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杭州湾跨海大桥70m预制箱梁架设施工工艺简介:
杭州湾跨海大桥是一座连接浙江省宁波市和绍兴市的跨海大桥,70m预制箱梁是其中重要的一部分。预制箱梁的架设施工工艺主要包括以下几个步骤:
1. 预制:在工厂内,按照设计图纸和规格,使用预应力混凝土技术制作70m长的箱梁。首先,模板被精确地设置在模具中,然后混凝土被泵送到模板中,经过振动、养护和固化,箱梁形成。
2. 运输:制作完成的箱梁通常重量较大,需要使用专用的运输工具,如半挂车,将其从工厂运输到施工现场。这一步需要考虑桥梁的重量、长度和桥墩的承载能力。
3. 架设:在桥墩上,通过起重机进行吊装。吊装前,会进行精确的测量和定位,以确保箱梁的准确放置。箱梁放置后,通过预应力张拉技术,调整梁体内部的预应力钢筋,以增强梁体的稳定性和强度。
4. 连接:将多根预制箱梁通过接缝连接起来,形成连续的桥面。这通常涉及到焊接或者机械连接,确保桥梁的整体结构稳固。
5. 质量检查:每一步完成后,都需要进行严格的质量检查,包括几何尺寸、强度、平整度等,确保箱梁的安全和桥梁的整体性能。
6. 收尾工作:包括桥面铺装、防眩设施、防护栏等施工,以及桥面防水、排水系统的设置。
以上就是杭州湾跨海大桥70m预制箱梁架设的主要施工工艺,整个过程需要精确的操作和严格的管理,以确保桥梁的安全和持久性。
杭州湾跨海大桥70m预制箱梁架设施工工艺部分内容预览:
本施工工艺编制的范围为杭州湾跨海大桥第Ⅷ合同段,其里程为K51+579~K52+069;K52+977~K64+037;K64+615~K71+335即中引桥、南引桥、水中低墩区、航道桥高墩区等部位540片预制箱梁架设施工。其中在低墩区南引桥,主梁接海中服务区匝道加宽部分采用在原主线主梁两侧各设一道小箱梁来解决,共计小梁18片 。预制小箱梁顶宽10.85m,底宽4.4m,主梁梁高3.785m。小箱梁与主箱梁通过后浇纵缝横向连接为整体。后浇纵缝宽度80cm。各施工区桥型组合形式如下:
杭州湾大桥70m预制箱梁,全部采用“小天鹅”、“天一”专用运架船架设。除高墩区、急流区对运架船的吊高和船舶性能特殊要求采用“天一”号架设外,其余位置的箱梁架设不受限制,具体运架船的架梁安排见架梁计划。
根据吊重要求,“小天鹅”在架设完成东海的预制箱梁后,要求进行吊梁扁担更换。改制的“小天鹅”能够满足杭州湾大桥低墩区箱梁架设的吊高、吊重要求。“小天鹅”号预计于2005年4月中旬架设完成东海预制箱梁架设后进行扁担更换并试吊,做好一切准备后,于2005年6月1日开始架梁。“天一”号拟于2005年11月1日进入施工现场,办理相关手续、试吊并熟悉杭州湾跨海大桥附近的海域环境,12月1日开始架梁。小天鹅”、“天一”专用运架船的性能参数及工况如下:
(一)主要技术规格性能
工程勘察设计收费标准使用手册_11380282“小天鹅”海上专用运架船主要技术规格性能
⑵、“天一”号海上专用运架船主要技术规格性能
(二)、运架船工况说明
荷载组合:起重架梁作业时,蒲氏7级;载梁航行时,抗风蒲氏8级及相应波浪。
风浪:波高2m。杭州湾波高>2m的波浪频率为0.14%,对运架船作业无影响。
潮流:“天一”号满载航行速度不小于8.2节,约4.22m/s ,杭州湾海域春季流速大于4m/s出现频率小于4%,逆流航行时,采用拖轮帮拖,能满足24小时航行的要求。
设备的吊距:吊点中心距立柱中心线前方16m,箱梁梁宽15.8m,吊点中心到梁边的距离7.8m<16m。满足吊距要求。
附加重量:滑车组70t、吊梁扁担390t、辅助设备38t。箱梁重量2160t,合计2658t。
“天一”号运架船起吊能力3000t>2658t,满足吊重能力要求。
荷载组合:起重架梁作业时,蒲氏6级;载梁航行时,抗风蒲氏8级及相应波浪。
风浪:波高2m。杭州湾波高>2m的波浪频率为0.14%,对运架船作业无影响。
潮流:“小天鹅”号满载航行速度≮7.3节,约3.76m/s ,杭州湾海域春季流速大于3.5m/s出现频率小于12%,逆流航行时,采用拖轮帮拖,能满足24小时航行的要求。
设备的吊距:吊点中心距立柱中心线前方12m, 7.8m<12m。满足吊距要求。
附加重量:吊梁扁担300t、辅助设备38t箱梁重量2160t,合计2498t。
“小天鹅”号运架船起吊能力2500t>2498t,满足吊重能力要求。
四、架梁前海上准备工作
架梁前海上准备工作主要有:墩顶平台安装及测量交接及控制准备工作、临时支座安装、永久支座安装。各施工步骤如下:
㈠墩顶平台搭设及测量交接及控制准备工作
为施工的方便,在箱梁架设就位前先在墩身四周搭设施工平台,平台搭设以稳定、简便、可靠为原则,平台搭设及大样见图2。平台用在墩顶支承垫石外侧设置的槽钢作为扁担,再利用钢板吊带将作业平台悬挂在吊挂扁担上。
平台搭设成后就可同基础施工单位进行相关测量交接验收工作及测量控制准备。具体操作详见架梁测量控制准备方案。
临时支座安装分为预压拼装准备工作和墩顶安装。
(1)临时支座场内组拼预压
(2)临时支座墩顶安装
临时支座随墩顶平台上墩顶后,在临时支座安装前,在墩顶放临时支座位置先用水泥干砂浆找平,然后依次安装箱梁精确对位用的调位装置。调位装置主要由1个竖向钢砂顶、滑动副、机座、减震板组成。滑动副主要由四氟板及竖向钢砂顶下的不锈钢衬板组成。采用四氟板有效减小移梁调位时的水平摩擦力,减震板由16mm橡胶缓冲组成,调位装置位于箱梁腹板下。以上调位装置在每片梁下布置四套(见图3临时支座墩顶布置图、图4临时支座结构图),四个临时支座中相应一端两个砂箱顶面高差不大于3mm,在调整好砂箱后将砂箱顶部涂上黄油并用防护罩保护起来,以防生锈造成后期拆除困难。
中引桥和南引桥低墩区墩顶平台及临时支座采用工作吊船直接起吊安装,工作吊船可安装高度为20m以下的墩身,20m以上的墩身无法用吊船安装,采用墩顶卷扬机提升、门架吊装到位的方法施工。具体操作如下:
在施工人员从墩身悬挂的人梯上墩顶后,将墩顶门架的各个部件及墩顶分配梁由人直接拉上墩顶(每个部件重量不大于30kg)。然后先安装墩顶扁担梁(每根扁担梁由两根[16反背组成],抄垫滑道([16),再拼立柱(φ外20圆钢管),柱脚用[16扣在滑道上。固定好后,安装大梁(Ⅰ10),大梁每根重73kg,将之分为三节,再进行等强栓接。最后将斜杆([6.3)安装好。各部件之间连接方式均为拴接。在门架拼好后检查各个连接点是否连接牢固,合格后将钢丝绳、滑车等物件按下图所示位置固定好后将钢丝绳下放与由工作船舶预先在承台上拼装完成的墩顶平台进行连接固定。
以上准备工作完成后将工作船上的两台2t卷扬机同时启动,将吊带及墩顶扁担梁放置在平台上,随平台一起升至墩顶以下1m处安装吊带将平台转换成墩顶悬挂。然后将临时支座较重部分如滑移架等及永久支座亦利用门架提升至相应位置,横移到位安装。
墩顶平台提升方案立面图
墩顶平台提升方案平面图
在架梁前用吊船直接将墩身高度小于20m的墩顶永久支座直接吊装上墩顶安装,墩身高度大于20m的墩身在墩顶平台安装时,随临时支座一起将相应幅联跨的边墩支座安装到位,中墩永久支座在箱梁架设完成后用桥面汽车吊机安装。
永久支座临时安放在支座垫石上时应保证四个地脚螺栓落在支座垫石预留孔内。箱梁架设完成精确调位对中后,对一联各中墩支座按理论中线对中后,测量抄好顶部标高后再用相应螺栓将支座上下支座板连成一体;边墩直接将永久支座和梁端支座上预埋板用相应螺栓连成一体。然后在体系转换前将支座底部压浆。
五、70m预制箱梁海上运输、架设的过程及要求
70m预制箱梁从岸上预制施工到海上架设并进行体系转换共经过:预制箱梁移位至箱梁出海码头处存梁 码头取梁 海上运输 载梁海上航行到位后抛锚定位及落梁 专用运架船退出返回、箱梁精 确就位等五大步。各阶段要求如下:
预制箱梁移位至箱梁出海码头处存梁
箱梁预制完成张拉压浆后先通过横移台车用油顶顶推横移,再通过24000KN液压平车靠自身的变频马达提供走行动力进行箱梁纵移,箱梁纵移到箱梁出海码头位置后通过横移台车及油顶进行横移至栈桥前端的存梁柱位置存梁,等待运架船取梁。
在箱梁出海码头存放期间,应按要求合理利用箱梁的空间按湿接头施工要求,携带桥面混凝土工厂设施、混凝土运输车、相应湿接头施工所用的砂石料、水泥、粉煤灰、矿渣份、外加剂、钢筋、钢绞线等上梁。
在海盐预制场栈桥水深满足运架梁船吃水要求,并且箱梁上须携带的材料、物质安装完毕后,运架梁船就可进入栈桥取梁。但因栈桥方向和涨落潮时的水流方向成在一定夹角,运架梁船在进入栈桥取梁时,若在涨落潮期间其水流会对运架梁船产生水平推力,为克服这一不利影响在运架梁船在进入码头前,应将船头方向调整为逆流方向。在运架梁船身对准栈桥轴线后,借助自救锚稳住船体,然后借助抛锚艇将运架梁船两尾锚交叉抛在栈桥正前方200米处,以便运架梁船在进退栈桥时调整船身。同时将运架梁船两艏锚借助卷扬机将艏锚同栈桥上下游16#墩旁系缆地锚连接起来,并将运架船侧锚绳套入栈桥两侧的系缆柱。然后收起自救锚将船缓缓靠在栈桥前端的靠系船墩上,将靠系船墩作为运架船旋转支点,启动运架船前进车调整船体轴线,当船体轴线和栈桥轴线近似平行时并收紧艏锚,将运架船缓慢平稳绞进栈桥同时调整两侧侧锚,使船体起梁扁担中线和待取梁中线重合,完成船体取梁对位。
船体对位完成后,放松起梁扁担钢丝绳让扁担缓慢落至梁体正上方80cm左右时,利用扁担上卷扬机将吊索从吊带预留孔内缓慢下放,直到吊索顶端落至上扁担锚固位置。同时运架船甲板上启动伸缩架上卷扬机,伸出下扁担拖架将下扁担送至梁体预留孔正下方,然后将吊索喂进下扁担锚固位置并固定,然后将放松上扁担另一台卷扬机下放将钢丝绳,钢丝绳从梁体外侧落至下扁担上再将钢丝绳装入下扁担上定滑轮内。(为预制梁架设完成后退出下扁担做好准备)做好上述工作之后,启动运架梁上四台卷扬机提升上、下扁担让下扁担上橡胶板与梁体密贴,然后两端再同时、同步提升待架梁,直到梁体超出栈桥1m左右。完成上述操作后放松艏锚、侧锚绞后锚平稳退出栈桥。船体退出栈桥50米后抛自救锚临时固定,收前后锚及侧锚钢丝绳。具体的操作步骤见取梁步骤图(图5):
专用运架船取梁退出出海码头后,将箱梁缓慢下落至船体甲板相应支点上,同时保证船上两支点处反力,每点不得超过60t,落位完成后再启动两侧液压装置将箱梁水平固定施工洞的留置及处理施工工艺,以防梁体摇摆扭曲。以上工作完成后专用运架船即可收自救锚载梁航正常航行至待架桥孔位。
专用运架梁船航行时,需事先收听气象预报,掌握海上流速和波浪情况,了解风力、风向,以便正常航行。航行中需控制航速,且注意瞭望,以确保航行安全。在急流区及流速较大的区域要求用拖轮帮拖。
3、载梁海上航行到位后抛锚定位
因箱梁桥面设2%横坡,预制时,在预制场将梁体方向调整好,专用运架船仅从一个方向架设,即先架设钱塘江水流的下游侧,再架设上游侧,最后两片梁架设时为方便运架船退出应从另一方向架设,梁体预制时应考虑横坡方向。根据施工区域水流情况的不同,运架船抛锚定位如下:
(1)一般流速施工区域
专用运架船航行至桥中线上游,距待架桥墩孔约250m左右时,利用抛锚艇抛三个艉锚(当无法保证在一个潮水架完梁时要求抛上四个锚)及三个艏锚(当潮位过大时也要求抛四个艏锚),为便于调位靠船体的艏锚必须成交叉状态抛出,靠船体中线的艏锚和艉锚应顺待架梁孔横桥中线方向抛出。艏锚或尾锚的两锚间夹角约65~70°GB∕T 50703-2011 电力系统安全自动装置设计规范,锚绳长300~400m。为了尽快抛锚定位,拟配置3艘抛锚船进行抛锚作业。