单索面斜拉桥临时支墩横向稳定施工技术

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公路交通技术2010年2月第1期TechnologyofHighwayandTransportFeb．2010No．1单索面斜拉桥临时支墩横向稳定施工技术罗磊(中铁八局集团第一工程有限公司，重庆400050)摘要：以重庆市涪陵乌江二桥主桥(斜拉桥)工程为例，针对单索面不对称斜拉桥主梁长悬臂横向稳定性差的特点，且为避免在江中心设缆索影响通航，采用在河岸侧一定距离处设置一临时支墩，确保主梁长悬臂横向稳定地顺利施工介绍单索面斜拉桥临时支墩横向稳定施工技术。关键词：单索面斜拉桥；临时支墩；悬臂梁；稳定；施工技术文章编号：1009—6477(2010)01—0069—05中图分类号：U448．27文献标识码：BConstructionTechniqueforLateralStabilityofTemporaryAbutmentsinSinglePlaneCableStayedBridgesLU0Lei是6．0m，边跨索距分别加密为4．4和4．2m，塔上1工程概况索距为2．0m。斜拉索采用7mm(1670级)高重庆市涪陵乌江二桥位于乌江人长江口上游强镀锌平行钢丝束制成，并用双层PE套防护；锚500m附近，大桥东岸连接涪陵江东开发区，直接头为LZM7系列冷铸墩头锚，张拉端设在梁上，锚与涪丰公路相连，西侧与涪陵主城区紧密相接。主固端置于塔内。全桥拉索纵向位于同一个平面内，桥为100m+340H1+150rtl双塔单索面斜拉桥，全共106根，最长拉索230．56m，最重拉索20。967t。长590In，主跨跨径340m，边跨分别为100和150m，采用塔梁固结形式。2大桥主梁施工横向稳定措施大桥为高、低独柱式桥塔形式，塔高分别为2．1大桥主要特点130和178．4m。下塔柱为箱型空心墩截面，低塔涪陵乌江二桥为特大型双塔单索面斜拉桥，为单箱双室截面，高塔为单箱4室截面。低塔截面主桥跨径100m+340m+150m，为边跨不等跨、尺寸由根部的6In×10m变为主梁底面处的5131x不对称高低塔斜拉桥。主梁横截面为宽翼缘箱形9．5In，再从桥面处的5m×5m变为塔冠处4m×4断面，箱梁全宽25．82m，其中两侧翼缘各宽m；高塔则9m×13ITI逐步变为主梁底面处的6．695m，箱梁在中心线处梁高3．5m0箱梁分块长7．5m×9．5ITI，再从桥面处的5m×7．5m变为塔冠度与块件重量分别为：中跨块件长6m，H1块件处的4m×5113。低塔在桥面以下的高度为631q'1，重467t，H2块件重362．2t，标准块件重量230t；高塔为73m。西侧边跨“氐塔边跨)块件长4．4m，块件重量324t；2塔在桥面以上均为单箱单室变截面，低塔截东侧边跨(高塔边跨)块件长4．2m，块件重量面外壁厚在顺桥向为1．0nl，横桥向为0．8m；高塔343t。低塔箱梁分为20对块件平衡悬臂浇筑，高顺桥向壁厚为1．41"1，横桥向在第1根拉索以下部塔箱梁分为33对块件平衡悬臂浇筑。单索面斜拉位为1．9m厚。其余部位厚0．8m。2塔空心截面的桥在施工主梁长悬臂时，其横向稳定性极差。隔板厚度均为0．5131，在塔顶均设置成实心段。2．2主梁施工横向稳定方案斜拉索锚固于塔壁内侧，锚固区内设置环向预主梁采用悬臂挂篮施工，最大双悬臂工况下，应力。主塔采用C50(下塔柱)及C60(上塔柱)风力引起梁体和拉索振动，不仅产生较大的安全高性能混凝土。隐患，而且影响监测数据的准确性。因此，必须斜拉索采用扇形布置，主跨上顺桥向标准间距采取措施对拉索和梁体进行临时抗振。经研究论收稿日期：2009～07—16作者简介：罗磊(1965一)，男，四川省广安市人，本科，高工 70公路交通技术2010生证，最后决定采取对斜拉索减震和增设临时支墩加强长悬臂梁体的横向稳定。1)斜拉索的临时抗振方式有2种：一是单根索采用临时减震阻尼器，二是采用每5根索为1组的编索措施。2)高塔距离塔中心靠岸侧100m处设一临时支墩，以增强双悬臂和最大悬臂工况时梁体的抗风效果，削弱岸侧与河侧不对称引起的上下颤动对结构带来的损害。要求临时墩能承受500t的拉压力和100t的横向推力，临时墩用5根外径72cm，壁厚12ml／1的钢管作为承重结构。临时墩钢管立柱高度为33m，按横桥向4m的间距布置。为增强支墩的整体稳定性，在支墩中部用120型钢设置2道刚性横联，顶部用I20型钢连为整体。在每根钢管立柱上焊q~25mm钢筋作为爬梯，间距40cm，作为单位：am施工人员通道。临时支墩四周设置钢丝绳揽风，图2基座钢筋布置示意确保稳定。内径50em，且嵌入混凝土约2cm。钢板材料采用A3钢，待基座完成后与立柱钢管焊接。钢板大样3横向稳定临时支墩施工与具体埋设位置见图1。3．1钢管柱基座施工3．1．2基座加强钢筋安装墩位处的实际地形为高差6．3m的阶梯构造。由于基座承受较大的拉压力，若使用素混凝施工时首先将场地整平，在其上面浇筑一个l6土基座，基座混凝土易裂，因此在基座配置加强rn×7m×3m的C30混凝土基座，然后进行立柱钢钢筋，见图2。管安装。加强钢筋顶面布置2层，底面1层，间距l53．1．1预埋件埋设cm，混凝土保护层5em。顶面每层纵向设106根为保证支墩基座与钢管立柱连接可靠，基座顶20mm钢筋，长6．9m；横向设47根20mm面埋设5块厚30mm圆环型钢板，外径110cm，T●●●一IT上T钢筋，长15．9m，间距均为15am。每隔1m布置1道支撑筋用于控制钢筋网间距，支撑筋共『400J400．1112根，长20om。底面钢筋网横向设47根20【’mm钢筋，长15．9nl，间距15cm；纵向使用80n8根16mm箍筋将顶、底层钢筋网连成整体。钢8●◎◎管支撑架承受加强钢筋重量，纵横向均按2．0m间距布置。———◎◎寸3．1．3基座混凝土施工基座混凝土施工采用大体积混凝土的浇筑方法。3．2钢管柱施工一0t-q一钢管立柱支墩共5根，每根钢管直径72O1TI，壁厚12mm，横桥向间距4m。临时支墩总体布置见图3。单位：em3．2．1立柱基础图1钢管支墩基座预埋件示意钢管立柱支撑在基座上。立柱钢管下口切割 2010年第1期罗磊：单索面斜拉桥临时支墩横向稳定施工技术71f800Ir顶平．_1钢管_7_●_——／连坡口接水平横联对钢20【字钢7_板接悍缝：平横戋门[李静；8n水平横联＼n20'工字钢(a)立柱钢管基础结构(b)立柱钢管对接不意图4钢管立柱支墩与基座连接示意向设置8块加强连接钢板，钢板厚16mm，长16cm，宽10em，焊缝高度10mm。焊接施做时，先。400。3o0．：!()(1．对称、间隔、点焊，再对称连续、分层焊接．直至C30混凝土基座l堇匐焊缝饱满。立柱钢管架立过程中，在3个方向用．1600I17oo—I16mm钢筋设置斜向拉缆，并安装可调螺栓装置，(a)正立面(b)侧立面防止钢管立柱因焊接变形而倾斜，并可及时调整。3．2．4钢管立柱封端钢管立柱顶端采用加强筋板的形式锁口并封端。钢管内口采用厚16mm、高20cm钢板，按照“#”字型布置对接焊加强；在外围均匀焊接【r)断面8道三角型加劲钢板，钢板为厚16mm、宽l5单位：emcm、高20Cm的三角形，焊缝高度为10mm。钢图3临时支墩总体布置示意成坡口，在垂直状态下与预埋钢板焊接，焊缝高度为8mm，并在外围均匀焊接12道三角型加劲钢板，钢板为厚16mm、宽15em、高20cm的三角形，焊缝高度为10mm。3．2．2立柱接高安装钢管立柱接高前，在钢管上焊接爬梯，作为操作人员通道；接缝段部分焊接牛腿，围绕钢管一周，并设置底板和防护栏，作为人员操作平台。高20Cln．厚16mm，对撑加劲板立柱钢管对接前，在端口一周焊接4块楔形三角(a)A—A铁，形成喇叭口，方便钢管竖向接高对位，见图4。同时，在钢管顶沿4个垂直方向焊接4根悬挑钢筋，并从每根钢筋上量取一定长度，挂设垂球，测量钢管上下口垂线到钢管壁距离，验证钢管是否垂直，每节段钢管允许竖轴线偏差4mm。3．2．3焊接接缝钢管立柱接高采用焊缝连接，垂直度校正到位后，在圆周方向按一定间距对称设置多个锚固焊接点，接缝锚固应稳定、平整，且尽量闭合后再施做(b)立柱钢管顶端锁口结构布置焊接。接口位置切割成坡口，焊接饱满，沿圆周方图5钢管立柱支墩顶部封端示意 72公路交通技术2010年管顶面用厚30mm，直径为102cm的钢板封端，施进行特殊连接，确保梁体横向稳定。位移限制设与钢管接触的周圈焊接。封盖钢板顶部设置2根施是连接主梁和临时支墩的装置，满足500t的拉长9m的I30型钢分配梁，沿横桥向布置，该分压力和100t的横向水平推力，滑槽使其能满足l5配梁与钢管顶面封端盖板焊接，钢管立柱封端结cm的纵向位移。具体安装位置见图6。构布置见图5。位移限制设施安装位置必须准确，各焊缝焊脚3．3临时墩顶主梁位移限制设施安装高度不小于15mm，焊接饱满，保证各构件之间的临时钢管柱支墩顶面与梁体间采用位移限制设连接可靠。(a)墩顶构造(顺桥向)(b)墩顶构造(横桥向)l30lOO卜尘l(c)滑板构造(d)滑槽构造单位：mm图6临时支墩顶部限位构造(下转第77页) 2010年第1期唐启，等：独塔双跨空间索面自锚式悬索桥体系转换方案确定77此外．随着体系转换的逐步进行，主缆的张力3)猎德大桥吊索张拉(含鞍座顶推)按推荐逐渐增大，外径逐渐减小，因此，每完成一定的步方案进行施工，采用“先粗后精分级同步”和“以骤后需对已张拉的吊索的索夹螺栓进行紧固，对即吊索无应力长度控制为主，吊索索力控制为辅”的将张拉的吊索索夹螺栓也应紧固。原则对推荐方案的每一施工步进行操作，实施效果猎德大桥按方案3进行了体系转换施工(图良好。6)，同时按上述实施要点进行了控制。取得了良好效果。张拉完4吊索后，散索套的竖向位移已得参考文献到控制。体系转换完成后主梁的标高误差(理论值【1】孙叔禹．广州猎德大桥主桥设计．山西建筑，2007(22)：299—300．与实测值之差)在2．0Ol'fl内，索力误差在5％内，【2]HO-KyungKim，MyeongJaeLee，Sung__pilChang．De—主缆标高误差在2．0CFII以内。ter-minationofhangerinstalationprocedureforaself-an—choredsuspensionbridge【J】．EngineeringStructures，2006(28)：959-976．[3]孙剑飞，方建回，谭乔清．自锚式悬索桥上部结构新颖施工方法介绍【J】．预应力技术，2004(4)：25—29．【4]广州大学．广州猎德大桥科研项目——施工控制方法研究报告fR】．广州：广州大学，2007．图6体系转换施工【5]李传习，柯红军，刘建，等．平胜大桥体系转换施T控制的关键技术fJ】．土木]lI程学报，2008(4)：49—54．【6】路桥集团第一公路工程局．JTJ041-2000公路桥涵5结语施工技术规范【s】．北京：人民交通出版社，2000．1)本文在原有的平面主缆自锚式悬索桥体系【7】钟建驰．润扬长江大桥建设第i册悬索桥[MJ_北京：人转换方案确定原则的基础上，针对猎德大桥的空间民交通出版社，2006．主缆和独塔双跨的特点，补充了3条构造原则，按【8】交通部第一公路工程总公司．公路施手册——桥涵9条原则确定的猎德大桥吊索张拉推荐方案(方案(下册)M1．北京：人民交通出版社，2005．f9】钱冬生，陈仁福．大跨度悬索桥的设计施工(修订版)3)解决了该桥的特殊问题。【R】．成都：西南交通大学，1999．2)针对自锚式悬索桥的力学特点及施工特【10]田启贤．悬索桥架设状态的研究及非线性分析【I)】．成都：点，提出了体系转换过程中及桥面铺装后吊索张西南交通大学，1992．拉的控制原则，同时提出了吊索张拉的实施要点，【11】姚玲森，傅强．悬索桥空间非线性静力分析[C]／／1992及在猎德大桥吊索张拉中的应用，可供同类桥梁年全周桥梁结构学术大会论文集．上海：同济大学，施1二参考。1992．(上接第72页)【3】王庆瑜．山地城市特大型桥隧建设探索与实践——重庆4结语嘉华工程【M1_北京：人民交通出版丰十，2008．f4】林元培．斜托桥[M】．北京：人民交通出版社，1993．重庆市涪陵乌江二桥主桥采用临时支墩横向稳[5]陈明宪．斜拉桥建造技术【M】．北京：人民交通出版社，2003．定施‘[技术，较好地解决了单索面斜拉桥施工主梁【6】王慧东，等．挂篮施工技术综述lj1．铁道标准设计，长悬臂的横向稳定问题，确保了施_T质量和施丁安2001(4)：6-7．全，可为同类桥梁施工提供参考。(7]中铁大桥局．大跨度桥梁设计与施工技术【M1．北京：人民交通出版社，2002．参考文献【8】交通部第一公路工程总公司．公路施1二手册：桥涵1．【1】朱新实，刘效尧．预应力技术及材料设备(第二版)M1．北北京：人民交通出版社，1999．京：人民交通出版社，2005．[9]李廉锟．结构力学[M】．北京：高等教育出版社，1985．{121交通部公路科学研究所．cF8o／l一2004公路工程flO]江正荣．建筑施T计算手册[M】．北京：中闰建筑丁业出质量检验评定标准[S】．北京：人民交通出版社，2004．版社，2001．