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斜拉桥施工实例——徐浦大桥
2010-08-02 
徐浦大桥为主跨590m 一跨过江的双索面混合结构斜拉桥,岸跨为5 孔202m 的混凝土连续粱,河跨为结合梁。过渡孔为跨度40m 的预应力混凝土简支梁(如图8-13-14)。过渡孔以外则为4X40m 的主引桥。大桥主桥宽为35.95m,其中检修道、防撞墙二边各为2.25m,实际车道宽31.45m,设来去8车道,为目前黄浦江上最宽的桥梁。

徐浦大桥于1994年5月开工,1996年8月11日采用自然合拢法使钢箱梁合拢,8月18日结构合拢,1997年6月24日正式全线通车。兹将徐浦大桥主桥安装施工要点介绍于下:

  主桥安装的工作范围包括以下十项:

  (1)岸跨预应力混凝土工字梁吊装,浦东、浦西各五孔,每孔18片,共90片。

  (2)5号墩上锚固端横梁的立模、扎筋、浇筑、张拉、压浆。

  (3)0号段的施工,包括临时固结、横向限位装置、球铰支座的安装、0 号段与1号孔的连接等。

  (4)岸跨各孔18片工字梁经过补缺、填芯、张拉、压浆等工序,首先构成单箱多室的简支梁。

  (5)1号、2 号、3 号、4号墩上中间横梁的施工,岸跨各孔由简支粱体系转化为连续梁体系。

  (6)河跨钢结构67节段的吊装,高强螺栓连接。

  (7)河跨、岸跨斜拉索各60 对的吊装及张拉。

  (8)河跨钢筋混凝土板的吊装及后续缝的浇筑。

  (9)浦东、浦西主桥过渡孔各一孔,主引桥各四孔T梁的吊装及横向连接。

  (10)桥面施工,包括混凝土铺装层、防撞墙及其外侧石、防撞栏杆、伸缩缝及其他零星设施(不包括沥青铺装层)。

  以下主要介绍比较关键的几项工作。

  一、0号段的施工

  0号段是河跨结合梁和岸跨混凝土结构的结合部,本身为混凝土结构。整个0 号段顺桥向7.5m,横桥向35.95m,高度为3m,混凝土约810m³ 。其中横向贯通预应力束80根,纵向贯通预应力束124根,钢箱梁ZOA的端部伸向0号段内的锚杆有25根,锚杆上面还有倒刺,0号段下面有四个球铰支座,它的支承垫板必须在0 号段模板尚未立筋以前安放平整,其平整度要求每块边缘高差不超过1mm。

  在整个主梁安装期间,0 号段必须予以临时固结,包括纵向、横向限位以及抗倾覆稳定。由于0 号段是巨大的混凝土实体结构,施工时0 号段是支承在下横梁上的,岸跨侧与已联成整体的预应力混凝土梁固接,因此抗倾覆稳定是不成问题的。只需在0 号段上、下游与塔柱内侧之间设置纵、横向限位的卡块即可。待全桥合拢后,必须及时迅速地解除纵向限位装置,将横向限位的功能转移列永久性的横向限位装置(每塔上、下游各两个)上去。

  二、钢梁、斜拉索及桥面板的安装

  徐浦大桥主桥河跨钢箱梁共分67节,134根,其中0a号、0b号、0c号节长度分别为5.082m、9.0m、4.5m;1号~30号为标准段,长度9.0m;31号节为合拢段,其长度约5.0m,需根据合拢时温度实测确定。再加上横梁、纵梁等,共有各种规格的钢梁1135根,计7300t。斜拉索编号从1 号到30 号,共240根,重1650t。M30、M22高强螺栓共21.5万套,各种规格的桥面板520块,计12250t。桥面板接缝用现浇微膨胀高标号混凝土,计3500m³。由于徐浦大桥岸跨是预应力混凝土连续梁,因此河跨只需单悬臂拼装,而且二者可以平行施工,岸跨稍稍超前。因1号索距0 号段较远,0b节段尚未达到1号索,因此拼装0b节段必须额外利用临时塔架和临时拉索。

  主桥桥面标准段施工程序如下:

  主梁→横梁、小纵梁→斜拉索→桥面板→张拉→接缝混凝土→张拉。

  斜拉索施工主要由以下几步组成:放索、安装锚固端、牵引安装张拉端、张拉及调索。

  兹分述于下:

  (一)放索

  由于斜拉索为盘装成品索,施工安装时需将索从盘中放出。索盘有两种规格,一种为盘径φ4000mm、轴孔径φ200mm、盘宽b=2560mm的小盘,盘重!5.6t,适用于短小索;另一种为盘径φ4600mm、轴孔径φ250mm、盘宽b=2700mm的大盘,盘重6.5t,适用于长重索。连盘带索最重的达40t。斜拉索外层2mm的聚胺脂防护套虽具有很好的抗拉性能,但抗撕裂性能较差,再加上厚度太薄,故放索过程中与桥面摩擦很容易受到损伤,必须采取适当的措施加以防护。一般可铺设地毯、设置滚轮、走管或安置滚动托架解决。考虑到操作的便利和放索的连续性,采用了设置走管的方法。

  每根索两端均有一只冷铸锚,最重的一只达0.4t。放索时,当把索的一端锚头拉出后,另一只锚头就产生了约10kN•m的不平衡力矩作用在转动的索盘上。这样,当力矩作用方向与索盘转动方向一致时,索盘的转速就会发生突变而导致散盘。索散开后碰到硬物会损伤索护套,故放索时采用卷扬机留缆法限制索盘转速,保护索外护套。

  (二)安装锚固端及张拉端

  本桥斜拉索锚固端设在钢主箱梁内,锚箱内高强螺栓固定在主箱梁的腹板上,索与锚箱采用钢支承垫块锚固形式。

  先用吊机把索钢护套管穿在索上并用绳索捆在夹索吊点上,然后由布置在安装端的卷扬机与桥面吊机配合将索锚固端穿入箱梁锚箱内,装上钢支承垫块,拧紧定位螺栓,斜拉索锚固端安装即完成。

  牵引安装张拉端分两步,分别由200kN卷扬机及YQL——600型千斤顶完成。千斤顶必须先穿好牵引钢绞线,就位在所安装索塔的内锚板孔上。

  先启动200kN卷扬机将已安装好锚固端斜拉索的张拉端向上提升牵引,直至所挂索塔外孔口处停止。利用高吊和由80kN卷扬机组成的辅助吊点调整角度,操作人员在塔外提升平台上将钢绞线连接螺母拧进已与张拉端锚头连接的螺纹套筒内,接下来用千斤顶牵引。因斜拉索张拉端锚头与塔柱预留索孔钢管间间隙仅9~13mm,而有全外螺牙的锚头最长达720mm,加上锚头前接了2.4~3.75mm的刚性探杆,所以牵引过程中要特别注意斜拉索的进孔角度并进行调整。当钢绞线牵引完开始由探杆锚固牵引时,由于此时索力较大(已近1000kN),所以边牵引、边旋紧固定螺母,以确保挂索安全。当张拉端锚头牵引出塔内索孔锚板面、拧平永久螺母后,斜拉索安装完成。

  由于整个牵引系统中连接环节较多,所以除了要保证所有机械设备正常运转外,还需注意各连接、固定构件的可靠性,如螺牙的安全旋合长度和防松措施及在牵引过程中密切注意探杆、锚头的进孔角度,注意油泵压力表值,如遇压力突升就应及时关机,查明原因并解决后再继续牵引。

  (三)张拉

  在每个标准段施工过程中,每根斜拉索一般需由YQL——600型千斤顶张拉二或三次。第i号索安装到位后需对其进行第一次张拉;在i段接缝混凝土施工后,进行第二次张拉;当i+1号索第一次张拉及桥面吊机前移后,对i号索进行第三次张拉(放松)。二期荷载完成后还需进行调索。

  斜拉索张拉程序主要是依据设计单位发来的《徐浦大桥中跨主梁安装施工控制文件》进行的。自1995年12月7日至1996 年8 月16日,一共发下此类控制文件23次;结构合拢后,又发下《徐浦大桥主桥二期荷载施工控制文件》13次,例如1996 年4月12日发下的10号节段钢梁安装施工控制文件如表8-13-5所示。


  说明:

  1. 梁上“10”测点位于10号节段第一根钢横粱(近跨中)与钢主粱交叉点,预拼装标高53.949m。

  2. 10 号节段接缝混凝土浇筑前及11 号节段钢粱安装前应对斜拉索索力及钢粱标高等进行施工控制。

  3. 主粱上纵缝浇至10号节段第二根横梁(近塔柱)处。

  4. 接缝混凝土强度达4MPa(现场相同养护条件试块),龄期达3 天后方可进行下一步骤施工。

  5. 基础公司应及时反馈有关施工实测数据以利下一节段主梁安装的施工控制。
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