青銀高速濟(jì)南黃河大橋鋼箱梁斜拉橋頂推安裝施工工藝介紹.doc

青銀高速濟(jì)南黃河大橋斜拉橋鋼箱梁頂推施工工藝簡(jiǎn)介 閆宗山 萬(wàn)雨帆 劉深遠(yuǎn)摘要 青銀高速濟(jì)南黃河大橋斜拉橋鋼箱梁采用的施工方法，突破了傳統(tǒng)的頂推施工工藝，采用在每一個(gè)臨時(shí)墩上設(shè)置棘塊式頂推設(shè)備的方法，實(shí)現(xiàn)了由簡(jiǎn)單的拖拉式頂推到真正意義上的頂推施工方法的轉(zhuǎn)變。青銀高速濟(jì)南黃河大橋的鋼箱梁頂推施工工藝具有施工過程中動(dòng)態(tài)可控、臨時(shí)墩受力明確、經(jīng)濟(jì)性好、施工安全性高等特點(diǎn)，為類似橋梁的施工探索出一種可資借鑒的新工藝。關(guān)鍵字 寬淺河流，鋼箱梁，施工工藝圖1）鋼箱梁安裝一般分為三種：懸臂吊裝，頂推施工，支架安裝。為了追求施工工藝先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、便易性等，施工單位都加大了對(duì)施工方法的研究，結(jié)合不同工程的特點(diǎn)、施工工期要求和資金的需求等客觀因素，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)出新穎、經(jīng)濟(jì)的施工工藝。濟(jì)南黃河三橋主橋鋼箱梁安裝采用的頂推施工工藝，就是在結(jié)合本工程實(shí)際情況條件下，組織相關(guān)技術(shù)人員查閱各種規(guī)范資料，咨詢有關(guān)專家，同時(shí)結(jié)合對(duì)當(dāng)今同類型橋梁的安裝工藝進(jìn)行了大量的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上在創(chuàng)新性，實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性方面做了大量的嘗試。1、工程概況 青銀高速公路濟(jì)南黃河大橋位于山東省濟(jì)南市北部，是國(guó)道主干線青島銀川公路（也是濟(jì)南北繞城高速公路）跨越黃河的一座特大橋，同時(shí)也是京滬高速公路復(fù)線（山東段）的關(guān)鍵工程之一。主橋鋼箱梁全長(zhǎng)666m，橋跨布置為60+60+160+386=666m。（主橋橋型布置圖見主橋橋型布置圖主橋鋼箱梁共計(jì)46個(gè)梁段，根據(jù)其梁段長(zhǎng)度、鋼板厚度等，鋼箱梁劃分為A、B1、B2、B3、C、D、E1、E2、F1、F2、G共計(jì)11種類型。各梁段長(zhǎng)度及重量見表1：注：表中梁段重不含錨箱、風(fēng)嘴、預(yù)埋件、壓重槽重量主梁箱梁中心線處內(nèi)輪廓高3.5米，頂板設(shè)2%橫坡，底板水平，頂寬40.80m（不含風(fēng)嘴寬度），全寬43.60m(底寬31.2m)。鋼箱梁頂板厚采用14mm、16mm兩種規(guī)格；底板厚度采用16mm、12mm兩種；斜腹板厚度均為30mm，其加勁板厚24mm；橫隔板厚度分別為10mm、14mm、16mm、20mm四種規(guī)格；縱隔板厚度為16mm。其斷面圖見圖22、技術(shù)說明2.1 總體施工情況全橋共設(shè)6個(gè)河中臨時(shí)墩，另有5個(gè)永久墩。臨時(shí)墩最大間距60米，全橋共設(shè)5處河中墩，2處岸上墩，頂推平臺(tái)與第一個(gè)臨時(shí)墩相連。臨時(shí)墩的跨徑組合為： 7.55876029.25m。鋼箱梁安裝采用多點(diǎn)連續(xù)頂推方案施工。2.2 臨時(shí)墩施工臨時(shí)墩和頂推平臺(tái)都以鉆孔灌注樁做基礎(chǔ)，臨時(shí)墩的鉆孔樁直徑為180cm，頂推平臺(tái)的為100cm，鉆孔樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)水中墩為60m，岸上墩為55m。臨時(shí)墩和頂推平臺(tái)鋼管立柱作為上部支撐，臨時(shí)墩的鋼管直徑為120cm，頂推平臺(tái)為100cm，臨時(shí)墩的鋼管下部8米內(nèi)灌注C30砼。頂推平臺(tái)鋼管立柱頂面設(shè)置可調(diào)節(jié)滑動(dòng)支座。為滿足臨時(shí)墩拆除的需要，臨時(shí)墩鉆孔灌注樁樁頂面高程低于河床面50cm。鋼管立柱頂部澆筑一直徑為1.6米高80cm的鋼筋混凝土樁帽，用以放置支撐墊塊和頂推裝置；且在鋼管頂安裝型鋼平臺(tái)，便于作業(yè)人員工作。2.3 380吊裝龍門龍門設(shè)計(jì)吊重380T，凈跨度46m，凈高30m。龍門人字形支腿采用箱型截面，并用型鋼橫向聯(lián)接。龍門橫梁采用斷面為285cm180cm的矩形鋼箱梁，橫梁中部間距20m放置2臺(tái)單臺(tái)起重能力為200T的連續(xù)起升千斤頂，千斤頂通過其下的小車可以實(shí)現(xiàn)小幅度的橫向微動(dòng)。龍門運(yùn)行區(qū)間為52墩55墩，用于岸側(cè)鋼箱梁的吊裝安裝和河側(cè)頂推施工時(shí)的吊裝工作。2.4 岸側(cè)支架安裝岸側(cè)鋼箱梁吊裝主要集中在52頂推平臺(tái)之間，采用支架安裝施工工藝。從52墩到頂推平臺(tái)之間按鋼箱梁節(jié)段長(zhǎng)度設(shè)置臨時(shí)支撐墩，支撐墩采用萬(wàn)能桿件支架與梁柱式支架相結(jié)合，中間設(shè)置剪刀撐，墩頂設(shè)置縱、橫梁及工作平臺(tái)、橫向通道，并在縱梁上設(shè)置調(diào)整千斤頂及支撐墊塊?；A(chǔ)采用條形砼墊梁，地基采用5%灰土換填經(jīng)夯實(shí)處理并進(jìn)行預(yù)壓。2.5 導(dǎo)梁設(shè)計(jì)導(dǎo)梁采用工字形、變截面、實(shí)腹鋼板鋼導(dǎo)梁，高度為3.3米，與鋼箱梁同高，長(zhǎng)度為38.5米，總重約85噸。兩片導(dǎo)梁縱向由3節(jié)6片拼裝成型與鋼箱梁縱隔板焊接成整體。兩導(dǎo)梁之間平面和橫向聯(lián)系采用桁架聯(lián)接，保證鋼導(dǎo)梁的空間整體性，滿足受力要求。將導(dǎo)梁前端底部1.5米設(shè)置成半徑為3.9米的圓弧形過渡曲線，高差為300mm。以使下?lián)系膶?dǎo)梁前端能順利的行走至前方臨時(shí)墩上。導(dǎo)梁底部設(shè)置板厚為50mm鋼板。2.6 頂推施工原理2.6.1 頂推系統(tǒng)配置鋼箱梁安裝采用多點(diǎn)頂推方式，在每個(gè)臨時(shí)墩頂及索塔橫梁上安裝頂推系統(tǒng)共8套，頂推設(shè)備系統(tǒng)采用自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)的配置實(shí)用動(dòng)力提供液壓系統(tǒng)的棘塊式頂推設(shè)備。2.6.2 頂推工作流程步驟一：鋼箱梁底部縱隔板處用螺栓連接一塊厚50mm、寬240mm的滑板，鋼板兩側(cè)對(duì)稱開槽。鋼箱梁放在滑梁上，頂推液壓油缸未頂推時(shí)，棘塊被壓縮彈簧頂入槽內(nèi)。 步驟二：頂推液壓油缸向前頂推，推動(dòng)鋼箱梁前行。步驟三：頂推液壓油缸回程，棘塊退回槽口，滑塊被拉回，待回到前一槽口時(shí)，棘塊被彈簧頂推槽口，頂推液壓油缸開始下一個(gè)行程。2.7 鋼箱梁安裝2.7.1 總體思路鋼箱梁安裝遵循先河側(cè)后岸側(cè)的施工順序。在臨時(shí)墩和橋塔橫梁上各設(shè)置一組頂推設(shè)備，龍門吊裝梁段到頂推平臺(tái)上，焊接連接，第一次頂推時(shí)每組拼焊接一段就頂推一次，第二次頂推時(shí)每組拼焊接兩段頂推一次。然后再次吊裝鋼箱梁，重復(fù)進(jìn)行，直至頂推完畢。岸側(cè)的鋼箱梁直接用龍門吊裝到支撐墩上拼裝。2.7.2 鋼箱梁安裝流程步驟一1、搭設(shè)頂推平臺(tái)及臨時(shí)墩，用于頂推過程中鋼箱梁的拼裝與頂推施工；2、鋼箱梁廠家把組裝好的梁段運(yùn)到橋位正下方起吊位置。步驟二1、在頂推平臺(tái)上安放滑道和落架裝置并進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整；2、把鋼箱梁梁段用龍門吊放到頂推平臺(tái)上，調(diào)整完畢，把加工好的導(dǎo)梁與首節(jié)A梁段鋼箱梁焊接，通過水平液壓油缸頂推到設(shè)計(jì)位置，依次把其后鋼箱梁梁段吊裝到平臺(tái)上并和上一梁段焊接頂推。步驟三1、搭設(shè)5254墩之間的支架，用于安裝此處鋼箱梁2、龍門行至起吊位置，吊起鋼箱梁梁段。龍門沿其軌道將箱梁運(yùn)至52#墩下，進(jìn)行架設(shè)，架設(shè)完畢后，龍門回到起吊位置；3、重復(fù)以上步驟安裝鋼箱梁至到圖示位置； 步驟四把拼裝于54頂推平臺(tái)處的3個(gè)剩余梁段臨時(shí)吊裝放置于53、54、頂推平臺(tái)上，然后搭設(shè)其中的剩余2組支架。再進(jìn)行鋼箱梁梁段安裝。步驟五安裝剩余梁段，吊裝順次依次為B2、B2、B3，其中B3為合龍段，調(diào)整焊接完畢，通過落架裝置把梁體落到塔柱橫梁上的臨時(shí)支座上，拆除滑道及支架，掛索落架完成鋼箱梁安裝。2.7.3 實(shí)際安裝部署考慮到鋼箱梁安裝過程需要經(jīng)歷一個(gè)冬季，基于頂推施工安全等多方面因素，頂推實(shí)際安裝過程做如下變化：先頂推安裝河側(cè)10個(gè)梁段，再用龍門吊裝安裝岸側(cè)10個(gè)梁段；節(jié)后再開始頂推安裝河側(cè)剩余梁段，直至頂推到位，最后采用龍門吊裝安裝岸側(cè)剩余梁段，直至完成整個(gè)鋼箱梁的安裝工作。 2.7.4 鋼箱梁安裝控制軸線控制：在每個(gè)臨時(shí)墩上均設(shè)置可調(diào)節(jié)導(dǎo)向限位塊以確保鋼箱梁在頂推過程中的軸線始終處于可控狀態(tài)，同時(shí)利用經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線跟蹤觀測(cè)。同時(shí)在塔柱橫梁處鋼箱梁兩側(cè)加設(shè)置橫向限位結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)鋼箱梁在不推進(jìn)時(shí)的橫向控制，確保軸線不發(fā)生偏移。高程控制：每個(gè)臨時(shí)墩所有標(biāo)高均嚴(yán)格按照監(jiān)控方提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行施工控制，確保鋼箱梁安裝線形的合理性。2.8 鋼箱梁合攏鋼箱梁安裝合攏段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置在54頂推平臺(tái)之間，以B3作為合攏段。采用龍門起吊安裝。在合攏段位置處通過安裝岸側(cè)鋼箱梁時(shí)預(yù)設(shè)20cm富余寬度，待合攏梁段B3提升安裝到位后（與B2梁段斷面相匹配）利用在52過渡墩處上水平設(shè)置的千斤頂，頂在鋼箱梁尾部縱隔板位置處，施加頂推力，將岸側(cè)支架上的鋼箱梁向前頂推，使其E1梁段前斷面與合攏梁段B3斷面相匹配。完成鋼箱梁的合攏。在合攏時(shí)，應(yīng)按平面位置、標(biāo)高測(cè)量、整體施工控制的要求選擇一天中日照不強(qiáng)烈、低溫、溫度均勻時(shí)段內(nèi)進(jìn)行合攏安裝。在所選定時(shí)間內(nèi)，一次完成臨時(shí)匹配工作。拆除頂推千斤頂，進(jìn)行鋼箱梁拼接、施焊工作。拼接、焊接應(yīng)在夜晚溫度較低、均勻時(shí)間內(nèi)盡早完成，以避免溫度應(yīng)力對(duì)未達(dá)強(qiáng)度焊縫的破壞。合攏測(cè)量：利用索塔中心位置的控制點(diǎn)進(jìn)行平面位置測(cè)量。邊跨合攏過程不需進(jìn)行高程測(cè)量，因?yàn)楹蠑n過程是一個(gè)連接匹配過程，只要將兩邊的鋼箱梁對(duì)齊連接即可。在合攏后，在利用拉索張拉進(jìn)行鋼箱梁線形標(biāo)高調(diào)整過程中，進(jìn)行高程測(cè)量。3、結(jié)語(yǔ)該施工工藝具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各臨時(shí)墩受力明確；采用的液壓棘塊式頂推施工工藝，屬于自主設(shè)計(jì)研制，操作簡(jiǎn)便，安全適用；材料的可持續(xù)利用率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織、嚴(yán)格的施工管理、精良的液壓