重庆公轨两用斜拉桥宝塔型超高曲线形桥塔施工工法.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流重庆公轨两用斜拉桥宝塔型超高曲线形桥塔施工工法.精品文档.宝塔型超高曲线桥塔施工工法1 前言长江公轨两用桥宝塔型超高曲线桥塔与一般悬索桥、斜拉桥的桥塔相比具有特殊性。桥塔较高且是曲线造型,线性控制难度大,而公轨两用桥控制精度要求高。主塔施工采用以直代曲,模板分节要重点考虑曲线性控制。曲线形桥塔具有较大倾斜度,施工过程中为改善塔柱应力情况,同时一定程度调节主塔线性,需要对塔柱施加水平预顶力。为主塔横梁施工提供支架体系,并为预顶力施工提供操作平台,一般设置支架体系。曲线形桥塔决定索道管竖向无法在一条垂直线上,具有空间角度,定位难度大。重庆市江津区
2、*长江大桥,桥塔高188.30m,中上塔柱为半径600m曲线,下塔柱内倾角度1:5.45。在主塔施工过程中,为保证塔柱曲线线形优美流畅,采用液压爬模技术,并将模板确定为4.5m一节,不采用常用的6m一节。为减小塔柱外侧拉应力并一定程度减小塔柱内倾偏位,设计要求在下塔柱施工过程中施加三道预顶力。三道预顶力施工耗时费力,高空作业有极大安全隐患而且对后续工作开展有很大制约。施工中经过精密计算并吸收小吨位预顶力施工经验,总结提炼出1000t水平预顶力施工方法,将三道较小的预顶力改为一道1000t预顶力取得了良好的施工效果。为加快施工进度并提供预顶力施工平台,施工中采用装配式钢结构支架系统。*长江大桥桥
3、塔为双塔四索面设置,上塔柱设置锚固段,全段设井字形预应力,内含锚固齿块,索道管与多个方向存在夹角,最长索道管长度超过11m,穿过三个节段塔柱,为保证索道管精确定位,采用空间三维坐标对索道管两端中心进行定位,达到了长索道管的精确定位。针对宝塔型超高曲线桥塔的施工控制重点,编制本套工法。在工程实际应用中,该工法提高了工程质量和控制精度,同时节约了成本、明显加快了进度。2 工法特点2.1本工法控制精度高,在公轨两用桥上成功运用,针对类似宝塔型的钢筋混凝土结构超高曲线形桥塔有普遍适用性,同时可广泛运用于悬索桥、斜拉桥的曲线形桥塔或斜塔施工中,能有效保证桥塔施工质量、提高控制进度,并加快施工进度。2.2
4、采用液压爬模技术取代原来翻模施工,加快了施工进度,提高了施工质量,降低了安全风险。2.3桥塔预顶施工中可以将多道预顶力改为一道预顶力,多次施工改为一次施工。降低安全隐患,缩短工期,降低成本。2.4采用装配式钢结构支架系统,横梁与塔柱分开施工。一方面提高施工质量,加快施工进度,另一方面使用工地常见材料设备,大大降低成本。2.5长索道管定位技术,控制精度高,可普遍应用于一般桥塔索道管定位。3 适用范围本工法适用于宝塔型超高曲线桥塔,对一般桥塔施工同样具有指导意义。4 工艺原理塔柱采用爬模施工,横梁采用装配式钢结构系统,先施工塔柱后施工横梁,两者互不影响,塔柱施工至一定高度需要进行水平预顶力施工,上
5、塔柱采用长索道管定位技术,索道管定位精度高。液压自动爬模系统爬升的工作原理如下:4.1 起始浇注段中,按照设计位置埋设锚锥,并保证其位置准确。4.2 砼达到强度要求后拆模,以起始段中预埋的锚锥为支点拼装系统。4.3 调整模板位置,保证定位精度,进行浇注工作并埋设锚锥。4.4 模板后移,操作动力装置控制器爬升轨道,使其上部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固接,固定爬升轨道。4.5 绑扎钢筋之后,操作动力装置控制器爬升爬架,带动系统爬升至下一工作节段。4.6 模板前移合模,并重复上述工作流程。至预顶力施加位置,在塔柱绑扎钢筋的阶段进行预顶力施工。预顶力施工通过两根钢管施加。使用穿心千斤顶,在钢管中部顶推。
6、钢管每隔5.25m设置一道限位装置使钢管只能沿轴向移动。在顶推过程中,使用全站仪观测桥塔偏位情况,并使用钢尺测量千斤顶伸长量及钢管压缩量。顶推完成后在顶推位置加入内撑装置,退出千斤顶。拆除预顶力时,先将千斤顶放入顶推的位置,施加原顶推力,拆除内撑装置,再将千斤顶回油卸压,并拆除整个预顶装置。塔柱施工过程中拼装钢结构支架系统。支架系统采用钢管立柱,立柱通过预埋件连接在底系梁(或硬化基础)之上。立柱做成标准长度节段,各节段之间采用法兰盘连接。钢管立柱之间做水平及斜向支撑,支撑采用适当型号工字钢或者钢管。其中水平支撑通过预埋件与塔柱连接。塔柱施工至横梁时,预埋横梁钢筋,塔柱继续向上施工,再利用支架系
7、统进行横梁施工。塔柱、横梁施工错开进行可以加快施工进度。5 施工工艺流程及操作要点宝塔型超高曲线桥塔施工主要包括以下几道工序:爬模施工、装配式钢结构支架系统施工、预顶力施工、横梁施工、长索道管定位。施工工艺流程图如图5-1所示。其中预顶力施工分为以下几步:安装顶推设置、测量观测、千斤顶顶推、测量观测、焊接内撑装置、千斤顶回油撤出、(预顶力保持)、千斤顶复位、拆除内撑装置、千斤顶回油撤出、拆除整个预顶装置。施工工艺流程图如图5-2所示。图5-1 桥塔施工工艺流程图图5-2 1000t预顶力施工工艺流程5.1 爬模施工5.1.1 爬模系统拼装1 爬模系统构成爬架系统包括移动支架、后移装置、外爬架、
8、液压系统等通用部件及部分“非标准件”组成。1)移动支架浇筑砼时安装和支撑模板并承受部分砼侧压力;砼浇筑完毕后,通过支架上齿轮齿条带动固定在支架上的模板整体脱模,并可让出足够空间,进行模板维护工作。2)后移装置后移装置可通过后移梁及主背楞使模板前后移动,支撑模板并使模板就位,并可让出足够空间,进行模板维护工作。3)外爬架外爬架由上爬架和下吊架两大部分组成。上爬架拼装后构成模板的安装、调整、拆除,锚锥的安装及未浇砼段的塔肢钢筋绑扎处理的工作平台的支架;下吊架拼装后构成爬升装置操作,锚锥的拆除,塔肢砼表面修饰及设置电梯入口的工作平台的支架。4)液压系统系统由液压动力单元和电控操作系统两个主要部分构成
9、。2 爬模系统拼装移动模板支架需现场拼装,主要包括:预拼装、整体拼装、模板的调整、定位与脱模。1)预拼装预拼装在地面进行,主要步骤如下:在横梁上安装好前、后支座,然后将齿条用螺栓(M16x110)与前、后支座连接,最后用销轴(20x180)临时固定;在模板支架横梁上安装传动齿轮;在竖围檩上安装调节器和拉带,然后用销轴(26x125)将竖围檩与前支座连接;用销轴(26x125)将调节撑杆分别与竖围檩和后支座连接,支架即成为可移动的三角支撑体系;2)整体拼装:检查主纵梁的位置是否正确,安装是否牢固。将拼好的支架吊放到主纵梁上,调整支架位置,使横梁端面距砼面约为200mm,用支架连接件(M20x70
10、和扣板等)将横梁固定在主纵梁上。3)模板的调整、定位与脱模:用围檩卡具组件通过连接模板横围檩和支架竖围檩将模板固定在模板移动支架上。放松围檩卡具,转动安装在竖围檩上的调节螺杆,调整好模板平面位置(模板整体上下、左右及竖平面转角均可调整)后拧紧围檩卡具将模板固定,调节装置;拆除临时销轴,用专用工具转动齿轮轴,待前支座位于横梁适当位置后用销轴将其与横梁固定好。用钢楔条扦入前支座腰形孔中,推动模板面顶紧砼面。调节撑杆长度,使模板与水平面夹角满足塔柱外形要求 ;砼浇筑完毕达到拆模条件后,拆除对拉螺杆和销轴,用专用工具转动齿轮轴,带动模板脱模。5.1.2爬模系统爬升爬模系统爬升分为导轨爬升和爬架爬升。1
11、 导轨爬升1)导轨爬升前应做好准备工作2)确认爬升准备工作完全符合要求后,打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜,拆除导轨顶部楔形插销,开始导轨的爬升。3)导轨爬升时,外爬架平台上配置好人员对讲机,并选用专用频道,以保证通讯畅通。4)轨道每爬升一格时应通过对讲机联络,并确认上下换向盒是否都到位,到位后才可开始下一格爬升。5)导轨爬升过程中要保证保险钢丝绳不得影响导轨的爬升。6)导轨爬升至接近上部悬挂附墙挂座的高度时暂停,复核导轨与附墙挂座上导轨槽口的位置是否一致,若不一致,调节下方的支撑脚,使导轨能够顺利地通过附墙挂座的导轨槽口。7)导轨爬升到位后,应从右往左插上导轨顶部楔形插销,以确保插销锁
12、定装置到位。下降导轨使顶部楔形插销与附墙挂座完全接触。8)关闭控制柜、切断电源,完成导轨的爬升。9)拆除下层爬架悬挂件,取出混凝土内的预埋爬锥,及时修补螺栓孔,以便进行爬架的爬升。10)发现导轨爬升不同步及其它异常情况时应停下来研究处理。2 爬架爬升1)爬架爬升前应做好各项准备工作。2)经确认爬架爬升准备工作已完全符合要求后,启动液压控制柜,拔去安全插销,开始导轨的爬升。3)爬升时,外爬架平台配置好人员和对讲机,并选用专用频道,以保证通讯畅通。同时平台上要安排好专门观察人员。4)爬架架体荷载通过导轨来传递后,拔去承重销。5)在轨道上每爬升一格需通过对讲机联络,让爬架爬升操作者确认上下爬箱是否都
13、完全到位,到位后才可开始下一格爬升。6)当爬架爬升到位后,应及时插上承重销及安全插销。7)关闭控制柜、切断电源,完成爬架的爬升工作。8)旋上支撑脚至混凝土面,调节支撑架使竖向支架与混凝土面平行。9)当爬架爬升不同步及其它异常情况时,应停下来研究处理。5.1.3 预埋件及模板施工 1 预埋前,现场技术员应检查其是否完全进入锥形螺母。2 预埋时,严禁采取电焊固定方式。3 严格控制钢筋堆放在爬架上的重量。4 等混凝土达到一定强度后,拆除模板系统的对拉杆及附着在模板上的悬挂螺栓。5 模板拆除后应及时进行确定爬架悬挂预埋件位置的工作,在此过程中,操作工人应严格按现场技术人员所提供的数据进行作业,同时值班
14、技术员应跟班作业。6 每次模板安装前,应通知测量测放相应施工节段的模板底标高。7 模板按测量所放理论位置安装到位后,应及时通知测量复核。8 应确保模板下口与已浇节段砼的结合严密。同时应保证模板间接缝严密。9 模板对拉杆安装时,应确保端部塑料套与模板的结合严密,同时 应使拉杆处于拉直状态。10 浇筑过程中应派专人观察模板的变形及偏位情况,并做出及时处理。5.2 装配式钢结构支架系统施工装配式钢结构支架系统施工分为:支架构件加工、支架安装、支架拆除。5.2.1 支架构件加工钢管进场之后做防锈处理,并加工成标准节段。每个钢管端头做法兰盘,方便连接。法兰盘采用2cm钢板制作,外径比钢管直径大20cm,
15、内径比钢管直径小10cm。法兰盘按照设计做螺栓孔。立柱安装之前,先按照设计要求做好加工平台及上下爬梯。水平及斜向连接按照设计要求加工成标准构件。5.2.2 支架安装支架安装之前做好地基处理工作并在塔柱施工中埋置预埋件。立柱之间通过法兰盘连接。法兰盘与一般焊接相比,安装、拆卸方便,连接性能更可靠。水平及斜向连接采用焊接。每个操作点下在钢管上焊接操作平台。并在钢管立柱上做钢结构爬梯,供施工人员上下。支架安装通过起吊设备(塔吊)并辅助以卷扬机水平方向控制构件位置。第一根立柱安装时需要测量配合精确定位。水平位置精确定位的同时,控制支架标高。5.2.3 支架拆除 在横梁施工过程中在横梁底板预埋管道,方便
16、钢丝绳从中传出,可以在支架构件上方垂直起吊构件。同时通过滑轮组及卷扬机提供水平拉力。利用一个水平拉力,一个竖向拉力,采用“空中荡移法”拆除支架系统,保证了安全和施工进度。5.3 1000t预顶力施工5.3.1 施工准备先加工预顶装置,1000t预顶力采用80012钢管,钢管端头及接头做24mm法兰盘,法兰盘内径700mm,外径1000mm,千斤顶顶推处为直径1000mm钢板。钢管两端通过20mm预埋钢板与桥塔焊接,预埋钢板尺寸为11001100mm,厚度为20mm。千斤顶顶推位置,钢管端头做加强处理,采用五根工字钢并排焊接,焊缝宽度8mm,工字钢长度1.10m,每根工字钢腹板每隔10cm设置一
17、道横向加强肋板,加强肋板为1cm厚钢板。预顶位置内撑需要之前加工好,每根工字钢长度约70cm。见图2、图3。在施加预顶力的同一标高的塔柱位置贴反光片,以便全站仪观测。做好人员5.3.2 安装顶推设置钢管每隔5.25m,采用14a槽钢做成门式限位框架与原有支架体系连接固定,限制钢管位置,使之只能轴向移动。桥塔位置,钢管与预埋钢板沿钢管周围焊接,焊缝宽度8mm,并沿钢管四周均匀添加8块加强肋板。安装固定千斤顶,务必使千斤顶与钢管同轴。5.3.3 观测记录预顶力施加之前,需要使用全站仪测量桥塔位置,并做好记录。施工过程中跟踪测量,最后进行桥塔偏位核算。5.3.4 千斤顶顶推按照分级施加,稳步提升的原
18、则施加荷载。1000t预顶施加顺序:100t,200t,300t,350t,400t,450t,500t。每施加一次荷载,全站仪对塔柱偏位做一次测量。同时使用钢尺测量千斤顶伸长量,并使用固定参照测量钢管压缩量。待塔柱偏位及预顶力均达到设计值时,顶推完成。千斤顶顶推加载过程中需要安排人员沿顶推钢管严密观察钢管变化,特别是接头位置,如果发现异常,立刻叫停。5.3.5 焊接内撑待预顶力施加完毕,千斤顶持压并尽快焊接内撑。量取尺寸,将工字钢切割成适当长度,与24mm端头钢板进行焊接,焊缝长度8mm。焊接时保证千斤顶两侧工字钢位置对称,避免偏心受压。图5.3.5-1:顶推示意图图5.3.5-2 内撑示意
19、图5.3.6 千斤顶回油撤出内撑焊接完毕,及将千斤顶回油撤出。务必确保千斤顶撤出前,内撑已经焊完毕。5.3.7 千斤顶复位拆除预顶设置时先将千斤顶复位,并重新加载至500t。5.3.8 内撑拆除将内撑工字钢切割拆除。卸载及拆除过程基本与安装于加载过程相反。5.3.9 拆除整个预顶装置将钢管、槽钢等设置一一拆除,主要拆除顺序,保证施工安全。预埋件处处理,恢复混凝土外观质量5.4 横梁施工横梁施工中的钢筋、混凝土、预应力工程严格按照要求实施,横梁预应力施工中,需要在塔柱两侧进行预应力张拉。塔柱与横梁分开施工,横梁预应力施工时需要在塔柱外侧埋置预埋,做张拉施工平台。禁止采用吊放爬梯或者吊框之类构件,
20、工人在其中操作存在极大安全隐患。制作张拉平台可以杜绝此类安全隐患。张拉平台做法见图5-4.图5-4 张拉平台示意图5.5 长索道管定位5.5.1概述根据设计和规范要求,主塔索导管的定位精度控制包括2个方面:锚固点的空间位置三维坐标允许偏差为5mm;索导管轴线与设计斜拉索轴线的相对允许偏差为3mm且同向。根据斜拉索的结构受力特性,索导管的精密定位应优先保证索导管轴线与设计斜拉索轴线的相对定位精度,其次才是锚固点位置的三维精度,而索导管轴线与设计斜拉索轴线的相对偏差主要取决于索导管两端口中心三维坐标的绝对精度,也就是说,索导管定位的关键在于索导管两端口中心的三维坐标控制。因此,针对主塔周边的测区环
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