淠史杭大桥塔梁同步施工技术

六安市淠史杭大桥塔梁同步施工技术（安徽省公路桥梁工程公司安徽合肥230031）【摘要】斜拉桥挂篮悬浇的常规施工工艺为索塔及索塔上横梁施工结束后，进行前支点挂篮悬浇施工。由于本工程工期紧、任务重，挂篮悬浇作为本工程工期的控制性工序，如果按照常规施工工艺进行施工将无法满足工期要求，为此项目部通过与监控单位、设计单位及监理单位充分的分析和论证后，提出了塔梁同步施工方案。本文结合六安市淠史杭大桥施工实践，介绍了塔梁同步施工在混凝土斜拉桥主梁悬浇施工中的施工工艺。【关键词】斜拉桥塔梁同步施工技术1工程概况六安市淠史杭大桥全长436m，分为主桥和两侧引桥，主桥为独塔双索面预应力混凝土不对称斜拉桥，其中主桥主跨长120m、主桥边跨长85m，采用扇形斜拉索布置，为塔墩梁固结的刚构体系。边跨采用满堂支架现浇施工工艺，主跨采用前支点挂篮悬浇施工工艺。主跨∏形双主梁断面纵梁间顶板宽23m，顶板桥梁中心线两侧设置1.5%的横坡，其中桥梁中心线处顶板上缘距梁底2.223m，纵梁内侧处顶板上缘距梁底2.05m，顶板厚30cm。纵梁高2.6m，宽2m，纵梁内侧梁顶高出顶板55cm。本桥共14节悬浇段，最大悬浇节段长度为7m，标准节段重量398t。见图1图1淠史杭大桥主桥总体布置图（单位：厘米）2前支点挂篮的设计原理2.1前支点挂篮受力原理前支点挂篮也称牵索式挂篮，是将挂篮后端锚固在已浇筑梁段上，并将待浇筑梁段的斜拉索锚固在挂篮前端，它能充分发挥斜拉索的效用，由拉索和已浇梁段来共同承担待浇节段混凝土重力。待混凝土达到设计要求的强度后，张拉主梁体内索，拆除斜拉索与挂篮的连接，进行索力转换，使节段重力转换到斜拉索上，再前移挂篮。前支点挂篮浇筑混凝土时，前支点是斜拉索弹性支承，共2个支点，将后锚点挂篮的悬臂受力状态改变为前支点挂篮的简支状态，从而减小了挂篮的挠度和弯矩，提高了挂篮的承载能力。挂篮空载行走时是杠杆作用原理呈悬臂受力状态，两个挂腿为杠杆支点，悬臂自重由尾梁反压轮传递给已浇主梁平衡。3施工方案3.1索塔垂直度的控制塔梁同步施工阶段，索塔垂直度的控制至关重要，单索塔垂直度的误差不大于塔高的H/3000。经过理论计算，按照索塔施工至第八节段开始进行主梁挂篮悬浇，此时塔梁同步施工阶段的索塔纵桥向最大水平位移为1.5cm，理论计算值满足H/3000的要求。索塔施工中索塔模板施工应避免累计误差的产生，因此模板安装采用分节提升接高，分节调整就位的施工方法，并利用劲性骨架定位模板，以全站仪校核垂直度，保证模板的几何中心和设计轴线一致。考虑施工现场条件的不确定因素，索塔纵桥向的水平位移有可能发生超标的情况，需考虑的因素包括：①、主梁悬臂段的临时荷载；根据施工要求，桥面要清理干净，不需要的材料、设备等一律放置于桥下。②、挂篮悬浇主梁悬臂端模板成型差异产生的不平衡重力；严格按设计图纸要求控制模板结构尺寸，确保砼成型结构尺寸满足设计图纸要求。③、施工过程中索塔左右侧边缘局部温差造成的水平位移；索塔四周采用土工布进行覆盖。3.2锚导管施工斜拉索套筒的定位误差不大于5mm，施工时斜拉索套筒采用坐标法定位，即以控制套筒的锚固点和出口点来保证套筒的空间位置。为确保套筒的定位符合设计要求，具体操作时按下列步骤进行控制。①初步定位，在定位好的骨架上放出主塔的纵横向中心线，并按事先计算好的坐标值在定位骨架的内外型钢上放出两个控制点，以此为准吊装套筒初步定位。②精确定位：使用全站仪对套筒精确定位并反复测量不断调整直至套筒的锚固点和出口点的实测坐标值符合精度要求时方能将套筒可靠地固定在定位骨架上。③复测：复测是在浇注混凝土前选择温度和大气对测量影响较小的早晨对套筒的锚固点和出口点进行一次全面的检查，以消除套筒精确定位后的后续工作对其位置的影响。3.3劲性骨架施工①、索塔施工工艺流程施工准备→劲性骨架安装→绑扎钢筋→翻模组装→校模→浇筑砼→拆除底层模板→翻模翻升拼接。实施作业时，劲性骨架安装、绑扎钢筋、翻模翻升、校模、灌筑砼循环进行，直至塔顶，其间穿插砼养生、埋放预埋件、环向预应力张力、混凝土表面的修饰等工作。②、劲性骨架制作安装A加工：劲性骨架按《劲性骨架》设计图在加工场分节加工，场地上用型钢焊出定位框，防止骨架焊接时变形。劲性骨架竖向立筋的加工、下料误差不超过2mm，劲性骨架起到复核塔柱标高的作用。B索塔劲性骨架安装：由于劲性骨架直接影响着斜拉索预埋钢导管的安装精度，因此必须保证其位置的准确。劲性骨架是由工字钢和槽钢焊接成型的钢桁架，每节6m。第一节骨架安装前，先在其下一节混凝土内按骨架尺寸预埋定位角钢，保证其位置和高程准确，骨架吊装后直接放置在定位框内，骨架下部可用全站仪每次算出坐标定位，骨架上部定位可用两台经纬仪在塔柱的纵横两条轴线上穿线，通过调整骨架使索塔下部轴线点与设在骨架上部横撑上的中心点对齐。即可确保骨架定位准确。位置准确后与下部骨架焊牢。经纬仪在横桥向可设置距塔柱较远的轴线上，纵桥向在下部浇筑段时可设在地面上，劲性骨架经纬仪经纬仪骨架纵向中心线索塔纵向轴线点骨架横向中心线索塔横向轴线点附图1：劲性骨架安装定位示意图索塔纵向轴线索塔横向轴线上部时可设在引桥上观测。3.4挂篮行走行走系统实现挂篮空载时的前移功能。它由推动机构及行走反滚轮组成。单个挂篮推动机构由两台300t长行程液压千斤顶和推动底座组成，行走时，两台千斤顶同步推动挂篮前移。挂篮行走时的前倾力由后走轮平衡，后走轮沿主梁外侧滚动，对挂篮行走进行准确导向。挂篮行走注意事项：①、挂篮下放和提升时，提升机构内千斤顶同步进行。②、下放高度要满足底模能通过横梁。③、行走时要注意两个千斤顶同步，防止挂篮轴线发生偏位，如发生偏位应及时调整。④、挂篮精确就位时，尽量选择温度场较弱的时刻（零晨2:00～5:00）。⑤、挂篮行走时，所有人员绝对不允许在挂篮上停留，所有杂物全清走，不能清走的全部固定。⑥、挂篮行走必须在白天进行，并随时派对专人跟踪检查，看看是否被挂着。图4塔梁同步施工图3.5挂篮砼浇筑主梁混凝土设计强度等级主要为C50，主梁混凝土配合比设计应从混凝土强度及缓凝时间等性能方面进行控制。①、混凝土浇筑原则夏季选择温差变化小的时机（一般夜晚至次日清晨）作业，以保证索力和梁面标高的精确。冬季若持续5天气温低于5℃以下，则采取拌和水加温，浇筑完毕覆盖保温养护，确保混凝土在浇筑后的头7天温度不低于10℃。为保证桥面横坡与纵坡，[5搭设桥面斜坡控制“尺”。②、混凝土浇筑程序及方法由待浇梁段前端逐渐向已成梁段的方向推进。浇筑顺序：边主肋—→横梁—→顶板混凝土要均匀布料，严格按30cm分层覆盖。振捣采用φ30和φ50插入式振捣器，振捣时应避免振捣棒接触模板和预应力管道。斜拉索锚管处设一台插入式振捣棒，确保锚头处混凝土密实。浇筑过程中设专人监测模板及挂篮的变化。3.6索力及高程控制在每一节段施工前，对已施工完成节段的索力、高程及索塔变形情况进行检测，根据检测情况监控单位确定本节段的索力和高程。施工流程如下：①、根据监控单位提供的索力和高程第一次张拉斜拉索，形成挂篮前支点。②、混凝土浇筑50%自重，检测斜拉索索力，测量挂篮及模板的前端相对高程，根据监控单位提供的索力和高程第二次张拉斜拉索。③、混凝土浇筑100%自重，检测斜拉索索力，测量挂篮及模板的前端相对高程，根据监控单位提供的索力和高程第三次张拉斜拉索。④、主梁体内预应力张拉完成后，进行挂篮索力转换。3.7斜拉索体系转换技术对于前支点挂篮而言，体系转换是其一个重要的特点，也是一个重要的步骤，其经过转换，将该阶段的重力由挂篮承受变换为梁体承担。体系转换的总的思路是：将一根钢绞线的索力解除，在桥面处去除工具锚夹片，同时安装工作锚夹片，然后在塔内张拉至先前索力，体系转换步骤如下：①在塔内用千斤顶将一根钢绞线的索力解除②在桥面处，取出此根钢绞线工具锚处的夹片，并安装工作锚处夹片③在塔上将此根钢绞线张拉至原前的索力④依次完成其余钢绞线的索力转移⑤完成体系转换此时挂篮不再承受梁体重量，转换示意图如下，见图5。图5斜拉索体系转换示意图5结束语六安市淠史杭大桥的塔梁同步施工，无论是索力张拉、线形调控都达到了设计和规范要求，工程质量优良。前支点挂篮的各项工作都比较复杂，技术含量高，希望通过以上总结，为相类似斜拉桥主梁施工提供借鉴。