目前,我国斜拉桥的建设有独塔、双塔、多塔等所有结构形式。施工的难点和重点在于塔索和主梁。具体施工方法应根据不同桥梁工程中不同的材料选择来确定。
一、工程设计概况及设计特点
1.工程设计概况
南京市六合新城龙池路跨滁河大桥及连接线工程位于南京市六合区,交通便利,为方便业主出行,便在已建桥梁两侧再建一条临时便道与主变道连接。该桥西起金穗大道,东至规划西陈路,工程道路全长1100米(其中龙池路跨滁河大桥桥长661米,毛营河桥长20米,其余为连接线),道路宽40米。
主桥采用独拱塔双索面斜拉桥,主跨100m,塔高自桥面以上66m,椭圆钢箱混凝土塔柱空间双索面斜拉桥,墩梁固结系统。100m跨索距5m,85m跨索距4m。单截面横桥宽度为3m,纵桥宽度塔顶4.5m,桥面6.5m,承台顶7m。
2.设计特点
由于斜拉桥中塔、梁、索的结构设计变化和组合形式多样,考虑到通航、美观和地域象征,六合新城龙池路跨滁河大桥采用斜拉桥方案,设计在构件尺寸、形式选择和组合上包括以下特点:一是采用大直径钻孔桩和大体积承台;二是全预应力混凝土结构;三是截面主梁和宽跨比较大,塔梁斜度比较大。
上述设计特点对施工技术提出了更高的要求。与国内已建成的斜拉桥相比,由于本工程的混凝土主梁宽度和塔柱斜度较大,除了合理应用高性能混凝土和预应力施工技术外,我们还主要应用牵索吊篮悬挂等施工技术,在基础施工中具有有效控制成本和施工速度的独特施工方法。
二、施工现场、主要生产设施布置和施工重点、难点
1.施工现场和主要生产设施的布置
本工程桥梁为东西方向。为了方便施工,集中管理,有两个集中施工现场,即河道两侧的一个,即项目经理部建在河道西侧、寺庙南侧、办公室、会议室、实验室、管理人员宿舍等。另一边是生产区,还依次安排了零星的材料和工具仓库、交通码头、起重运输码头、钢结构加工车间、砂石堆场、水泥仓库、混凝土搅拌站,为施工做好了提前准备。施工用水通过接入自来水管网解决。
2.施工中的重点和难点
2.1钻孔桩施工
主墩桩基直径2m,孔深约70m,属于大直径深孔桩基;根据地勘报告,桩底附近有中风化岩层,增加了成孔难度。而且在河流中,根据整体工期安排,桩基施工处于汛期,河流水位高,对围堰要求高。
2.承台开挖施工
9#,10#桥墩承台在河中开挖,开挖深度深,10#桥墩开挖深度达到13m。10#主墩承台为大体积混凝土施工,施工组织和温度难以控制变形裂缝。
2.3现浇施工
主桥主跨采用悬浇施工,全断面吊篮模板难以设计。副跨在鱼塘正上方,现浇施工需要单独设计支架系统。
2.4施工监控
由于桥梁采用椭圆形钢箱混凝土塔柱空间双索斜拉桥系统,结构自重对桥梁内力影响很大,因此需要严格控制梁混凝土的浇筑量。
三、施工技术措施
1.桩基施工
桥梁桩基总数为184个,所有桩基混凝土设计强度均为C30。该地区的图纸主要是粉末粘土和砂石层,给钻孔桩的施工带来一定的困难。考虑到工期,选择孔隙快、护壁好的环保旋挖钻机作业。严格按照施工工艺进行护筒埋设和泥浆混合,随时观察土层和天气的变化,保持钻孔施工的连续性,不得中途停顿,交接班时应做好相应的施工条件和进度记录。一旦施工中出现断桩,应及时采取有效、可行、经济、实用的方法增加基桩或用冲击钻恢复。
2.桥台、承台施工
全桥桥台2个,承台32个,均采用C30混凝土浇筑,共8238m。为更好地止水,采用拉森钢板桩沿河自上而下依次打桩的施工方法,降水后采用三钢支撑的垂直开挖方法进行坑基开挖。在这些工程中,承台钢筋必须在现场加工并检查合格后,再由汽车吊配合进行绑扎安装,在此期间位置应符合设计图纸的准确要求。
在承台模板支护施工中,为了降低水泥活性,混凝土坍落度应控制在160±20cm,水泥用量应控制在300kg/m3以内。为了延缓水化热时间,混凝土初凝时间不得少于12小时,具体比例由实验室确定。同时,为了不引起大体积承台混凝土裂缝,应严格控制混凝土施工温度。其内外温差不得大于25℃,混凝土表面与外部环境的温差也控制在此范围内。在最终维护阶段,温度不得低于10℃。对于不符合施工要求的温差范围,必须采取有效措施进行处理,否则不予施工。
3.主梁主塔及施工
本工程桥梁段661m,主桥主跨采用挂篮悬浇施工方法,浇筑段长5m,节段数量15节。设计建议方案为前支点牵索吊篮施工,单侧吊篮重量不得超过800KN。副跨现浇施工,施工顺序为先塔柱施工到梁底时0#块施工。主梁0#块采用钢管,贝雷架作为支撑立模现浇。外模采用钢模。为了减少模板的损耗,钢模的设计应易于拆除,最好与1#块和标准块模板通用。同时,在悬臂施工过程中,主梁的节段线型控制通过监控手段进行实施和调整。
主塔为椭圆形钢箱混凝土结构,桥面下部分为上下两层,上层66m分14节浇筑。应用的主要机械设备有塔吊、汽车泵、拖泵等。塔吊最大吊重16t。塔柱施工分层进行,下塔柱水平分层一次浇筑成型。需要特别注意的是,在主塔混凝土浇筑过程中,一旦出现大风、雷雨等极端天气,应立即停工。如果工期紧张,应采取必要的安全措施。
4.斜拉锁施工
斜拉索施工主要包括施工前的准备工作、斜拉索运输、斜拉索吊装桥梁、桥面展索、挂索、张拉、索力检测、索力调节和减振装置安装。桥梁拉索安装采用塔吊、卷扬机、探杆、软牵引设备、千斤顶、桥面汽车起重机等。由于其施工作业面长、危险性大,施工人员必须掌握相应的技术规范要求,做到文明施工。
5.墩柱施工
墩柱采用常规支架模板法施工。桥墩混凝土一次灌装成型,混凝土施工采用商品搅拌站集中生产,混凝土泵施工方法,模板安装在起重机上。
结束语
众所周知,斜拉桥,又称牵索桥、斜缆桥或斜张桥,在我国桥梁建设中很常见,已经成为当代桥梁世界的新星。它是一种能够有效利用结构材料,更好地适应大跨度桥梁的新型桥梁。通过对本工程建设案例的分析和施工技术的尝试探索,希望为同类桥梁结构的设计和施工技术水平的提高,以及安全施工和结构改进提供科学依据和有益的实践参考。如有不足,请指正。
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