桂林漓江南洲大橋曲塔雙索面鋼箱梁斜拉橋施工技術(shù)

精品文檔-下載后可編輯桂林漓江南洲大橋曲塔雙索面鋼箱梁斜拉橋施工技術(shù)摘要曲塔斜拉橋由于其獨特的景觀效果，越來越受到廣泛的應(yīng)用，本文主要結(jié)合桂林漓江南洲大橋主橋詳細介紹了曲塔雙索面鋼箱梁斜拉橋工程特點、主要施工工藝及全橋施工過程控制等。

關(guān)鍵詞曲塔斜拉橋鋼箱梁疊合梁施工

一、工程概況

1、地理位置

桂林市漓江南洲大橋位于桂林市疊彩區(qū)大河鄉(xiāng)蔡家渡東岸連接廣西第一個國家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)和堯山。西岸貫通桂柳、桂黃高速公路，新火車站客運始發(fā)站，城北開發(fā)區(qū)，八里街經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，桃花江旅游渡假區(qū)和蘆笛巖風景區(qū)。

2、橋式結(jié)構(gòu)

主橋為曲塔雙索面斜拉橋，為梁、塔、墩固結(jié)體系。斜拉橋跨徑布置為50m+87m+144m+39m=320m，東、西兩側(cè)各接50m輔助孔和39m過渡孔。橋面全寬45m。

斜拉橋曲塔采用斜彎的“H”型全混凝土塔結(jié)構(gòu)，曲塔橋面高63m，塔身橫斷面呈“T”型，塔身橫向?qū)挾?.5m，順橋方向橋面處寬17.5m，向塔頂漸變?yōu)?.0m，塔身壁厚順橋向為0.8m，橫橋向為0.6m。主塔混凝土標號為C50，主塔主要分為無索區(qū)和有索區(qū)及橫梁三部分。

斜拉索采用φ7mm的鍍鋅鋼絲，總計2×12對，主跨梁上索索距9.0m，塔上索距最小2.0m，邊跨拉索集中錨固在主梁的端部，混凝土梁上的索距為2.0m。斜拉索塔頂為固定端。

斜拉索主跨為鋼箱梁和混凝土橋面板的疊合梁，邊跨為混凝土箱梁。

二、工程特點

1、地質(zhì)復(fù)雜：南洲橋地處世界著名的喀斯特地區(qū)，地下溶洞、溶溝、溶槽眾多，全橋90根鉆孔樁，樁樁遇溶洞，多的有7層溶洞。各個年代的地質(zhì)層交錯在一起組成了履蓋層，同一墩臺上巖面高差達40多米。

2、曲線型主塔：本橋的P2墩身和主塔為一段圓曲線，曲線半徑180米，這種曲塔造型是國內(nèi)的第一座。塔身空間較小，塔上沒有斜拉索張拉們置，內(nèi)設(shè)鋼套箱和鋼橫梁做為斜拉索的受力結(jié)構(gòu)。

3、主跨為鋼混凝土疊合梁結(jié)構(gòu)：南洲橋主跨為了減少橋梁自重，采用鋼箱梁加混凝土橋面板的疊合型式。鋼箱梁與橋面板之間通過剪力釘進行力的傳遞。

4、斜拉索張拉噸位大：本橋的塔高與梁長的比為0.4，斜拉索的傾角較小，最小只有24.3°，索在主跨梁上的間距有9米，導(dǎo)致斜拉索的成橋索力最大有900多噸。

三、施工方法

1、鉆孔樁基礎(chǔ)施工

（1）概況

全橋共5個墩臺，其中水中P2#墩為主塔墩。基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)，分上下游兩幅。主塔墩承臺上下游各一個?；A(chǔ)全部采用φ1.5m鉆孔樁。A0、A4臺各13根，P1、P3各8根。主塔每承臺下各24根。全橋鉆孔樁共90根鉆孔樁。

（2）施工簡述

南洲大橋主墩P2墩位于水中，共計48根鉆孔樁，為保證汛期前完成鉆孔樁施工，P2墩投入16臺沖擊鉆機，按每臺鉆機平均完成3根樁考慮，P1、P3墩各投入4臺鉆機，完成后轉(zhuǎn)入橋臺施工，兩岸橋臺每臺另配4臺沖擊鉆機進行施工。

由于桂林地區(qū)地貌屬典型喀斯特地區(qū)，溶巖發(fā)育、地質(zhì)情況復(fù)雜，覆蓋層深淺不均。對φ1.5m鉆孔樁護筒采用φ內(nèi)1.6m至φ內(nèi)2.2m鋼護筒進行套插，護筒級差為10～15cm，視鉆孔樁穿過溶洞的數(shù)量而確定開孔護筒及套插小護筒的直徑。若遇傾斜巖面，必須拋填塊石和黃土，用小行程高頻率沖砸直至傾斜巖面被砸平，然后跟進護筒至已砸平的巖面，再進行下道工序。

（3）施工要點

①鉆孔選點:由于巖溶地區(qū)水平溶洞、溶溝和溶槽眾多，不僅墩內(nèi)孔間相連，而且墩與墩之間也有的貫通。一般先開溶洞較小或孤立不連的孔，再開溶溝、溶槽走向下端的孔，待成孔后就可減少或者堵住其它地下水活動的通道，免于泥漿和混凝土的流失。鉆孔順序：上下游對稱，并考慮孔與孔之間的相互影響。②鉆機安裝:鉆機就位前，注意檢查主要機具，就位配套設(shè)備，接通水電。鉆繩中心應(yīng)與護筒中心重合。護筒底口中心用“浮標法”求出。鉆頭掛上后，要反復(fù)核對中心位置，以免造成斜孔。③鉆機鉆孔:采用泥漿護壁鉆進時，應(yīng)檢查鉆孔泥漿的各項指標，防止井壁坍孔，泥漿流失。接近溶洞頂板時，應(yīng)逐漸改為小沖程、低頻率鉆進，在穿越溶洞后，若溶洞以下再無溶洞或下一個溶洞間隔較近時，同一直徑護筒跟進至溶洞底板；若同一根鉆孔樁遇溶洞間隔較遠時，則改換小一級差的護筒隨鉆機的鉆進而跟進。視溶洞的垂直距離而確定級差和護筒的跟進層數(shù)?！凹壊睢焙汀案M層數(shù)”的確定原則是視底節(jié)的變形程度和插打護筒的震動能力而定。④清孔、切割護筒、下放鋼筋籠、灌注水下砼：鉆孔到達設(shè)計標高后，則采用正循環(huán)或φ150空氣吸泥機清孔，滿足設(shè)計所規(guī)定的清孔標準。在清孔后多層護筒須水下切割，保留最外層護筒，護筒切割搭接長度為2m。然后吊放鋼筋籠，準確地吊裝(焊接)、就位，就位后應(yīng)牢固定位。導(dǎo)管拔球前，應(yīng)備有足夠的砼儲備量，使導(dǎo)管在拔球后埋入砼的深度不小于1.5m，正常灌注時導(dǎo)管埋深不得小于2m，亦不大于6m。水下砼灌注面宜高出樁頂設(shè)計高程0.5～1.0m，以便清除浮漿，鑿出樁頭，確保灌注樁與承臺的連接質(zhì)量。

2、承臺施工

P2#承臺設(shè)計為2個直徑為φ21m，厚度為5.0m的圓形承臺。每個承臺結(jié)構(gòu)體積為1272m3?；炷猎O(shè)計為C30。

（1）施工簡述

主墩P2墩承臺位于河道內(nèi)，基底和筑島的填土均為強透水的卵石層。承臺施工圍堰采用注漿圍幕+鋼筋混凝土護圈的結(jié)構(gòu)形式，外側(cè)注漿圍幕作為防滲和護圈施工時的臨時支護結(jié)構(gòu)，護圈形成后作為圍堰的主要受力結(jié)構(gòu)承受圍堰外的水平荷載。施工順序：在鉆孔樁施工的同時進行注漿圍幕施工，圍幕形成后排水開挖取土，每開挖一米，施工一次鋼筋混凝土護圈，直至基坑底，基底整平后施工承臺。

（2）圍堰結(jié)構(gòu)

圍堰由由內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)組成，外層注漿帷幕起止水和臨時支護作用，內(nèi)層鋼筋混凝土護圈為主要的受力結(jié)構(gòu)。注漿帷幕的厚度為了經(jīng)濟不宜太厚，帷幕采用兩排注漿孔型防滲帷幕，內(nèi)排直徑25.68m，外排直徑27.2m，同排孔距0.8m，排距0.76m，呈三角形布置，全橋共424個帷幕孔。注漿孔頂標高均為+147m，上下游的地質(zhì)情況不同，注漿的深度也不相同，上游帷幕樁底+137m，下游帷幕樁底+136m。護圈高7米，頂標高+148m,底標高+141m，沿高度方向共分7層，層高1米，護圈壁厚0.8~0.95m，呈上大下小的梯形。

（3）圍堰施工

①鉆孔：采用100型工程鉆機鉆孔，直接用灌漿管成孔。鉆孔過程中分別放入已加工好的灌漿花管、實心管。成孔后用高壓水對孔進行清孔，必須清孔至孔底。

②壓漿：采用雙管雙液注漿，注漿壓力為0.1～0.3Mpa，初始注漿時取小值，結(jié)尾取大值，漿液濃度由稀逐漸變稠。注漿用量一般為0.45m3/m。漿液壓入后，幾秒鐘迅速凝成團，根據(jù)壓漿流入量調(diào)整配比，使其流動半徑控制在60cm左右；另外采取間歇注漿的辦法確保注漿效果。

③基坑開挖：在注漿帷幕完成7天后即對基坑進行分層開挖，每次開挖深度1米?；痈鶕?jù)開挖深度的不同采用不同的施工方法，邊分級開挖、邊施工鋼筋混凝土圍圈護壁防護。

④鋼筋混凝土護圈施工：基坑每次開挖約1.0m就做圍圈護壁一次，每層圍圈開挖時分段跳躍式挖，根據(jù)實際調(diào)整開挖布局，確保上層護圈的安全。每層護圈分4~6次進行施工，每次澆注混凝土10~20米，根據(jù)施工進度情況進行調(diào)整。

⑤基底清理：基坑開挖到位后，沿基坑周邊挖排水溝和匯水井，將基坑內(nèi)少量的滲水用水泵排出坑外，對基坑底進行整平、清理，觀察上下游基坑內(nèi)有無滲水等情況。對基底澆注混凝土墊層，進行下步作業(yè)。

（4）承臺施工

模板施工：模板木面板加鋼骨架，沿承臺周長均分16塊進行施工。

混凝土施工：采用自拌混凝土，由于混凝土方量大，為降低混凝土的水化熱，在承臺里設(shè)置冷卻水管，通過循環(huán)水來降低其水化熱。混凝土灌注分層澆注，保證其連續(xù)性，保證上下兩層混凝土連接良好?；炷猎诔跄缶蛯ζ溥M行澆水及冷卻水管通水養(yǎng)護，盡量避免日曬，來減少混凝土的收縮裂紋。

3、索塔施工

主塔主要包括主塔墩身，主塔無索區(qū)，主塔有索區(qū)及橫梁幾部分，主塔在梁上部分施工共分9個施工節(jié)段。主塔施工采用萬能桿件支架，鋼模板翻模法由高塔吊配合上、下游同步對稱施工。塔外支架僅作為混凝土施工的腳手平臺、掛索平臺；內(nèi)側(cè)萬能桿件支架作為上下人工腳手，同時作為橫梁現(xiàn)澆支架，與塔身聯(lián)接。主塔混凝土采用攪拌車裝運，大功率混凝土輸送泵一次泵送到位。

南洲大橋“H”型主塔的塔身上下游中心距29米，一臺吊機難以兼顧兩側(cè)塔身。施工時在上、下游承臺各布置一臺塔吊。上游塔吊吊重8噸，起重力矩960KN.M，下游塔吊吊重10噸，起重力矩150KN.M。

橫梁長26.5m，寬4.4m，高3.063m，頂、底、腹板厚度均為0.5m，混凝土為170.9m3。

橫梁采用支架法現(xiàn)澆施工，支架采用萬能桿件作為橫梁施工主要承重結(jié)構(gòu)，萬能桿件支架支撐在承臺上，由于橫梁水平傾角為11.63°,模板支架必須考慮能夠克服橫梁產(chǎn)生的水平推力。橫梁內(nèi)模采用木模，并設(shè)置內(nèi)支撐，外模利用塔柱部分模板改制，內(nèi)外模板設(shè)置拉桿對拉。為減少混凝土收縮對立柱產(chǎn)生附加應(yīng)力，微膨脹混凝土灌注橫梁，橫梁混凝土分3段澆注，兩端各設(shè)2m濕接頭與己澆注塔柱相連。

4、鋼箱梁制作與安裝

南洲大橋鋼箱梁制造分為過渡段、標準段和牛腿段3種類型共15個節(jié)段，長度分別為3.6m、9m和6.4m。標準節(jié)段重量為136.9噸。

（1）鋼箱梁制作

主橋鋼箱梁制造劃分為三個階段：板單元制造；節(jié)段梁制造；橋上吊裝過程中的環(huán)縫焊接。板單元制造在鋼結(jié)構(gòu)工廠內(nèi)完成；節(jié)段梁制造在拼裝場完成；節(jié)段間焊接在橋上吊裝時進行。鋼箱梁制造采用“板單元制造板單元件組焊單元件運輸節(jié)段拼接表面涂裝(梁段運輸)橋上節(jié)段間焊接最終涂裝”的程序進行。

（2）鋼箱梁安裝

鋼梁施工時在西岸設(shè)總拼場、箱體預(yù)拼場和構(gòu)件存放場。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由生產(chǎn)廠家散運至工地，在箱體預(yù)拼場內(nèi)按3+1進行節(jié)段預(yù)拼，兩側(cè)懸臂梁與主箱梁一起預(yù)拼。預(yù)拼好的箱梁移至總拼臺座，臺座設(shè)在P3～A4臺之間，由于場地的限制，總拼只能按2+1進行，即總拼3段后，前邊兩段移出臺座，第三段移至第一段位置，以此段為標準拼裝下面兩段。鋼箱梁由總拼場通過棧橋滑移至安裝位置，調(diào)整好后進行成橋焊接。

①箱體組拼：在組拼臺座上，將箱體和懸臂散件組拼在一起，第一次拼1～4#節(jié)段，之后吊走前三節(jié)段到總拼臺座，第四節(jié)段移至第一節(jié)段處，再組拼5～7節(jié)段，以此類推，直至拼完全部15個節(jié)段。

②箱梁總拼：在總拼臺座上，將已拼好的箱體和懸臂與橫梁和小縱梁拼在一起，形成整個箱梁段。由于場地的限制，總拼按2+1進行。

③滑移：鋼梁采用25t千斤頂和鋼絞線進行滑移

④焊接：滑移到位后，精確定位，進行成橋焊接。

（3）鋼箱梁防腐涂裝

鋼箱梁防腐涂裝施工按照：鋼箱梁主體外表面的表面處理、油漆涂裝；鋼箱梁、鋼套箱、鋼錨梁主體內(nèi)表面的表面處理、油漆涂裝；鋼套箱、鋼箱梁上部與混凝土接觸的阻繡面的表面處理、油漆涂裝；安裝后整體涂裝四個階段進行。

5、斜拉索施工

（1）斜拉索掛設(shè)原則：按照東西側(cè)和上下游對稱掛設(shè)原則，先安裝塔端，再安裝梁端，最后在梁端分五個階段對稱同步張拉相應(yīng)的斜拉索到設(shè)計索力。

（2）斜拉索安裝、張拉基本步驟：施工準備放索塔端安裝梁端安裝梁端斜拉索牽引及張拉。

（3）斜拉索施工布置：輔助孔混凝土梁在合攏段位置梁面上下游各安裝1臺5t卷揚機與20T滑車組配合進行梁端斜拉索施工，塔端利用上下游塔吊及導(dǎo)鏈、25T汽車吊配合進行安裝。

（4）斜拉索安裝工藝：斜拉索安裝時先安裝塔端，通過塔吊將斜拉索塔端吊起使之與塔內(nèi)通過索導(dǎo)管伸出的軟牽引系統(tǒng)連接，塔吊松除，通過卷揚機及汽車吊輔助人工講斜拉索梁端牽引至梁上錨固。斜拉索塔端和梁端安裝完畢后，根據(jù)設(shè)計要求在梁端進行同步對稱分級、等力張拉。

（5）張拉及調(diào)索：斜拉索張拉程序：安裝張拉設(shè)備啟動油泵進油分級張拉錨固螺母跟進緊固油表讀數(shù)控制伸長量校核錨固張拉端。

張拉過程及調(diào)索均由施工監(jiān)控單位進行監(jiān)控。在所有斜拉索根據(jù)設(shè)計及監(jiān)控單位提供的初張拉索力安裝完成后，監(jiān)控單位對全橋斜拉索索力進行測試，對照成橋索力確定是否需對個別索力偏差較大的斜拉索進行調(diào)索。

6、橋面板施工

桂林漓江南洲大橋主跨為鋼-砼疊合梁結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土面板與鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合成一體，通過剪力釘共同參與受力。橋面板分成預(yù)制和現(xiàn)澆縫兩部分，全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，板厚0.25m，全橋共有預(yù)制板388塊。為控制預(yù)制橋面板的收縮，預(yù)制板提前在預(yù)制場預(yù)制，存放6個月以后再吊運安裝。

四、施工控制

在施工中，根據(jù)設(shè)計特性建立測量加密控制網(wǎng)，施工過程采用萊卡TC702全站儀進行施工控制，確保橋型控制精