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關(guān)鍵詞:跨線橋梁 設(shè)計(jì) 施工方案 探討
0 引言
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循“結(jié)構(gòu)安全、適用、美觀、方便施工,與景觀協(xié)調(diào)”的原則。跨線橋及高架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足建筑限界設(shè)計(jì)要求,并結(jié)合沿線周?chē)h(huán)境,管線及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求加快施工速度,做到技術(shù)合理、先進(jìn),有利于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、機(jī)械化施工,便于維修、養(yǎng)護(hù),降低工程造價(jià)。橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足通行凈寬、凈高的要求和橋址處規(guī)劃要求。加強(qiáng)新技術(shù)、新材料、新工藝在本項(xiàng)目橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的推廣運(yùn)用,力求使橋梁結(jié)構(gòu)樸實(shí)、經(jīng)濟(jì)。橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)注意景觀效果。在選用結(jié)構(gòu)型式時(shí),要考慮橋位與所處的環(huán)境、地形,和諧統(tǒng)一。重視橋梁結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取有效的工程技術(shù)措施,確保本工程結(jié)構(gòu)和用路者的安全。樹(shù)立保護(hù)環(huán)境的理念。橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇要盡可能減少施工期和營(yíng)運(yùn)期道路對(duì)環(huán)境的破壞。體現(xiàn)舒適、和諧的要求。橋梁設(shè)計(jì)盡可能減少車(chē)輛的沖擊和振動(dòng),以體現(xiàn)城市快速路便捷、舒適的特點(diǎn)。重視橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和可維護(hù)性。如加大橋梁剛度、減少裂縫發(fā)生等。
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.1 跨徑布置 對(duì)于城市跨線橋梁,其結(jié)構(gòu)形式和孔跨布置主要從城市景觀和道路交通功能、高架橋結(jié)構(gòu)受力性能、工程造價(jià)、施工工藝和地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。選用合適的橋梁跨徑和結(jié)構(gòu)形式,不僅能滿足高架橋結(jié)構(gòu)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求,還能給人以通透、簡(jiǎn)潔、流暢和舒適之感。
1.2 上部結(jié)構(gòu) 根據(jù)工程特點(diǎn),橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮橋梁美觀、舒適及適用性,上部結(jié)構(gòu)優(yōu)先選用現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)形式,現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)一般采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。該種結(jié)構(gòu)形式布孔方便、合理,外觀平順、流暢,整體性能好,抗扭剛度大,橋型美觀,行車(chē)平順舒適,跨越能力也較大,對(duì)彎梁橋、異型梁橋等適應(yīng)性強(qiáng)。根據(jù)城市跨線橋或高架道路建設(shè)經(jīng)驗(yàn),一般跨徑在20~30m 較為合適,在交叉路口可根據(jù)橫向道路規(guī)劃寬度及交叉口設(shè)計(jì)情況適當(dāng)放大跨徑,已滿足通行及道路規(guī)劃需要。考慮施工的便利及景觀要求不太高的情況下可選擇簡(jiǎn)支加連續(xù)橋面體系的空心板結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)施工方便、工期相對(duì)較短、對(duì)交通干擾小,但跨徑布置受限,行車(chē)舒適性能欠佳及美觀要求不足等。
1.3 下部結(jié)構(gòu) 橋梁下部結(jié)構(gòu)也是影響橋梁美觀的重要因素,結(jié)構(gòu)形式選擇時(shí)充分考慮與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)、與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)??缇€橋下部橋墩主要采用啞鈴形墩、花瓶形獨(dú)柱矩形墩、獨(dú)柱式圓形墩等??紤]景觀效果,不宜采用過(guò)高的橋臺(tái),原則上控制臺(tái)后填土高度不超過(guò)3m。
1.4 支座 根據(jù)受力和變形要求選用板式橡膠支座、滑板式橡膠支座或盆式橡膠支座。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋采用盆式橡膠支座;空心板梁采用板式橡膠支座。
1.5 伸縮縫 伸縮縫型式可根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和變形量選用安裝方便,行車(chē)平順的型鋼一橡膠組合伸縮縫,在伸縮縫兩端采用鋼纖維混凝土加強(qiáng)。
1.6 橋面排水 主線橋及立交等應(yīng)設(shè)置橋面排水系統(tǒng)。在橋墩處,防撞欄內(nèi)側(cè)橋面上設(shè)進(jìn)水口。主線橋在橋面兩側(cè)設(shè)雨水排水溝管,匝道在橋面一側(cè)設(shè)雨水排水溝管,并在匝道落地處設(shè)一排排水口。雨水由橋面排水口進(jìn)入中預(yù)埋鑄鐵落水管,由耐老化PVC落水管將橋面雨水引入地面排水系統(tǒng)排放。
1.7 防噪音板 在距離住宅、學(xué)校、科研單位等部門(mén)較近的防撞欄桿上布置防噪音屏,減少汽車(chē)噪聲影響。具體設(shè)置路段由環(huán)境要求確定。
2 主要施工方法
2.1 基本原則 工程建設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、沿線地面道路交通情況和周邊環(huán)境,進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì),合理確定施工方案。在施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)注意如下問(wèn)題:①查探、核實(shí)地下管線及架空線路的實(shí)際位置,及時(shí)做好協(xié)調(diào)工作。②對(duì)項(xiàng)目沿線鄰近的各類建筑物或構(gòu)造物,應(yīng)考慮施工期間保證其安全正常使用的必要措施。③施工期間應(yīng)確保地面道路交通不能中斷以及沿線企事業(yè)單位大門(mén)出入口不能阻斷,避免影響正常生產(chǎn)和生活。
2.2 施工方法的選擇 施工方法的選擇應(yīng)因地制宜,減少對(duì)現(xiàn)有城市交通的影響,并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工能力、周?chē)h(huán)境、地下管線、地質(zhì)情況等進(jìn)行綜合考慮。①對(duì)于后張法空心板梁,采用集中預(yù)制,現(xiàn)場(chǎng)吊裝方法施工。②對(duì)于鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,采用支架現(xiàn)澆的施工方法。
2.3 施工方法簡(jiǎn)述 ①支架現(xiàn)澆法。支架就地澆筑施工是古老的施工方法,以往多用于橋墩較低的中、小跨連續(xù)梁橋。主要特點(diǎn)是橋梁整體性好,施工簡(jiǎn)便可靠,對(duì)機(jī)具和起重能力要求不高,不需要大型起重設(shè)備。近年來(lái),隨著鋼腳手架的應(yīng)用和支架構(gòu)件趨于常備化以及橋梁構(gòu)件的多樣化發(fā)展,如變寬橋,彎橋和強(qiáng)大預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的應(yīng)用,在長(zhǎng)、大跨橋梁中,采用有支架就地澆筑施工可能是經(jīng)濟(jì)的,因此擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。支架現(xiàn)澆施工方法,施工工藝成熟,在目前工程建設(shè)中運(yùn)用較為廣泛。主梁橫截面可分兩次澆筑,第一次澆筑箱梁底板和腹板部分,第二次澆筑頂板部分。兩次澆筑的接茬部位按施工縫處理。梁縱向澆筑順序必須嚴(yán)格按照施工流程的要求進(jìn)行,每孔先澆筑跨中部分,由跨中向兩側(cè)支點(diǎn)擴(kuò)展,以減少支架沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。箱梁采用設(shè)合攏段的分段澆筑方法。采用就地現(xiàn)澆,必須保證支架的穩(wěn)定可靠。支架必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,縱、橫、斜構(gòu)件結(jié)合緊密,整體性要好。澆筑箱梁前應(yīng)采取措施對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓以消除支架的非彈性變形。根據(jù)工程地質(zhì)情況,采取穩(wěn)妥可靠的加固措施保證支架基礎(chǔ)穩(wěn)固,以避免由于支架沉降過(guò)大或不均勻沉降使箱梁硅產(chǎn)生裂縫,還需設(shè)置排水措施,防止積水。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,在施工張拉預(yù)應(yīng)力過(guò)程中,箱梁自重反力逐步經(jīng)支架轉(zhuǎn)移到永久墩上,因此支架受力在不斷變化,支架設(shè)計(jì)及對(duì)地基的處理應(yīng)適應(yīng)此受力要求,控制支架的累計(jì)變形。當(dāng)主梁全部或局部完全脫離支架后,方可拆除相應(yīng)的支架。對(duì)于普通鋼筋混凝土箱梁,支架拆除順序必須由跨中向兩端對(duì)稱交替進(jìn)行。箱梁的內(nèi)模中的側(cè)模必須拆除,頂??梢圆捎娩摻z網(wǎng)水泥預(yù)制板,留在梁體內(nèi),但箱體內(nèi)不準(zhǔn)留有永久性支撐。②預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)吊裝法。采用預(yù)制吊裝的施工方法,最大優(yōu)點(diǎn)是上、下部能夠平行作業(yè),能有效控制工期,確保工程優(yōu)質(zhì)快速有序地進(jìn)行,有利于施工組織;但對(duì)運(yùn)輸起吊、安裝有一定技術(shù)要求,須要大型的起吊設(shè)備,故控制預(yù)制構(gòu)件的重量尤為重要。吊裝方法可根據(jù)構(gòu)件重量,結(jié)合場(chǎng)地運(yùn)輸、地面交通及施工單位自身設(shè)備情況,選用雙機(jī)抬吊、龍門(mén)吊或其他有效吊裝方式,本工程中空心板橋適用此方法。
參考文獻(xiàn):
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1.1混凝土支墩
京滬四線既有1孔16m低高度混凝土梁橋橋臺(tái)為U型橋臺(tái),擴(kuò)大基礎(chǔ)。便梁中間支點(diǎn)采用橋臺(tái)幫寬,幫寬混凝土與橋臺(tái)混凝土之間采用鋼牽釘連接為一整體。對(duì)于挖孔樁距鋼木支墩較近的支點(diǎn),為避免開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)鋼木支墩的擾動(dòng),采用混凝土整體式支墩。
1.2樁柱及樁接蓋梁支
點(diǎn)京滬三線既有1孔16m低高度混凝土梁橋橋臺(tái)為耳墻式橋臺(tái),擴(kuò)大基礎(chǔ)。耳墻式橋臺(tái)為輕型橋臺(tái),順線路方向尺寸較小,無(wú)法利用既有橋臺(tái),橋臺(tái)處支點(diǎn)采用樁接蓋梁支點(diǎn)。橋臺(tái)與蓋梁沖突部位混凝土鑿除,挖孔樁布設(shè)在橋臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)外側(cè)。地道橋頂進(jìn)過(guò)程中挖土擾動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置挖孔樁接墩柱作為便梁支點(diǎn)。挖孔樁采用圓形混凝土護(hù)壁,開(kāi)挖一節(jié)支護(hù)一節(jié),混凝土灌注時(shí),不允許出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
2挖孔樁計(jì)算
恒載包括便梁梁重、線路設(shè)備荷載,鐵路荷載為“中—活載”,設(shè)計(jì)行車(chē)速度為45km/h。樁頂外力計(jì)算如下:D24施工便梁重量,按每排樁頂便梁重為244.5kN計(jì);活載支反力,按雙孔重載加載,沖擊系數(shù)取1.238,則每排樁頂活載最大反力為3057.4kN;離心力為49.2kN,制動(dòng)力或牽引力為266.4kN,橫向搖擺力取100kN,主動(dòng)土壓力為774.95kN。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果進(jìn)行荷載組合,求出單樁設(shè)計(jì)承載力3123.7kN,并確定樁長(zhǎng)為24m。
3線路曲線調(diào)整
立交橋施工過(guò)程中須架便梁限速(45km/h)通行,限速區(qū)段現(xiàn)有三處曲線,京滬三線兩曲線半徑分別為500m,2000m,緩和曲線長(zhǎng)分別為100m,50m;京滬四線曲線半徑為800m,緩和曲線長(zhǎng)為150m。三線兩曲線超高分別為115mm和50mm,四線超高115mm。施工過(guò)程中三線第一處曲線和四線過(guò)超高均>50mm,因此三線第一處曲線和四線均需要減少曲線外軌超高。曲線地段采用大機(jī)抬道,將三線、四線的內(nèi)軌起道,外軌標(biāo)高不變,從而降低外軌超高;起道完成后曲線外軌超高三線第一處曲線為50mm,四線為50mm,兩線起道均為65mm。調(diào)整軌道標(biāo)高時(shí)線路縱斷面在兩端需進(jìn)行微調(diào),既有坡度較小,施工時(shí)應(yīng)注意兩邊坡段的順接。
4施工工序及施工防護(hù)
4.1交通組織
濟(jì)齊路為濟(jì)南通往齊河的主要通道,交通繁忙。橋位處于濟(jì)南市市郊,鐵路大、小里程交通通道均為較小涵洞,無(wú)法滿足繞行要求。因此,地道橋預(yù)制、頂進(jìn)及恢復(fù)線路期間,道路均不能封閉交通。施工過(guò)程中,既有道路需保持通行。道路以外地道橋施工完成后,將道路改移至新建地道橋內(nèi),然后拆除既有道路、橋梁。臨時(shí)道路與頂進(jìn)工作坑相接處設(shè)鉆孔樁防護(hù),框架外臨時(shí)道路與既有道路順接。施工場(chǎng)地范圍內(nèi)道路設(shè)置警示標(biāo)志及防護(hù)設(shè)施,以保證道路交通及施工安全。
4.2施工工序
根據(jù)道路交通組織要求,地道橋預(yù)制及頂進(jìn)過(guò)程的施工工序如圖4所示。步驟1:首先預(yù)制1號(hào)箱體,混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,頂進(jìn)1號(hào)箱體就位。再鋪設(shè)臨時(shí)道路,將道路改移至1號(hào)框架內(nèi)。步驟2:同時(shí)預(yù)制2,3,4號(hào)箱體,拆除部分橋臺(tái)頂進(jìn)3號(hào)箱體。步驟3:縱移D型施工便梁,拆除既有低高度混凝土梁、橋臺(tái)及基礎(chǔ)。步驟4:同時(shí)頂進(jìn)2,4號(hào)箱體就位,施作出入口擋土墻,恢復(fù)線路。
4.3施工防護(hù)
橋位處離小清河僅為350m,地下水位標(biāo)高為22.92m,比框架底板高0.37m,工作坑、挖孔樁施工過(guò)程中,需采用大口井降水。橋位處建筑物較多,且離橋位處較近。為保證降水過(guò)程中周?chē)ㄖ锊话l(fā)生沉降,在地道橋施工范圍以外,就影響所及采用三層水泥攪拌樁止水帷幕封閉地下水。為保證止水效果,水泥攪拌樁樁長(zhǎng)除滿足計(jì)算要求外,樁長(zhǎng)延伸至不透水的、承載力較高的土層內(nèi)。水泥攪拌樁相鄰兩根樁縱橫兩個(gè)方向都搭接,形成大塊整體,沿基坑周?chē)贾谩?/p>
5結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】 箱梁 施工方法 移動(dòng)平臺(tái)支架 方案設(shè)計(jì)
一、工程概況
烏賊溝特大橋是廈蓉高速公路的關(guān)鍵性控制工程項(xiàng)目之一,該橋全長(zhǎng)913.6m,3X30+79+150+79+5X30+79+150+79+3X30橋梁結(jié)構(gòu)形式為:3×30m(預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁)+79m(邊跨)+150m(中跨)+79m(邊跨)+5×30m(預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁)+79m(邊跨)+150m(中跨)+79m(邊跨)+3×30m(預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁)的預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋。最大墩身高度在4號(hào)主墩,高為105米,墩身結(jié)構(gòu)為空心薄壁墩,截面尺寸為7×3m。
兩橋的引橋均為現(xiàn)澆箱梁橋,箱梁寬度13m,單箱雙室斷面, 其中箱寬9m,兩側(cè)緣各寬2m,箱梁高度1.7m,箱梁采用逐孔推進(jìn)施工,施工縫設(shè)在距橋墩中心6m處。支撐方案的確定時(shí)間緊,任務(wù)重,創(chuàng)精品是本工程的特點(diǎn)。由于梁體為全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),支架周轉(zhuǎn)受預(yù)應(yīng)力束張拉影響,澆筑連續(xù)箱梁時(shí)采用何種支撐制約著本工程的工期。最后對(duì)比采用移動(dòng)支架法施工。
二、 箱梁施工方法與移動(dòng)平臺(tái)支架
1. 施工方法
由于引橋均為陡坡上的高墩橋梁,難以搭設(shè)滿堂支架或落地支架,箱梁采用移動(dòng)支承平臺(tái)支架架空現(xiàn)澆施工。
2. 施工工藝
1)施工工藝流程
主梁移動(dòng)架空平臺(tái)逐跨推進(jìn)施工的工藝流程是:①、在起始跨的橋墩柱上安裝斜撐支架(牛腿);②、在牛腿和墩柱系梁上安裝移動(dòng)架空平臺(tái);③、在平臺(tái)上鋪模板系統(tǒng);④、在模板上安裝主梁鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束;⑤、用輸送泵澆筑主梁砼;⑥、澆水養(yǎng)生砼;⑦、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束;⑧、落架(砂筒卸落);⑨、預(yù)應(yīng)力鋼束灌漿;⑩、平臺(tái)推進(jìn)行走(施工下一跨),詳見(jiàn)圖1。
2)轉(zhuǎn)跨行走流程
主梁移動(dòng)架空平臺(tái)轉(zhuǎn)跨行走流程:①、主梁施工完畢后,橫向桁片轉(zhuǎn)動(dòng)收折,并附于各組桁梁上;②、桁梁承重桿系向上收折;③、桁梁推進(jìn)行走;④、桁梁全部行走到位后,打開(kāi)承重桿系;⑤、打開(kāi)橫向轉(zhuǎn)動(dòng)桁片,連接成整體平臺(tái),進(jìn)入下一跨箱梁施工。
2、固定于橋墩上部用來(lái)支承桁梁平臺(tái)的支承體系;3、平臺(tái)轉(zhuǎn)跨推進(jìn)行走系統(tǒng)。
(1)收折式桁梁平臺(tái)
收折式桁梁平臺(tái)工作及行走見(jiàn)方案布置圖,其由水平縱桁梁,承重桿 系及橫向聯(lián)系桁片組成,下面分別予以介紹。
①水平縱桁梁
水平縱桁梁由長(zhǎng)3m的貝雷桁片及改制貝雷桁片、平聯(lián)桁片、立聯(lián)桁片、前后導(dǎo)梁拼裝而成。本橋施工平臺(tái)的水平縱桁梁分為4組,墩柱內(nèi)側(cè)2組,外側(cè)2組。
② 承重桿系
承重桿系安裝于平臺(tái)水平縱桁梁的下方,是各組水平縱桁梁的主要受力桿系,其結(jié)構(gòu)形式為倒斜拉桁架結(jié)構(gòu)。承重桿系由豎向壓桿和斜拉桿組成。承重桿系在平臺(tái)工作狀態(tài)時(shí)打開(kāi);行走前,將其收折于水平縱桁梁內(nèi)。
③ 橫向聯(lián)系桁片
橫向聯(lián)系桁片分為支撐立桁片、支撐平桁片和可水平轉(zhuǎn)向收折的轉(zhuǎn) 動(dòng)立桁片。支撐立桁片安裝于每組水平縱桁梁中,支撐平桁片安裝于水平縱桁梁上面,兩者一并將貝雷桁片連接成穩(wěn)定的整體空間桁架;在平臺(tái)下部承重桿系之間亦安裝橫向聯(lián)系桁片,將每組承重桿系聯(lián)系成整體??伤睫D(zhuǎn)向收折的轉(zhuǎn)動(dòng)立桁片安裝于水平縱桁梁側(cè)面并與支撐立桁片栓接,工作時(shí)將每組水平縱桁梁橫向聯(lián)系成整體平臺(tái)共同參與工作;行走時(shí)將其轉(zhuǎn)動(dòng)到水平縱桁梁側(cè)面,便于平臺(tái)行走,每3m設(shè)置一道轉(zhuǎn)動(dòng)桁片,且沿橫向連通布置。
3.移動(dòng)平臺(tái)
引橋主梁架空施工的主要施工設(shè)備是“移動(dòng)架空支承平臺(tái)”,本橋跨度均為30m,采用GL-30型收折式架空支承平臺(tái)。收折式架空現(xiàn)澆支承平臺(tái)由三部分組成。
(1)收折式桁梁平臺(tái);
(2)支承體系
本橋墩柱設(shè)有橫系梁,頂橫系梁可作為支承體系的一部分,支承墩柱內(nèi)側(cè)的兩組桁梁,另在墩柱外側(cè)設(shè)置斜腿(牛腿),支承墩柱外側(cè)的兩組桁梁。牛腿插入橋墩柱的預(yù)埋鍵盒內(nèi),每個(gè)牛腿在其兩個(gè)平梁外各穿3根Ф32精軋螺紋鋼筋并張拉預(yù)應(yīng)力將其固定在墩柱上。
(3)平臺(tái)轉(zhuǎn)跨推進(jìn)行走系統(tǒng)
平臺(tái)轉(zhuǎn)跨推進(jìn)行走系統(tǒng)由行走車(chē)與牽引裝置兩部分組成。行走車(chē)置于牛腿和墩柱系梁頂部,其縱向滾輪支承縱桁梁,使縱桁 梁可縱向行走,行走車(chē)自身可橫向行走,從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)雙向行走,滿足平臺(tái)曲線行走需要。牽引裝置既可用慢速卷?yè)P(yáng)機(jī),亦可用鏈滑車(chē),本橋擬采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。平臺(tái)行走前先將墩柱兩側(cè)桁梁間的橫向聯(lián)系桁片(亦稱“轉(zhuǎn) 動(dòng)桁片”)水平轉(zhuǎn)動(dòng)收折,此時(shí)平臺(tái)分開(kāi),再將各組縱桁梁的承重桿系向上收折,平臺(tái)即可行走。
三、其他
1. 設(shè)計(jì)調(diào)整
為滿足平臺(tái)的支承體系布置,橋墩柱需進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)調(diào)整,
具體為:
(1)各墩頂系梁頂面標(biāo)高H系頂由縱橋向墩中心處箱梁橫斷面底面最低點(diǎn)(箱邊緣角點(diǎn))的標(biāo)高H箱底控制。H系頂= H箱底-2485mm
(2)過(guò)渡墩(矩形扁墩)的槽口槽底標(biāo)高H槽底由縱橋向墩中心處箱梁橫斷面底面最低點(diǎn)(箱邊緣角點(diǎn))的標(biāo)高H箱底控制。
H槽底= H箱底-2507mm
(3)過(guò)渡墩背墻分兩步施工,先施工兩個(gè)2.25m寬的矮柱支承引橋箱梁(矮柱的橫橋向鋼筋伸出柱面30cm),待平臺(tái)拆除后再施工背墻的其余部分,其余部分施工時(shí),將背墻橫筋與矮墻伸出鋼筋焊接,然后澆筑砼。
(4)1.7m雙圓柱墩頂系梁高度由1.6m調(diào)為2.3m并增設(shè)斜筋與頂層短橫筋,每側(cè)各增加兩道箍筋,詳見(jiàn)鋼筋布置圖與鋼筋構(gòu)造圖。
2. 預(yù)埋件
為固定支撐體系的牛腿,需在墩柱施工時(shí)埋設(shè)預(yù)埋件,預(yù)埋件的布置與構(gòu)造分別見(jiàn)方案布置圖預(yù)埋件部分及預(yù)埋件構(gòu)造圖,預(yù)埋件由上預(yù)埋盒、下預(yù)埋盒、上、下螺旋筋及鋼管組成,上預(yù)埋盒與下預(yù)埋盒通過(guò)連接鋼筋連接,每個(gè)上預(yù)埋盒旁設(shè)有3根Ф56×3mm用于穿Ф32精軋螺紋鋼筋的鋼管,預(yù)埋件的安裝與定位工裝以及公差要求詳見(jiàn)安裝圖與組裝圖。
為滿足牛腿吊裝要求,各墩頂設(shè)置了預(yù)埋精軋螺紋鋼筋,在過(guò)渡墩頂面為錨固支承體系亦設(shè)置了預(yù)埋鋼筋,詳見(jiàn)方案布置圖。
3. 施工周期
本移動(dòng)平臺(tái)支架施工一跨箱梁的周期為25天,兩副平臺(tái)施工,每副平臺(tái)施工11跨箱梁,施工周期為275天,加上安裝與拆除以及轉(zhuǎn)橋時(shí)間約40天,總工期約315天。
1.1施工組織設(shè)計(jì)
對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō),施工組織設(shè)計(jì)是其必不可少的一部分。在編制施工組織設(shè)計(jì)文件,首先需要根據(jù)TH-C05標(biāo)段的總金額和總工期來(lái)進(jìn)行,其次,要明確其施工設(shè)計(jì)圖和該標(biāo)段的一些具體資料,特別是對(duì)于橋梁的深水基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)形式的施工方法要進(jìn)行了解。然后再根據(jù)該標(biāo)段所處的地質(zhì)和地貌等來(lái)進(jìn)行,明確最好的施工季節(jié)和其結(jié)構(gòu)難度。通過(guò)編制施工組織設(shè)計(jì),就可以提出更加合理的施工方案,然后再對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)算,在優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)方案同時(shí),以便達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。
1.2工程造價(jià)
工程造價(jià),也就是指建設(shè)一個(gè)工程項(xiàng)目所發(fā)生的全部費(fèi)用,具體包括立項(xiàng)、可研、施工設(shè)計(jì)和竣工決算等這些階段,工程造價(jià)也就包括竣工前的支付的全部建設(shè)費(fèi)用。
1.3施工組織和工程造價(jià)的聯(lián)系
對(duì)于施工組織設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),選擇施工方案是最為關(guān)鍵的一步,因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生直接影響。例如,在本次研究中以TH-C05標(biāo)段為例,如果中標(biāo)人對(duì)扁擔(dān)溝大橋的施工方案和具體的施工措施,那么就很難推算出其正確的施工預(yù)算。所以,除了施工質(zhì)量和工期之外,施工方案和施工措施對(duì)工程造價(jià)造成的影響最大。在陸地上,施工方案的選擇對(duì)工程造價(jià)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。但是,不同的施工方案所產(chǎn)生的工程造價(jià)也是不同的,那么為了編制出合理的工程造價(jià),就需要依據(jù)合理的施工方案和施工措施來(lái)進(jìn)行。除此之外,要想優(yōu)化施工方案,也只能選擇合理的工程造價(jià)。
2施工組織設(shè)計(jì)中影響橋梁工程造價(jià)的原因
對(duì)于扁擔(dān)溝大橋來(lái)說(shuō),施工組織設(shè)計(jì)對(duì)其產(chǎn)生影響的原因主要有以下兩個(gè)方面:1)預(yù)算定額會(huì)對(duì)橋梁施工造價(jià)產(chǎn)生影響。對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō),其預(yù)算定額可以反映橋梁工程實(shí)際施工情況的每一損耗,是各個(gè)項(xiàng)目和部分的消耗標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于現(xiàn)在的施工企業(yè)來(lái)說(shuō),他們的技術(shù)和管理水平都是編制消耗定額指標(biāo)的關(guān)鍵,合理的施工工期和施工工藝有利于各個(gè)項(xiàng)目和各個(gè)部分編制消耗定額指標(biāo)。2)橋梁工程施工組織設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)橋梁工程造價(jià)產(chǎn)生影響。對(duì)于扁擔(dān)溝橋梁來(lái)說(shuō),在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該包括以下:扁擔(dān)溝大橋的情況和特點(diǎn);扁擔(dān)溝大橋的施工順序、施工工藝、施工技術(shù)和施工工期;建造工程的材料、機(jī)具和勞動(dòng)力;開(kāi)工時(shí)間計(jì)劃;工程設(shè)計(jì)圖;扁擔(dān)溝大橋的網(wǎng)絡(luò)圖等。
3為降低橋梁工程造價(jià),應(yīng)該優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)TH-C05標(biāo)段和扁擔(dān)溝大橋的特點(diǎn)進(jìn)行分析,為降低橋梁工程造價(jià),從而提出了一些可行的措施。但是因?yàn)楣こ淘靸r(jià)受到運(yùn)雜費(fèi)、施工方法和施工工期等的影響較大,所以承包方在施工時(shí),為了更好的達(dá)到降低橋梁工程造價(jià)的目的,就需要優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)方案,根據(jù)施工地的地質(zhì)和機(jī)械情況來(lái)對(duì)其進(jìn)行改變,以使其更加符合實(shí)際。
3.1發(fā)揮出機(jī)械的最大功效
在扁擔(dān)溝大橋的施工過(guò)程當(dāng)中,為降低橋梁工程造價(jià),除了調(diào)整相應(yīng)的費(fèi)用外,還應(yīng)該讓機(jī)械的功效發(fā)揮出來(lái)。在對(duì)橋梁施工的過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)利用我們自身的拌合站和配套設(shè)施,再結(jié)合施工人員的技術(shù),就可以讓它的功效盡可能的發(fā)揮出來(lái)。
3.2優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)、縮短工期
對(duì)于扁擔(dān)溝大橋來(lái)說(shuō),它是一座較長(zhǎng)高架橋,正是因?yàn)樗牧后w長(zhǎng),所以才會(huì)使得其施工工期長(zhǎng),那么為了縮短工期,就可以讓分標(biāo)段在橋位上制梁、架梁,從而和下部結(jié)構(gòu)同時(shí)施工。這樣做不僅可以降低橋梁工程造價(jià),還能在一定程度上讓施工組織設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:內(nèi)河橋梁;懸吊斜拉;吊索張拉優(yōu)化
中圖分類號(hào):U448 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)20-0034-02
斜拉懸吊組合體橋梁造型新穎、整體剛度大,因此比較廣泛地應(yīng)用于我國(guó)內(nèi)河橋梁中。但是由于這種橋梁屬于新型的造橋結(jié)構(gòu),尚未有十分完備的施工經(jīng)驗(yàn),不少工程問(wèn)題需要摸索解決,加之斜拉懸吊組合體的結(jié)構(gòu)與一般橋梁相比復(fù)雜度較高,難以清晰地標(biāo)度出其受力情況,而吊索張拉則屬于非線性的過(guò)程,難以直觀描述,所以為橋梁的設(shè)計(jì)與施工帶來(lái)一些難以解決的問(wèn)題。合理成橋狀態(tài)內(nèi)力分布是橋梁分步施工各階段追求實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和橋梁安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。本文研究了懸吊斜拉橋梁吊索張拉優(yōu)化,首先概述了懸吊斜拉橋組合體系橋梁吊索張拉與體系轉(zhuǎn)換的常用手段,在此基礎(chǔ)上從確立斜拉橋梁吊索張拉方案的原則、吊索張拉方案的改進(jìn)與優(yōu)化計(jì)算方法以及斜拉橋梁吊索張拉過(guò)程監(jiān)測(cè)三個(gè)方面,闡述了自錨式懸索橋段吊索的張拉方案優(yōu)化策略。
1 內(nèi)河懸吊斜拉橋梁吊索張拉概述
懸吊斜拉橋梁具有獨(dú)特的特點(diǎn),決定了這種橋梁在建設(shè)中的具體工序必須遵循塔梁施工――纜索施工――體系轉(zhuǎn)換的順序。對(duì)于其中的塔梁施工,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)積累了許多成熟的施工工藝與管理方法,而纜索施工在我國(guó)的開(kāi)展尚未很廣泛,加上工藝復(fù)雜,積累的工程經(jīng)驗(yàn)并不多,可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)也不夠完善,因此在實(shí)際的施工過(guò)程中會(huì)面臨不少的技術(shù)難題和管理問(wèn)題。懸吊斜拉橋梁是近似閉環(huán)施工控制的典型橋梁類型。對(duì)于比較常見(jiàn)的斜拉橋和混凝土橋梁,基本上是以掛籃施工為主,在實(shí)際的施工中,能夠?qū)κ┕し桨负褪┕べ|(zhì)量進(jìn)行評(píng)估并進(jìn)行具有針對(duì)性的調(diào)整,能夠讓橋梁最后的線形和橋梁各部分所受的內(nèi)力控制在當(dāng)初設(shè)計(jì)最大限度之內(nèi)。而本文所述的自錨式懸索,由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,主梁所受內(nèi)力狀態(tài)與連續(xù)梁相似,通過(guò)拉索索力改善主梁受力狀態(tài)。難以在施工階段通過(guò)不斷的跟蹤和調(diào)整對(duì)主纜線形進(jìn)行改變。在這種情況之下,當(dāng)橋梁的纜索施工完成之后,即使出現(xiàn)誤差,也難以在后面的施工中進(jìn)行調(diào)整。從這個(gè)角度講,本文所涉及的內(nèi)河懸吊斜拉橋梁施工屬于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。
當(dāng)前,在業(yè)界范圍之內(nèi),內(nèi)河懸吊斜拉橋梁吊索張拉并不存在一個(gè)成熟的被廣泛認(rèn)可和采用的工程施工方法。對(duì)于這種橋梁比較先進(jìn)的施工方法可以分為兩種:第一種是整體頂升加勁梁,這種方法不必對(duì)橋梁吊桿張拉,但是施工難度比較大。第二種是先對(duì)吊索進(jìn)行安裝,再分階段張拉,這種施工方式稍簡(jiǎn)單一些,但是這種方式會(huì)產(chǎn)生許多位移因素,施工控制較為復(fù)雜。本文采用的是后一種
方法。
2 內(nèi)河懸吊斜拉橋梁吊索張拉方案的選擇與優(yōu)化策略
2.1 懸吊斜拉橋梁吊索張拉方案的原則
本文以某地的內(nèi)河懸吊斜拉橋梁實(shí)例進(jìn)行分析。由于懸吊斜拉橋梁同時(shí)存在剛性吊桿與斜吊桿,而在斜吊桿中,不但存在橫向的傾斜,同時(shí)也存在縱向的傾斜。所以,在進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,必須充分考慮這些結(jié)構(gòu)上的具體特點(diǎn),同時(shí)兼顧工程項(xiàng)目對(duì)于工期的要求。所以,需要遵循的原則包括:
2.1.1 在橋梁吊索完工后,體系轉(zhuǎn)換也完成時(shí),應(yīng)保證橋梁的所有構(gòu)件在受力方面與具體的線形方面均與最初的過(guò)程設(shè)計(jì)沒(méi)有較大的偏差。
2.1.2 在對(duì)吊索進(jìn)行逐步張拉的過(guò)程中,吊索的上端連線與下端連線不能存在過(guò)大的縱向偏差,以免使吊索被損毀。
2.1.3 橋梁的加勁梁部位不可出現(xiàn)過(guò)大的應(yīng)力,必須保證合理的強(qiáng)度。
2.1.4 橋梁的主塔與副塔不能存在過(guò)多應(yīng)力,并且儲(chǔ)備足夠的壓應(yīng)力,避免出現(xiàn)過(guò)多的拉應(yīng)力。
2.1.5 減少吊索張拉的次數(shù)。
2.2 方案的優(yōu)化與選擇
如圖1所示為本文所選擇的內(nèi)河懸吊斜拉橋梁吊索張拉案例施工圖:
結(jié)合前文所述的橋梁吊索張拉需要遵循的原則,本文結(jié)合工程實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了三種具體的施工方案,下面對(duì)每一種方案進(jìn)行詳盡的闡述:
2.2.1 第一種施工方案。第一種施工方案采取的具體步驟是:(1)首先為橋梁安裝主纜,對(duì)分錨索力進(jìn)行有序的調(diào)整,逐步使橋梁的主纜形成線形;(2)為橋梁安裝背索,實(shí)現(xiàn)背索的首次張拉;(3)對(duì)圖1中的D7-D14進(jìn)行安裝,并進(jìn)行張拉;(4)實(shí)現(xiàn)背索的第二次張拉;(5)對(duì)圖1中的D5-D8以及D15-D16進(jìn)行安裝,并進(jìn)行張拉;(6)實(shí)現(xiàn)背索的第3次張拉;(7)對(duì)圖1中的剩余部分進(jìn)行安裝,并進(jìn)行張拉;(8)實(shí)現(xiàn)背索的第4次張拉。
2.2.2 第二種施工方案。第二種施工方案采取的具體步驟是:(1)首先為橋梁安裝主纜,對(duì)分錨索力進(jìn)行有序的調(diào)整,逐步使橋梁的主纜形成線形;(2)為橋梁安裝背索,同時(shí)保持背索處于無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng);(3)對(duì)圖1中的所有斜吊桿進(jìn)行安裝,并進(jìn)行張拉。
2.2.3 第三種施工方案。第三種施工方案采取的具體步驟是:(1)首先為橋梁安裝主纜,對(duì)分錨索力進(jìn)行有序的調(diào)整,逐步使橋梁的主纜形成線形;(2)為橋梁安裝背索,同時(shí)保持背索處于無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng);(3)對(duì)圖1中的所有斜吊桿進(jìn)行安裝,并由長(zhǎng)到短進(jìn)行張拉;(4)對(duì)圖1中的剩余鋼吊桿進(jìn)行安裝,并由長(zhǎng)到短進(jìn)行張拉。
在以上的三種方案中,斜拉懸索橋的塔頂位移均能夠限制在0.6米之下,因此符合橋梁副塔位移的工程質(zhì)量參數(shù)要求;對(duì)于從中間向兩邊張拉的順序,事實(shí)證明會(huì)在實(shí)際操作的過(guò)程中有小部分的斜吊桿應(yīng)力突破了技術(shù)體系的標(biāo)準(zhǔn),因此在質(zhì)量安全方面有不足之處。而對(duì)于前兩種施工方案,在仿真過(guò)程中可知,由于應(yīng)力等方面的問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致斜吊桿應(yīng)力超越了安全系數(shù)的范圍,因此無(wú)法滿足要求;加之方案一張拉的施工工序繁瑣,因此通過(guò)擇優(yōu),最后選取了方案三。
2.3 張拉施工所遵循的原則與監(jiān)測(cè)
對(duì)懸吊斜拉橋梁進(jìn)行施工控制,其目標(biāo)是使成形的橋梁能夠?qū)崿F(xiàn)最初的設(shè)計(jì)方案。結(jié)合上文的分析,自錨式懸索施工屬于比較典型的開(kāi)環(huán)控制體系,因此,在懸吊斜拉橋梁逐步成型的時(shí)候,其具體的狀態(tài)應(yīng)完全按照施工的實(shí)際進(jìn)行確定。此外,橋梁具體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量會(huì)與橋梁的最終狀態(tài)高度相關(guān)。所以在進(jìn)行橋梁體系轉(zhuǎn)換施工的時(shí)候,一定要結(jié)合橋梁具體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定詳細(xì)的控制目標(biāo)。在橋梁施工的時(shí)候,如果處于懸索初張拉階段,監(jiān)控的重點(diǎn)應(yīng)該放在橋梁懸索主纜的位移上;在橋梁施工到達(dá)力控階段的時(shí)候,監(jiān)控的重點(diǎn)應(yīng)該放在吊索力上;在橋梁成形并進(jìn)行局部調(diào)整的時(shí)候,監(jiān)控的重點(diǎn)應(yīng)該放在主梁的線形上。因?yàn)闃蛄涸谑芰Φ男再|(zhì)上屬于體系受力,而懸吊斜拉橋梁的受力又擁有自調(diào)整的優(yōu)勢(shì),所以必須保證對(duì)橋梁副塔的受力進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。
2.3.1 對(duì)吊索張拉的控制。對(duì)橋梁吊索進(jìn)行張拉,是橋梁在其施工的初始階段,由于橋梁吊索的索力往往并不大,較小,在對(duì)其張拉進(jìn)行控制的時(shí)候,可以使吊索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度。在這個(gè)施工階段,因?yàn)闃蛄旱牡跛魇芰Σ⒉淮螅虼嗽趯?duì)其受力進(jìn)行測(cè)量時(shí),往往會(huì)有比較大的誤差,而其“無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度”則能夠測(cè)量得比較準(zhǔn)確,所以便于進(jìn)行良好的控制。這一階段的橋梁主纜尚不具備較強(qiáng)的剛度,吊點(diǎn)的位置也容易發(fā)生比較大的變化,考慮到橋梁主纜在線形方面很容易受到周?chē)黝愐蛩氐挠绊懀渲袦囟鹊挠绊懸膊蝗莺鲆?,所以以索力控制為主?yīng)該是比較合理的控制原則。
2.3.2 對(duì)吊索張拉的監(jiān)測(cè)。本文所研究的案例在橋梁全部的剛性吊桿上均布設(shè)有液壓傳感單元,而全部的柔性吊索則布設(shè)有磁通量傳感單元,所以,施工方只要結(jié)合這些傳感單元所傳遞的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)便可獲取背索所承受的拉力情況。在實(shí)現(xiàn)對(duì)張拉力的檢測(cè)與控制時(shí),結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),推薦以“頻率檢測(cè)法”和“油表檢測(cè)法”的綜合檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行確定,這樣能夠最大程度上使控制精度得到保證,一旦橋梁吊索長(zhǎng)度的理論數(shù)值與監(jiān)控?cái)?shù)值出現(xiàn)較大的偏差并且超過(guò)了閾值,應(yīng)立即停止主要工序并嚴(yán)格查找原因,進(jìn)行調(diào)整與彌補(bǔ)。
3 結(jié)語(yǔ)
斜拉橋體系的上部結(jié)構(gòu)由梁、索、塔三類構(gòu)件組成,斜拉橋在國(guó)內(nèi)應(yīng)用發(fā)展很快,本文結(jié)合內(nèi)河斜拉懸吊組合體橋梁的結(jié)構(gòu)特征與受力狀況,以某地區(qū)內(nèi)河大橋施工為實(shí)例,分析了自錨式懸索段吊索張拉方案,并對(duì)方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)與優(yōu)選,本文的成果可以供內(nèi)河橋梁的設(shè)計(jì)者與施工方借鑒,具有比較好的理論價(jià)值與實(shí)踐意義。
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