支井河特大桥钢管拱肋安装方案设计

支井河特大桥钢管拱肋安装 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 市政?交通?水利工程设计 Municipal'TrafficEtneeringDesl 【文章编号】1007—9467(2007)09—0088.05 支井河特大桥钢管拱肋 安装方案设计 ?周昌华,李德兵,唐天国(1.湖北沪蓉西高速公路建设指挥部,湖北恩施445000 2.恩施州沪蓉西高速公路办公室,湖北恩施445000) 【摘要】支井河特大桥横跨支井河,两岸地陡峻,施工场地狭 窄,运输困难,施工务件受到自然条件和桥跨结构等多种因 素的限制,必须作好钢管拱肋安装设计.通过施工条件分 析,对钢管拱肋安装的缆索吊机,锚锭体系,缆索系统,组合 式索鞍,运行及提升系统,拱肋安装工艺流程,斜拉扣挂系 统,拱肋合拢,卸扣等设计进行了详细的介绍. 【关键词】桥梁工程;钢管混凝土拱;吊装;施工工艺 【中图分类号】U448,22;U445【文献标志码】B 1工程概况 支井河特人桥位于湖北省巴东县野j关镇境 内,横跨支井河峡谷,全长545.54m,桥跨布置为 36m+444.8m+2~27.3m,桥宽24.5m,按2Xll+1.5 (分隔带)+2~0.5(防撞墙)m布置.引桥采用箱型 钢筋混凝土简支梁,主桥为lm.430m上承式钢管 混凝土拱桥,桥高280m,跨径在世界上为类型结 构之首(见图1).主拱肋为钢管混凝土主弦杆和箱 形钢腹杆组成的空问桁架结构,上下游两道拱肋平 行布置,肋宽4m,肋问距13m,每道肋由上,下各两 根钢管弦杆组成,并通过上下横联,腹杆及横向斜 杆组成空间稳定体系,肋问设横联.受到施工空间 及运输条件的限制,拱肋共分成30个吊装节段,节 段长度在14.067m~26.266m之问,节段最大吊重 约270t(~.2肋). 主要工程量包括:主拱肋安装总重量5l80t,拱 上立柱总重量l875.It,拱上立柱盖梁总重量 583.7t,主拱肋混凝土:3906.7m,主桥小箱梁混凝 土:35l5m3(】68块),桥面铺装混凝土72lm3,护栏 88 混凝土503m3. 支井河峡谷两岸悬崖陡立,地形复杂,相对高 差大,河床狭窄.大桥宜昌侧接漆树槽隧道出口,恩 施侧接庙垭隧道进口,桥隧紧密相接.工程艰巨,运 输条件差,施工场地狭小,施工条件极为困难.因 此,作好施工方案的设计具有重要意义. 图1支井河特大桥总体布置图 2钢管拱肋安装方法设计 2.1总体思路 两岸地形险要,场地狭窄,节理裂隙,局部出现 波状糅皱,地表风化溶蚀较严重,仅有的低等级公 路弯道最小半径15m. 针对上述条件,本桥主拱肋安装利用缆索吊装 系统,采用"两岸对称悬拼,齐头并进至跨中合龙的 斜拉扣挂法"施工.拱肋共分成30个吊装节段,节 段长度在14.067m~26.266m之间,双拱肋起吊,节 段最大吊重约270t(双肋),节段问采用"先栓后焊, 栓焊结合"的原则连接.钢管拱肋加工完成后,先在 工厂实现5+1的卧拼,然后拆成杆件运至工地,在 两岸引桥上利用龙门吊机进行1+1的立拼,两个节 段拼装完成后,起吊安装前一个节段,再进行后两 个节段的拼装,如此循环,直至在拱顶合拢. 2.2缆索吊机 本桥拱肋节段的最大吊重为270t,考虑到起重 索和挂钩等附加重量,根据两边的地形和功能需 要,考虑不用吊塔,主缆索等直接锚固在岩锚(吊 锚)上,将缆索吊机设计为跨径756m,最大吊重 300t的无支架缆索起重机.利用交界墩作为扣墩, 在墩顶上布设扣,锚索锚梁.扣锚设计为利用原桥 台台身作为锚梁,台前和台后两面分别锚固锚杆和 扣索,方便施工.缆索吊装整体布置见图2. 一l一—L/ 图2缆索吊装系统总体布置图 2.3锚锭体系 由于桥位两岸基岩裂隙发育,层理较簿,溶蚀 严重,不适宜用做吊装重量特大的缆索吊机系统. 因此,我们根据计算的承重索的最大受力情况,采 用体积1719m,,最大抗拔力为3O00kN的钢筋混凝 土重力式地锚,依靠重力式地锚自身和特殊的结构 来稳定缆索起重机最大张力.地锚在每岸设2个, 其中心对应于主拱肋的轴线,全桥设地锚4个,钢 管锚梁主要用来系主承重索和工作索,以及主起 吊,主牵引,工作起吊,工作牵引的导向滑车千斤 绳.地锚设计为锚梁形式,主承重索和工作索承重 索直接系绕在锚梁上,锚梁设计为250cm的钢管锚 梁,钢管内灌注C40混凝土,以满足主索的最小弯 曲半径要求.施工时,为增加更大的保险系数,在锚 坑基底和后侧壁打入间距为lm的梅花型锚杆与混 凝土地锚相连,锚杆深度5m. 2.4缆索系统 缆索系统主要包括主索,牵引索,起吊索,工作 索,抗风索等,缆索系统布置见前缆索吊装系统总 市政?交通?水利工程设刊 Municipal'Engineering培nI 全桥共设两套主索系统,主承重索采用由20根 cb62mm钢丝绳组成的"单跨双索制",主索道起重 索采用4根cb26mm钢丝索,牵引索采用4根 cb42mm钢丝索,经计算能满足使用要求. 缆索吊机采用"螺旋式摩擦卷扬机"作为牵引, 起升机构,动力源为4台28t双筒慢速卷扬机和4 台10t单筒快速卷扬机;牵引速度0.36m/min, lOm/min,起升速度0.26m/min~3m/min,位移精度 达到lmm. 起吊系统每组主索上布置2组吊点,每套主索 共布置4组吊点,每组吊点的钢丝绳走8线.每一节 段用每套主索上的4组吊点抬吊,每组吊点用l台 螺旋式摩擦卷扬机作为动力机械.牵引系统每组 主索上的两组吊点分别在宜昌岸,恩施岸各用l台 螺旋式摩擦卷扬机作为牵引动力机械. 2.5组合式索鞍 组合式索鞍由主索调紧装置,牵引转向轮组, 牵引卧式导向轮组,主索索鞍(4组l0槽),工作索 滑轮组等组成.全桥共两套索鞍组,分别安装在两 岸的钢筋混凝土重力式地锚上.索卡主要用于钢丝 索的接头上,承力索采用铰接方式连接在地锚上, 牵引导扰滑轮组(转线,收紧滑车组)设在地锚前 端,工作索中线,承力索中线和桥拱轴线纵向对称. 2.6运行及提升系统. 拱肋的吊装采用4点抬吊的方法进行吊装,根 据现场实际情况结合以往施工经验采用"增力式运 行天车"作为运行机构.运行天车由动,定滑轮组 成,每条索道上设置2台运行天车,全桥共4台.通 过设置在宜昌岸,恩施岸的8台卷扬机来完成缆索 吊机的运行及提升操作. 2.7拱肋安装 主拱肋在工厂加工,以散件形式运到现场,在 引桥上组拼成大节段后吊装,拱肋的纵向运输和起 吊安装采用"4点抬吊"的施工方法.主拱肋的安装 采用在两岸引桥上进行1+1的立式预拼装后,用缆 索吊机双拱肋同时起吊安装,两岸对称进行.即先 安装恩施岸的第一节段,接着安装宜昌岸第一节 段,再安装恩施岸第二节段,如此循环,直至到两岸 市政?交通?水利工程设计 Munk'~),d.TrafficEngineeringDesign 的15节段各自完成,在拱顶合拢. 因本桥所处地形陡峻,拱肋位置距河床较高, 第3个节段后不便于再安装缆风绳,因此每岸安装 完3个节段后,调整轴线与标高符合设计及规范要 求,然后在拱脚部位封铰,使合拢前的拱肋安装处 于超静定的悬臂结构.主拱肋设计为先栓后焊,栓 结的强度已符合钢管安装过程的要求.为减少焊接 温度引起的轴线变形,在拱肋安装过程中,只进行 栓结,待钢管拱肋合拢后,再对所有的接头进行焊接. 2.8斜拉扣挂系统 主拱肋斜拉扣挂系统设计利用两岸交界墩 (盖梁)作为支点,以墩顶锚梁,桥台身作为刚性传 力梁,通过扣索,平衡索,预应力锚索,引桥箱梁,形 成力的转换与平衡体系.本系统由扣点,扣索,扣墩 及锚梁,平衡索及锚碇,扣墩锚梁的支承系统五部 分组成. 2.8.1扣点 为减少传统的扣点由于焊缝过多给主结构带 来的不利影响,吊段斜拉扣索的扣点采用在上弦钢 管之下设置的钢锚梁,连接吊装的主拱肋与扣索. 钢锚梁通过拱肋的节点板支承拱肋,并以螺栓与拱 肋节点板的缀板II缶时连接.钢锚梁由钢板焊接而 成,依扣索位置及索力不I,其长,宽,高分别采用 不同的人小.为避免主结构扣点局部应力过大,导 致薄壁钢管及节点板的屈曲破坏,对主结构扣点处 主弦钢管及节点板进行局部加强. 2.8.2扣索 拱肋的安装采用两岸对称悬拼,双肋同时起 吊(增加II时横向联结系).每半跨拱肋分l5组,30 个双肋起吊段,每3个双肋吊段组成1个大扣段, 每半跨各有5个人扣段.节段起吊后均由扣索固 定,扣索体系分II扣,正扣两类,临扣,正扣均由钢 绞线组成(扣索钢铰线用完之后可以回收用在主桥 小箱梁上).每半跨共设置正扣6组,前4个大扣段 仅在上弦管设一处扣点;第5个大扣段在上下弦管 处各设…扣点,即对应第5组,6组扣索;临扣二组, 本桥只在第人扣段设置临时扣,其它节段悬臂拼 装.每组正扣中包含纵向3个节段,当起吊第l节 90 段,第2节段时用临扣固定,起吊第3节段时用正 扣固定.节段开始当l节,3节段均以高强螺栓连 接为整体结构,正扣的高程又已调整到设计标高后 (误差达到施工规范的要求),则可拆开并放松临扣 (0号扣索).从第4节段开始,利用高强螺栓连接悬 拼两个节段(4节段,5节段),第6节段用正扣固定, 然后悬拼7节段,8节段,其它节段依次进行.在每个 大扣段固定好后,可以拆掉临时联结系,重复使用. 2.8.3扣墩及锚梁 设计利用交界墩作为拱肋安装的扣墩,并在 其上设置锚梁,以承受扣索,平衡索传递的全部施工 荷载.交界墩共两个空心墩柱,每墩柱截面外廓尺 寸为500cmx350cm,壁厚60cm.宜昌侧墩高为 82.38m,恩施侧高73.87m.交界墩盖梁高150cm, 盖梁顶面顺桥向宽660cm.其中引桥及主桥上部结 构的小箱梁伸入盖梁共213cm外,其余长447cm 设置n形块以衔接主桥小箱梁和引桥小箱梁,作为 桥面系的过渡孔.宜昌侧n形块高215cm,恩施侧 高195cm.为在交界墩顶设置锚梁,将原盖梁顶的 II形块改为实心体并作为锚梁下部(同时作为永久 结构的桥面系过渡孔),其上加设二块实体作为锚 梁上部,其尺寸为750cmx280cmx227cm.锚梁为 现浇的钢筋混凝土结构.当全桥吊装工作完成后, 锚梁上部予以切除.在混凝土锚梁配筋设计时,充 分考虑了锚梁下部作为过渡桥面系永久结构的需要. 锚梁上部的横桥向位置与主拱拱肋相对应.锚 梁的扣,平衡索的锚固端及钢绞线孔道均与扣索, 平衡索的空间位置相对应.平衡索张拉端设在锚梁 河侧下部,顺桥向预留宽190cm的作业宽度.扣索 张拉端面除二组(L1,L2)设在河侧的盖梁顼,其余 均设在锚梁岸侧或锚梁顶,其作业空间与安装的引 桥相连通. 2.8.4平衡索及锚碇 为平衡交界墩顶锚梁扣索水平力而设置的平 衡索每侧共24束,编号为A,F(每组4束).其一 端连接于交界墩顶锚梁,另一端连接于桥台.桥台 通过预应力锚索锚固于山体岩石上.平衡索采用单 端张拉,张拉端位于交界墩顶锚梁,固定端位于桥 台背面.平衡索的张拉采取分批张拉的方式进行, 宜昌侧按l1.7t/根进行张拉,恩施侧按l3.Ot/根进 行张拉.扣锚设计为锚梁加锚杆的形式,本设计考 虑利用两岸桥台作为作为平衡索一预应力锚索的 扣锚梁,设计时已在桥台上作处理,锚梁上预留锚 索孔道,注意要与扣索锚梁相对应,以方便张拉.台 身背面作为平衡索的固定端锚固面,台身前面作为 预应力锚索的张拉端锚固面.台身背面设置5道肋 墙直顶台后岩面,通过该5道肋墙设置24束预应 力锚索.预应力锚索长度为:宜昌岸长锚索38m,短 锚索28m;恩施岸长锚索36m,短锚索26m,预应力 锚索锚固长度8m.设计锚固力160t,张拉安装力 184t.预应力锚索俯角2Oo,锚杆端部深入岩体的竖 向深度8m,13m. 2.8.5扣墩锚梁的支撑系统 由于扣墩较高,属于柔性结构,锚梁上较小的 水平力都会导致扣墩产生较人的水平位移为此,本 设计借助引桥小箱梁一桥台一台后岩面构建交界墩 锚梁的支撑系统,使锚梁可以先承受较大的向岸侧 的平衡索水平力.由于向岸侧的平衡索水平力先期 存在,使向河侧的每一次张拉的扣索水平力的幅度 得以较大地提高(仅需累计扣索水平力不超过累计 的平衡索水平力),方便了施工及其施工控制. 宜昌岸引桥为36m小箱梁,恩施岸引桥为 2mx27.3m连续小箱梁,横桥向均布置小箱梁8 片.兼作为拱肋拼装平台,小箱梁在拱肋吊装前已 经安装在交界墩及桥台上.为借助引桥小箱梁支撑 锚梁,取消引桥与交界墩锚梁问的伸缩缝,箱梁端 部与锚梁一并现浇,每片小箱梁顶板增加22mm 钢筋伸入锚梁,形成与锚梁的铰接结构.引桥桥台 端,与桥台背墙问预留有伸缩缝间隙(宽8cm , 12cm),除桥中线两侧的第2片小箱梁,因其对应 的桥台背部空缺支顶肋墙外,其余6片小箱梁均以 硬木与桥台背墙楔紧,桥梁安装完成后硬木即拆 除.同时,对桥台背墙适当加强,通过背墙后的5片 肋墙及台背岩面的钢筋混凝土护墙,将桥台背墙直 市政.交通.水利工程设 嚼.,{ 顶于台后的岩面.引桥小箱梁支项交界墩锚梁,平 衡索通过锚梁传递的水平力作用点位于小箱梁中 性轴以下(约30cm,50cm),其产生的负弯矩尚可 部分抵消小箱梁施工期间拼装拱肋及龙门吊机产 生的正弯矩,是一种有利的效应. 2.9钢管拱肋合龙 每侧拱肋第15#吊段安装完成后,需尽快地实 施合龙.本桥的合龙段预留长度是O.6m,合龙设计 温度2O?.由于施工进度的不确定因素很多,要求 在一个固定的温度下进行合龙是不切实际的.合龙 温度可以是任意的,但必须计算出合龙温度与本设 计图设计合龙温度(20?)之差引起拱轴线高程的 变化值并加入到各扣点高程内校正以后再进行合 龙.为此,在合龙前应先对当时的气温进行2d~3d 的观测,画出温一时变化曲线,在其上选定能满足工 序操作时间的较低合龙温度,并根据需要进行温度 修正,选择一天中温度较低并且稳定的时段实施瞬 时合龙.合龙节段为一与钢管拱肋同规格的短管 (同直径,同厚度,同材料),其长度应在已定的合龙 温度下现场实际丈量缺口尺寸确定,并在现场下料 加工.节段下料长度应为缺口长度减去4cm~5cm (两道焊缝宽).在合龙缺口两端钢管标高调整校正 到设计值后即可吊入合龙节段,同时在钢管定位环 内纵向穿入4根100mmx1500mm钢管,管下嵌 入钢板将合龙段与两端钢管串联夹紧,均匀留出两 道环焊缝缺口宽度(每道20mm左右).每道环焊缝 缺口临时以一圈小钢板条焊连,抵抗合龙中温度变 化所引起的应力,之后即进行两道合龙环缝的正式 施焊.完成以后即拆除所有临时固定装置及焊片, 磨光痕迹,补加防护. 2.10卸扣 钢管拱肋合龙,各节段接头周圈焊接完成并形 成无铰拱后,应予逐级松扣,将扣索拉力转换为拱 的推力,使空钢管拱肋呈自重作用下的无铰拱状 态,完成钢管混凝土拱的体系转换.各扣索松一级, 暂停15min~20min后,测试各项数据,经有关各方确 认后,再进行第二级放松循环直至拆除.拆除后应 对拱肋进行全面测试. 91 工程项目管理 ProjectMam~ment 【文章编号】1007—9467(2007)09—0092—03 工程质量事故分析与处理 ?徐颖(洛阳有色金属加工设计研究院,河南洛阳471039) 【摘要】针对某人民银行营业办公楼局部剪力墙出现蜂窝, 麻面,孔洞的问题,采取敲击,超声进行检测,并对不同情况 采取新浇注混凝土,加强暗梁配筋,增加暗柱等措施,达到 了预期效果. 【关键词】剪力墙;施工质量;超声检测;浇注混凝土;暗梁; 暗柱 【中图分类号]TU973+.16【文献标志码】A AnalysisandTreatmentofQualityAccident ofEngineeringProject XUYing ! 3 (Luoyangeingeeringandresearchinstitutefornonferrousmetal processing,Luoyang471039,China) [Abstract]Knockingandultrasonicinspectioniscarriedout directingagainsttheproblemsofhoneycomb,ballastsurfacedand holesoccurredinlocalshearwalloftheofficebuildingofacertain People'SBankandnewlycastconcrete,strengtheningbarsof coveredbeam,addingcoveredpostandetcisadoptedfordifferent conditionsthathavegotexpectedresults. [Keywords]shearwall;constructguality;ultrasonicdetection; castconcrete;coveredbeam;coveredpost 钢管拱肋安装中的问题与对策 1)因钢管拱肋加工过程中出现的精度范围内的 小误差,在1+1立式预拼时孔位对不上.应将此种 误差解决在立拼的过程中,每个螺栓连接的孔位全 部能够栓接到位并符合线形精度要求,不能将问题 带到吊装的过程中. 21吊装的过程中,在中间节段出现轴线和高程 偏差较大.要严格执行拱肋部位栓接紧密,接头密 贴的要求,不容许采用垫片进行线形的调节.每一 节段的安装必须严格实行施工监控,并按照监控的 结果进行调整,杜绝大的累积误差.当高程偏差较 大而用扣索不能调整时,可利用缆索吊机配合扣索 完成高程的调整. 3)两端的拱肋悬臂拼装到合拢段出现错位.利 用导链,缆索吊,扣索联合调节直至符合合拢要求. 4)空钢管拱肋合拢后,线形出现超过规范的精 度要求.扣索拆除后应对拱肋进行全面测试,特别 是拱轴挠度,拱轴线偏移测量,根据测量结果研究 决定纠偏方式.纠偏方式主要是修正管内混凝土灌 注方案和灌注顺序. 92 4结语 该桥施工成功采用了大跨度,重吊重达无塔架 缆索吊机,为在地形陡峻,施工场地狭窄地方修建 大跨度钢管混凝土拱桥提供了的经验.在不具备大 型构件运输的条件下,采用将节段拆散成单个杆件 的办法,在修建复杂山区大型桥梁时可供推广. 【参考文献】 [11中交二院.高速公路2l 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 段支井河特大桥设计图纸 [R】.武汉,中交二院,2004. [21中铁十三局二处.WJLQ3000KN型无支架缆索起重机设 计文件[R1.长春:中铁十三局二处,2002. [31湖北沪蓉西高速公路2l合同段项目部.井河特大桥钢管 主拱肋安装技术方案[R].恩施:沪蓉西高速公路2l合同 段项目部,2005. 【收稿日期]2007.07.09 . { 僚素镯黔 周昌华(1965~),男(土家族),湖北鹤峰人,高级工 程师,从事公路建设管理与技术研究,(电子信箱) yc20791@sina.com.