09年巖土工程師:連續(xù)鋼桁梁雙向全懸拼工法(1)

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摘要: 隧道工程局第一工程處承建的南昆鐵路橫口3#大橋、八渡4#大橋主跨均為2×64 m上承式連續(xù)鋼桁梁,借鑒預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂灌筑的方法,采用雙向?qū)ΨQ全懸臂拼裝架設(shè),獲得成功。該工法機(jī)械設(shè)備投入少,拼裝工作量減少一半,增加一個工作面,施工周期短,社會、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
    1 前言鐵道部隧道工程局一處承擔(dān)施工的南昆鐵路橫口3#大橋全長369.45 m,其中6#跨、7#跨為2×64 m連續(xù)鋼桁梁、5#墩、6#墩、7#墩身高分別為57 m、61 m、38 m;八渡4#大橋全長355.33 m,其中5#跨、6#跨為2×64 m連續(xù)鋼桁梁,4#墩、5#墩、6#墩身高分別為61 m、74 m、40 m.
    兩座大橋由于溝谷深切、橋墩身高,原設(shè)計采用單向全懸臂拼裝,該方案鐵道部有成熟的施工經(jīng)驗(yàn),懸拼時結(jié)構(gòu)安全容易保證,但需拼裝及拆除64 m平衡梁,增加了一倍工作量,工期延長,且高強(qiáng)度螺栓經(jīng)過一次使用后,表面狀況發(fā)生變化,扭短系數(shù)離散值增大,第二次使用施擰質(zhì)量難以控制。
    經(jīng)過反復(fù)研究比選,決定借鑒預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁懸臂灌筑的方法采用自中間墩頂向兩側(cè)雙向?qū)ΨQ全懸臂拼裝方案,與原設(shè)計方案相比,實(shí)際采用方案投入設(shè)備少,施工周期短拼裝工作量減少,社會、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
    2 工法特點(diǎn)及適用范圍
    (1)相鄰墩臺不受懸拼影響,均可正常施工;
    (2)不需架設(shè)32 m軍用梁及滿布膺架;
    (3)依靠鋼梁自重平衡,不需加壓重,主桁拼裝工作量減少一半,增加一個作業(yè)面;
    (4)原設(shè)計20 t高架索道改為3×3.5 t高架索道,減小了索道造價,并充分利用索道運(yùn)輸能力,取消了軌道運(yùn)梁設(shè)備及拼裝吊機(jī);
    (5)本工法適用于高山深谷中連續(xù)鋼桁梁架設(shè)。
    3 工藝原理該方案雙向?qū)ΨQ懸拼, 依靠鋼梁自重平衡, 施工過程中保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵是墩、梁間臨時固結(jié)措施, 經(jīng)過比選, 選用焊接工字型鋼板梁作為施工托梁, 與三角形墩旁托架相比, 結(jié)構(gòu)簡單,安裝、拆除方便。 施工托梁在鋼梁拼裝過程中使中間墩與鋼桁梁形成T型剛構(gòu), 傳遞鋼桁梁恒載、 施工荷載、 不平衡力矩等, 中間兩個節(jié)間的拼裝平臺。
    施工托梁的高度根據(jù)受力情況及鋼梁懸臂端撓度、支座高度、千斤頂工作高度等多方面綜合計算確定。因?qū)嶋H施工過程中不可能保持絕對平衡,施工托梁應(yīng)能承受不平衡力矩。
    4 施工工藝
    4.1 施工托梁
    (1)考慮到施工托梁加工、運(yùn)輸方便及高架索道起重能力限制,每片托梁分為三段制造,在中間墩頂現(xiàn)場拼裝。
    (2)施工中應(yīng)加強(qiáng)對施工托梁的觀測,可用水準(zhǔn)儀觀測托梁撓度值,推計托梁內(nèi)力;有條件的話也可用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀觀測托梁應(yīng)變情況。施工過程中還有必要重點(diǎn)監(jiān)測施工托梁的焊縫、栓接等部位,確保結(jié)構(gòu)安全。
    4.2 施工準(zhǔn)備高架索道是桿件吊裝的關(guān)鍵設(shè)備,人員亦需通過索道上橋,施工前應(yīng)對高架索道進(jìn)行加載試驗(yàn),確保索道安全;
    鋼梁桿件進(jìn)行清點(diǎn),按拼裝順序堆碼整齊;
    預(yù)拼場地進(jìn)行清理,砌筑預(yù)拼臺座;
    中間墩頂設(shè)工字型施工托梁,調(diào)整中線標(biāo)高。
    4.3 桿件預(yù)拼為加快架設(shè)進(jìn)度,減少高空作業(yè)量,根據(jù)鋼梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方案特點(diǎn)、高架索道起吊能力等因素,對鋼梁桿件在橋下預(yù)拼,主要方法如下:
    (1)下弦桿懸臂前方的節(jié)點(diǎn)板、拼裝板、填板、下平縱聯(lián)節(jié)點(diǎn)板與下弦桿預(yù)拼裝,為方便下個節(jié)間下弦桿安裝入檔,保留適量沖釘,所有高強(qiáng)度螺栓均未擰緊。
    (2)斜桿單獨(dú)安裝。
    (3)上、下游豎桿與鐵路橫梁及橫向聯(lián)結(jié)器預(yù)拼成整體吊裝,為方便上弦桿安裝入檔,按規(guī)定保留適量沖釘,高強(qiáng)度螺栓不擰緊。
    (4)上弦桿單獨(dú)擰緊,為方便下節(jié)間上弦桿安裝入檔,上弦桿懸臂端上部拼裝板暫不安裝。
    (5)平縱聯(lián)交叉桿在橋下預(yù)拼為整體吊裝。
    (6)縱梁安裝時由于橋上施工場地較好,不在橋下預(yù)拼。
    桿件預(yù)拼前檢查桿件編號、尺寸、保護(hù)涂裝情況,對少量銹蝕脫落的噴鋁面按要求補(bǔ)噴。
    每組桿件預(yù)拼后,均由檢驗(yàn)員全面檢查拼裝件的各部分尺寸、編號、數(shù)量、位置、方向等是否符合設(shè)計要求,確認(rèn)無誤后,填寫預(yù)拼桿件檢查表,并在桿件上標(biāo)識橋上安裝位置及“合格”字樣。