斜拉橋施工工藝簡(jiǎn)介
2018-04-02
工程簡(jiǎn)介
鼎山長(zhǎng)江大橋?yàn)榭缍龋?16.5+464+216.5）m雙塔四索面鋼桁梁斜拉橋，公軌兩用，上層公路下層輕軌。
南北岸主墩分別位于江邊漫灘和巖石出露的江邊，兩岸邊跨各設(shè)置輔助墩、交界墩、北岸跨越兩條鐵路。
工程環(huán)境
鼎山長(zhǎng)江大橋位于重慶市江津區(qū)，屬于長(zhǎng)江中上游，地處山區(qū)交通不便。
南岸位于江津區(qū)，輔助墩、交界墩位于防洪大堤上城市交通干道連通，交通便利，南岸主墩位于江邊灘地，場(chǎng)地相對(duì)平整。
北岸位于西彭鎮(zhèn)，橋址區(qū)域?yàn)槲撮_發(fā)的的半山坡，巖石出露，道路不通。北岸主墩位于江邊裸露的巖體上，無進(jìn)場(chǎng)道路，對(duì)施工造成不便。
輔助墩兩側(cè)各有一條鐵路從橋下通過，對(duì)施工安全要求極高。
主塔形式
主塔身采用塔墩固結(jié)的鋼筋混凝土和部分施加預(yù)應(yīng)力的配筋結(jié)構(gòu)，橫橋向塔柱向內(nèi)傾斜，坡度5.45：1。
塔柱全高188.3m，索塔形式為寶塔形，分為上塔柱（錨索段）、中塔柱、下塔柱；與塔柱相對(duì)應(yīng)的橫梁分為上橫梁、中橫梁、下橫梁。塔柱以下是承臺(tái)及基礎(chǔ)。
斜拉索布置為雙塔四索面，每塔單索面為14根，全橋拉索共4×14×4=224根。斜拉索下端采用穿銷鉸錨固于鋼桁架梁邊縱梁的錨拉板上，上端采用冷鑄錨錨固在上塔柱內(nèi)的齒板上。
主塔鋼桁梁
主梁采用桁架和正交異性橋面板組合體系，雙層橋面，上層公路，下層輕軌，公路為雙向六車道，一級(jí)公路設(shè)計(jì)，下層為雙線軌道交通。鋼桁梁全長(zhǎng)897m，分為61個(gè)節(jié)段，節(jié)段采用梯形截面形式，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)為16米，桁架頂寬37米，高12.2米，桁架底寬16.5米。
鼎山長(zhǎng)江大橋施工關(guān)鍵技術(shù)
鼎山長(zhǎng)江大橋施工的關(guān)鍵技術(shù)包括樁基施工、承臺(tái)施工、塔柱施工、鋼梁架設(shè)、斜拉索安裝。
2.1 樁基施工
主塔每個(gè)承臺(tái)下部布置9跟直徑為3m嵌巖樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)分別為34m和32m。
南北岸由于地形條件和場(chǎng)地設(shè)施限制，分別采用沖擊鉆鉆孔和水鉆法人工挖孔孔法。
北岸采用西南多山地區(qū)普遍適用的水鉆開孔法人工挖孔樁，通過水鉆沿樁徑內(nèi)沿鉆若干個(gè)孔，孔孔相連，鉆孔后取芯，待所有水鉆鉆孔連成一個(gè)環(huán)后，樁芯就和樁壁分離了，形成了樁芯的臨空面，之后在樁芯上打孔，孔內(nèi)打入鋼釬，使巖石裂開，分解成若干小塊，利用卷揚(yáng)機(jī)吊出孔外，全部樁芯運(yùn)出后，進(jìn)行下一輪鉆孔、取芯、破碎、外運(yùn)。循環(huán)施工直至孔底。隨后進(jìn)行鋼筋籠安裝和混凝土澆筑。
北岸主塔基礎(chǔ)施工由于場(chǎng)地限制，大型制砼設(shè)備不能進(jìn)場(chǎng)，因此選用船運(yùn)砼的方式，租船從南岸把兩輛泵車運(yùn)到北岸進(jìn)行樁基和承臺(tái)的澆筑。
北岸P5墩地處兩條鐵路中間，為了保證鐵路沿線的安全，在鐵路兩側(cè)及上方搭建防護(hù)墻，泵車在防護(hù)墻上方進(jìn)行澆筑。
P6地處山坡位置，沒有交通，泵車無法駛?cè)?，在澆筑混凝土的時(shí)候因地制宜，搭建一條長(zhǎng)溜槽，利用混凝土在自重作用下導(dǎo)入樁基，節(jié)約了時(shí)間和成本。
2.2承臺(tái)施工
南岸承臺(tái)基坑距離長(zhǎng)江較近，開挖底層為透水性較好的鵝卵石，因此設(shè)計(jì)推薦采用逆作法混凝土圍堰、澆筑封底混凝土的施工方法，此種施工方法工期漫長(zhǎng)，無法滿足汛期出水要求。最后比較多級(jí)井點(diǎn)降水及簡(jiǎn)單支護(hù)方案與臺(tái)階法分級(jí)開挖及注漿止水帷幕施工方案，并通過“透水性試驗(yàn)”明確了地層滲水情況，通過“地層注漿試驗(yàn)”確定了注漿圍堰效果.最終選定臺(tái)階法分級(jí)開挖及注漿止水帷幕施工方案，完成了承臺(tái)開挖，在施工經(jīng)濟(jì)性及工期方面均取得了較好的效果。1個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成了主墩承臺(tái)的基坑開挖和鋼筋混凝土施工，為主墩的汛期出水目標(biāo)起到了關(guān)鍵作用。
施工要點(diǎn)：第一臺(tái)階開挖到長(zhǎng)江水位線以上0.5m處，在第一個(gè)臺(tái)階上注漿形成止水帷幕，起到止水目的，再通過自然放坡開挖第二個(gè)臺(tái)階，開挖就位后施工承臺(tái)封底混凝土。此方法充分利用了長(zhǎng)江枯水季的優(yōu)勢(shì)，分級(jí)開挖的方式將承臺(tái)及封底的開挖深度一分為二，上面一半和水無關(guān)就直接放坡開挖，下面一半受滲水影響再采取止水措施，將工程經(jīng)濟(jì)大大提高，止水效果顯著，僅對(duì)下半部分進(jìn)行注漿帷幕施工施工也大大節(jié)省了開挖的時(shí)間。
2.3主塔施工
主塔塔柱采用爬模施工技術(shù)，4.5m一個(gè)施工節(jié)段，188.30m塔柱分為42個(gè)施工節(jié)段。
塔柱施工過程中塔柱預(yù)應(yīng)力施工、上塔柱錨固段施工及索道管定位施工是關(guān)鍵技術(shù)。
2.3.1 主塔爬模施工
橫梁施工采取塔梁分離的施工方式，先施工塔柱，控制懸臂長(zhǎng)度，再施工橫梁。下塔柱是變截面箱梁，每個(gè)節(jié)段施工都需要根據(jù)節(jié)段尺寸，重新切割、拼裝模板，整個(gè)模板體系都要拆下到地面重新拼裝，施工較繁瑣
中塔柱截面相同，不用改變模板，施工較大。但施工至中橫梁位置時(shí)，主塔懸臂最大，塔柱向內(nèi)傾斜，外表面受拉嚴(yán)重，因此必須設(shè)置預(yù)頂力。
2.3.2塔柱預(yù)頂力施工
由于塔柱整體向內(nèi)傾斜，其中下塔柱傾斜度為5.45:1，施工中要減小塔柱外側(cè)混凝土拉應(yīng)力，防止混凝土開裂。
根據(jù)監(jiān)控單位計(jì)算結(jié)果施加預(yù)頂力，每道預(yù)頂力通過對(duì)應(yīng)的橫梁支架體系進(jìn)行施加，其中最下面一道預(yù)頂力為900t。
預(yù)頂力施加裝置采用鋼管作為主要受力構(gòu)件，采用槽鋼作為限位構(gòu)件，使用工地預(yù)應(yīng)力張拉使用的穿心千斤頂作為頂推設(shè)備。預(yù)頂力在頂撐中間位置施加。
2.3.3上塔柱錨固段施工
上塔柱錨固段施工重點(diǎn)是索導(dǎo)管定位和井字形預(yù)應(yīng)力施工。
考慮到粉房灣大橋四索面的特點(diǎn)，一個(gè)節(jié)段需要定位4根索導(dǎo)管，地面定位精度不能保證，因此采用塔頂定位的方式，操作靈活，誤差修正方便。
2.3.4索道管定位施工
上塔柱錨固段施工采用塔頂定位的方式，要求索導(dǎo)管塔頂定位速度快，精度高。粉房灣大橋?yàn)樗乃髅嫘崩瓨颍枰淮味ㄎ凰母鲗?dǎo)管，第一個(gè)編號(hào)索導(dǎo)管長(zhǎng)達(dá)11.81m，穿越三個(gè)塔柱施工段，定位難度大。施工中采用索導(dǎo)管上口定位軸線和標(biāo)高，下口定位軸線的方式。索導(dǎo)管加工精度要低于索導(dǎo)管定位精度要求，且索導(dǎo)管下口為坡口形式，因此索導(dǎo)管長(zhǎng)度不能作為定位的依據(jù)。上口制作蓋板定出中心，蓋在索導(dǎo)管上口作為定位輔助工具，下口采用半圓鋼板，定出圓心，作為下口定位工具。上口蓋板蓋在索導(dǎo)管上口后與索導(dǎo)管口齊平，因此蓋板中心位置可以代表索導(dǎo)管上口的中心高程和軸線。下口的半圓蓋板，根據(jù)索導(dǎo)管口有坡腳的形式，在坡腳內(nèi)隨意定點(diǎn)，半圓蓋板與管壁垂直，則半圓蓋板圓心可以確定在索道管的軸線上，即確定了軸線上的另一點(diǎn)。通過一條軸線，一個(gè)高程精確定位了索導(dǎo)管，簡(jiǎn)潔高效。施工中第一根索導(dǎo)管定位花了一天時(shí)間，熟練后可以一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成一根索道管的定位。
2.4鋼梁架設(shè)施工
粉房灣大橋鋼桁梁架設(shè)南北岸因地制宜采取不同的架設(shè)方案。
南岸由邊跨向主跨拼裝，邊跨采用支架拼裝，主跨采用懸臂架設(shè)。先拼裝岸側(cè)主桁，至主塔位置時(shí)轉(zhuǎn)換體系，然后拼裝江側(cè)節(jié)段，江側(cè)岸側(cè)同時(shí)架設(shè)邊縱梁和風(fēng)嘴，并對(duì)稱掛索。南岸拼裝過程中有效利用了交通便利的條件及江邊漫灘相對(duì)便于施工的特點(diǎn)，邊跨采用支架拼裝，施工易于控制，而且施工過程中只需要一臺(tái)橋面吊機(jī)，降低了主要施工機(jī)械的費(fèi)用。為保證與北岸同步抵達(dá)合攏段，南岸在拼裝邊跨的過程中先拼裝中間桁架，主跨懸臂拼裝后，再利用橋面汽車吊進(jìn)行邊跨邊縱梁等構(gòu)件的拼裝，由主墩向邊跨拼裝，與江測(cè)同步對(duì)稱掛索。南岸施工充分利用架梁支架，先安裝2個(gè)節(jié)段的下弦桿，安裝斜腹桿、安裝上弦桿、安裝下中縱梁和下橋面板、安裝上中縱梁、安裝上橋面板。
北岸則采用對(duì)稱懸臂架設(shè)的方式，主墩頂桁架采用墩旁托架拼裝。北岸規(guī)避了邊跨上坡巖石出露難以進(jìn)場(chǎng)施工的難題，岸側(cè)江測(cè)分別采用橋面吊機(jī)對(duì)稱懸臂拼裝，在墩頂五個(gè)節(jié)段拼裝滑移的過程過程中采用液壓頂推系統(tǒng)，最大頂推滑移重量為1100t。北岸是懸臂作業(yè)，利用橋面吊機(jī)先定位腹桿和上弦桿、接下來安裝腹桿和下弦桿、安裝下中縱梁和下橋面板、安裝上中縱梁→上橋面板→邊縱梁→風(fēng)嘴。
中縱梁下?lián)咸幚恚涸阡摿杭茉O(shè)過程中，中縱梁由于處于桁架中央位置，無其它勁性骨架支撐，下?lián)蠒?huì)比較嚴(yán)重。為了減小下中縱梁的下?lián)?，在桁架中央設(shè)置斜向拉杠，強(qiáng)行拉起下中縱梁，給它一個(gè)預(yù)抬，有效地抵消了下中縱梁的下?lián)?，控制好線形。在上中縱梁和下中縱梁之間設(shè)置豎向臨時(shí)支撐，減小了上中縱梁的下?lián)稀?
2.5拉索安裝施工
(一) 鼎山長(zhǎng)江大橋斜拉索安裝堅(jiān)持上游下游同時(shí)掛索、江側(cè)岸側(cè)對(duì)稱掛索的原則。
?。ǘ┒ι介L(zhǎng)江大橋斜拉索為塔端張拉，施工時(shí)先安裝塔端錨具，再安裝梁端銷軸，最后在塔端分級(jí)張拉。
?。ㄈ闇p小梁端斜拉索水平拉力，塔端采用剛性張拉桿增加索長(zhǎng)，必要時(shí)塔端采用軟牽引。
技術(shù)要點(diǎn)
?。?）上下游塔柱均有塔柱施工使用的QTZ125塔吊，掛索時(shí)用于塔端安裝及空中展索；
?。?）塔頂布置一臺(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)，用于將斜拉索牽引入所導(dǎo)管，并用于提升塔柱內(nèi)的千斤頂、撐腳、張拉桿等塔內(nèi)設(shè)備；
（3）塔頂布置工字鋼扁擔(dān)梁用于承擔(dān)5t塔頂卷揚(yáng)機(jī)，并向上下游挑出1.5m安置導(dǎo)向滑輪組；
（4）橋面塔柱江側(cè)、岸側(cè)分別設(shè)置一臺(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)，通過塔頂導(dǎo)向滑輪組用于提升索頭至索道管位置；
?。?）橋面零號(hào)節(jié)段鋼桁梁附近設(shè)置一臺(tái)10t卷揚(yáng)機(jī)，用于將梁端索頭牽引到位；
?。?）在橋面對(duì)應(yīng)索號(hào)梁段錨拉板外側(cè)設(shè)置導(dǎo)向滑輪輪及手拉葫蘆若干。每個(gè)塔柱內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)臺(tái)600t千斤頂，手拉葫蘆若干。橋面設(shè)置一臺(tái)25t汽車吊，用于輔助梁段安裝。
三、結(jié)語
鼎山長(zhǎng)江大橋?yàn)榭缍龋?16.5+464+216.5）m雙塔四索鋼桁梁斜拉橋，公軌兩用，上層公路下層輕軌，主梁為桁架和正交異性橋面板組合體系，采用散拼架設(shè)。主墩為寶塔型結(jié)構(gòu)，曲線形橋塔。大橋位于長(zhǎng)江中上游，長(zhǎng)江汛期水位漲幅大，地處山區(qū)，交通不便。南北岸主墩分別位于江邊漫灘和巖石出露的江邊，兩岸邊跨各設(shè)置輔助墩、交界墩，北岸跨越兩條鐵路。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合地形地貌特征，南北岸主墩分別選用沖擊鉆孔樁和人工挖孔樁，主塔采用4.5m一個(gè)節(jié)段爬模施工以直代曲，三道橫梁采用裝配式支架，施加大噸位預(yù)頂力控制橋塔內(nèi)力，使用輔助定位板快速定位索導(dǎo)管，設(shè)計(jì)制作高效張拉系統(tǒng)安裝224根斜拉索，因地制宜制定南北岸不對(duì)稱的鋼桁梁架設(shè)方式等，鼎山長(zhǎng)江大橋主橋施工技術(shù)具有工程特點(diǎn)，也具有與地形水文緊密結(jié)合特色，對(duì)同類橋梁施工具有借鑒與啟發(fā)意義。
