大跨度斜腿刚构桥斜腿竖向转体及单边悬臂灌筑梁体施工工法

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1、大跨度斜腿刚构桥斜腿竖向转体及单边悬臂灌筑梁施工工法1．前言斜腿刚构桥造型轻盈美观，通透性好，受力兼有连续梁和拱桥优点，但在实际应用中因施工通常需要配设庞大的支架搭设，因而地形和跨径成为制约其应用的瓶颈。石太客运专线Z2标孤山大桥跨越深“V”型山谷，跨径大且无施工场地，中铁十一局集团有限公司联合新八建设集团有限公司及设计、建设单位进行课题研究，采用斜腿刚构桥斜腿竖转结合梁体单边悬臂浇筑的施工方法，解决了施工场地及跨径的问题，提出了一种全新的不对称悬臂灌筑梁体的施工方法，对拓展斜腿刚构的应用有积极的意义。“250km/h客运专线无砟轨道大跨度斜腿刚构桥竖向转体综合施工技术”2009年通过了

2、湖北省科技厅组织专家进行的科学技术成果鉴定，达到国际先进水平；获2009年度中国铁道建筑总公司科技进步一等奖，2009年度中国施工企业管理协会科学技术奖技术创新成果一等奖，2010年湖北省重大科学技术成果；“斜腿刚构桥背索平衡单边悬臂灌筑梁体的施工方法”发明专利已授权并办理了专利权登记。2.工法特点2.1斜腿转体及不对称悬臂梁的灌筑均主要依靠桥体自身受力，无需搭设大型支架和安装大型平衡吊装设备，解决了场地受限的问题，同时节省大量设备和施工时间。2.2平衡背索预埋在桥台及梁体内，依靠增加桥台及墩底桩上的地锚力，可使得斜腿刚构桥的跨径得到突破。2.3将斜腿的空间位置控制分成竖向浇筑和平面转体

3、两段平面控制来施工，操作更容易，施工控制更有效。2.4主要利用斜腿自重实现竖向转动，不需要大型的牵引设备，操作方便；平衡背索施工工艺简单，只需预埋波纹管和锚具，按计算数据进行张拉，操作方便。2.5平衡背索解除后桥梁恢复原来设计受力形式，对桥体结构及受力无后续影响。3.适用范围本工法对施工季节无限制要求，适用于跨越深谷、既有公路铁路、河道、城市结构物的竖向转体桥梁施工，并适用于因结构自身设计不对称的单边悬臂梁施工。4.工艺原理4.1斜腿竖向转体工艺原理利用斜腿底部铰钢支座在竖向平面可转动的性能，将钢绞线一端固定在斜腿及0号块上，另一端锚固于桥台或岩面内。先通过牵引索牵引斜腿克服重量偏心转动

4、，待斜腿转过分界点后，利用斜腿自重向下转体，桥台端用多台大吨位可同步控制并能连续放张的液压千斤顶连续放张，斜腿重量由扣索承受，通过扣索的下放，斜腿不断向下转动，期间扣索的索力随转动角度的不同而变化，直到转至设计位置。斜腿转体示意见图4.1-1。扣索(3束共93根)桥台桥台下连接器重心斜腿上连接器零号块转体前斜腿斜腿中线斜腿基础斜腿基础转体后300t千斤顶(2个)零号块牵引索(2根)铰支座4.2背索平衡工艺原理将桥台与边跨梁端部用预应力钢束张拉锚固后形成一个临时受力共同体，共同承担中跨单边悬臂梁的结构荷载和所有施工荷载,使悬臂梁施工过程处于稳定的受力状态，确保悬臂梁施工过程安全和最终成桥线

5、型满足设计要求,在中跨合拢后解除背索,恢复桥体设计受力形式。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程竖向转体工艺流程图见图5.1-1。背索平衡单边悬臂梁体施工工艺流程见图5.1-2。5.2竖向转体工艺操作要点5.2.1竖转系统的组成整个竖转系统主要包括：竖转铰、前锚固点、后锚固点、牵引系统、放张系统。竖转铰：由两个铰钢支座组成，能在纵向平面内转动，后期为桥梁的永久支座，特殊设计；前锚固点：由上连接器以及精轧钢组成，上连接器通过预埋的精轧钢与转动体（斜腿刚构）相连；后锚固点：由下连接器以及精轧钢组成，下连接器通过预埋的精轧钢与后锚体（桥台台身或岩体）相连；牵引系统：提供竖转的初始动力，手拉

6、葫芦、钢滑轮、电子称以及钢丝绳；放张系统：包括上下支架、液压千斤顶、液压泵、主控制台以及钢铰线束。为保证转体的安全，还增加了缆风以及副顶装置。5.2.2转体前准备工作边跨军用墩和军用梁应预先搭好，将桥台与斜腿之间顶死防止斜腿向桥台一侧倾倒，斜腿底部铰支座预先锁住，并预埋钢板将斜腿与基础固结。为了满足墩身施工后的转体需要，在墩身施工时应先预埋缆风连接件、转体拉索连接件、精扎螺纹钢等。转体前准备工作解除铰支座临时固结连续张拉千斤顶放索，启动牵引斜腿支座角度控制观测高程精确测量控制到位前停留，钢绞线松弛观测启用顶推预案转体到位缆风绳扣紧否边跨梁施工边跨张拉，穿背索钢束背索张拉中跨悬臂施工、合拢

7、合拢段底板钢束张拉桥台背索管道波纹管定位边跨梁端背索管道波纹管定位桥台施工背索解锁全桥中跨段张拉1、上、下连接器的安装、固定转体的拉索锚固点分别在桥台和斜腿的实体段，在桥台及斜腿施工时，在桥台及斜腿内预埋规格相同的精轧螺纹钢筋，分3组，每组承担一束拉索的拉力。计算每组螺纹钢筋的极限抗拉能力，再检算安全系数，使之符合设计要求。精轧螺纹钢筋后部设置螺母及锚垫板，精轧螺纹钢筋前端伸出混凝土外与上下连接器固定，为保证转体过程中，各施工阶段受