湖北楚天联发路桥养护有限公司

一、工程概况

无锡硕放——张家港港区高速公路硕放枢纽工程位于无锡市硕放镇朱家湾境内,包括上跨沪宁高速公路的A线桥、G匝道桥、H匝道桥三座桥梁。H匝道桥、G匝道桥跨沪宁高速均设计为单室单箱连续钢箱梁结构,钢箱梁顶面宽10.5m、底宽5.5m、中心处梁高1.8m ,钢箱梁顶面设6%横坡。H匝道钢箱梁位于R=250m平曲线、R=3400m竖曲线的空间曲线上; G匝道钢箱梁位于R=240m平曲线、R=1850m竖曲线的空间曲线上。G匝道桥钢箱梁采用20m+32m+34m+25m四跨一联,H匝道桥钢箱梁采用28m+34m+34m+28m四跨一联。

二、施工方法

2.1 临时墩设计与施工

临时墩除满足钢箱梁拼装平台外,还要兼作对钢箱梁实施空间曲线顶推之用。因此,在设计临时支墩时,既要考虑其能承受顶推时的最大竖向荷载和最大水平力,又要考虑满足钢箱梁在顶推过程沿同半径平面圆曲线和同曲率凸型竖曲线轨迹前进要求,并按位置准确计算和控制滑道进、出口的标高。

1) 临时墩结构。

本桥临时墩均设计为Φ500×8 钢管柱,用Q235钢板卷制。一组临时墩共由4根钢管柱组成,柱间用16号槽钢作剪刀撑连接,柱顶设置用于固定下滑道的钢支座。

2) 临时墩基础。

临时墩基础采用C25混凝土扩大基础,根据地基实际承载力(120kPa)及最大竖向荷载(一般墩为85t ,中央分隔带处为176t) ,确定一般临时墩两个分离式基础尺寸为4m×2m×1.2m。钢管柱与混凝土基础采用14个M25地脚螺栓拴接。临时墩确定后,根据顶推工况对其进行承载力和抗倾覆验算。

3) 临时墩布置。

临时墩沿线路中线径向布置,除各组临时墩平面满足与钢箱梁相同半径的圆曲线要求外,各墩顶部的标高必须满足钢箱梁对应的竖向圆曲线线形要求。拼装地段的临时墩布设数量主要根据钢箱梁在顶推中处于最大悬臂(34m) 工况时满足抗倾覆系数1.5来确定,各组临时墩纵向间距主要根据钢箱梁分段长度(9.93m) 确定。因此,本桥拼装地段临时墩纵向中心间距10m。G匝道桥需布设11组,H匝道桥12组。

4) 支架搭设。

按照临时墩布置图用全站仪测放各个临时墩位置,对地基进行处理后浇筑基础混凝土;待混凝土达到一定强度后安装钢管柱,采用16槽钢设置好纵横向水平支撑和剪刀撑。临时支墩安装时垂直度不大于1% ,顶面标高0mm～ -10mm。

2.2 导梁

导梁长度一般为顶推跨径的0.6倍～0.7倍,本桥钢导梁长度内侧20m ,外侧22 m ,其截面为工字型钢板梁。导梁高度及线形与钢箱梁相同,并与钢箱梁腹板拴接。考虑到导梁上墩时要设置千斤顶顶升,导梁前端成弃口。

2.3 梁段顶推

1) 顶推方式及位置。

为减小桥墩承受的水平力,考虑到平曲线及竖曲线顶推,本桥选择多点拉杆式连续顶推。为防止顶推过程中两侧桥墩受扭,将水平千斤顶设置在桥墩两立柱间的操作平台上。

2) 牵引装置。

根据顶推最大水平力,选择两台ZLD-100自动连续千斤顶提供水平动力。拉杆采用3根Ф15.24钢绞线和自动工具锚。锚固器采用Q235钢板组焊而成。

3) 多点顶推同步运行控制。

多点顶推同步运行控制主要目的在于期望两个墩上的千斤顶出力克服该墩上的摩阻力,并限制顶推力与摩阻力的差值在桥墩能够承受的水平推力范围。本桥桥墩最大允许的水平力为96t ,而临时墩传递给桥墩的最大顶推力约65t 。

4) 分段拼装及顶推。

第一步:安装G2～G5共4个梁段和导梁。

用两台50t汽车分别将G2～G5梁段吊装在支架上,调整钢箱梁标高、线形、焊缝焊接、检测。安装前导梁并对梁段补涂装。

第二步:顶推钢箱梁G2～G5梁段前移20m。

两台千斤顶缓缓给钢箱梁施力,钢箱梁随之向前滑动。当最前端滑板滑出后,及时从尾部喂新送滑板。

第三步:拼装G6 ,G7梁段。

用同样的方法吊装G6 ,G7分段,随后安装G6 , G7梁段的翼缘板和钢护栏,并进行涂装。

第四步:第二次顶推钢箱梁前进30m。

继续顶推钢箱梁,当导梁伸进中央分隔带临时墩下滑道约40cm时,暂停顶推,用竖向千斤顶将导梁前端顶起一定高度(千斤顶下端垫上聚四氟乙烯滑板) ,接着继续顶推0. 5m～1m暂停,在导梁下端安装滑板,拆除导梁上墩用的千斤顶,继续顶推,直至梁段前移30m止。

第五步:吊装G8～G10分段,并顶推30m。

第六步:吊装G11梁段,顶推前进20m。

用汽车吊吊装G11梁段,继续向前顶推15m ,并逐节拆除导梁。最后安装尾梁,继续顶推前进5m ,使尾部钢箱梁达到设计位置,拆除尾梁。

第七步:安装最前端G1 段钢箱梁。

测量G1长度,必要时切割余量,符合设计要求后吊装最后G1分段,并焊接。安装G1 ,G11等梁段翼缘板和钢护栏,喷涂最后面漆。

第八步:安装支座,落梁。

调整梁端线、梁边线精度满足设计及施工规范要求后,用千斤顶起梁,准确量测支座位置及上座板螺栓孔位置后安装支座,支座位置、标高经复核无误,匀速缓慢地落梁于永久支座上。

2.4 施工监控

为确保顶推过程中钢箱梁、桥墩及临时墩的安全,顶推全过程进行监控。

1) 横向位移监控。

在导梁顶面、钢箱梁顶板中线位置每隔10m～20m固定一个小棱镜,分别在顶推前、顶推中、顶推就位后采用全站仪观测小棱镜,根据测设的小棱镜位置推断钢箱梁及导梁的横向位移偏差。用同样的方法,对临时墩顶部位移进行监控。

2) 导梁挠度监控。

采用水准仪法对导梁挠度进行监测。测点设在导梁端断面上,横向共两个测点,分别在顶推前、推中、抵达临时墩顶前、抵达墩顶后进行实测,并与设计提供的挠度值对比。

3) 钢箱梁、桥墩、临时墩应力监测。

在墩底部、钢箱梁腹板底部等部位安装应力计,实测应力,并与设计规定值对比。

4) 落梁时永久支座反力的监测。

在永久支座处设置应力计,落梁时对各永久支座的支座反力进行监测,根据测量结果调整支座高程。

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