m,锚固区标准节段高度3.9m共27个节段。

(2)下塔柱横梁、上塔柱横梁,采用搭设支架施工,与塔柱分离异步施工,下塔肢横梁一次浇筑完成,上塔塔横梁分四次浇筑完成。

(3)中上塔柱施工时,每隔一段距离设置一道水平横撑,对索塔施加一定的水平拉力,避免因施工荷载和塔柱自重引起过大的横向水平位移。

中塔柱施工时每隔一段距离设一道水平横撑并对索塔施加一定的水平顶推力。

水平横撑与塔柱固结。

及横撑待索塔施工完成后拆除。

(4)塔柱混凝土采用泵送施工工艺。

2-1 塔柱分段示意图2.4 设备选型及布置(1)塔吊选型及布置塔柱施工阶段选用2台120t.m 塔吊作为施工起重设备,分别布置在墩轴线上下游两侧。

塔吊采用基础预埋在主塔塔座里,采用组合型钢基础,顶标高为113m 。

(2)混凝土泵送设备选型及布置索塔混凝土采用商品混凝土,由8m3混凝土罐车运输到现场,泵送入仓。

根据混凝土的泵送高度浇筑强度要求,选用一台SCWHINGBP4000高压混凝土泵,混凝土泵布置在塔座底部,输送管道沿塔柱外侧布置利用爬模预埋栓孔固定。

(3)施工电梯选型及布置塔柱施工期间布置二部SCQ200GP型施工电梯下塔柱施工时,在承台顶面安装1#、2#电梯,作为上、下塔柱及上游侧中、上塔柱的施工通道,安装总高度为107m,塔柱施工完毕后拆除。

电梯导轨附着于塔柱外壁,并随着爬模外架的爬升而接高。

爬架外侧底口设置吊挂平台,作为电梯站台,见图2-1所示。

图2-2 塔吊及施工电梯布置图2.5 塔柱施工(1)施工工艺流程根据塔柱结构形式及高度情况,塔柱共划分为27个施工节段,标准节段高度4.5m。

塔柱采用爬模施工(起步段除外)。

塔柱施工工艺流程见图2-4所示。

(2)起步段施工下塔柱起步段2段第一段高2.1m,第二段高4.5m,起步段采用搭设脚手管支架作为施工平台,立模现浇。

施工完成后,安装爬模系统。

(3)塔柱爬模施工索塔2~26节段采用液压爬模施工,共计25个节段。

根据塔柱结构的变化,在12#节段模板需进行一次转换,在第17#节段,横桥向模板左右倒支使用①液压爬模系统爬模系统主要由模板体系和液压爬升体系组成。

塔柱分层施工高度为4.5m,模板设计高度为4.8m。

外模共设6层工作平台,内模采用挂架与模板组合。

所有平台均设置可调机构,随着索塔截面的变化,调整模板及工作平台尺寸。

液压爬模施工示意见图2-5所示。

图2-3塔柱施工工艺流程图图2-4爬模施工示意图图2-5 爬架布置图A.模板体系由于索塔截面形状、尺寸在一直变化,在施工过程中,需不断调整模板尺寸。

根据索塔的这一结构特点,塔柱外模板在平面上分为8第1#节段爬架布置图第12#节段爬架布置图块,施工时主要通过调整横桥向模板尺寸来达到设计要求,模板平面布置见图2-6。

图2-6 模板布置图塔柱内外模板采用新制木模,当整个爬升结构全部安装到位后,利用其自身的液压传动装备就可自动完成外模板的上升、下降。

内模板通过塔吊提升、安装。

B.爬升体系外模板体系通过钢梁与爬升主体相连,爬升系统由油缸驱动,液压自动爬架设6个工作平台。

在塔柱施工过程中,布置在塔周的爬升体系均同步爬升,带动模板共同均匀上升。

各个油缸通过控制调节器相互协调同步工作。

①爬模施工阶段共25个节段(2~26段),外模采用自动爬架与木模板组合,内模采用挂架与模板组合第1#节段模板布置图第12#节段模板布置图拉杆、拉杆座横桥向模板②吊模施工阶段索塔第25、26异形段内侧模板采用吊模施工,因25、26内侧为小半径圆弧(半径11.6m),内侧爬模无法布置轨道,采用在内侧能过预埋件搭设施工平台,用塔吊吊安内侧模板,外侧模板正常爬升。

(4)塔肢间临时撑杆设计与施工随着塔柱升高,索塔将产生较大水平位移和内倾力。

为抵消由于中下塔柱向内倾斜而引起的水平分力,控制塔柱位移与应力需要,在中下塔柱施工的同时每隔一定距离设置水平撑杆。

中塔柱拟设2水平支撑,水平支撑安装后即施加主动顶推力。

中塔柱水平撑杆拟设2道,每道水平撑杆采用2根φ1200×14mm 钢管,钢管通过预埋件与塔柱连接、水平撑杆采用塔吊整根吊装。

图2-7肢间临时撑杆布置示意图考虑水平横撑支撑及拆除将引起索塔变形,下中塔柱立模时需设置一定的预偏量加以调整。

(5)上塔柱钢锚梁制作运输①钢锚梁进场验收及安装钢锚梁加工制作是钢锚梁施工的一个关键工序,其加工工艺及精度直接影响钢锚梁承载能力和安装精度,应委托专业的厂家加工。

钢锚梁制造完成后在厂内进行节段间整体试拼装,检验整体几何尺寸、节段对接偏差和栓孔重合率。

经检测合格后进行涂装,发运至工地。

钢锚梁进场前经全面质量检查、验收、提交全部检查验收文件,报监理工程师确认签证合格后,填发产品合格证。

待完成并提交全部出厂文件后,钢锚梁构件及配件才能作为合格产品进场。

钢锚梁安装是上塔柱施工中的重要工序,其安装质量直接影响斜拉索能否顺利穿束,其安装定位精度必须控制在允许偏差范围。

详见。

表2-1钢锚梁安装的检查项目钢锚梁运至现场后应进行成对编号,避免装错,安装前应再次对钢锚梁尺寸,编号和加工质量进行检查校核。

(6)上塔柱钢锚梁安装钢锚梁运至索塔处后,用120t.m塔吊整体吊装。

首节钢锚梁安装采用型钢支架作为支撑,在支架上安放千斤顶对钢锚梁进行精确定位。

首节钢锚梁在预先搭设的支架上初步就位后,再利用双向千斤顶调整其平面位置,最后用手拉葫芦和千斤顶调整其高程,完成精确定位。

首节后钢锚梁安装步骤如下:1、安装钢锚梁临时搁置支架,在支架上安装双向千斤顶和手拉葫芦2、吊装钢牛腿及钢牛腿壁板,调位,钢牛退壁板与劲性骨架焊接成整体3、吊装钢锚梁,搁置支架上4、钢锚梁调位,与牛腿通过螺栓固结5、施工钢筋,模板,浇筑混凝土图2-8 钢锚梁支架布置图(7)上塔柱预应力施工索塔上塔柱锚索区预应力钢筋采用直径32精轧螺纹钢,性能和质量符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》(GB/T20065)的规定,钢筋间距40cm,每节钢锚梁范围内布置4层,每层4根,每根张拉力为650kN;采用交错单端张拉,形成锚索区的环向预应力体系。

以满足上塔柱的受力及耐久性需要。

①施工工艺流程固定端承压垫板→安放波纹管→焊接支架→固定波纹管→放置精轧螺纹钢→张拉端张拉→密封包扎为保证管道密封,不因砼振捣发生渗浆,在张拉端与固定端采用密封圈垫片进行处理。

②管道成孔预应力管道采用金属波纹管成孔。

③锚垫板安装锚垫板在测量的配合下进行安装。

定位完成后,及时固定。

安装好的锚垫板尾部与波纹管套接,波纹管套入锚垫板的深度不小于10cm。

其接缝填塞严密,并用防水胶布缠裹。

锚垫板口及预留孔内用棉纱或其它材料填塞,并用防水胶布封闭。

④预应力钢筋下料、安装钢绞线下料长度=理论长度+千斤顶工作长度+预留长度。

穿束前采用压缩空气清除管道杂质。

预应力束采取后穿法,人工将螺纹钢筋逐根穿入管道。

⑤锚具及千斤顶锚垫板、精轧螺纹钢螺母在使用前必须通过检查验收,合格后分类保存;千斤顶和油压表应配套使用,并及时标定。

⑥预应力张拉在塔柱混凝土强度达到90%后方可张拉预应力钢筋。

预应力钢筋采取单端张拉,预应力钢束张拉采用张拉吨位与伸长量双控,实际伸长量与理论伸长量差值控制在±6%以内。

预应力钢束张拉步骤为:0 →初应力(0.1σcon)→锚下控制应力→持荷5min→0→锚下控制应力→锚固。

⑦孔道压浆预应力束张拉完成后24h内进行孔道压浆,压浆采用真空压浆工艺。

⑧封锚真空灌浆结束后,螺纹钢筋在离螺母50mm处用砂轮切割,然后封锚。

2.6 横梁施工塔柱上下横梁与塔柱异步施工,搭设支架浇筑。

(1)支架设计及安装①支架系统设计A下塔柱横系梁支架体系主要由3根φ1000×12mm钢管立柱、卸荷砂箱、型钢、贝雷片、承重梁及工字钢分配梁组成。

见图2-17所示。

B.上塔柱上横梁支架体系采用在塔肢上埋设预埋件,安装钢牛腿,然后在牛腿上安装型钢梁,形成现浇托架。

②横系梁支架系统安装横系梁支架采用塔吊安装。

钢管立柱在后场按6m分节段加工,上下端设置法兰盘,现场采用螺栓连接。

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