【施工技術】跨高速鋼箱梁頂推施工技術
1 工程概況
本工程主橋橋型為雙拱形塔雙索面斜拉橋,孔跨布置為(90+2×54+90)m。主梁采用等高箱型截面梁,單箱三室直腹板截面,梁高2.4m,寬20(26)m,混合梁體系。其中跨為混凝土梁,總長120m;邊跨為鋼梁,總長168m。鋼-砼結合段設在邊跨,在距次中墩中心6.0m處,結合段長2.0m。

2 跨高速鋼梁施工情況
2.1 跨高速鋼粱結構
跨高速鋼箱梁為全焊鋼箱梁結構。截面外形和副跨混凝土梁截面對應。每300cm設置一道橫隔梁,鋼箱梁頂板板厚采用16mm,底板板厚14mm,邊腹板板厚20mm,中腹板板厚14mm。
鋼箱梁橋面板采用正交異性板構造,頂板行車道范圍內縱向加勁肋為U型板肋,高度280mm,板厚8mm。頂板U型肋布置間距約600mm;翼緣人行道范圍采用T型肋,T肋豎版高150mm,厚10mm,T肋水平板高100mm,厚10mm。箱梁底板加勁肋均采用U型肋,高度200mm,板厚8mm,間距700mm。腹板加勁肋均采用板肋,高度150(180)mm,板厚14mm。橫隔板厚12mm,中室和邊室均設置人孔。
為了使鋼箱梁節段截面特性逐漸過渡,鋼梁梁端頂板、底板U型加勁肋設置倒T型加勁板進行過渡,截面過渡段長度3500mm;該節段頂、底板厚度局部加厚至20mm,腹板局部加厚至24mm。
2.2 鋼梁節段劃分
跨高速鋼箱梁材料為Q345qD,總重量為1162t。鋼梁橫向分為5 個節段,縱向劃分8個節段,全跨共計40個節段,其中最重節段為50t,外形尺寸13200×7072×24
2.3 施工環境
橋梁所經區域分布有林帶、荒地、少量水塘及民房。高速與橋梁斜交,其交角為48°,路肩在順橋向的寬度為37.6m。施工過程中,不得封閉外環線車道或阻斷交通。跨高速橋下凈空不得小于5.5m。

3 頂推關鍵施工技術
3.1 拼裝平臺
鋼梁拼裝平臺采用φ325×10mm 的鋼管作為立柱,柱間剪刀撐采用L75 的角鋼,上部分配梁采用雙拼I30工字鋼,高度調節裝置也采用I30工字鋼,以保證箱梁拼裝線形,拼裝平臺材質均采用Q235B鋼材。拼裝平臺搭設完成后,需按1.1 倍的荷載預壓,以確保梁段拼接過程中不會因沉降導致線形偏差。
3.2 導梁
本工程鋼梁頂推跨度53m,鋼導梁全長33m,為頂推跨徑的0.62倍,導梁共分為3節,第一節長9m,第二、三節長均為12m,自重約為46t。鋼導梁采用兩根工字型變截面鋼板梁,其中心距為6m,鋼材采用Q345C。導梁根部與鋼箱梁同高2.4m,與鋼箱梁頂、底板以及縱隔板采用焊接連接,兩個導梁之間用橫向聯結系連接,以增大整體穩定性。
3.3 頂推支墩及墊梁
每兩個頂推支墩為一組,施工過程中至少需要三組支墩,其中兩組頂進墩,一組接收墩。支墩頂部安裝臨時鋼墊梁作為頂推設備降低及回位過程中鋼梁的支撐。臨時鋼墊梁與頂推設備一般為順橋向布置。
本工程主橋鋼梁為單箱三室結構,頂推設備和臨時鋼墊梁的中心線需對應鋼箱梁的兩塊中腹板,因此兩個支墩的橫向間距為6m。施工中,頂推支墩設計承載力為500t,采用4根φ800×12mm 的鋼管組成支墩(單根鋼管設計承載力不小于160t),鋼立柱間距為2.0×2.0m,鋼管間采用[25槽鋼作為連接系,支墩材質均為Q235B。墊梁安裝在支墩頂部,為箱梁頂進時,與頂推設備協同支撐鋼梁的結構。墊梁尺寸為4.4×2.0×2.5m。
為確保頂推支墩有足夠的承載力,采用鋼管樁基礎,單根設計承載力為160t,施工時以鋼管灌入度控制成樁,以保證鋼管承載力。根據設計承載力選擇永安DZJ-240零啟動系列振動錘施打。
3.4 鋼梁頂推
3.4.1 鋼梁頂推
在認真做好試頂推工作,各項指標達到設計要求后進行正式頂推,整個頂推過程由設定好的計算機程序自動控制。啟動相應支墩泵站,通過總控室統一行程控制各支墩頂推設備,同步頂推梁體向前行進,直至第一輪頂推完成。
第一輪頂推完成之后,復測尾端梁段的軸線、標高等參數,根據測量結果計算下一輪次的拼裝線形,拼裝下一輪次的鋼梁并頂推,按此循環頂推剩余輪次鋼梁。在頂推過程中,對鋼梁的線形及應力進行實時監控,確保結構的安全性。
3.4.2 導梁上墩
在軟件中對導梁和主梁進行建模,計算出導梁在上墩前的最大下撓值,本項目的導梁下撓值為275mm,結合箱梁的豎曲線,在拼裝導梁時,設置一個300mm的預上翹,降低導梁上墩難度。當導梁仍然無法順利上墩時,通過增減2#頂推支墩墊梁及頂推裝置上的墊塊,使箱梁帶動導梁端頭上升或下降,從而順利上墩。
3.4.3 導梁拆除
鋼梁最后一輪頂推施工過程中,要適時拆除鋼導梁。在6#墩臨時支架上設置墊塊,將導梁兩端分別擱置在頂推支墩與臨時支架上。將第一節段導梁沿節段線切割分離。采用130t 汽車吊將切割后的導梁整體吊至6#墩側的空地,重復上述步驟,完成導梁剩余節段的拆除工作。
4 結語
步履式頂推具有臨時墩水平推力小,豎向調整便捷,可有效控制各支點反力,液壓及電氣控制同步性精度要求高的特點,是解決橋梁跨越公路、鐵路、河流等區域有效的、先進的施工技術。科技三路橋梁工程采用步履式頂推施工技術,歷時7d完成了頂推距離92m,重量952噸的橋梁架設任務。
步履式頂推過程中加強對臨時支墩的監測和千斤頂標高的復核,密切關注千斤頂豎向反力的數值,該數值應符合設計計算的數值,確保頂推實際工況與設計工況一致,防止局部臨時墩沉降過大造成頂推傾覆的事故。步履式頂推過程中加強對橋梁線性的復核,控制導梁的下撓數量。
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