刘翠云 黄辉 毛伟琦
(中铁大桥局集团有限公司 武汉 430050)
摘要摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥是非洲目前最大跨度的钢一混凝土组合梁斜拉桥,上部结构采用混凝土主梁与钢横梁及混凝土预制桥面板的组合结构型式。文中介绍了主梁长大O号块施工采用悬臂吊架分次浇筑,主梁标准节段采用牵索挂篮施工边主梁,再利用桥面吊机安装钢横梁和预制桥面板,长合龙段采用牵索挂篮分为2次浇筑的施工方法。
关键词 钢一混组合梁 牵索挂篮 合龙
结合梁斜拉桥由于其造价相对同等跨度的钢主梁斜拉桥低,同时钢主梁与混凝土桥面板相结合既充分发挥了各种材料的受力特性,又避免了桥面沥青与钢结构接触不好的问题,因此在大跨度桥梁中得到广泛地应用。国内外已建成或在建的大跨度混合梁斜拉桥很多,主梁的结合形式主要是钢边主梁与横梁做成整体,上部用剪力钉与混凝土桥面板相结合形成共同受力构件。如主跨926 m的鄂东长江大桥,以及主跨616 m的二七长江大桥等大跨度桥梁均采用此类主梁形式。但是采用混凝土边主梁结合钢横梁及混凝土桥面板的混凝土一钢组合梁目前在国内还未采用,在世界上也比较少见。现存的此类桥梁包括美国上世纪80年代修建的主跨274.3 m的东亨廷顿桥;法国2010年建成的BUREST城市立交桥;以及葡萄牙1980年建成的瓦斯科·达伽马桥。本文介绍的摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥主跨376 m,梁宽30.4 m,跨度与宽度在国外同类桥梁中都较大。
1项目概况
1.1 主桥结构
摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥项目位于摩洛哥王国境内拉巴特绕城高速公路上,其上跨布里格里格河谷,桥位上游1km处为大坝库区。斜拉桥桥长951. 66 m,主桥为183 m+376 m+183m的3跨斜拉桥。塔柱由4个混凝土梭形肢组成,头尾相接。塔柱和主梁固接。P2号墩塔柱高185. 05 m,P1号墩塔柱高197. 45 m,基础均采用扩大基础,主桥布置见图1。
1.2主梁结构
主桥桥面宽30.4 m,上部结构为部分预应力混凝土“Ⅱ”型梁,其中边主梁为混凝土梁,宽2.2m,高2.0 m,钢横梁为工字形钢结构,宽0.7 m,中心处高1. 882 m,每间隔4m设置1道,顶部通过剪力钉与混凝土桥面板连接。全桥共84个标准节段,4个无索区段,2个边跨合龙段,1个中跨合龙段,标准节段长度为8m,合龙段长度为6m,考虑标准化施工及吊装设备的限制,每个节段桥面板被分成8块预制,每块重11.5 t,桥面板通过后浇带与边主梁及钢横梁形成整体。主梁断面见图2。
2 主梁总体施工方案
结合主体结构特点,本桥总体施工方案为:
(1)考虑主梁距离地面的高度太大(约100m),采用吊架法分段施工长大0号节段。
(2)标准梁段采用牵索挂篮施工边主梁,桥面吊机安装钢横梁及桥面板。
(3)边跨合龙段采用牵索挂篮结合既有支架施工,中跨合龙段采用牵索挂篮施工。
3关键施工技术
3.1 0号块施工
主梁O号块单侧的悬臂段长度为8m,重量约330 t,作为悬臂浇筑的起步段,具有结构复杂,预埋件、钢筋、预应力孔道、锚具密集交错等特点。对于斜拉桥混凝土主梁O号块的施工,常规的施工方法有2种,一种是在墩身附近安装墩旁落地支架施工,另一种是在墩身设置预埋件安装钢牛腿托架施工。但对于本项目距离地面很高(约100 m)的0号块施工,落地支架方案存在竖向压缩变形量大、混凝土施工质量风险高的特点,要解决这些问题势必要造成临时工程用量很大,不经济。后一种技术对于超长0号块的施工不但要求预埋件很多很大、而且钢牛腿要适应超长的O号块势必要做的规模很大,给安装造成困难;因此这2种施工技术都不适宜本项目O号块施工。鉴于此,经反复研究,本桥O号块施工采用装配式杆件拼装成悬臂承重梁,后端锚固于主塔横梁上,在承重梁上安装吊挂系统悬吊住底模侧模系统,将8m超长0号块分成4 m+4 m 2个节段先后进行浇注。0号块施工支架布置见图3。
3.2节段悬臂施工
(1)O号块(包括顶板)施工完后,利用塔吊安装挂篮,中后吊挂每根吊杆预拉50 t,使之与边主梁底面紧贴。进行挂篮预压,以消除非弹性变形。牵索挂篮安装见图4。
(2)利用塔吊提升钢横梁到桥面,并安放到指定顺桥向位置。
(3)利用接长装置将第一根临时索接长到牵索挂篮的主纵梁的前端,并与牵索系统连接。主塔两侧对称挂索;安装挂篮内模板、外侧模和端模。绑扎钢筋,安装预应力管道、预留孑L管道和预埋钢筋等。检查底模与已浇边主梁是否贴紧,止推键处与边主梁是否接触紧密。检查挂篮各部分符合要求后,锚固牵索系统按设计值进行第1次预拉斜拉索,浇筑50%混凝土;进行第2次索力张拉,浇筑100%混凝土;混凝土养护达到设计强度后,张拉预应力;解除牵索系统与斜拉索的连接,将索力转换至边主梁上,实现挂篮体系转换;进行第3次索力调整,并锚固于梁端。
(4)挂篮下降准备工作做好后,挂篮缓慢整体下降并脱模。下降高度约40 cm。待挂钩下降到滑道之上,然后把反力轮安放到走行状态,放松平衡千斤顶。解除中后吊杆的锚固;利用顶推装置顶推挂钩,保持主塔两侧牵索挂篮同步对称前移。
(5)对于正常标准段施工。牵索挂篮向前滑移4m,安装第1根钢横梁;继续顶推挂篮到指定位置;安装第2根钢横梁;安装前一个已施工节段的桥面板;重复上述施工步骤,在浇筑100%混凝土的同时,浇筑上个已施工节段桥面板的湿接缝。循环施工,直至施工合龙段。钢横梁安装见图5。
3.3 中跨合龙段施工
主梁中跨合龙段设计梁段长度6m,施工采用牵索挂篮。待施工到中跨合龙段时先拆除一侧的挂篮,另一侧前移至设计位置,6m合龙段分2次浇筑,第1次浇筑两端各2m,预留跨中2m段作为合龙段。
4结论
(1)O号块距地面高度达100 m,O号块双悬臂浇筑长度大(单侧悬臂8m,重量约330 t),施工采用在梁顶设梁式悬臂支架体系施工,既节省材料,施工方法也很新颖。
(2)主梁8m标准节段采用牵索式挂篮施工2个边主梁Ⅱ型断面,再利用桥面吊机安装钢横梁和预制桥面板,工序复杂,交错施工提高了工效。
(3)合龙段长度为6m,为了保证合龙段的浇筑质量,将合龙段分为2次浇筑,简化了合龙锁定结构并提高了刚度,顺利完成了合龙。
摩洛哥布里格里格河谷斜拉桥主梁结构设计新颖,施工中针对性地采取了合适的施工方案,使桥梁安全合龙。文中所述的钢一混凝土组合梁斜拉桥的施工方法可为今后类似的桥梁结构施工提供有益的借鉴。
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