杭州灣跨海大橋北航道橋鋼錨箱施工技術(shù)

1、46文章編號(hào):1003-4722(2007 S1-0046-04橋梁建設(shè) 2007年增刊1杭州灣跨海大橋北航道橋鋼錨箱施工技術(shù)林文體1, 陳儒發(fā)2(1. 杭州灣大橋工程指揮部, 浙江嘉興314305; 2. 廣東長(zhǎng)大杭州灣大橋 項(xiàng)目部, 浙江嘉興314305摘 要:杭州灣跨海大橋北航道橋?yàn)殡p塔雙索面鋼箱梁斜拉橋, 主塔斜拉索錨固區(qū)采用鋼錨箱, 主要介紹北航道橋鋼錨箱施工技術(shù)。關(guān)鍵詞:斜拉橋; 橋塔; 斜拉索錨固區(qū); 鋼錨箱; 施工方法中圖分類號(hào):U443. 38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AConstruction Techniques for Steel Anchor Housings of North N

2、avigable Bridge of Hangzhou Bay Sea Crossing BridgeLIN W en ti , CHEN Ru f a12(1. Co nstr uction Headquarter s o f Hang zhou Ba y Br idge P roject, Jiax ing 314305, China; 2. Sectio n I I of H ang zho u Bay Br idg e Const ruct ion Pr oject, Guangdong Chang da Highwa y Eng ineering Co. , Lt d., Jiax

3、ing 314305, ChinaAbstract:T he north navigable br idge o f H angzho u Bay Sea Crossing Bridg e is a steel box girder cable stayed br idge w ith do uble py lons and double cable planes. In the stay cable ancho r zones o n py lons o f the bridg e, the steel anchor ho using s w ere used. In this paper,

4、 the co nstr uc tion techniques for the steel anchor ho using s ar e mainly presented.Key words:cable stayed bridg e; py lon; stay cable anchor zo ne; steel anchor housing; con structio n metho d 1 工程概述杭州灣跨海大橋北航道橋?yàn)殡p塔雙索面斜拉橋, 主橋全長(zhǎng)908m , 跨徑組合為(70+160+448+160+70 m 。索塔為鉆石形, 總高度178. 8m, 塔頂高程+186. 500m , 上

5、塔柱高38. 075m 。其中標(biāo)高+143. 425+161. 139m 為直線變化段, 斜率為1/5. 9; 標(biāo)高+161. 139+177. 85m 為曲線變化段, 橫橋向外側(cè)面曲線半徑為100m, 內(nèi)側(cè)面曲線半徑為150m ; 標(biāo)高+177. 85+186. 5m 為直線段, 主塔構(gòu)造見(jiàn)圖1。上塔柱中間為斜拉索錨固區(qū), 斜拉索通過(guò)鋼錨箱錨固在上塔柱。鋼錨箱橫橋向?qū)?. 5m, 順橋向?qū)?. 0m, 高34. 475m , 分為14個(gè)節(jié)段, 每節(jié)段分為主跨側(cè)及邊跨側(cè)2塊, 最重吊裝塊為2號(hào)鋼錨箱邊跨側(cè)一段, 重為13. 587t, 高度為4. 2m, 吊裝設(shè)備節(jié)段編號(hào)為QT Z315塔式起

6、重機(jī)。鋼錨箱通過(guò)鋼框架錨固在主塔合攏段混凝土上, 橫向通過(guò)剪力釘與兩側(cè)塔柱混凝土錨固, 另外設(shè)置了58束環(huán)向預(yù)應(yīng)力。鋼錨箱構(gòu)造見(jiàn)圖2。鋼錨箱參數(shù)見(jiàn)表1。表1 鋼錨箱參數(shù)高度/m 1. 984. 203. 602. 802. 552. 222. 151. 951. 901. 901. 901. 851. 853. 145平面分塊22222222222222節(jié)段總重/t 17. 727. 627. 323. 622. 320. 520. 119. 119. 419. 219. 118. 818. 725. 62收稿日期:2007-03-27, 杭州灣跨海大橋北航道橋鋼錨箱施工技術(shù) 林文體, 陳儒發(fā)

7、47圖3 鋼錨箱安裝流程圖1 主塔構(gòu)造圖4 合攏段支架示意鋼錨箱。合攏段支架示意見(jiàn)圖4。合攏段第1次混凝土澆筑前預(yù)埋首節(jié)鋼錨箱錨管, 錨管事先在加工場(chǎng)做防腐處理, 利用5號(hào)角鋼加工桁架梁, 焊接在兩側(cè)塔柱勁性骨架上, 錨管定位固圖2 鋼錨箱構(gòu)造定在桁架梁上, 并事先在底模上設(shè)計(jì)位置開(kāi)孔, 以便錨管穿過(guò)底板。錨管定位后, 安裝鋼筋及預(yù)應(yīng)力束, 兩側(cè)4束預(yù)應(yīng)力束采用后穿束工藝, 避免破壞模板, 中間4束采用先穿工藝。第1次混凝土澆筑時(shí)還要預(yù)埋鋼框架定位支架。預(yù)埋件安裝完畢, 澆筑合攏段第1次混凝土, 澆筑高度為4. 5m 。3. 2 合攏段第2次混凝土施工及鋼框架安裝合攏段第2次混凝土施工高度為1

8、. 62m, 第2次施工重點(diǎn)是鋼框架定位安裝, 鋼框架定位的要點(diǎn)是控制其平面位置及高程。在合攏段第1次混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋定位支架, 支架設(shè)計(jì)為雙拼25a 工字鋼, 12, 個(gè), 2 鋼錨箱安裝工藝流程鋼錨箱安裝工藝流程見(jiàn)圖3。3 鋼錨箱安裝工藝3. 1 合攏段第1次混凝土施工中塔柱雙肢在無(wú)索區(qū)和有索區(qū)交接處合攏, 合攏段底面為半徑370. 1cm 圓弧, 起點(diǎn)標(biāo)高為+140. 305m , 圓弧頂部標(biāo)高為+143. 425m , 合攏段搭設(shè)支架分2次澆筑, 第1次澆筑預(yù)埋第1節(jié)鋼 , ,48高程, 中間合攏段混凝土部分設(shè)6個(gè), 主要是控制高程, 見(jiàn)圖5 。橋梁建設(shè) 2007年增刊1圖6 第1節(jié)鋼

9、錨箱定位立面示意圖5 鋼框架定位平面示意鋼框架定位是整個(gè)鋼錨箱施工中最關(guān)鍵的步驟, 定位方法是先在定位架頂面鋼板上測(cè)量定出鋼框架平面位置, 再根據(jù)各定位點(diǎn)測(cè)量并微調(diào)高程, 微調(diào)設(shè)備采用50t 手動(dòng)螺旋千斤頂, 使用不同厚度的薄鋼板支墊?？紤]斜拉索錨固點(diǎn)預(yù)抬量2cm, 鋼框架及鋼錨箱絕對(duì)高程均提高2cm 。鋼框架安裝精度要求見(jiàn)表2。表2 鋼框架安裝精度控制容許誤差四側(cè)面軸線偏差上端面水平度4mm 0. 6高程偏差3m m圖7 鋼錨箱定位平面示意節(jié)段鋼錨箱與前節(jié)錨箱間進(jìn)行不間斷焊接施工。焊接順序?yàn)橄群竿鈧?cè)面, 再焊內(nèi)側(cè)面。外側(cè)面焊好之后, 將不影響塔柱鋼筋綁扎作業(yè)。(5 在作業(yè)(4 的同時(shí), 可對(duì)

10、已吊裝的下節(jié)段錨箱進(jìn)行連接板安裝、高強(qiáng)螺栓施擰及定位工作。(6 施焊過(guò)程中要連續(xù)觀測(cè)節(jié)段鋼錨箱的位置、高程變化, 特別是索導(dǎo)管上下口中心點(diǎn)位置、高程的觀測(cè)。(7 待焊接完成并冷卻后, 對(duì)上面已定位好的鋼錨箱節(jié)段的軸線、上端面水平度、高程以及索導(dǎo)管位置進(jìn)行復(fù)測(cè)。若滿足要求, 即可重復(fù)第(3 (6 作業(yè)。在鋼錨箱安裝過(guò)程中, 還要注意控制已安裝鋼錨箱的整體垂直度。(8 對(duì)每道焊縫按規(guī)定程序和方法進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè), 凡檢測(cè)結(jié)果不符合要求的焊縫均需進(jìn)行返修直到合格, 焊縫全部合格后方可進(jìn)行塔柱混凝土施工。3. 4 鋼錨箱安裝定位施工測(cè)量3. 4. 1 首節(jié)鋼錨箱安裝定位在塔柱穩(wěn)定的時(shí)間段先復(fù)測(cè)定位鋼

11、框架時(shí)2個(gè)工作點(diǎn)及鋼框架中線的坐標(biāo), 如果點(diǎn)位相對(duì)變化較小, 仍以這2個(gè)工作點(diǎn)放樣鋼框架時(shí)的坐標(biāo)為基準(zhǔn), 然后在鋼框架上放樣出首節(jié)鋼錨箱的平面安裝位置。首節(jié)鋼錨箱安裝后, 采用精密水準(zhǔn)儀及配套銦鋼尺檢查其頂面高程及平整度。平面位置的檢查采用全站儀與懸吊垂球相結(jié)合的方法。全站儀架設(shè)在工作點(diǎn)可以直接測(cè)得鋼錨箱頂口相應(yīng)位置的坐標(biāo), 與底口放樣坐標(biāo)相比較即可求出鋼錨箱的垂直度。3 鋼框架邊線測(cè)量放好大樣, 四周用磨光的3cm 厚鋼板壓線焊接控制平面位置, 平面位置調(diào)整依靠5t 手拉葫蘆, 標(biāo)高利用50t 手動(dòng)千斤頂調(diào)節(jié)并固定。鋼框架固定以后, 在其上安裝第1節(jié)鋼錨箱, 調(diào)整完畢鎖緊連接螺栓, 然后澆筑

12、合攏段第2次混凝土, 第2次混凝土全部采用微膨脹混凝土。3. 3 鋼錨箱安裝(1 將待安裝節(jié)段鋼錨箱分2塊吊裝就位, 臨時(shí)固定, 再分塊吊裝兩吊裝塊間連接鋼板, 用插銷臨時(shí)銷接, 測(cè)量精確定位, 最后安裝高強(qiáng)螺栓。(2 在已安裝節(jié)段鋼錨箱定位之后, 對(duì)其進(jìn)行固定, 防止鋼錨箱移位。固定方法采用高強(qiáng)螺栓將鋼錨箱內(nèi)的臨時(shí)固定裝置連接好, 并在順橋向兩端內(nèi)側(cè)焊6處10cm 長(zhǎng)的定位焊縫, 固定已經(jīng)定位好的鋼錨箱, 保證進(jìn)行下一節(jié)段鋼錨箱吊裝時(shí)不發(fā)生位移, 見(jiàn)圖6、圖7。(3 已安裝節(jié)段鋼錨箱固定好之后, 立即進(jìn)行下一節(jié)段鋼錨箱的吊裝就位。在下一節(jié)段鋼錨箱吊裝過(guò)程中, 已定位好的鋼錨箱與前節(jié)錨箱不施焊

13、連接, 以防止鋼錨箱焊接時(shí), 鋼錨箱受壓對(duì)焊縫造成影響。 ,杭州灣跨海大橋北航道橋鋼錨箱施工技術(shù) 林文體, 陳儒發(fā)49切除多余部分鋼絞線, 用環(huán)氧砂漿封錨, 24h 內(nèi)壓漿并修補(bǔ)。鋼錨箱與混凝土之間通過(guò)剪力釘錨固, 上塔柱距離承臺(tái)高達(dá)180m, 且施工期間已進(jìn)入冬季, 為防止鋼錨箱與混凝土之間連接部位開(kāi)裂, 混凝土施工要解決2個(gè)方面的問(wèn)題:! 改善混凝土工藝性能。主要是通過(guò)優(yōu)化混凝土配合比, 提高混凝土泵送性能, 提高混凝土早期強(qiáng)度, 縮短拆模時(shí)間, 并在混凝土中摻入適量聚丙烯纖維, 以提高混凝土抗裂性能。保溫保濕養(yǎng)護(hù)。高塔混凝土澆筑完畢后, 在模板外側(cè)包裹帆布防風(fēng)保溫, 混凝土初凝后即噴淋灑

14、水養(yǎng)護(hù), 使混凝土表面處于濕潤(rùn)狀態(tài), 爬架上共布置2層噴淋系統(tǒng), 間距5m 。4 結(jié) 語(yǔ)杭州灣跨海大橋北航道橋主塔斜拉索錨固區(qū)采用鋼錨箱, 將斜拉索索導(dǎo)管定位由空間變?yōu)槠矫娑ㄎ? 減少施工難度, 縮短施工工期, 平均每節(jié)鋼錨箱安裝時(shí)間34d, 上塔柱每節(jié)段施工工期為78d 。北航道橋鋼錨箱安裝工藝具有以下特點(diǎn):(1 首節(jié)鋼錨箱與鋼框架同時(shí)安裝, 然后澆筑合攏段第2次混凝土, 確保了鋼錨箱安裝起始位置的安裝精度;(2 由于鋼錨箱在工廠加工時(shí)進(jìn)行了預(yù)拼裝, 運(yùn)輸過(guò)程中采取相應(yīng)保護(hù)措施, 現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝得當(dāng), 安裝精度控制較好;(3 鋼錨箱與混凝土結(jié)合段施工采取了有效的措施, 防止鋼混結(jié)合段混凝土裂縫

15、的出現(xiàn)。杭州灣跨海大橋北航道橋鋼錨箱安裝施工技術(shù)的成功應(yīng)用, 為今后其他同類橋梁施工提供了借鑒。以第2節(jié)段鋼錨箱底口縱、橫軸線沖眼對(duì)準(zhǔn)首節(jié)鋼錨箱頂面縱、橫軸線沖眼(廠內(nèi)進(jìn)行精確沖眼 , 從而定位第2節(jié)鋼錨箱的平面位置。然后利用橫梁工作基點(diǎn)放樣出塔柱混凝土上或勁性骨架上工作點(diǎn)的坐標(biāo), 再用與第1節(jié)相同的方法檢查其平面位置和錨固點(diǎn)的坐標(biāo)及該節(jié)段鋼錨箱頂面標(biāo)高及平整度。其余節(jié)段方法類似。3. 4. 3 鋼錨箱錨管相對(duì)位置的檢查鋼錨箱吊裝前, 首先根據(jù)每節(jié)鋼錨箱錨管出口縱、橫軸線沖眼找出錨管出口點(diǎn), 然后丈量出與錨箱頂及中線、外壁的相對(duì)關(guān)系。待鋼錨箱吊裝后, 首先測(cè)量錨管錨固點(diǎn)的三維坐標(biāo), 然后根據(jù)測(cè)

16、量的鋼錨箱平面位置及高程數(shù)據(jù), 結(jié)合出口點(diǎn)丈量數(shù)據(jù)推算出錨管出口點(diǎn)的三維坐標(biāo)。3. 5 鋼錨箱與塔柱混凝土結(jié)合施工鋼錨箱安裝至一定高度(大于5m , 不超過(guò)12m , 開(kāi)始鋼混結(jié)合段混凝土施工, 先安裝勁性骨架及鋼筋, 然后安裝環(huán)向預(yù)應(yīng)力束塑料波紋管, 最后安裝模板并澆筑混凝土。上塔柱共設(shè)置58束15-12環(huán)向預(yù)應(yīng)力束, 張拉端采用深埋錨?？紤]冬季混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢, 預(yù)應(yīng)力穿束、張拉和壓漿在爬架上進(jìn)行。為了保護(hù)四角圓弧鋼模板的完整性, 環(huán)向預(yù)應(yīng)力采取后穿方式, 為防止混凝土澆筑時(shí)波紋管漏漿, 波紋管內(nèi)事先穿1條軟質(zhì)塑料襯管, 襯管分為2段, 從兩側(cè)伸入波紋管內(nèi), 在鋼錨箱內(nèi)會(huì)合, 模板上只開(kāi)小孔讓襯管通過(guò), 混凝土初凝后, 抽出塑料襯管。拆除模板后穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線, 混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%, 彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線, 兩端同時(shí)張拉, 張拉力與引伸量雙控, 以張拉力為主。張拉完畢(上接第36頁(yè)平臺(tái)上進(jìn)行。施工平臺(tái)采用角鋼焊接件, 設(shè)置成L 形, 對(duì)稱布置, 與塔柱上預(yù)埋鋼板焊接, 上鋪?zhàn)叩滥景? 周