枫溪大桥钢箱梁提升与顶推施工技术研究论文_吴志民,姜波

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摘要:枫溪大桥对于株洲的交通起到了重要作用,它建筑也结合了最新的技术。其中最为关键的是它的钢箱梁和顶推技术,它是由跨度300米自锚式悬索桥连接而成,整座桥的钢箱梁约5300吨。本文将结合对枫溪大桥钢箱梁的建筑安装过程以及施工过程中顶推技术的控制等进行分析和介绍,希望可以为今后同类型的桥梁建筑施工带来一定的帮助。

关键词:枫溪大桥;钢箱梁;提升;顶推技术;施工

1 工程概况

株洲的枫溪大桥主要是以双塔单跨技术为主,为了加强桥梁的牢固性采用了单箱钢加劲梁的技术,边缘部分采用了混凝土的箱梁,将钢筋混凝的结合面控制在跨中心线250厘米的地方 ,其中总体结构如下:

同时在建筑过程中还结合了当地的实际情况,同时为了减少工程成本,钢箱梁总体以水上运输为主。在施工的现场将提梁站的提升技术和顶推技术运用到工程建筑中,加快了施工的效率。其中桥梁的主体部分全部置于水中的区域,之后将其对称至于桥轴线的两侧。

2 辅助设施及简介

除了主要的材料之外,辅助的设施也是建筑中不可忽视的,其中钢箱梁和顶推技术中需要用到的有:导梁,提梁站,顶推设备等。不仅如此在进行顶推技术应用时,还需要合理选取钢箱梁支撑位置,避免与理论和预想的结果产生较大的误差。

2.1 导梁

为了减少整个桥梁的重量,在设计导梁时候可以着重注意截面梁的运用,其中导梁的长度对于钢箱梁的施工是有影响的,需要将其控制在一定的范围之内。为了更加方便的施工已经减少后续工作,应该将根部与钢箱梁之间的距离设计为3.41米。并且还将主要的桥梁与钢箱梁腹板对应起来,根据跨度和截距的特点,将前面的部分设计成台阶状。总得来说,株洲枫溪大桥的钢箱长度为54米,重量是 153吨,如果将其平均分为六个部分,根部需要留下五米使导梁与钢箱梁能够完美契合,具体见图3。

株洲的枫溪大桥首先按照给定的图纸进行专业的加工,将主要的桥梁部分运输到桥位的区域,随后运用浮吊的技术将桥梁放置在特定的平台上方,通过不用部分的相衔接,最终将其连接成一个整体。

2.2 拼装平台

拼接的平台需要用牢固的材料进行制作,大部分的平台都会采用钢管,因为钢管桩的基础可以在进行顶推时产生最大的支反力,避免出现倒塌的现象。根据以往的经验可以大致得到拼装平台高度需要达到至少55.07米,不仅如此在底部还需要用钢垫块进行高度的补偿,以随时感知顶推技术的变化。

2.3 临时墩

临时墩虽然在工程的过程中只是起到了暂时性的作用,但是倘若忽视其将会造成一定的影响。一般而言顶推梁也可以被称为是一种连续梁,只是与普通的连接梁不一样,它的作用主要是减少正负矩交的变化。设置临时墩可以将钢梁箱在垂直的荷载下达到最大的支反力,避免出现受力不均衡的状况。

2.4 提梁站

提梁站的分段和制造要求在整体的施工中都是非常高的,其中它的重量要求控制在250吨,跨度要求在39米,其中固定钢箱梁的范围跨度至少需要留6米。在进行施工的过程中还应该尽量减少现场的钢箱梁高空焊接,对于钢箱梁的对接和拼接要求也需要把握到位。具体的数据和结构应该如图5所示:

3 主要施工工艺

根据实际的状况,在建筑钢箱梁的吊装以及顶推施工的过程中需要具体分析现场的情况,运用相关的工程技术完成施工,其中最主要包括钢箱梁吊装技术,钢箱梁顶技术以及钢箱梁拢合技术等等。

3.1 钢箱梁吊装

钢箱梁的吊装过程是非常复杂的,其中有许多需要注意的地方,分别如下!

(1)钢箱梁是否已经就位。在施工之前需要着重检查钢箱梁的材料质量和安装的具体方向和船舶的定位精度是否已经达到了理论的要求满足已经是否到位。

(2)提梁站的到位。在施工之前应该检查提梁站各个吊点之间的距离是否不足或者超过规定的范围,检查每一个设备是否可以正常进行工作。

(3)钢箱梁的提升准备。在施工前应该对连接销轴进行检查和安装,随后对于钢箱梁和运输船舶之间的固定装置也要着重检查,避免出现没有拆除或者是连接错误的情况。

3.2 钢箱梁合拢

枫溪大桥钢箱梁合拢方式同样在选择的过程中保持着谨慎的态度,其中如今在众多技术中最合适的无疑是温度配切合拢。作为国内使用度最高的技术,温度配切合拢技术具有方便简洁的特点,并且如今它的工艺较为成熟,能够最大程度减少意外的发生。

温度配切合拢的具体要求:

(1)应该根据实际的情况对于合拢口两侧梁段进行调整,特别是关于水箱压载方面应该重点关注,配置好两边的轴线和高度。

(2)在安装的过程中要确定好钢箱梁两侧的合拢口是否按照规定放在相应的位置。

(3)根据理论已经对现场的连续监测,随后确定合拢口和桥梁段的高度和宽度,必要是可以改变它的长度。

(4)要调好合拢口两侧的高度,采用浮吊的技术将钢箱梁吊到合拢口的位置。

(5)合拢口的放置有温度要求,一般温度不可以过高,所以安装工人一般会选择晚上进行放置。

4 施工控制重点和措施

4.1 顶推施工控制重点

在建筑的过程中,钢箱梁的和顶推的安装是根据实际的情况不断做出调整的。在全程中箱梁无论是整体还是局部的受力过程都是非常复杂的,所以更需要建筑人员在施工的过程中把握好每一个细节。在许多因素的影响下,顶推的结果并不是固定的,甚至部分的因素还会造成顶推的危险性提高。比如说在顶推中箱梁的安装过程要重点注意其平稳性和对于合拢的精确性。为了减少施工过程中的不确定性,还需要保证每一个环节的安全和质量。具体而言在施工的过程中需要注意以下的几个方面:

(1)在钢箱梁安装中,特别是将其提升的过程中要保证钢箱梁的不会与理论造成较大的偏差,其中最注意是要注意安装过程等我稳定性和同步性,确保在施工的过程中不会出现因为出现受力不而塌陷的情况。

(2)在对钢箱梁进行位置测量和调整的过程中,要确保每一个环节以及支点的受力程度是否已经达到要求,保证每一个地方受力的均匀,避免出现因为没有精确测量而导致在实际操作中难以实施的情况。

(3)在进行顶推技术应用的过程中同样要保证箱梁局部与总体的受力均匀,避免出现局部发生变形导致工程无法继续的现象

(4)同意是在顶推的过程中要避免出现因为临时墩受力不足或者超出预警范围的情况。

(5)最后要确保每一个细节对于箱梁和接合拢的精度测量,尽量不发生较大的偏差。

4.2 顶推施工控制内容与方法

一般而言,顶推施工的过程中需要对其进行监控,其中最主要的包括物理和几何监控,物理监控更多的将关注点放在对箱子的受力已经外部等因素,而几何因素则是更多地关注对位移等几何因素的监控。

(1)几何监测

① 首先最重要的就是对于整体的把握和监控,在每一次进行完施工后都需要对箱梁前后左右的数据的高低进行检测,随后根据测量出来的数据对于实际的操作进行调整,通过这种方式保证每一个细节都受力均匀。

② 位移监测主要的决定因素在于对于顶推的位移监控,其中顶升和顶推位移是直接可以通过仪器感受和测量道德。如果要完成对于箱梁移动的连续观测,必须把握住顶升设备的细节部分。

③ 箱梁的位置对于整个的施工过程是非常重要的,其中临时支撑点的计算更是需要更加精密的测量,倘若有偏移量可能会对整体造成一定的影响。不仅如此,关于箱梁的腹板也在施工中需要特别注意,因为它作为整体的作用点可以防止局部因为压力过大而造成变形。如果在施工的过程中发生了箱梁偏移量过大的情况可能会对施工的质量造成一定的影响。除此之外,在每一次的测量时可以在关键的部位进行标记。

④ 在顶推的最后环节中,要检测拱梁是否按照指定的要求达到设计位置,并且安装时候不可以在温差过大的环境中测得,在实际操作中经过依据具体的梁长进行操作。

(2)物理监测

在具体施工的过程中需要对顶升和顶推力进行实时的监控,将每一个监控点的细节把握做到最好,同时在结合实际时候不可以忘记对理论的分析,应该将每一环节计算出来的理论值进行验证。

其中在施工的过程主要包括以下几个方面的物理监控:①首先是在整个施工过程中对于顶推力的监测②施工中的各项压力已经位移轨迹的监控。③在顶推过程不可以忽视对于箱梁,辅助墩和临时墩的监测。虽然临时墩只在特地的时期都起到作用,但是其实它却是监控的一大重点。因为无论是在动态还是静止的状态下都需要其承担压力。④在施工过程中还有许多不可以控制的外部因素,比如说天气,汛期和风速等等。不仅如此,环境也同样是影响施工的重要因素之一,无论是天气状况还是温度和湿度都同样是其中的影响因素。在实际的施工中,在进行河流建筑的施工过程中汛期及风速会影响提梁站,临时墩等设备。

4.3 施工控制措施

(1)设备安装及调试

每一个设备的安装都会对实际操作造成影响,倘若没有按照规定进行调试将会阻碍施工的顺利实施,所以每一个环节都必须按照行业中的规定严格把控,之后才可以进行正常的施工。

(2)设备同步性控制

在施工过程只还需要注意每一个环节对于整体而言的同步性,以免会造成顶推受力不均匀的状况。其中要特别注意在钢箱梁提升的过程中要注意系统的油压是否已经达到了标准,如果没有达到它的误差应该控制在规定的范围之类。

(3)施工过程检查

除此之外,在施工的过程中还需要对于关键的位置进行测量个检查,其中对于以往的情况要特别关注:首先在每一次的施工之前都应该对临时墩等设备的受力进行仔细的检查,保证设备可以按照要求进行正常的工作。其次对于提梁站的每一个支腿和地面的接触状况都要进行反复地检查,避免出现崩塌的现象。

5 结束语

综上所述,枫溪大桥在整体上采取的是顶推一体化的施工技术已经对于钢梁箱的提升,将两者结合在一起可以在借鉴前人的经验下完成对于桥梁的安装和施工。不过在施工的全程还也需要注意各项指标是否满足设计和规范的要求。一体化的提升不仅仅对于施工期间的工作人员安全和道路行驶的安全问题给予一定的保障,同时又大大提高了整体的施工效率。

参考文献:

[1]周光强,向剑,舒大勇,等. 杭州九堡大桥多跨连续组合拱桥步履式整体顶推技术[J].施工技术,2011.

[2]张晓东.桥梁顶推施工技术 [J].公路,2003.(9):45-51.

[3]株洲枫溪大桥钢箱梁安装专项施工方案.

论文作者:吴志民,姜波

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期

论文发表时间:2019/7/31

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