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劉翠云 黃輝 毛偉琦
(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司 武漢 430050)
摘要摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋是非洲目前最大跨度的鋼一混凝土組合梁斜拉橋,上部結(jié)構(gòu)采用混凝土主梁與鋼橫梁及混凝土預(yù)制橋面板的組合結(jié)構(gòu)型式。文中介紹了主梁長大O號塊施工采用懸臂吊架分次澆筑,主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段采用牽索掛籃施工邊主梁,再利用橋面吊機(jī)安裝鋼橫梁和預(yù)制橋面板,長合龍段采用牽索掛籃分為2次澆筑的施工方法。
關(guān)鍵詞 鋼一混組合梁 牽索掛籃 合龍
結(jié)合梁斜拉橋由于其造價相對同等跨度的鋼主梁斜拉橋低,同時鋼主梁與混凝土橋面板相結(jié)合既充分發(fā)揮了各種材料的受力特性,又避免了橋面瀝青與鋼結(jié)構(gòu)接觸不好的問題,因此在大跨度橋梁中得到廣泛地應(yīng)用。國內(nèi)外已建成或在建的大跨度混合梁斜拉橋很多,主梁的結(jié)合形式主要是鋼邊主梁與橫梁做成整體,上部用剪力釘與混凝土橋面板相結(jié)合形成共同受力構(gòu)件。如主跨926 m的鄂東長江大橋,以及主跨616 m的二七長江大橋等大跨度橋梁均采用此類主梁形式。但是采用混凝土邊主梁結(jié)合鋼橫梁及混凝土橋面板的混凝土一鋼組合梁目前在國內(nèi)還未采用,在世界上也比較少見。現(xiàn)存的此類橋梁包括美國上世紀(jì)80年代修建的主跨274.3 m的東亨廷頓橋;法國2010年建成的BUREST城市立交橋;以及葡萄牙1980年建成的瓦斯科·達(dá)伽馬橋。本文介紹的摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋主跨376 m,梁寬30.4 m,跨度與寬度在國外同類橋梁中都較大。
1項(xiàng)目概況
1.1 主橋結(jié)構(gòu)
摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋項(xiàng)目位于摩洛哥王國境內(nèi)拉巴特繞城高速公路上,其上跨布里格里格河谷,橋位上游1km處為大壩庫區(qū)。斜拉橋橋長951. 66 m,主橋?yàn)?83 m+376 m+183m的3跨斜拉橋。塔柱由4個混凝土梭形肢組成,頭尾相接。塔柱和主梁固接。P2號墩塔柱高185. 05 m,P1號墩塔柱高197. 45 m,基礎(chǔ)均采用擴(kuò)大基礎(chǔ),主橋布置見圖1。
1.2主梁結(jié)構(gòu)
主橋橋面寬30.4 m,上部結(jié)構(gòu)為部分預(yù)應(yīng)力混凝土“Ⅱ”型梁,其中邊主梁為混凝土梁,寬2.2m,高2.0 m,鋼橫梁為工字形鋼結(jié)構(gòu),寬0.7 m,中心處高1. 882 m,每間隔4m設(shè)置1道,頂部通過剪力釘與混凝土橋面板連接。全橋共84個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段,4個無索區(qū)段,2個邊跨合龍段,1個中跨合龍段,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度為8m,合龍段長度為6m,考慮標(biāo)準(zhǔn)化施工及吊裝設(shè)備的限制,每個節(jié)段橋面板被分成8塊預(yù)制,每塊重11.5 t,橋面板通過后澆帶與邊主梁及鋼橫梁形成整體。主梁斷面見圖2。
2 主梁總體施工方案
結(jié)合主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),本橋總體施工方案為:
(1)考慮主梁距離地面的高度太大(約100m),采用吊架法分段施工長大0號節(jié)段。
(2)標(biāo)準(zhǔn)梁段采用牽索掛籃施工邊主梁,橋面吊機(jī)安裝鋼橫梁及橋面板。
(3)邊跨合龍段采用牽索掛籃結(jié)合既有支架施工,中跨合龍段采用牽索掛籃施工。
3關(guān)鍵施工技術(shù)
3.1 0號塊施工
主梁O號塊單側(cè)的懸臂段長度為8m,重量約330 t,作為懸臂澆筑的起步段,具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,預(yù)埋件、鋼筋、預(yù)應(yīng)力孔道、錨具密集交錯等特點(diǎn)。對于斜拉橋混凝土主梁O號塊的施工,常規(guī)的施工方法有2種,一種是在墩身附近安裝墩旁落地支架施工,另一種是在墩身設(shè)置預(yù)埋件安裝鋼牛腿托架施工。但對于本項(xiàng)目距離地面很高(約100 m)的0號塊施工,落地支架方案存在豎向壓縮變形量大、混凝土施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn),要解決這些問題勢必要造成臨時工程用量很大,不經(jīng)濟(jì)。后一種技術(shù)對于超長0號塊的施工不但要求預(yù)埋件很多很大、而且鋼牛腿要適應(yīng)超長的O號塊勢必要做的規(guī)模很大,給安裝造成困難;因此這2種施工技術(shù)都不適宜本項(xiàng)目O號塊施工。鑒于此,經(jīng)反復(fù)研究,本橋O號塊施工采用裝配式桿件拼裝成懸臂承重梁,后端錨固于主塔橫梁上,在承重梁上安裝吊掛系統(tǒng)懸吊住底模側(cè)模系統(tǒng),將8m超長0號塊分成4 m+4 m 2個節(jié)段先后進(jìn)行澆注。0號塊施工支架布置見圖3。
3.2節(jié)段懸臂施工
(1)O號塊(包括頂板)施工完后,利用塔吊安裝掛籃,中后吊掛每根吊桿預(yù)拉50 t,使之與邊主梁底面緊貼。進(jìn)行掛籃預(yù)壓,以消除非彈性變形。牽索掛籃安裝見圖4。
(2)利用塔吊提升鋼橫梁到橋面,并安放到指定順橋向位置。
(3)利用接長裝置將第一根臨時索接長到牽索掛籃的主縱梁的前端,并與牽索系統(tǒng)連接。主塔兩側(cè)對稱掛索;安裝掛籃內(nèi)模板、外側(cè)模和端模。綁扎鋼筋,安裝預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)留孑L管道和預(yù)埋鋼筋等。檢查底模與已澆邊主梁是否貼緊,止推鍵處與邊主梁是否接觸緊密。檢查掛籃各部分符合要求后,錨固牽索系統(tǒng)按設(shè)計(jì)值進(jìn)行第1次預(yù)拉斜拉索,澆筑50%混凝土;進(jìn)行第2次索力張拉,澆筑100%混凝土;混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,張拉預(yù)應(yīng)力;解除牽索系統(tǒng)與斜拉索的連接,將索力轉(zhuǎn)換至邊主梁上,實(shí)現(xiàn)掛籃體系轉(zhuǎn)換;進(jìn)行第3次索力調(diào)整,并錨固于梁端。
(4)掛籃下降準(zhǔn)備工作做好后,掛籃緩慢整體下降并脫模。下降高度約40 cm。待掛鉤下降到滑道之上,然后把反力輪安放到走行狀態(tài),放松平衡千斤頂。解除中后吊桿的錨固;利用頂推裝置頂推掛鉤,保持主塔兩側(cè)牽索掛籃同步對稱前移。
(5)對于正常標(biāo)準(zhǔn)段施工。牽索掛籃向前滑移4m,安裝第1根鋼橫梁;繼續(xù)頂推掛籃到指定位置;安裝第2根鋼橫梁;安裝前一個已施工節(jié)段的橋面板;重復(fù)上述施工步驟,在澆筑100%混凝土的同時,澆筑上個已施工節(jié)段橋面板的濕接縫。循環(huán)施工,直至施工合龍段。鋼橫梁安裝見圖5。
3.3 中跨合龍段施工
主梁中跨合龍段設(shè)計(jì)梁段長度6m,施工采用牽索掛籃。待施工到中跨合龍段時先拆除一側(cè)的掛籃,另一側(cè)前移至設(shè)計(jì)位置,6m合龍段分2次澆筑,第1次澆筑兩端各2m,預(yù)留跨中2m段作為合龍段。
4結(jié)論
(1)O號塊距地面高度達(dá)100 m,O號塊雙懸臂澆筑長度大(單側(cè)懸臂8m,重量約330 t),施工采用在梁頂設(shè)梁式懸臂支架體系施工,既節(jié)省材料,施工方法也很新穎。
(2)主梁8m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段采用牽索式掛籃施工2個邊主梁Ⅱ型斷面,再利用橋面吊機(jī)安裝鋼橫梁和預(yù)制橋面板,工序復(fù)雜,交錯施工提高了工效。
(3)合龍段長度為6m,為了保證合龍段的澆筑質(zhì)量,將合龍段分為2次澆筑,簡化了合龍鎖定結(jié)構(gòu)并提高了剛度,順利完成了合龍。
摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎,施工中針對性地采取了合適的施工方案,使橋梁安全合龍。文中所述的鋼一混凝土組合梁斜拉橋的施工方法可為今后類似的橋梁結(jié)構(gòu)施工提供有益的借鑒。
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