自瞄式懸索橋鋼箱梁施工技術(shù)
2018-03-12
自錨式懸索橋是由主纜、吊索、加勁梁、主塔、鞍座、錨固構(gòu)造等構(gòu)件組成的柔性懸吊組合體系，它與地錨式懸索橋最大的區(qū)別在于主纜錨固的位置，地錨式懸索橋主纜錨固在錨旋上，自錨式懸索橋主纜錨固在加勁梁上。結(jié)構(gòu)的自重和外荷載由主纜、加勁梁和主塔共同承受。自錨式懸索橋的主纜是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件，主要承受拉力作用，是幾何可變體。它不僅可以通過自身的彈性變形，而且可以通過幾何形狀的改變來影響體系平衡，表現(xiàn)出大位移非線性的力學(xué)特征，在恒載作用下主纜具有很大的初始拉力，對(duì)后續(xù)結(jié)構(gòu)形狀提供強(qiáng)大的“重力剛度”。主塔在恒載作用下主要是軸向受壓，但在運(yùn)營(yíng)階段，由于塔頂主纜不平衡水平分力的作用，是壓彎構(gòu)件，呈梁柱特性。加勁梁是結(jié)構(gòu)體系中重要的受力構(gòu)件，加勁梁在承擔(dān)傳遞橋面恒活載作用的同時(shí)也承受主纜的水平分力，因此加勁梁同樣為壓彎桿件，呈現(xiàn)出梁柱特性。吊索的作用是將加勁梁承擔(dān)的荷載傳遞到主纜，是聯(lián)系加勁梁和主纜的紐帶。
一、自錨式懸索橋的優(yōu)缺點(diǎn)
自錨式懸索橋的優(yōu)點(diǎn):
1不需修建大體積的錨碇。尤其在地質(zhì)條件很差的時(shí)候,這一點(diǎn)顯得特別重要。
2跨徑布置較靈活,可緊密地結(jié)合地形,即可作成一般的雙塔三跨懸索橋;也可作成單塔雙跨懸索橋。
但是,自錨式懸索橋也存在很明顯的缺點(diǎn):
1用鋼量大,造價(jià)昂貴。由于主纜直接錨固在加勁梁上,梁承受很大的水平軸向力。為了能抵抗這巨大的水平力, 必須加大梁的截面,并且在梁的各板件上,設(shè)置很多加勁件,以防止梁和板件的壓屈。
2施工步驟的限制。由于主纜錨固在梁上,因此錨固跨的梁必須首先吊裝完成,才能架設(shè)主纜。這一點(diǎn)和一般懸索橋是不相同的,一般懸索橋是先架設(shè)主纜,再吊 裝加勁梁構(gòu)件,直至合龍;而自錨式懸索橋必須先吊裝梁,再架設(shè)主纜。因此在安裝梁時(shí),不得不搭設(shè)臨時(shí)排架,吊裝大型梁的節(jié)段,增加了施工的麻煩。
二、鋼箱梁的施工技術(shù)
1 鋼箱梁的制作
鋼箱梁節(jié)段的制造全部在專業(yè)工廠內(nèi)完成， 就是在廠內(nèi)進(jìn)行板單元制造、 箱梁節(jié)段的組焊、預(yù)拼及涂裝，然后運(yùn)至橋位現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行箱梁節(jié)段吊裝、調(diào)整就
位、焊接，補(bǔ)涂及涂面漆。全橋成形后，進(jìn)行橋面鋪裝。
2施工測(cè)量控制
鋼箱梁安裝施工中通過施工測(cè)量進(jìn)行控制。箱梁安裝定位基準(zhǔn)為橋位中心線, 從鋼箱梁運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)平面位置進(jìn)行初步控制,在臨時(shí)支墩上先放樣出鋼箱梁梁體標(biāo)記線的重合線, 即在放樣出的頂面鋼箱梁的梁體標(biāo)記線位置上放樣出縱向間斷線。放樣出鋼箱梁兩個(gè)節(jié)段劃分線的正中點(diǎn)的軸向點(diǎn)位,其中一個(gè)點(diǎn)標(biāo)記在一側(cè)墩柱的側(cè)面, 另一個(gè)點(diǎn)標(biāo)記在臨時(shí)墩的工字 鋼上。鋼箱梁運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng) 就位后, 采用三向千斤頂進(jìn)行調(diào)整,橫向調(diào)整使箱梁縱向中心線與平臺(tái)上縱向中心線對(duì)齊,然后縱向調(diào)整,使箱梁橫向中心線與平臺(tái)上節(jié)段箱梁橫向中心線對(duì)齊。當(dāng)梁體標(biāo)記線與現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記線基本重合后,開始進(jìn)行精確測(cè)量定位控制。
鋼箱梁平面位置的精確控制采用跟蹤測(cè)量方法:全站儀直接架設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線控制點(diǎn)上,放樣梁體四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)方位角,控制梁體在全站儀鏡筒中移動(dòng),當(dāng)梁體標(biāo)記線與儀器鏡筒中的豎向絲重合時(shí),梁體平面調(diào)整完成。箱梁平面位置調(diào)整到位后,再調(diào)整箱梁四角及中線兩端高程。調(diào)整到位后,用砂箱支撐,用鋼墊片調(diào)整高度,必須保證箱梁穩(wěn)定。
為了保證鋼箱梁的精確定位,及施工過程中因各種因素對(duì)其變形的監(jiān)測(cè),必須建立測(cè)量控制網(wǎng)。在海河兩側(cè)各布兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),按規(guī)范要求進(jìn)行觀測(cè)并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)密平差。控制點(diǎn)最后經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收無誤,方可使用?？刂凭W(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)牢固,按變形觀測(cè)的要求埋設(shè),同時(shí),為保證施工放樣的精度和速度,對(duì)放樣或觀測(cè)的主要控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)固定觀測(cè)墩座;對(duì)于其他控制點(diǎn)也應(yīng)設(shè)對(duì)中標(biāo)志桿,以便于精確照準(zhǔn)。對(duì)建立的控制網(wǎng)要定期復(fù)測(cè)。對(duì)高程控制網(wǎng)進(jìn)行跨河水準(zhǔn)儀校測(cè),真正確保高程的精度。
鋼箱梁在焊接前進(jìn)行最后的復(fù)測(cè)工作,平面及高程滿足規(guī)范要求后進(jìn)行鋼箱梁焊接, 焊接前進(jìn)行工序交接。上一道工序不滿足要求嚴(yán)禁進(jìn)行下一道工序。
3鋼箱梁的安裝
?。?）鋼箱梁臨時(shí)支架，根據(jù)情況可才采用合適的鋼管作為臨時(shí)支架。
（2）鋼箱梁段吊裝，鋼箱梁分段在工廠加工制作完成，并驗(yàn)收合格后，采用動(dòng)力平板車運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)，用吊車將鋼箱梁段吊裝就位。鋼箱梁節(jié)段從支架兩端同時(shí)向中間逐段吊裝。
?。?）鋼箱梁段調(diào)位，在端部梁段和次榀梁段吊裝初就位后，就可進(jìn)行梁段的精確調(diào)位工作。
?。?）鋼箱梁落梁，在各梁段焊接一體完成及測(cè)量對(duì)其高程、平面位置復(fù)測(cè)后，選擇合宜時(shí)機(jī)，在測(cè)量的控制下將鋼箱梁整體下放，落于各墩頂支座上。鋼箱梁臨時(shí)支墩采用砂箱結(jié)構(gòu)，鋼箱梁整體落梁后，并不會(huì)因?yàn)槁淞翰僮鞫斐善淦矫嫖恢玫淖儎?dòng)。
4 鋼箱梁合龍
鋼箱梁安裝焊接完成后,進(jìn)行合龍焊縫焊接施工。合龍焊縫即主、邊跨鋼筋混凝土結(jié)合段與相鄰鋼箱梁節(jié)段間環(huán)形焊縫,焊接前完成鋼筋混凝土結(jié)合段混凝土澆筑。
5鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接施工
在梁段吊裝到位線型調(diào)整后進(jìn)行鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接工作。其主要工作內(nèi)容為鋼箱梁橫斷面裝焊。鋼箱梁橫斷面裝焊是本橋現(xiàn)場(chǎng)施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要包括環(huán)形焊縫及梁段間U型肋焊接，其成橋線型、焊接質(zhì)量與焊接變形控制是成橋控制重點(diǎn)。要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)吊裝技術(shù)特點(diǎn)和橋址環(huán)境對(duì)焊接施工的影響，控制梁段裝配精度，合理選擇焊接方法和焊接順序，減少焊接變形，確保成橋線型光順和工地安裝焊接質(zhì)量。
6橋面系施工
橋面系主要包括： 橋面鋪裝、防撞護(hù)欄施工、伸縮縫安裝、橋面排水系統(tǒng)施工及其他附屬工程施工等。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層根據(jù)箱梁的不同類型及位置有所不同，橋面鋪裝采用單幅橋全斷面施工，施工縫盡量設(shè)在伸縮縫位置。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)：
?。?）橋面鋪裝前，用高壓水將梁板頂面沖洗干凈，粗糙度不夠的局部地方采取人工鑿毛處理，確保橋面鋪裝與下層梁板結(jié)合緊密。
?。?）鋼筋采取后場(chǎng)加工、現(xiàn)場(chǎng)綁扎。澆筑砼時(shí)對(duì)鋼筋網(wǎng)采取保護(hù)措施。
?。?）為保證伸縮縫安裝質(zhì)量，采取不預(yù)留伸縮縫槽。在鋪裝砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，用切割機(jī)切割、鑿除伸縮縫槽，保證伸縮縫兩側(cè)高程吻合。
?。?）嚴(yán)格控制橋面鋪裝厚度，橋面最小鋪裝厚度不得小于設(shè)計(jì)規(guī)定值，最大厚度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)允許的最大恒載值內(nèi)。
?。?）橋面鋪裝砼振實(shí)、振平后，用真空吸水機(jī)吸掉表面自由水，然后采取抹面機(jī)提漿粗平、人工多次收面精平。在砼初凝前對(duì)鋪裝段作拉毛處理，拉毛深度一般為 2～3mm ，確保表層的瀝青混凝土與橋面鋪裝砼結(jié)合緊密。
?。?）砼采用覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)，由專人負(fù)責(zé)，防止砼表面裂紋。
鋼箱梁技術(shù)的開發(fā)和成功應(yīng)用,使鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝由建筑鋼結(jié)構(gòu)向市政高架橋梁工程升級(jí),同時(shí)獲得了巨大的社會(huì)效益。為同類工程的安裝積累了經(jīng)驗(yàn),也培養(yǎng)和鍛煉了一批大型鋼橋梁的精英之才。
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