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钢箱梁顶推施工方案和监控方案

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浏览:- 发布日期:2018-02-02 13:56:23【

3  收稿日期: 2006212209 文章编号: 1001 - 7291 (2007) 01 - 0046 - 03    文献标识码: B 钢箱梁顶推施工方案和监控方案 乔宗林, 陆凤翚 (江苏旭方工程咨询监理有限公司, 江苏 南京 210008)   摘要: 结合沪宁高速公路硕放枢纽工程G匝道桥钢箱梁顶推施工情况, 简要介绍钢箱梁顶推法施工方案和监控方案。 关键词: 钢箱梁; 顶推; 施工; 监控   随着公路工程建设速度的加快, 大跨径桥梁的大 量出现, 钢箱梁结构也越来越多的用于上跨桥中。由 于上跨桥的施工不同程度地影响跨下交通, 为了减少 对交通的干扰, 顶推钢箱梁施工方案得到广泛的采 用, 下面就沪宁高速硕放枢纽G匝道桥为例, 介绍 钢箱梁顶推施工方案和监控方案。 1 钢箱梁的建造 111 简 介 G匝道桥钢箱梁主梁采用20 m + 32 m + 34 m + 25 m四跨一联的钢箱梁顶推, 主梁横断面为单箱单室结 构, “T”型截面, 顶板下设T型加劲肋, 竖腹板设 板式加劲肋。竖曲线半径1 850 m, 竖曲线顶点位于 本联箱梁中间, 桥梁各孔跨分设置2mm、9mm、11mm 及6 mm的拱度, 拱度线型为圆曲线。 112 节段划分 根据工厂起重能力、运输条件, 将G匝道桥钢 箱梁按长度方向分为11个箱形和22个挑壁分段, 分 段时既要考虑运输条件, 也要考虑到场地的箱体拼 装。 113 箱体的拼装 根据钢箱梁的结构特点, 将每节钢箱梁划分为若 干个平面段, 主要有顶板片段(顶板和T型加劲 肋) 、底板片段(底板和T型肋) 、横隔梁片段(横 隔板和加强筋) 、腹板片段(腹板和加强筋) 。制作 时先在片段生产流水线上进行片段生产, 然后在工厂 胎架上反装、预制各个节段, 最后在总装胎架上拼装 成箱体, 并进行预拼装。 114 运 输 厂内加工后梁体属于超宽超长体, 为确保钢箱梁顶推安全运输到现场, 不但要对行车线路实地勘察, 还需 对运输梁体进行临时加固, 保证在运输过程中梁体不 变形。


2 顶推法施工方案 211 总体施工方案 根据G匝道桥钢箱梁顶推位于平曲线和竖曲线的特 点, 结合施工现场现有条件, 顶推方案通过逐次拼 装、逐次顶推实现, 最后采用汽吊安装嵌补梁段。表 1为G匝道桥梁段拼装次数及顶推距离。  表1 G匝道梁段拼装次数及顶推距离 序号项目名称拼装梁段顶推前进距离 1 第一次拼装G 10~G 7和前导梁20 m 第一次顶推G 10~G 7和前导梁 2 第二次拼装G 6~G 5 30 m 第二次顶推G 10~G 7、导梁、G 6~G 5 3 第三次拼装G 4~G 2 30 m 第三次顶推G 10~G 7、导梁、G 6~G 5、G 4~G 2 4 第四次拼装G 1 15 m 第四次顶推G 10~G 7、导梁、G 6~G 5、G 4~G 2、G 1 5 第五次拼装加尾梁5 m 第五次顶推G 10~G 7、导梁、G 6~G 5、G 4~G 2、G 1、尾梁 212 顶推法主要施工步骤 以G匝道桥钢箱梁顶推施工顺序为例, 简述主 要的施工步骤: (1) 测放每个临时支墩钢管的准确位置, 施工 第1期(总第163期) 华东公路No. 1 (Total No. 163) 2007年2月20日EAST CH INA H IGHWAY February 2007 临时支墩基础。在混凝土基础上按照计算长度安装钢 管支墩, 采用槽钢设置横向水平支撑和剪刀支撑, 连 接四个钢管形成一个临时支墩。 (2) 支临时支墩顶安装顶推滑道, 调整滑道高 程使四氟滑板的顶面标高与施工控制标高相符。 (3) 吊装钢箱梁G 10~G 7分段, 调整钢箱梁标 高、线型, 焊缝焊接; 安装G 10~G 7梁段的翼缘板 和钢护栏、焊接及检验; G 10~G 7梁段除锈、补涂 装、喷涂最后面漆并检验。 (4) 在钢筋梁前端安装钢导梁。 (5) 顶推钢箱梁G 10~G 7梁段前移20 m。 (6) 吊装G 6、G 5分段, 调整钢箱梁标高、线 形, 焊缝焊接、检测; 安装G 6、G 5梁段的翼缘板 和钢护栏、焊接及检验; G 6、G 5 梁段除锈、补涂 装、喷涂最后面漆并检验。 (7) 顶推钢箱梁G 10~G 5梁段前移30 m。 (8) 吊装G 4~G 2分段, 调整钢箱梁标高、线 形, 焊缝焊接、检测; 安装G 4~G 2梁段的翼缘板 和钢护栏、焊接及检验; G 4~G 2梁段除锈、补涂 装、喷涂最后面漆并检验。 (9) 顶推钢箱梁G 10~G 2梁段前移30 m。 (10) 吊装G 1 梁段, 顶推前进15 m; 拆除导 梁, 安装尾梁, 继续顶推前进5 m达到设计位置, 拆 除尾梁, 落梁于球形钢支座上。 (11) 吊装G 11分段, 调整钢箱梁顶推标高、线形、 焊缝焊接、检测; 安装G 11分段的翼缘板和钢护栏、 焊接及检验; G 11梁段除锈、补涂装、喷涂最后面 漆并检验。 (12) 安装G 1、G 11梁段翼缘板和钢护栏、焊 接及检验; G 1、G 11梁段补涂装、喷涂最后面漆。 (13) 竣工验收。


3 主要工序的施工工艺 311 临时支墩的施工工艺 (1) 根据施工现场地质情况和顶推法的工艺需 求, 为了更好地解决钢箱梁顶推过程中产生的纵横向 水平力, 支墩的基础采用C 25混凝土承台, 每个临 时支墩沿纵向施工两个钢筋混凝土承台。承台浇筑时 需要精确预埋钢管下法兰盘螺栓, 钢管安装到位后下 法兰盘与承台预埋栓接。 (2) 临时支墩承载能力必须经过计算。拟新增 系梁C 30混凝土, 考虑115的受力补均匀系数, 系 梁按悬臂梁验算, 系梁上缘配筋。 验算受压区高度x满足要求: X = h0 - h2 0 - 2 M / (α1 fcm b) <ξh0 验算配筋率: ρ=As / ( bh0 ) > 0145 ftd / tsd 312 顶推滑道设置 (1) 根据G匝道桥箱梁位于平曲线和竖曲线的 线性特征, 顶推作业线按该桥的线性布置, 钢箱梁顶推的 顶推高程与设计落梁高程相同。 (2) 钢箱梁的顶推滑道需做成图纸设计的平曲 线、竖曲线的线型形式, 钢箱梁顶推滑道设两道。滑 道由设置在钢管支墩上的滑道梁、下滑板和上滑板组 成。滑道梁为两个[ 32 b槽钢; 下滑板为500 ×500 ×20 (mm) 钢板外包1 mm厚镜面不锈钢板; 上滑 板为一面贴聚四氟乙烯、内部设两层钢板的氯丁橡胶 板。下滑板和上滑板共同组成顶推摩擦副, 在顶推千 斤顶的作用下, 实现钢箱梁的顶推前进。 (3) 每侧滑道梁的两端都设有吊篮, 吊篮内设 30 t或50 t电动千斤顶, 以备钢箱梁在顶推过程中滑 板挤死或卡住时起顶钢箱梁用。以方便钢箱梁节段拼 装时的横向定位和顶推时的导向, 在临时支墩下滑板 外侧设置横向限位器。 313 千斤顶、拉锚器的设置位置 (1) 两台千斤顶分别固定两立柱间、钢箱梁梁 底的操作平台上。操作平台采用工字钢和槽钢操作, 操作平台型钢与立柱上的预埋钢板采取焊接连接。操 作平台要有足够的刚度、强度、稳定性, 以满足平衡 千斤顶顶推钢箱梁时产生的反作用力。 (2) 拉锚器设置在每个梁段尾部最后一个横隔 板的底板底, 且位于钢箱梁横向中心线处。拉锚器钢 板与钢箱梁梁板采用螺栓栓接。


4 钢箱梁顶推监控方案 411 施工监控的必要性、目的与主要内容 (1) 施工监控的必要性 箱梁的顶推过程是结构体系不断转换的过程, 加 之其又为曲线桥梁, 梁体受力很复杂; 顶推过程中梁 体不仅上下扰动, 在平面内也将扭转, 线型控制尤为 困难; 由于箱梁及导梁在顶推过程中线型不断变化, 由此带来临时钢管支墩的受力也在不断变化中, 其受 力值得重点关注。 (2) 施工监控的目的 ①确保顶推过程中梁体的稳定, 不致出现倾覆; ②确保顶推就位后的梁体线型满足设计要求; ③确保顶推过程中主梁及墩桩(含临时支墩) 受力不超出预警范围; 2007年第1期乔宗林, 陆凤翚: 钢箱梁顶推施工方案和监控方案— 47 — ④确保落梁后各永久支座受力均匀, 符合设计 要求。 (3) 施工监测的主要内容 ①顶推过程中控制导梁扰度的监测; ②顶推过程中箱梁、导梁的横向位移监测; ③顶推过程中箱梁、墩柱关键截面以及应力集 中点的应力监测; ④顶推过程中各临时墩竖向、纵向位移的监测; ⑤顶推过程中顶推力大小的监测; ⑥落梁时永久支座反力的监测; 412 施工监控影响因素分析 桥梁施工监控的主要目的是使施工实际状态最大 限度地与理想设计状态相吻合。要实现上述目标, 就 必须全面了解可能导致施工状态偏离理论设计状态的 所有因素, 以便对施工进行有的放矢地控制。施工控 制中主要有如下的影响因素: (1) 结构参数的影响 无任何种桥梁的施工控制, 结构参数都是必须考 虑的重要因素, 其准确性直接影响分析结果的准确 性。事实上, 实际桥梁结构参数一般是很难与设计所 采用的结构参数完全吻合, 总是存在一定的误差, 施 工控制中应计入这些误差, 使计算模型参数尽量接近 桥梁的真实结构参数。结构参数主要包括: ①构件的截面特征; ②材料容量; ③材料的热膨胀系数; ④施工荷载。 (2) 施工工艺的影响 施工控制是为施工服务的, 施工的好坏又直接影 响控制目标的实现。除了要求施工工艺必须符合控制 要求外, 在施工控制中必须计入施工非理想化而带来 的结构制作、安装等方面的误差, 使施工状态保持在 控制之中。 (3) 施工监测的影响 监测是桥梁施工控制的最基本手段之一。监测包 括应力监测、变形监测等。因测量仪器、安装仪器、 测量方法、数据采集、环境情况等存在误差, 所以结 构监测总存在误差。该误差一方面可能造成结构实际 参数、状态与设计或控制值吻合较好的假象, 也可能 造成本来较好的状态调整得更差的情况。所以, 保证 测量的可靠性对控制极为重要。 413 施工监控的实施 (1) 施工仿真计算 复核设计计算所确定的成桥状态和施工状态, 即 对施工过程进行实时仿真计算。按照施工和设计所确 定的施工工序以及设计所提供的基本参数, 得到各施 工状态以及成桥状态下的结构受力和变形等控制数 据。主要有各种状态下的理论数据: 导梁挠度、导梁 及箱梁横向位移、梁体应力。这些数据与设计和监理 相应校对确认无误后作为曲线钢箱梁顶推的施工控制 理论轨迹。


(2) 结构变化、应力应变和温度的观测 曲线钢梁顶推施工控制的难度很大, 各个顶推施 工阶段中结构的变位, 应力均需进行控制。在各个工 况中, 主要测试内容如下: ①导梁挠度监测; ②箱梁、导梁水平位移监测; ③箱梁、导梁和墩柱应力的监测; ④永久墩和临时墩竖向、纵向位移的监测; ⑤顶推力的监测; ⑥温度的监测; ⑦支座反力的监测。 5 结 语 总之, 为减少上跨桥施工对交通的影响, 钢箱梁顶推施工被逐渐采用, 只要顶推施工方案合理、监控 措施到位, 钢箱梁的顶推法施工会得到成功的运用, 并将收到预期的经济效果。 参考文献 [ 1 ] JTJ 041—2000公路桥涵施工技术规范[ S] 1北京: 人民交通出 版社, 20001 [ 2 ] JTG F80 /1—2004公路工程质量检验评定标准[ S] 1北京: 人民 交通出版社, 20041 [ 3 ] TB 10212—98铁路钢桥制造及验收规范[ S ] 1北京: 中国铁道 出版社, 19981 [ 4 ] GB 50205—2001钢结构工程施工及验收规范[ S ] 1北京: 中国 计划出版社, 20021 — 48 — 华东公路2007年第1期


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