公路施工：悬索桥加劲梁无匹配短线法拼装施工工法

1 悬索桥加劲梁无匹配短线法拼装施工工法悬索桥加劲梁无匹配短线法拼装施工工法 GGG 湘 C3 - 2017 湖南路桥建设集团有限责任公司 易继武、钟国年、谢良、杨新湘、黄影 1.1. 前言前言 钢桁主梁节段拼装的精度要求十分严格，通常短线法要比长线法 高出一个量级来保证成桥线型误差，为保证现场拼装能对孔，梁段需 要与前面多个节段进行匹配，这样拼装现场占地较大，地处山区峡谷 地形的矮寨大桥主跨 1176m，桥面离谷底 355m，两岸悬崖峭立，因受 场地限制，常用的多节段匹配法无法实施，湖南路桥建设集团有限责 任公司创造性地研制了“悬索桥加劲梁无匹配短线法拼装施工技术” ， 高效、优质地完成了全桥主梁架设任务，经总结形成本工法。 2016 年 5 月 6 日，经湖南省住房和城乡建设厅组织的关键技术评 估审定，认为其关键技术达到国内领先水平，具有良好的推广价值和 发展前景。本工法关键技术已获中国公路学会科学技术特等奖。 2.2. 工法特点工法特点 2.0.1 提高了质量用大尺寸数控钻床制造杆件，通过镶套定位 墩配合拼装，保证钢桁梁节段的对接精度。 2.0.2 保证了效率在平板车上布置轨道和小车，利用洞外桥机 双吊点进行杆件出洞操作，能同时解决出洞和拼装两种操作。 2.0.3 节省了设备安装距离公路 70 米远，25t 重的桥机组件需 要重型设备，而本工法利用现有的主缆实施高空荡吊安装，节省了大 型设备的进出场及使用。同时轨道交叉处千斤顶起顶后将重物移位器 第 1 页 共 17 页 2 改变方向，节省了多组设备的配套使用。 2.0.4 保护了环境将拼梁场与存梁场分开布设，利用设计梁槽 实施节段短线法拼装，因地制宜解决施工场地狭小的局限性，可避免 进行大开大挖来形成场地，对保护生态环境起到积极的作用。 3.3. 适用范围适用范围 适用于山区悬索桥在跨越深切峡谷场地受限时的主梁拼装。 4.4. 工艺原理工艺原理 在山区悬索桥主梁施工场地受限时，利用设计梁槽将存、拼梁场 地分别设立，通过两个吊点带动运输车上的活动小车实现杆件出洞， 使用镶套对中墩强制固定钢桁梁的拼装杆件下弦，实现了节段无匹配 短线法高精度拼装，从而保证高空能顺利对接。 5.5. 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程 悬索桥加劲梁短线法拼装施工总体施工流程见图图 5.15.1。 第 2 页 共 17 页 3 图图 5.15.1 施工流程图施工流程图 5.25.2 施工操作要点施工操作要点 5.2.15.2.1 施工准备施工准备 1 杆件存放场地 施工共需杆件存放场地 3000m2和节段拼装场地 2500m2,因矮寨桥 头场地受限，只能在隧道外设存放场，存放场地布置见图图 5.2.1-15.2.1-1。 图图 5.2.1-15.2.1-1 存放场地布置图存放场地布置图 2 拼装场地 拼装场地位于索塔下方 70m 深隧道另一端洞口前，该位置距便道 节段拼装 施工准备 场地开挖 布设镶套对中墩及轨道 安装起吊设备 杆件运输及出洞 节段纵横移出坑 第 3 页 共 17 页 4 70 米远，爆破开挖出顺桥向长 30m，横桥向宽 65m 的场地，在此将杆 件拼成节段，拼梁场置多台桥机进行拼装作业，拼梁场地见图图 5.2.1-25.2.1-2。 图图 5.2.1-25.2.1-2 拼梁场地布置图拼梁场地布置图 3 在钢结构制作工厂用大尺寸数控钻床制造杆件，保证上、下弦所 有纵向杆件两端孔位标准一致。 4 编制相应的施工组织设计报批后实施技术交底。 5.2.5.2.2 2 场地开挖场地开挖 按设计坡脚尺寸进行预裂爆破开挖，每开挖一定高度后对坡面进 行防护，直至达到相应标高及尺寸。 5.2.35.2.3 布设镶套对中墩及轨道布设镶套对中墩及轨道 1 对场地进行硬化，镶套对中墩基础必须直接支承基岩，保证有 足够的承载力。镶套对中墩设计见图图 5.2.35.2.3。 2 镶套对中墩设计应结合移梁方案，要有足够的刚度，在使用过 程不变形。在横梁节点位置设临时墩防止下挠。 3 镶套板要与下弦节点板配钻，焊接时需采取措施控制变形。 4 用全站仪在场外设置独立的纵、横基线，用以完成对镶套对中 墩定位，同时在施工过程中随时进行复查。 5 浇筑钢筋砼支墩，在其上方安装预埋板与纵向双轨道连接。 第 4 页 共 17 页 5 6 对轨道交叉处进行相应处理，使移位器在此处能顺利通过。 图图 5.2.35.2.3 镶套对中墩设计及使用图镶套对中墩设计及使用图 5.2.45.2.4 安装起吊设备安装起吊设备 1 用塔吊安装跨中跨侧桥机钢立柱， 臂长不够部位搭钢管脚手架倒 链提升安装。 2 浇筑岸侧钢筋砼立柱，在正立面钻孔后穿入预应力束，灌浆后张 拉锚索。 第 5 页 共 17 页 6 图图 5.2.4-15.2.4-1 利用主缆荡吊安装桥机承轨梁利用主缆荡吊安装桥机承轨梁 3 利用已上方主缆先将所有承轨梁节段荡吊至拼梁场地面，在调平 托架上连接成整体后，利用主缆作挂点，实施整体起吊，起吊方案见 图图 5.2.4-15.2.4-1。 图图 5.2.45.2.4-2-2 利用主缆荡吊安装桥机起重设备利用主缆荡吊安装桥机起重设备 4 桥机起重设备在便道终点完成拼装， 以主缆承力， 设置 3 组吊点， 利用塔顶卷扬机整体荡吊安装在承轨梁顶面，安装方案图图 5.2.4-25.2.4-2。 5.2.5.2.5 5 杆件运输及出洞杆件运输及出洞 茶洞岸为桥隧相连，桥台侧设为拼装场，出洞方案的制定尤为重 要。首先改制 2 台半挂平板汽车，半挂平板汽车具有动力、刹车装置， 车体上设轨道小平车及压重，前端钢墩刚性支撑，高度根据杆件外形 尺寸分别制作，满足所有杆件运出，设置固定装置、防止滑落，汽车 采用倒入隧道方法，转运杆件至隧道端。由于平板汽车不能将车身置 于洞外，导致杆件重心处在洞内，不能直接吊运。要求门吊尽最大限 度轨道靠近山体，当杆件露出洞口后，用吊车 2 稍稍抬升杆件，同时 向外拖拉，杆件通过后侧轨道小车前移。杆件重心位置露出时，用吊 车 1 吊起，直接进行总拼。杆件出洞方案见图图 5.2.55.2.5 。 第 6 页 共 17 页 7 图图 5.2.55.2.5 杆件出洞方案图杆件出洞方案图 5.2.65.2.6 节段拼装节段拼装 节段采用单节段拼装方案，横向同时拼装两个节段。拼装顺序按 照主桁下弦杆→下横梁→下平联→主桁斜竖杆→主桁上弦杆→主横 桁架斜竖杆→上横梁→上平联→抗风稳定板。 1 先铺设底框架纵桁并实施镶套定位。 2 完成横桁拼装，进行竖杆拼装  拼装下横梁  拼装下弦杆，利用冲 钉和螺栓将下弦杆与 定位墩定位紧固 第 7 页 共 17 页 8 3 进行上纵桁架拼装，完成全部节段螺栓紧固  拼装下平联，平联拼 装完成后检测对角线 差，控制对角线差  依次拼装主桁腹杆、 上弦杆，伸出斜杆与 上弦杆做临时连接  拼装主横桁架两边 斜腹杆， 此杆件对于 控制主桁架的垂直 度有十分重要的作 用， 在连接之后检测 主桁片垂直度  拼装主横桁架中间 腹杆及上横梁，为 加快拼装进度，可 先将上横梁与中间