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(dú)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(xì)介紹了曲塔雙索面鋼箱梁斜拉橋工程特點(diǎn)、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(gè)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(yùn)始發(fā)站，城北開發(fā)區(qū)，八里街經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，桃花江旅游渡假區(qū)和蘆笛巖風(fēng)景區(qū)。

2、橋式結(jié)構(gòu)

主橋?yàn)榍p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?yàn)?.8m，橫橋向?yàn)?.6m。主塔混凝土標(biāo)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(jì)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(diǎn)

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(gè)年代的地質(zhì)層交錯(cuò)在一起組成了履蓋層，同一墩臺(tái)上巖面高差達(dá)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(jìn)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(gè)墩臺(tái)，其中水中P2#墩為主塔墩?；A(chǔ)均為樁基礎(chǔ)，分上下游兩幅。主塔墩承臺(tái)上下游各一個(gè)?；A(chǔ)全部采用φ1.5m鉆孔樁。A0、A4臺(tái)各13根，P1、P3各8根。主塔每承臺(tái)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(jì)48根鉆孔樁，為保證汛期前完成鉆孔樁施工，P2墩投入16臺(tái)沖擊鉆機(jī)，按每臺(tái)鉆機(jī)平均完成3根樁考慮，P1、P3墩各投入4臺(tái)鉆機(jī)，完成后轉(zhuǎn)入橋臺(tái)施工，兩岸橋臺(tái)每臺(tái)另配4臺(tái)沖擊鉆機(jī)進(jìn)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(hù)筒采用φ內(nèi)1.6m至φ內(nèi)2.2m鋼護(hù)筒進(jìn)行套插，護(hù)筒級差為10～15cm，視鉆孔樁穿過溶洞的數(shù)量而確定開孔護(hù)筒及套插小護(hù)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(jìn)護(hù)筒至已砸平的巖面，再進(jìn)行下道工序。

（3）施工要點(diǎn)

①鉆孔選點(diǎn):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(dòng)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(jī)安裝:鉆機(jī)就位前，注意檢查主要機(jī)具，就位配套設(shè)備，接通水電。鉆繩中心應(yīng)與護(hù)筒中心重合。護(hù)筒底口中心用“浮標(biāo)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(jī)鉆孔:采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)檢查鉆孔泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，防止井壁坍孔，泥漿流失。接近溶洞頂板時(shí)，應(yīng)逐漸改為小沖程、低頻率鉆進(jìn)，在穿越溶洞后，若溶洞以下再無溶洞或下一個(gè)溶洞間隔較近時(shí)，同一直徑護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底板；若同一根鉆孔樁遇溶洞間隔較遠(yuǎn)時(shí)，則改換小一級差的護(hù)筒隨鉆機(jī)的鉆進(jìn)而跟進(jìn)。視溶洞的垂直距離而確定級差和護(hù)筒的跟進(jìn)層數(shù)。“級差”和“跟進(jìn)層數(shù)”的確定原則是視底節(jié)的變形程度和插打護(hù)筒的震動(dòng)能力而定。④清孔、切割護(hù)筒、下放鋼筋籠、灌注水下砼：鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，則采用正循環(huán)或φ150空氣吸泥機(jī)清孔，滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的清孔標(biāo)準(zhǔn)。在清孔后多層護(hù)筒須水下切割，保留最外層護(hù)筒，護(hù)筒切割搭接長度為2m。然后吊放鋼筋籠，準(zhǔn)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(chǔ)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(shí)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(jì)高程0.5～1.0m，以便清除浮漿，鑿出樁頭，確保灌注樁與承臺(tái)的連接質(zhì)量。

2、承臺(tái)施工

P2#承臺(tái)設(shè)計(jì)為2個(gè)直徑為φ21m，厚度為5.0m的圓形承臺(tái)。每個(gè)承臺(tái)結(jié)構(gòu)體積為1272m3?；炷猎O(shè)計(jì)為C30。

（1）施工簡述

主墩P2墩承臺(tái)位于河道內(nèi)，基底和筑島的填土均為強(qiáng)透水的卵石層。承臺(tái)施工圍堰采用注漿圍幕+鋼筋混凝土護(hù)圈的結(jié)構(gòu)形式，外側(cè)注漿圍幕作為防滲和護(hù)圈施工時(shí)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，護(hù)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(shí)進(jìn)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(hù)圈，直至基坑底，基底整平后施工承臺(tái)。

（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(shí)支護(hù)作用，內(nèi)層鋼筋混凝土護(hù)圈為主要的受力結(jié)構(gòu)。注漿帷幕的厚度為了經(jīng)濟(jì)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(gè)帷幕孔。注漿孔頂標(biāo)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(hù)圈高7米，頂標(biāo)高+148m,底標(biāo)高+141m，沿高度方向共分7層，層高1米，護(hù)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(jī)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(shí)心管。成孔后用高壓水對孔進(jìn)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(shí)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(tuán)，根據(jù)壓漿流入量調(diào)整配比，使其流動(dòng)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(jìn)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(hù)壁防護(hù)。

④鋼筋混凝土護(hù)圈施工：基坑每次開挖約1.0m就做圍圈護(hù)壁一次，每層圍圈開挖時(shí)分段跳躍式挖，根據(jù)實(shí)際調(diào)整開挖布局，確保上層護(hù)圈的安全。每層護(hù)圈分4~6次進(jìn)行施工，每次澆注混凝土10~20米，根據(jù)施工進(jìn)度情況進(jìn)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(jìn)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(jìn)行下步作業(yè)。

（4）承臺(tái)施工

模板施工：模板木面板加鋼骨架，沿承臺(tái)周長均分16塊進(jìn)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(tái)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(jìn)行澆水及冷卻水管通水養(yǎng)護(hù)，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(gè)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(tái)、掛索平臺(tái)；內(nèi)側(cè)萬能桿件支架作為上下人工腳手，同時(shí)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(yùn)，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(tái)吊機(jī)難以兼顧兩側(cè)塔身。施工時(shí)在上、下游承臺(tái)各布置一臺(tái)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(tái)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(biāo)準(zhǔn)段和牛腿段3種類型共15個(gè)節(jié)段，長度分別為3.6m、9m和6.4m。標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(shí)進(jìn)行。鋼箱梁制造采用“板單元制造板單元件組焊單元件運(yùn)輸節(jié)段拼接表面涂裝(梁段運(yùn)輸)橋上節(jié)段間焊接最終涂裝”的程序進(jìn)行。

（2）鋼箱梁安裝

鋼梁施工時(shí)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(yùn)至工地，在箱體預(yù)拼場內(nèi)按3+1進(jìn)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(tái)座，臺(tái)座設(shè)在P3～A4臺(tái)之間，由于場地的限制，總拼只能按2+1進(jìn)行，即總拼3段后，前邊兩段移出臺(tái)座，第三段移至第一段位置，以此段為標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行成橋焊接。

①箱體組拼：在組拼臺(tái)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(tái)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(gè)節(jié)段。

②箱梁總拼：在總拼臺(tái)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(gè)箱梁段。由于場地的限制，總拼按2+1進(jìn)行。

③滑移：鋼梁采用25t千斤頂和鋼絞線進(jìn)行滑移

④焊接：滑移到位后，精確定位，進(jìn)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(gè)階段進(jìn)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(gè)階段對稱同步張拉相應(yīng)的斜拉索到設(shè)計(jì)索力。

（2）斜拉索安裝、張拉基本步驟：施工準(zhǔn)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(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)與20T滑車組配合進(jìn)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(jìn)行安裝。

（4）斜拉索安裝工藝：斜拉索安裝時(shí)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(yáng)機(jī)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(jì)要求在梁端進(jìn)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(dòng)油泵進(jìn)油分級張拉錨固螺母跟進(jìn)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(jìn)行監(jiān)控。在所有斜拉索根據(jù)設(shè)計(jì)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(jìn)行測試，對照成橋索力確定是否需對個(gè)別索力偏差較大的斜拉索進(jìn)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(gè)月以后再吊運(yùn)安裝。

四、施工控制

在施工中，根據(jù)設(shè)計(jì)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(jìn)行施工控制，確保橋型控制精