南昌生米大桥中横梁预制及安装
尚武孝1,张贵民2,张义东2
(1.中铁一局集团有限公司,陕西西安710054;2.中铁一局集团有限公司桥梁工程处,陕西渭南714000)
摘 要:结合生米大桥中横梁设计的特点和施工中遇到的技术难题,介绍在中横梁施工过程中,对中横梁预制、横移、装船以及运输等关键工序所采取的技术措施及解决技术难题的相应对策。
关键词:横梁;预制构件;桥梁施工中图分类号:U448.225;U445.4
文献标识码:A
文章编号:1671-7767(2005)03-0027-03
1 工程概况
南昌生米大桥主桥为2×228m钢管混凝土柔性系杆拱桥,主桥全长606m,为国内目前最大的连
跨拱桥。主拱吊杆中横梁及立柱中横梁均为预应力混凝土梁。主桥中横梁共87片,中横梁全长39m,宽65cm,重约93t。中横梁结构示意见图1
。
图1 中横梁结构示意
图2 中横梁预制架设的工艺流程示意
2 中横梁预制、架设的总体思路及工艺流程2.1 中横梁预制、架设的总体思路
坦、宽阔,土层坚硬,可作为制梁台座持力层。同时
该处地面标高较高,平均标高19.5m,汛期不易被洪水淹没,可满足防洪要求。预制场全长82m、宽12m。根据施工工期和场地特点,共设8个台座,
中横梁预制场设置在桥位上游西岸侧河道内阶
地。中横梁架设时,从梁台滑移至江边码头,利用码头支架双导梁起吊中横梁移至大型甲板驳船,使用动力拖轮将驳船运至桥位处。对于三角区中横梁,由三角区活动龙门将中横梁架设至立柱顶;对于钢管拱吊杆中横梁,则由拱上卷扬机将中横梁起吊至设计位置与吊杆连接。2.2 中横梁预制架设的工艺流程
中横梁预制架设的工艺流程见图2。3 中横梁预制
3.1 中横梁预制场地的整体布置
台座长度方向与赣江流向一致,江边一侧为存梁台,
河湾内侧为制梁场,以利于中横梁架设时上船。制梁区安装5t小型龙门吊横跨8个台座,以满足模板转运及钢筋混凝土等材料的运输。
3.2 预制施工中的特点、难点及采取的技术措施
南昌生米大桥中横梁设计长39m,梁高2.65m,腹板横截面宽65cm。中横梁设计特点是梁体长、重量大、梁体薄、截面高、预应力大、侧向刚度小以及横向稳定性差,针对中横梁的设计特点,成立了QC质量小组,对中横梁施工中出现的技术难题,采
中横梁预制场设置在赣江河湾内阶地,
地势平
取了相应的对策和有效的技术措施。3.2.1 马蹄部下料困难
收稿日期:2005-06-08
作者简介:尚武孝(1975-),男,工程师,2000年毕业于西南交通大学土木工程学院,工学学士。
2台张拉油顶,故采用单顶两端非对称张拉然后补
端部中横梁断面结构见图3。中横梁腹板厚仅为20cm,设计净保护层厚度25mm,螺纹钢筋直径12mm,因此钢筋之间净间距仅为126mm,而N1管道与箍筋净距仅为13mm,普通C50混凝土骨料不能通过13mm的间隙到达马蹄部,容易出现露筋、蜂窝、麻面等现象。采取控制石子粒径和坍落度大小的方法可解决此问题,粗骨料选用级配良好、粒径在5～20mm之间的石子,混凝土坍落度控制在10～12cm,从保护层处下料,用25mm小振动棒插
张的方法,以达到两端对称张拉的效果。施工方法见图4,先同时张拉A1、B2端,然后同时补张A2、B1端。
图4 中横梁非对称张拉步骤
入振捣,扁铲辅助振捣
。
4 中横梁架设施工4.1 中横梁滑移
中横梁设计为中间高两端低的鱼腹梁,必须采用高台座预制的施工方法预制中横梁,所以中横梁由预制场滑移到存梁场较为困难。根据制梁台的特点,将存梁台与制梁台按照90°夹角垂直布置,其高度与制梁台相同。存梁台同时兼做滑梁台。
(1)制梁台间距均为2m,为了将梁滑移出去,制梁台之间安装活动马凳,并铺上钢轨和滑板,与存梁台接通,同时,在滑板上安装梁体支撑,保证滑梁时梁体的稳定性。通过牵引卷扬机使梁顺利滑至存梁区。为了增大接触面,滑移钢轨条采用双钢轨,同时为了减小摩擦力,槽钢滑板内侧贴不锈钢板,并在钢轨上涂抹黄油以减小摩擦力。
(2)滑梁主要结构包括滑梁钢轨、槽钢滑板、斜支撑和牵引卷扬机。4.2 中横梁提升上船4.2.1
中横梁提升上船方案中横梁上船采用双导梁提升上船方案,中横梁预制场平面布置见图5。前支点采用2根直径为1m的钢护筒,并用20槽钢连成整体,插入江底覆盖层6m。护筒顶嵌入2根56工字钢形成横梁,以便架设双导梁。后支点滑梁台内外侧各设1组支架,支架顶部焊接3根56工字钢横梁。外支架采用
图3 端部中横梁断面结构
3.2.2 台座底模与侧模接缝处漏浆
底模与侧模接缝处不密贴,容易导致混凝土梁体下缘出现“烂边”现象,影响混凝土的外观质量。针对此问题,在施工中台座底模采用5mm厚的冷轧钢板,由剪板机加工,保证其尺寸误差小于1mm。采用焊孔塞焊将底模钢板与台座预埋小槽钢
焊接牢固,焊接时严禁焊接底模侧边,以保证底模侧边两条线平顺无变形,与侧模密贴。同时在台座底模两侧槽钢内放置42mm的橡胶管,在拉条挤压变形后充满整个槽钢,防止在浇注的过程中水泥浆外漏,保证马蹄形下缘的质量3.2.3 马蹄部气泡
[1]
。
由于马蹄部倒角较大,且倒角上面为波纹管孔道,在混凝土浇注的过程中,气泡汇集在倒角处不易排出,容易导致混凝土表面出现蜂窝、麻面现象。
施工中通过在混凝土中加入适量的引气剂,排出空气气泡,使混凝土密实。同时在马蹄部侧模外部每隔2m安装2.2kW大功率附着式振动器,加强振捣,使混凝土更加密实。在浇注的过程中,马蹄第1层混凝土厚度不超过倒角下缘,以利排出空气,然后浇注倒角混凝土。3.2.4 中横梁非对称张拉
由于中横梁横向刚度很小,对于N4、N5锚槽双孔道应采取双端对称张拉,但N4、N5束张拉端宽度仅为65cm,且两孔中心距只有30cm,不足以放置
图5 中横梁预制场平面布置示意
4.3 中横梁水上运输
在前后支点支架横梁上架设单层4排跨度24m的六四军用梁,每2排军用梁1组进行连接,并在上面铺设枕木和钢轨,同时在其上面安装走行天车和卷扬机,形成双导梁。
将滑梁台延伸到江边并砌筑垂直码头,以便中横梁可以直接滑移到码头。码头的作用是使滑梁台在江边有一个稳定的基础。双导梁总跨度24m,其中从码头到前支点14m,码头至后支点10m。4.2.2 施工步骤
(1)喂梁。将后点平衡背稍收紧达到设计值后,用油顶轻微打起后支点内侧支腿,取掉下部销子,利用小卷扬机将支腿绕上部销子旋起,以不影响滑梁为度(活动支架翻升示意见图6)。为减少后支点反力,在旋转支腿前,空天车走行到前支点位置
。
利用卷扬机将中横梁拖出双导梁,然后利用拖轮将中横梁船运至桥位架梁处。4.4 中横梁吊装
中横梁吊装分为三角区中横梁和拱上吊杆中横梁两部分,分别采用不同的吊装方式。4.4.1 三角区中横梁的安装
安装三角区中横梁时,将活动龙门行走至三角区外侧。利用拖轮将运梁驳船喂至活动龙门下面,然后由活动龙门起吊中横梁,待其高度高于拱上立柱,并缓慢行走至待架位置,落下中横梁。4.4.2 拱上中横梁的安装
在拱脚安装卷扬机,利用导向轮将卷扬机钢丝绳引至待吊中横梁吊杆孔位置。拖轮将驳船拖到位置之后,利用卷扬机起吊中横梁,直至吊杆穿过中横梁吊杆孔道,安装吊杆螺母,完成中横梁吊装。5 结 语
南昌生米大桥中横梁施工采用预制场集中预制,通过滑板、轨道滑至存梁场,再通过导梁、起吊天车由存梁场运至驳船上,由驳船运输到钢管拱下用龙门吊架设的施工方案,实践证明是成功的,所采取的技术措施是科学合理的。该方案改变了中横梁由预制场集中预制,大型门吊移梁并运至驳船的传统
图6 活动支架翻升示意
在上述工作完成后,将存梁区中横梁滑移至双
导梁下面,准备起吊。
(2)落后支腿。在中横梁滑移至双导梁下方后,将后支点内侧支点落下并销接,使后支点形成稳定结构,将天车移至中横梁正上方。
(3)吊梁装船。利用拖轮和小型卷扬机将驳船拖至准确的位置,利用双导梁的天车将中横梁缓慢起吊,开动天车将梁运至船的正上方,缓慢落梁至船上。
的施工方法,采取这种施工方案不仅节约了100t大型门吊的机械设备的投入,而且成功地解决了高台位移梁及架设的技术难题,为今后大跨度薄腹梁的移梁及架设积累了宝贵的经验。参 考 文 献:
[1]《组合钢模板施工手册》编写组.组合钢模板施工手册
[M].北京:中国铁道出版社,1984.
[2]JTJ025-86,公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].
PrecastingandInstallationofMiddleCross
BeamsforShengmiBridgeinNanchang
SHANGWu2xiao1,ZHANGGui2min2,ZHANGYi2dong2
(1.The1stEngineeringGroupCo.,Ltd.ofChinaRailways,Xi’an710054,China;2.BridgeEngineering
Division,the1stEngineeringGroupCo.,Ltd.ofChinaRailways,Weinan714000,China)
Abstract:InthelightofthedesigncharacteristicsofmiddlecrossbeamsfortheShengmiBridge,andtechnicalproblemsencounteredintheconstructionofthebeams,thispaperillus2
(下转第55页)
(10)挂篮的使用必须实行岗位责任制,应指定
(4)挂篮前移到位后,应首先安装后锚系统,灌
注混凝土时再次检查后锚固点。
(5)挂篮前吊杆的吊点采用双根Ⅳ级钢并有保护措施。
(6)脱模时应逐渐下落,以降低冲击。
(7)在预留挂篮施工孔洞时,位置尺寸要准确。(8)侧模滑梁与底模后下横梁采用软连接并经常检查。
(9)吊起挂篮部件及其它重物时,应先提升10～20cm,经检查确认良好后方可继续起吊,同时要有指挥信号,由专人指挥。
专人进行负责、检查、指挥工作。
8 结 语
南昌生米大桥宽幅式三角轻型挂篮宽度大、自重轻、结构新颖、加工方便、使用灵活、安全可靠,与其它挂篮相比有诸多优点。该挂篮的设计及使用不仅为本工程降低了成本,加快了施工进度,取得了业主的好评,同时可对其它类型的悬灌施工提供一些借鉴。
DesignandConstructionofLightweight,WideTypeTriangular
FormTravelerUsedforShengmiBridgeinNanchang
ZOUWen2qing,JIANGFeng
(ShengmiBridgeConstructionProjectManagementOffice,Nanchang330025,China)
Abstract:Thispaperdescribesthedesignandconstructionoflightweight,widetypetriangu2larformtravelerusedfortheShengmiBridge,thestructuralnovelty,reasonabilityandoperabili2tyofthetraveler,andalsohighlightstheeconomicandsocialvaluesofthetravelercomparedtothoseofotherconventionaltravelers.
Keywords:boxgirder;lightweighttriangularformtraveler;design;construction
(上接第29页)
tratesthetechnicalmeasuresadoptedforthecriticalworkingproceduresofprecasting,transversesliding,loadingonboardshipandtransportationofthebeamsintheconstruction,andcorre2spondingsolutionstotheproblemsencounteredtherefrom.
Keywords:crossbeam;precastelement;bridgeconstruction
南昌生米大桥中横梁预制及安装
尚武孝1,张贵民2,张义东2
(1.中铁一局集团有限公司,陕西西安710054;2.中铁一局集团有限公司桥梁工程处,陕西渭南714000)
摘 要:结合生米大桥中横梁设计的特点和施工中遇到的技术难题,介绍在中横梁施工过程中,对中横梁预制、横移、装船以及运输等关键工序所采取的技术措施及解决技术难题的相应对策。
关键词:横梁;预制构件;桥梁施工中图分类号:U448.225;U445.4
文献标识码:A
文章编号:1671-7767(2005)03-0027-03
1 工程概况
南昌生米大桥主桥为2×228m钢管混凝土柔性系杆拱桥,主桥全长606m,为国内目前最大的连
跨拱桥。主拱吊杆中横梁及立柱中横梁均为预应力混凝土梁。主桥中横梁共87片,中横梁全长39m,宽65cm,重约93t。中横梁结构示意见图1
。
图1 中横梁结构示意
图2 中横梁预制架设的工艺流程示意
2 中横梁预制、架设的总体思路及工艺流程2.1 中横梁预制、架设的总体思路
坦、宽阔,土层坚硬,可作为制梁台座持力层。同时
该处地面标高较高,平均标高19.5m,汛期不易被洪水淹没,可满足防洪要求。预制场全长82m、宽12m。根据施工工期和场地特点,共设8个台座,
中横梁预制场设置在桥位上游西岸侧河道内阶
地。中横梁架设时,从梁台滑移至江边码头,利用码头支架双导梁起吊中横梁移至大型甲板驳船,使用动力拖轮将驳船运至桥位处。对于三角区中横梁,由三角区活动龙门将中横梁架设至立柱顶;对于钢管拱吊杆中横梁,则由拱上卷扬机将中横梁起吊至设计位置与吊杆连接。2.2 中横梁预制架设的工艺流程
中横梁预制架设的工艺流程见图2。3 中横梁预制
3.1 中横梁预制场地的整体布置
台座长度方向与赣江流向一致,江边一侧为存梁台,
河湾内侧为制梁场,以利于中横梁架设时上船。制梁区安装5t小型龙门吊横跨8个台座,以满足模板转运及钢筋混凝土等材料的运输。
3.2 预制施工中的特点、难点及采取的技术措施
南昌生米大桥中横梁设计长39m,梁高2.65m,腹板横截面宽65cm。中横梁设计特点是梁体长、重量大、梁体薄、截面高、预应力大、侧向刚度小以及横向稳定性差,针对中横梁的设计特点,成立了QC质量小组,对中横梁施工中出现的技术难题,采
中横梁预制场设置在赣江河湾内阶地,
地势平
取了相应的对策和有效的技术措施。3.2.1 马蹄部下料困难
收稿日期:2005-06-08
作者简介:尚武孝(1975-),男,工程师,2000年毕业于西南交通大学土木工程学院,工学学士。
2台张拉油顶,故采用单顶两端非对称张拉然后补
端部中横梁断面结构见图3。中横梁腹板厚仅为20cm,设计净保护层厚度25mm,螺纹钢筋直径12mm,因此钢筋之间净间距仅为126mm,而N1管道与箍筋净距仅为13mm,普通C50混凝土骨料不能通过13mm的间隙到达马蹄部,容易出现露筋、蜂窝、麻面等现象。采取控制石子粒径和坍落度大小的方法可解决此问题,粗骨料选用级配良好、粒径在5～20mm之间的石子,混凝土坍落度控制在10～12cm,从保护层处下料,用25mm小振动棒插
张的方法,以达到两端对称张拉的效果。施工方法见图4,先同时张拉A1、B2端,然后同时补张A2、B1端。
图4 中横梁非对称张拉步骤
入振捣,扁铲辅助振捣
。
4 中横梁架设施工4.1 中横梁滑移
中横梁设计为中间高两端低的鱼腹梁,必须采用高台座预制的施工方法预制中横梁,所以中横梁由预制场滑移到存梁场较为困难。根据制梁台的特点,将存梁台与制梁台按照90°夹角垂直布置,其高度与制梁台相同。存梁台同时兼做滑梁台。
(1)制梁台间距均为2m,为了将梁滑移出去,制梁台之间安装活动马凳,并铺上钢轨和滑板,与存梁台接通,同时,在滑板上安装梁体支撑,保证滑梁时梁体的稳定性。通过牵引卷扬机使梁顺利滑至存梁区。为了增大接触面,滑移钢轨条采用双钢轨,同时为了减小摩擦力,槽钢滑板内侧贴不锈钢板,并在钢轨上涂抹黄油以减小摩擦力。
(2)滑梁主要结构包括滑梁钢轨、槽钢滑板、斜支撑和牵引卷扬机。4.2 中横梁提升上船4.2.1
中横梁提升上船方案中横梁上船采用双导梁提升上船方案,中横梁预制场平面布置见图5。前支点采用2根直径为1m的钢护筒,并用20槽钢连成整体,插入江底覆盖层6m。护筒顶嵌入2根56工字钢形成横梁,以便架设双导梁。后支点滑梁台内外侧各设1组支架,支架顶部焊接3根56工字钢横梁。外支架采用
图3 端部中横梁断面结构
3.2.2 台座底模与侧模接缝处漏浆
底模与侧模接缝处不密贴,容易导致混凝土梁体下缘出现“烂边”现象,影响混凝土的外观质量。针对此问题,在施工中台座底模采用5mm厚的冷轧钢板,由剪板机加工,保证其尺寸误差小于1mm。采用焊孔塞焊将底模钢板与台座预埋小槽钢
焊接牢固,焊接时严禁焊接底模侧边,以保证底模侧边两条线平顺无变形,与侧模密贴。同时在台座底模两侧槽钢内放置42mm的橡胶管,在拉条挤压变形后充满整个槽钢,防止在浇注的过程中水泥浆外漏,保证马蹄形下缘的质量3.2.3 马蹄部气泡
[1]
。
由于马蹄部倒角较大,且倒角上面为波纹管孔道,在混凝土浇注的过程中,气泡汇集在倒角处不易排出,容易导致混凝土表面出现蜂窝、麻面现象。
施工中通过在混凝土中加入适量的引气剂,排出空气气泡,使混凝土密实。同时在马蹄部侧模外部每隔2m安装2.2kW大功率附着式振动器,加强振捣,使混凝土更加密实。在浇注的过程中,马蹄第1层混凝土厚度不超过倒角下缘,以利排出空气,然后浇注倒角混凝土。3.2.4 中横梁非对称张拉
由于中横梁横向刚度很小,对于N4、N5锚槽双孔道应采取双端对称张拉,但N4、N5束张拉端宽度仅为65cm,且两孔中心距只有30cm,不足以放置
图5 中横梁预制场平面布置示意
4.3 中横梁水上运输
在前后支点支架横梁上架设单层4排跨度24m的六四军用梁,每2排军用梁1组进行连接,并在上面铺设枕木和钢轨,同时在其上面安装走行天车和卷扬机,形成双导梁。
将滑梁台延伸到江边并砌筑垂直码头,以便中横梁可以直接滑移到码头。码头的作用是使滑梁台在江边有一个稳定的基础。双导梁总跨度24m,其中从码头到前支点14m,码头至后支点10m。4.2.2 施工步骤
(1)喂梁。将后点平衡背稍收紧达到设计值后,用油顶轻微打起后支点内侧支腿,取掉下部销子,利用小卷扬机将支腿绕上部销子旋起,以不影响滑梁为度(活动支架翻升示意见图6)。为减少后支点反力,在旋转支腿前,空天车走行到前支点位置
。
利用卷扬机将中横梁拖出双导梁,然后利用拖轮将中横梁船运至桥位架梁处。4.4 中横梁吊装
中横梁吊装分为三角区中横梁和拱上吊杆中横梁两部分,分别采用不同的吊装方式。4.4.1 三角区中横梁的安装
安装三角区中横梁时,将活动龙门行走至三角区外侧。利用拖轮将运梁驳船喂至活动龙门下面,然后由活动龙门起吊中横梁,待其高度高于拱上立柱,并缓慢行走至待架位置,落下中横梁。4.4.2 拱上中横梁的安装
在拱脚安装卷扬机,利用导向轮将卷扬机钢丝绳引至待吊中横梁吊杆孔位置。拖轮将驳船拖到位置之后,利用卷扬机起吊中横梁,直至吊杆穿过中横梁吊杆孔道,安装吊杆螺母,完成中横梁吊装。5 结 语
南昌生米大桥中横梁施工采用预制场集中预制,通过滑板、轨道滑至存梁场,再通过导梁、起吊天车由存梁场运至驳船上,由驳船运输到钢管拱下用龙门吊架设的施工方案,实践证明是成功的,所采取的技术措施是科学合理的。该方案改变了中横梁由预制场集中预制,大型门吊移梁并运至驳船的传统
图6 活动支架翻升示意
在上述工作完成后,将存梁区中横梁滑移至双
导梁下面,准备起吊。
(2)落后支腿。在中横梁滑移至双导梁下方后,将后支点内侧支点落下并销接,使后支点形成稳定结构,将天车移至中横梁正上方。
(3)吊梁装船。利用拖轮和小型卷扬机将驳船拖至准确的位置,利用双导梁的天车将中横梁缓慢起吊,开动天车将梁运至船的正上方,缓慢落梁至船上。
的施工方法,采取这种施工方案不仅节约了100t大型门吊的机械设备的投入,而且成功地解决了高台位移梁及架设的技术难题,为今后大跨度薄腹梁的移梁及架设积累了宝贵的经验。参 考 文 献:
[1]《组合钢模板施工手册》编写组.组合钢模板施工手册
[M].北京:中国铁道出版社,1984.
[2]JTJ025-86,公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].
PrecastingandInstallationofMiddleCross
BeamsforShengmiBridgeinNanchang
SHANGWu2xiao1,ZHANGGui2min2,ZHANGYi2dong2
(1.The1stEngineeringGroupCo.,Ltd.ofChinaRailways,Xi’an710054,China;2.BridgeEngineering
Division,the1stEngineeringGroupCo.,Ltd.ofChinaRailways,Weinan714000,China)
Abstract:InthelightofthedesigncharacteristicsofmiddlecrossbeamsfortheShengmiBridge,andtechnicalproblemsencounteredintheconstructionofthebeams,thispaperillus2
(下转第55页)
(10)挂篮的使用必须实行岗位责任制,应指定
(4)挂篮前移到位后,应首先安装后锚系统,灌
注混凝土时再次检查后锚固点。
(5)挂篮前吊杆的吊点采用双根Ⅳ级钢并有保护措施。
(6)脱模时应逐渐下落,以降低冲击。
(7)在预留挂篮施工孔洞时,位置尺寸要准确。(8)侧模滑梁与底模后下横梁采用软连接并经常检查。
(9)吊起挂篮部件及其它重物时,应先提升10～20cm,经检查确认良好后方可继续起吊,同时要有指挥信号,由专人指挥。
专人进行负责、检查、指挥工作。
8 结 语
南昌生米大桥宽幅式三角轻型挂篮宽度大、自重轻、结构新颖、加工方便、使用灵活、安全可靠,与其它挂篮相比有诸多优点。该挂篮的设计及使用不仅为本工程降低了成本,加快了施工进度,取得了业主的好评,同时可对其它类型的悬灌施工提供一些借鉴。
DesignandConstructionofLightweight,WideTypeTriangular
FormTravelerUsedforShengmiBridgeinNanchang
ZOUWen2qing,JIANGFeng
(ShengmiBridgeConstructionProjectManagementOffice,Nanchang330025,China)
Abstract:Thispaperdescribesthedesignandconstructionoflightweight,widetypetriangu2larformtravelerusedfortheShengmiBridge,thestructuralnovelty,reasonabilityandoperabili2tyofthetraveler,andalsohighlightstheeconomicandsocialvaluesofthetravelercomparedtothoseofotherconventionaltravelers.
Keywords:boxgirder;lightweighttriangularformtraveler;design;construction
(上接第29页)
tratesthetechnicalmeasuresadoptedforthecriticalworkingproceduresofprecasting,transversesliding,loadingonboardshipandtransportationofthebeamsintheconstruction,andcorre2spondingsolutionstotheproblemsencounteredtherefrom.
Keywords:crossbeam;precastelement;bridgeconstruction