目前,我國斜拉橋的建設有獨塔、雙塔、多塔等所有結構形式。施工的難點和重點在于塔索和主梁。具體施工方法應根據不同橋梁工程中不同的材料選擇來確定。
一、工程設計概況及設計特點
1.工程設計概況
南京市六合新城龍池路跨滁河大橋及連接線工程位于南京市六合區,交通便利,為方便業主出行,便在已建橋梁兩側再建一條臨時便道與主變道連接。該橋西起金穗大道,東至規劃西陳路,工程道路全長1100米(其中龍池路跨滁河大橋橋長661米,毛營河橋長20米,其余為連接線),道路寬40米。
主橋采用獨拱塔雙索面斜拉橋,主跨100m,塔高自橋面以上66m,橢圓鋼箱混凝土塔柱空間雙索面斜拉橋,墩梁固結系統。100m跨索距5m,85m跨索距4m。單截面橫橋寬度為3m,縱橋寬度塔頂4.5m,橋面6.5m,承臺頂7m。
2.設計特點
由于斜拉橋中塔、梁、索的結構設計變化和組合形式多樣,考慮到通航、美觀和地域象征,六合新城龍池路跨滁河大橋采用斜拉橋方案,設計在構件尺寸、形式選擇和組合上包括以下特點:一是采用大直徑鉆孔樁和大體積承臺;二是全預應力混凝土結構;三是截面主梁和寬跨比較大,塔梁斜度比較大。
上述設計特點對施工技術提出了更高的要求。與國內已建成的斜拉橋相比,由于本工程的混凝土主梁寬度和塔柱斜度較大,除了合理應用高性能混凝土和預應力施工技術外,我們還主要應用牽索吊籃懸掛等施工技術,在基礎施工中具有有效控制成本和施工速度的獨特施工方法。
二、施工現場、主要生產設施布置和施工重點、難點
1.施工現場和主要生產設施的布置
本工程橋梁為東西方向。為了方便施工,集中管理,有兩個集中施工現場,即河道兩側的一個,即項目經理部建在河道西側、寺廟南側、辦公室、會議室、實驗室、管理人員宿舍等。另一邊是生產區,還依次安排了零星的材料和工具倉庫、交通碼頭、起重運輸碼頭、鋼結構加工車間、砂石堆場、水泥倉庫、混凝土攪拌站,為施工做好了提前準備。施工用水通過接入自來水管網解決。
2.施工中的重點和難點
2.1鉆孔樁施工
主墩樁基直徑2m,孔深約70m,屬于大直徑深孔樁基;根據地勘報告,樁底附近有中風化巖層,增加了成孔難度。而且在河流中,根據整體工期安排,樁基施工處于汛期,河流水位高,對圍堰要求高。
2.承臺開挖施工
9#,10#橋墩承臺在河中開挖,開挖深度深,10#橋墩開挖深度達到13m。10#主墩承臺為大體積混凝土施工,施工組織和溫度難以控制變形裂縫。
2.3現澆施工
主橋主跨采用懸澆施工,全斷面吊籃模板難以設計。副跨在魚塘正上方,現澆施工需要單獨設計支架系統。
2.4施工監控
由于橋梁采用橢圓形鋼箱混凝土塔柱空間雙索斜拉橋系統,結構自重對橋梁內力影響很大,因此需要嚴格控制梁混凝土的澆筑量。
三、施工技術措施
1.樁基施工
橋梁樁基總數為184個,所有樁基混凝土設計強度均為C30。該地區的圖紙主要是粉末粘土和砂石層,給鉆孔樁的施工帶來一定的困難。考慮到工期,選擇孔隙快、護壁好的環保旋挖鉆機作業。嚴格按照施工工藝進行護筒埋設和泥漿混合,隨時觀察土層和天氣的變化,保持鉆孔施工的連續性,不得中途停頓,交接班時應做好相應的施工條件和進度記錄。一旦施工中出現斷樁,應及時采取有效、可行、經濟、實用的方法增加基樁或用沖擊鉆恢復。
2.橋臺、承臺施工
全橋橋臺2個,承臺32個,均采用C30混凝土澆筑,共8238m。為更好地止水,采用拉森鋼板樁沿河自上而下依次打樁的施工方法,降水后采用三鋼支撐的垂直開挖方法進行坑基開挖。在這些工程中,承臺鋼筋必須在現場加工并檢查合格后,再由汽車吊配合進行綁扎安裝,在此期間位置應符合設計圖紙的準確要求。
在承臺模板支護施工中,為了降低水泥活性,混凝土坍落度應控制在160±20cm,水泥用量應控制在300kg/m3以內。為了延緩水化熱時間,混凝土初凝時間不得少于12小時,具體比例由實驗室確定。同時,為了不引起大體積承臺混凝土裂縫,應嚴格控制混凝土施工溫度。其內外溫差不得大于25℃,混凝土表面與外部環境的溫差也控制在此范圍內。在最終維護階段,溫度不得低于10℃。對于不符合施工要求的溫差范圍,必須采取有效措施進行處理,否則不予施工。
3.主梁主塔及施工
本工程橋梁段661m,主橋主跨采用掛籃懸澆施工方法,澆筑段長5m,節段數量15節。設計建議方案為前支點牽索吊籃施工,單側吊籃重量不得超過800KN。副跨現澆施工,施工順序為先塔柱施工到梁底時0#塊施工。主梁0#塊采用鋼管,貝雷架作為支撐立模現澆。外模采用鋼模。為了減少模板的損耗,鋼模的設計應易于拆除,最好與1#塊和標準塊模板通用。同時,在懸臂施工過程中,主梁的節段線型控制通過監控手段進行實施和調整。
主塔為橢圓形鋼箱混凝土結構,橋面下部分為上下兩層,上層66m分14節澆筑。應用的主要機械設備有塔吊、汽車泵、拖泵等。塔吊最大吊重16t。塔柱施工分層進行,下塔柱水平分層一次澆筑成型。需要特別注意的是,在主塔混凝土澆筑過程中,一旦出現大風、雷雨等極端天氣,應立即停工。如果工期緊張,應采取必要的安全措施。
4.斜拉鎖施工
斜拉索施工主要包括施工前的準備工作、斜拉索運輸、斜拉索吊裝橋梁、橋面展索、掛索、張拉、索力檢測、索力調節和減振裝置安裝。橋梁拉索安裝采用塔吊、卷揚機、探桿、軟牽引設備、千斤頂、橋面汽車起重機等。由于其施工作業面長、危險性大,施工人員必須掌握相應的技術規范要求,做到文明施工。
5.墩柱施工
墩柱采用常規支架模板法施工。橋墩混凝土一次灌裝成型,混凝土施工采用商品攪拌站集中生產,混凝土泵施工方法,模板安裝在起重機上。
結束語
眾所周知,斜拉橋,又稱牽索橋、斜纜橋或斜張橋,在我國橋梁建設中很常見,已經成為當代橋梁世界的新星。它是一種能夠有效利用結構材料,更好地適應大跨度橋梁的新型橋梁。通過對本工程建設案例的分析和施工技術的嘗試探索,希望為同類橋梁結構的設計和施工技術水平的提高,以及安全施工和結構改進提供科學依據和有益的實踐參考。如有不足,請指正。
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