大跨斜拉桥索塔施工及控制技术研究论文_赵洋

中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限公司

摘要:现代桥梁事业的进步借由各种优质桥梁在现代城市之中体现出来,在保持桥体结构的完整性的同时,施工者通过局部改进时桥体更为稳定,而一些全新的桥梁类型也逐渐在我国实体化,其中斜拉桥在很多地区都有体现,构建斜拉桥时,施工者需要确定桥梁施工体系的重心,在这种桥梁施工中,桥塔是对多处结构都会产生影响的重要部分,在完成锁塔建设工作之后,还需要对该处结构体加以质量控制。

关键词:大跨斜拉桥;索塔;施工技术;控制技术

我国的交通事业的整体发展形势比较好,各种类型的交通体系都已经被建设完善,无论是陆上交通体系还是水上交通体系都有所改变。从桥梁工程的建设状况开看,越来越多的大跨度桥梁体系被建设出来,斜拉桥是常见的具有大跨度特点的桥梁,选用正确的索塔施工方法很关键,施工者可以选择特殊液压爬模施工技术,将索塔的各个部分联系起来,本文以索塔为研究重点,阐释具有大跨度特点的斜拉桥控制技术以及施工方法。

1 施工情况分析

某大桥跨江主桥桥跨布置为100m+275m+760m+275m+100m=1510m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。主桥3号、4号索塔为钻石形结构,索塔包括上塔柱、中上塔柱连接段、中塔柱、中下塔柱连接段、下塔柱及下横梁共6个部分,总高233.7m,为空心箱形截面。上塔柱采用钢锚梁一混凝土组合结构。最大斜率1:0.519。

2 施工方案

索塔施工共分52个施工节段,下塔柱起步段及中塔柱起步阶段采用翻模法施工,下塔柱标准段内侧面采用翻模法、其余面采用液压爬模施工,中塔柱标准节段及上塔柱采用液压自爬模法施工。下横梁与塔柱同步施工,采用落地式钢管支架系统施工,下横梁混凝土分两次浇筑。下塔柱施工设一道水平拉杆,中塔柱施工设5道水平横撑。桥塔下横梁是受力的关键部位,施工方法不当容易出现裂缝,故下横梁施工是索塔施工的重要部分。目前,索塔下横梁常用的施工方法为一次浇筑或分层浇筑,由于本桥塔下横梁高度高达9m,混凝土体积大,且下塔柱抗弯刚度大,将约束下横梁混凝土收缩徐变变形,塔柱及横梁相应产生约束次内力。

在选定施工方案时,设计者根据索塔的具体情况,设计出了两个施工方案,一种施工方案选定了上下分层的施工方法,该方案具有以下几个优点:通过分层的方法来达到浇筑混凝土的目的,可以降低对索塔系统的模板以及支架的施工要求,将上层位置的混凝土材料直接当做下层位置的模板支撑体系即可,能够充分节省施工时间,从方法本身来看,这种分层浇筑的方式也能够有效控制振捣混凝土的工作;但是该方案还存在一些应用劣势,在完成第一层位置混凝土材料浇筑工作之后,下塔柱与横梁两个部件会形成新的框架系统,受到外部温度以及内部收缩变动的影响下,会出现次内力,为了控制受力状况,需要调整第一层部位的横梁的张拉预应力。

另外一种施工方案需要施工者设立后浇带,该方法的优势体现在合龙这一施工环节之中,在合龙工作开展之前,横梁部件需要保持自由的状态,受到收缩徐变情况的影响,可以减少混凝土结构变形情况的影响,同时还能有效避免横梁开裂的状况出现,另外下部横梁的张拉预应力施工工作也变得更为便捷;但是这种方案存在的施工缺点也相对较多,其对于施工模板与支架的要求比较严格,为了给出合适的模板与支架,需要消耗更多的施工成本,这种施工方法同样对振捣施工处理工作提出了较高的要求,容易出现振捣不密实的问题。

对比分析可知,两种方案下横梁混凝土收缩徐变对下塔柱及下横梁的内力影响基本相当,分层浇筑,利用第一层强度能够改善下塔件拉应力,结合施工成本选择分层浇筑。

3 施工控制工作

3.1 设置中塔柱

由于中塔斜率大,仅凭水平横撑,不足以充分改善塔柱受力,结合没计方要求.在中塔柱设置向外最大为 80cm 的预拱度。中塔柱施工过程中在各节段立模时,考虑预拱度的影响。中塔柱的线形监控分为顺桥向线形和横桥向线形两个方面。由于中塔柱在横桥向存在明显内倾,且在施工中需要分次外顶,存在合龙、体系转换的过程,因此横桥向的线形控制难度大于顺桥向,中塔柱线形监控的重点是横桥向的线形控制。中塔柱线形的控制主要是塔柱几何位置的控制,塔柱模板定位采用逐段修正法,将每一-节均修正至理论位置。基于项目部提供的每节段桥塔测量数据,通过分析可知,截至目前为止.南北塔定位情况良好,误差控制在1cm以内。中塔柱在施工中存在的偏差呈现出围绕理论线形左右波动的形态,这是逐段修正法常见的实测线形形态。总体来看,南、北塔中塔柱横向线形与理论

3.2 优化横撑顶推力系统

本桥塔为钻石形结构。塔肢最大倾斜率为1:0.519,当中塔柱在合龙前的悬臂状态时,由于自重及爬梯等施工荷载产生的水平分力,会在塔柱根部形成较大的弯矩.使中塔杜根部处于不利的受力状为了改善这一不利影响,在中塔柱施工设置了5道主动水平横撑,第1~3道水平钢管采用2根1200 x16,第4~ 5道水平钢管采用2根1 000x14,通过有限元分析,对5 道横撑的顶推力进行优化控制,从而改善塔柱受力。本文采用有限元软件,建立主塔施工全过程有限元模型,对横撑的顶推力进行了优化设计,并在塔柱施工过程中对顶推力进行了有效控制。横撑顶推力计算结果见表1,最大顶推力为第一道横撑,为333 t。

表 1 施工阶段水平撑杆内力

3.3 合龙控制工作工作分析

合龙是这种索塔的重点控制对象,施工者需要将温度监测工作做好,监测方法啊最好选用连续监测的工作方法,由于温度会将极大的影响带给合龙口比较大的影响,因此需要对合龙时间加以调整,在夜间十一点半到第二天七点半开展施工工作比较合适。

4 结束语

为了使索塔施工情况的分析工作更为详尽具体,本文选用实际的斜拉桥作为施工技术分析案例,设计了完整且适用性比较高的施工方案,也给出了施工控制建议,从最终的斜拉桥施工成果来看,应用效果也是比较令人满意的,在给具有大跨度特点的斜拉桥构建主塔时,一般会使用爬模施工技术,如果塔桥的实际斜率相对较大,需要将塔肢与下横梁两处施工工作当做重点控制内容,在施工分析阶段,需要考虑的问题包括结构受力情况、施工成本以及便捷度,处理合龙问题的关键在于找出合龙的最佳时机。

参考文献:

[1]罗显平, 翁方文, & 郑建新. (2017). 大跨斜拉桥索塔施工及控制技术研究. 公路(5), 86-90.

[2]杜时波. (2017). 大跨度焊接钢箱梁斜拉桥施工控制技术研究及应用. 交通世界(z1), 148-149.

[3]杨康, 陈月, & 赵宝. (2017). 大跨斜拉桥施工阶段换索监控技术研究. 国防交通工程与技术(5), 22-25.

论文作者:赵洋

论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/17

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

大跨斜拉桥索塔施工及控制技术研究论文_赵洋
下载Doc文档

猜你喜欢