跨滬寧高速公路128m提籃拱施工方案簡介
郎春林
中交股份京滬高速鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部江蘇蘇州215122
摘要:通過我項(xiàng)目部跨越高速公路最大跨徑提籃拱橋施工簡介,闡述復(fù)雜環(huán)境下施工組織方法,交通組織方案,供大家參考,以此指導(dǎo)施工。
關(guān)鍵詞:高鐵跨越高速公路施工簡介
一、工程概況
1、工程簡介
跨滬寧高速高架橋提籃拱起訖樁號(hào)為DK1295+351.25~DK1295+483.45,為蘊(yùn)藻浜特大橋的一部分。本橋中心樁號(hào)DK1298+417.35,墩位編號(hào)為538#墩和539#墩,上部為1-128m鋼管混凝土拱簡支梁,現(xiàn)場施工條件極其復(fù)雜。
2、工程地質(zhì)
橋位處地處長江三角洲平原區(qū),系江河、湖泊、海相沉積形成,為粉土、黏土、粉質(zhì)黏土夾粉細(xì)砂層,廣泛分布淤泥質(zhì)土,軟土強(qiáng)度低、壓縮性高,地基需加固處理。
3、工程特點(diǎn)
橋位周邊存在高壓天然氣管道、電纜、通訊線路、不明管線。
橋位臨近滬杭鐵路,受此限制,導(dǎo)致大型起吊設(shè)備無法直接就位和吊裝拱肋。
提籃拱上跨滬寧高速公路高架橋,既有橋梁間最窄間隙僅為36cm,給臨時(shí)墩支架安裝將帶來極大難度。
在進(jìn)行貝雷縱梁安裝時(shí),需對(duì)高速公路進(jìn)行依次封閉,交通安全組織難度較大。
二、橋梁結(jié)構(gòu)
1、基礎(chǔ)為鉆孔樁,矩形橋墩,拱橋設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土主梁,單箱三室箱型截面。128m跨徑鋼管拱肋在橫橋向內(nèi)傾,形成提籃拱,吊桿布置成斜吊桿,兩拱肋之間設(shè)鋼管橫撐,錨固于箱梁邊腹板。拱肋管內(nèi)壓注C55級(jí)無收縮混凝土。
2、本橋全長132m,矢跨比為f/l=1/5,拱肋平面內(nèi)矢高25.6m。拱肋橫截面采用啞鈴型鋼管混凝土截面,截面高度h=3.4m,沿程等高布置,鋼管直徑為1200mm,厚18mm,兩鋼管之間用δ=16mm腹板連接。拱肋在橫橋向內(nèi)傾9o,形成提籃式,拱頂處兩拱肋中心距8.190m,拱腳處兩拱肋中心距16.20m。
3、防撞墻內(nèi)側(cè)凈寬9.4m,橋面板寬16.2m,橋梁建筑總寬18.8m,橋面箱寬17.8m,梁高2.5m,底板與頂板厚度均為30cm,邊腹板厚度均為35cm。拱腳順橋向8.0m范圍內(nèi)設(shè)成實(shí)體段,橫橋向?qū)挾扔?7.8m增至18.8m,截面漸變處設(shè)倒角或過渡段。
4、系梁縱向設(shè)76束12-7φ5預(yù)應(yīng)力筋,橫向在底板上設(shè)3-7φ5、4-7φ5的橫向預(yù)應(yīng)力筋,橫隔板上設(shè)4束9-7φ5預(yù)應(yīng)力筋。拱腳下方8m實(shí)體段內(nèi)設(shè)9-7φ5的橫向預(yù)應(yīng)力筋,分上下兩排布置分批張拉完成。
三、施工工藝介紹
1、總體思路
基礎(chǔ)為反循環(huán)鉆孔樁基礎(chǔ)施工,承臺(tái)施工采用鋼板樁圍堰支護(hù),墩身采用翻模施工,提籃拱鋼管拱肋預(yù)拼平臺(tái)設(shè)在拱跨臨近的墩位間,沿線路方向長條布置。該橋設(shè)計(jì)采用原位先梁后拱的施工方式。為了滿足通車凈空的要求,系梁采用碗扣支架、鋼管柱結(jié)合貝雷片支架形式,大塊模板、分段澆筑混凝土、分倉泵送混凝土等施工措施現(xiàn)場澆筑。碗扣支架部分采用15cmC20砼墊層,下部80cm范圍內(nèi)灰土處理;鋼管樁臨時(shí)支墩基礎(chǔ)為C25聯(lián)系梁及鋼筋混凝土樁基;鋼管拱肋采用梁上支架法利用2臺(tái)70T輪胎吊拼裝,拱肋混凝土采用頂升法對(duì)稱泵送無收縮混凝土進(jìn)行灌注。之后安裝并張拉吊桿,調(diào)整好吊桿力后拆除臨時(shí)墩支架,施工二期恒載及橋面系,復(fù)測并調(diào)整吊桿索力至設(shè)計(jì)值,以下著重介紹上構(gòu)施工方案。
2、施工步驟
步驟一:
1.施工主橋基礎(chǔ)及墩身。2.施工臨時(shí)墩鉆孔樁基礎(chǔ)及承臺(tái),安裝臨時(shí)鋼管樁支墩。3.架設(shè)系梁施工的臨時(shí)支架,預(yù)壓并調(diào)整好支架。
步驟二:
1.安裝拱腳預(yù)埋件。2.綁扎拱腳、系梁鋼筋,澆筑系梁及拱腳混凝土。3.混凝土養(yǎng)護(hù)15天,且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%時(shí)張拉橫向預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉部分縱向預(yù)應(yīng)力束。
步驟三:
1.在系梁上安裝拱肋支架。2.安裝并焊接拱肋鋼管成拱。3.注意K撐、橫撐及臨時(shí)定位撐的安裝。4.注意拱肋線型控制,檢查、校核、調(diào)整各接頭點(diǎn)的標(biāo)高。5.焊接拱腳接頭焊縫。
步驟四:
1.對(duì)稱灌注拱肋上管混凝土。2.待上管混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%時(shí),對(duì)稱灌注拱肋下管混凝土。3.待下管混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%時(shí),對(duì)稱灌注拱肋腹腔混凝土。
步驟五:
1.依次安裝張拉吊桿。2.待管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí),拆除系梁上拱肋支架。3.張拉系梁剩余預(yù)應(yīng)力索。
步驟六:
1.拆除臨時(shí)墩支架。2.施工橋面系及附屬工程(二期恒載)。3.檢測并調(diào)整吊桿力至設(shè)計(jì)值。4.施工拱腳二次砼。
3、系梁施工
3.1系梁支架施工
由于滬寧高速高架橋舊橋和新橋間縫隙距離僅為36cm,無法滿足施工需要,因此在鋼管樁支架施工前,與高速公路管理部門提前取得溝通,征求其同意后,對(duì)舊橋邊緣60cm(鋼管樁伸出位置)進(jìn)行局部鑿除,施工完畢后,對(duì)橋梁進(jìn)行恢復(fù)。
本橋系梁施工一部分采用落地式鋼管支架,鋼管立柱采用φ800,δ=12mm無縫鋼管;平聯(lián)剪刀撐采用[20a;鋼管立柱每根分兩段采用法蘭連接,平聯(lián)剪刀撐[20a與鋼管立柱進(jìn)行現(xiàn)場焊接。樁頂上方布置2I50a型鋼作為剛性支撐;分配梁上方布置貝雷梁,成組布設(shè)間距為0.45m,共40排貝雷片,貝雷片均設(shè)上下加強(qiáng)弦桿;貝雷梁上方鋪設(shè)間距0.7m的I20a工字鋼作為分配梁,系梁橫向兩側(cè)各設(shè)置1.5m寬操作平臺(tái)。
3.2系梁模板制作與安裝
底模板:采用1.5cm竹膠板,下面鋪設(shè)10*10cm方木。底模板與支座縫連接處用乳膠拌合水泥抹密實(shí)不漏漿。
側(cè)模板:梁體為異型,擬采用木模施工,預(yù)先分塊加工制作好,使用時(shí)再進(jìn)行吊裝。
3.3鋼筋加工及安裝
鋼筋加工在現(xiàn)場附近設(shè)置的鋼筋加工廠統(tǒng)一集中進(jìn)行。骨架鋼筋按分段加工,鋼筋主筋接頭采用閃光對(duì)焊和搭接焊。
3.4系梁砼澆筑
橋梁混凝土施工量大,沿橋梁從539#向538#分4段澆注完成,擬設(shè)3道垂直施工縫,寬度1.1m,砼方量分別為450+800+800+450m3,四段施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,以微膨脹砼澆注濕接縫,先兩端、后中間,其中每段系梁,一次澆注完成。
由于拱腳與主縱梁的連接鋼筋密集,澆注拱腳混凝土?xí)r,拱腳不易定位,施工時(shí),采用預(yù)埋鋼板加設(shè)小型鋼托架的辦法,拱腳混凝土分2次澆筑,既可保證拱腳的位置準(zhǔn)確,又可保證拱腳混凝土的澆注質(zhì)量。
拱腳砼分兩次澆筑完成,第一次砼與系梁同時(shí)澆筑,第二次混凝土在二期恒載施工完成后澆筑。
考慮到混凝土澆筑過程中混凝土攪拌設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障,一方面在施工前做好各項(xiàng)檢查維修工作,另一方面與二作業(yè)工區(qū)、三作業(yè)工區(qū)砼拌和站聯(lián)系并簽署合作協(xié)議,做好應(yīng)急施工準(zhǔn)備。
3.5張拉與壓漿施工
系梁縱向預(yù)應(yīng)力束:分兩批張拉,第一批鋼束在系梁澆筑完成并養(yǎng)護(hù)達(dá)15天,砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%以上方可張拉預(yù)應(yīng)力筋,第二批在二期恒載上橋前張拉完成。
鋼絞線張拉程序:為0→0.1σk(作伸長量標(biāo)記)→σk(持荷3min,測伸長值)→錨固。張拉值的大小以油壓表的讀數(shù)為主,用預(yù)應(yīng)力鋼絞線的伸長值加以校核,實(shí)行雙控。
4、拱肋、橫撐施工
4.1施工方案
鋼管拱主弦管采用卷管,本橋鋼管拱單元節(jié)段在工廠制造,單元節(jié)段制造好后在工廠進(jìn)行平面和立面組拼檢查,檢查合格后發(fā)運(yùn)至施工現(xiàn)場,再在施工現(xiàn)場吊裝上橋形成完整拱肋,構(gòu)件出場時(shí)應(yīng)提供出廠合格證以及相應(yīng)檢測報(bào)告。
4.2拱肋支架施工
拱肋支架由直徑800mm,壁厚10mm的鋼管與型鋼焊接成框架結(jié)構(gòu)。立柱鋼管之間利用桁架片進(jìn)行聯(lián)系,增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。并在鋼管頂部利用型鋼焊接牛腿,搭設(shè)一個(gè)工作平臺(tái),掛安全網(wǎng),方便焊接人員操作,同時(shí)防止雜物和人員墜落,保護(hù)在拱肋下方施工的人員安全。
拱肋的安裝步驟為:起吊→就位→連接→精確調(diào)整→點(diǎn)焊固接→焊接→探傷檢測。
4.3拱肋安裝定位控制
精確定位控制:對(duì)初步就位的拱肋軸線、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核測量,主要利用支架上就位點(diǎn)處設(shè)置的千斤頂和鏈條葫蘆進(jìn)行調(diào)整,千斤頂控制平動(dòng)和豎動(dòng),鏈條葫蘆進(jìn)行拱肋傾角的調(diào)整,拱管側(cè)向和底部吊垂球之相對(duì)距離滿足要求,即完成傾角的調(diào)整。
4.4拱肋混凝土壓注
拱肋混凝土壓注C55微膨脹混凝土,4臺(tái)混凝土輸送泵,采用對(duì)稱頂升法施工,即從兩肋四拱腳同時(shí)對(duì)稱壓注至拱頂。首先對(duì)稱灌注拱肋上管混凝土,再對(duì)稱灌注拱肋下管混凝土,最后對(duì)稱灌注拱肋腹腔混凝土。
5、吊桿安裝和調(diào)索張拉
吊桿安裝
全橋吊桿采用人工配合70T輪胎吊車安裝,在拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上后進(jìn)行吊桿安裝,吊桿的安裝由鋼管拱肋上錨孔自上而下穿出,再穿過梁體上的預(yù)留孔。
吊桿調(diào)索張拉
索力調(diào)整順序如下:拱肋、吊桿安裝完畢后,拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí),將吊桿調(diào)直,進(jìn)行調(diào)索初張拉;卸落拱架且拱肋混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,梁體第二次張拉后,索力調(diào)整進(jìn)行第二次張拉。索力最后張拉調(diào)整在橋面安裝等引起的沉降后進(jìn)行。施工中通過對(duì)吊桿和拱肋的監(jiān)測,控制拱肋的應(yīng)力與變形均在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。
6、系梁支架拆除
拆除鋼管樁臨時(shí)支架,同時(shí)進(jìn)入橋面附屬設(shè)施安裝階段。分配梁拆除時(shí),利用1臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)將其沿橋縱向拉出,卸落;貝雷片拆除時(shí),首先通過砂筒進(jìn)行落架,通過小型千斤頂將其成組頂至系梁外側(cè),利用25t吊車吊落。
7、橋面及附屬工程施工
橋面系工程施工包括:泄水孔,防水層、保護(hù)層,防撞墻,電纜槽的豎墻、遮板,人行道板的欄桿立柱和擋板,接觸網(wǎng)支柱等項(xiàng)目。
四、交通組織方案
1、高架橋交通狀態(tài)
目前滬寧高速高架橋共4座,位于北側(cè)的半幅橋梁(兩座橋)已經(jīng)封閉,正處于改建工程防水層施工階段,另外半幅橋梁正在通行。
2、對(duì)滬寧高速行車的主要影響
本工程臨時(shí)墩支架施工時(shí),需破除部分舊橋護(hù)欄,由于需要于橋上作業(yè),對(duì)高架橋上行車造成一定影響。
上部鋼管安裝、平聯(lián)及貝雷架安裝時(shí),將對(duì)半幅道路(剩余的還在通車的兩座橋梁)依次進(jìn)行封閉,即兩個(gè)車道封閉一次,此半幅橋共封閉兩次。25t汽車吊吊裝貝雷架及平聯(lián)型鋼,對(duì)高架橋上通車造成影響。
3、交通組織方式
為了保證工程施工的順利進(jìn)行,針對(duì)上跨高架橋施工對(duì)該橋通行車輛的影響,可采用兩種方式對(duì)車流進(jìn)行疏導(dǎo):
。1)上海去往南京方向的車輛,繞行至花橋收費(fèi)站,進(jìn)入滬寧高速公路;南京方向來上海的車輛,在黃渡收費(fèi)站下高速,選擇城市道路進(jìn)入上海城區(qū)。
(2)對(duì)高架橋上車輛通行進(jìn)行交通管制,采用單座橋雙向雙車道通行方式。
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