1.体系转换施工工艺概述
丽水大桥设计采用了钢一砼组合箱梁型式,主梁结构底部为开口钢箱梁,开口钢箱粱尺寸为3.5m(宽)×1.6m(高)。结构上部采用钢纤维砼整体现浇,现浇层厚30cm,砼与钢梁问采用剪力钉相互联接。
丽水大桥钢开口箱梁共有4片组成,分成八段制作。然后在跨中进行栓焊联接,每段箱梁重约50t。由于钢箱梁分成8段在跨中联接,因此需要在跨中位置搭设工作平台将两段钢箱梁先搁置在此平台上,这时每段钢梁均单独受力为两跨简支梁,但跨径较小。两段钢箱梁在工作平台上联接后将共同受力,从而转变成两跨连续梁;待工作平台及其它支撑体系拆除后整个钢—砼组合梁再次转变成简支梁结构。因此从整个施工过程来看,钢梁受力体系要经过简支——连续——简支的转换过程,整个钢粱的受力也将随不同阶段而发生不同的变化。
2.丽水大桥主梁施工技术
2.1 临时中支墩设计与施工
临时中支墩的设计分为基础设计和平台设计两部分,关系到钢箱梁架设的安全。施工时利用挖掘机将中支墩区域的杂填土和淤泥质土全部清理干净,平均约1.5m深,开挖出的基坑全部采用级配片石(开山石)回填分层碾压,换填厚度为1.5m。其上浇注砼平板基础厚40cm,砼为C20。
为确保架梁的安全及减少和消除架梁过程的变形,待砼基础强度达到100%后,我公司对钢筋砼平板基础进行了预压,预压材料采用钢碇块,为了减轻预压钢碇的筹集工作压力,我公司将钢筋砼平板基础按照钢梁将其分成A、B 、C、D四块,每一块基础的压重定为200t。经压重后四块基础最大沉降为7ram,而且四角处的差异沉降最大为3mm。该觉降值均在容许范围内。由些可判断该中支墩基础是可行的。
2. 钢箱梁的现场架设安装
2.1.1吊装前的准备工作
钢箱梁每段自重达到50t,是一项高难度、高危险、高质量要求的任务,因此为钢梁出厂前就必须作好几方面的准备工作:
①场地准备:钢梁吊装采用高吨位大吊机,而且平板运输车需要将粱直接运输到场地中,因此为保证钢梁运及吊车的稳定,需要对架梁场地进行换填、平整、碾压及铺筑。原场地均为回填土,对部分回填土质量较差的区域必须进行换填,改用好土回填,然后将整个场地碾压密实,再铺筑30cm的级配片石(开山石)并碾压。铺筑开山石一方面可确保地基的强度,同时可保证雨天可正常吊装确保工期,保证整个吊装工作的流畅顺利。
② 进场道路准备:两桥头与架梁场地的高差达到4米多,需事先将运梁道路修筑完成。便道宽度定为8m,坡度控制在3%之内。由于桥两端均为路基回填土,而且土质为砂性土,土质优良,同时坡度较大,因此在控制了道路宽度和曲线半径后无须另作更强的处理。
③架梁场地的分布:本工程钢粱拟按D—C—B—A的顺序架设,因此在A梁外侧将架梁场地进行拓宽至少15米的范围,保证有足够的空间进行外缘A梁的吊装作业,而运梁便道也是由该处进入场地。
④机械设备的准备工作:根据钢箱粱的自重及吊装场地的情况和钢箱梁出厂运输的特点,吊装设备拟采用两台大吨位汽车吊,一台50t和一台80T,在钢粱进入工地前对汽车吊进行仔细的机械性能检查,确保吊车在吊装工作过程中的运转正常从而保证工程安全。
2.2.2 吊装施工程序
由于现场条件的限制,吊装工作只能由桥西侧单侧进行。位于桥东一侧已经开始开挖河道,另东侧距桥边1.5m远有一高压电线通过,吊车无法进行高空架设工作。正是于此使钢箱梁吊装只能由东侧两片(D1、D2梁)开始,最后于A梁(东侧)结束。由于本工程拟采用汽车吊作业,为使汽车吊能充分发挥出最大效率,尽可能地靠近钢梁安放的位置,从而一次性将钢箱粱吊装就位达到指定位置,从而加快吊装的进度同时更安全可靠,而不采用分级提升和降低吊机扒杆的方法,显然不利于吊装速度和安全度。这样临时中支墩立柱平台也得随着吊装顺序分期搭设,而不能一次将所有支墩平台安装完毕,使得运梁的平板拖车无法靠近钢粱安装位置。从上看出钢粱运输、起吊、搭设中支墩等工作要循环进行,相互配合,否则吊装工作会受到影响。
2.2.3 钢梁的调整及三维曲线梁的联接
随着钢桀的分批吊装,可同时穿插安排进行已吊钢梁的调整工作。微调工作的主要内容有:钢梁跨中和两端的平面位置,钢粱线型,钢粱各控制点标高等。吊车将钢箱梁吊上支承点后其位置一般难以完全达到设计和规范要求,尤其丽水桥为空间三维曲线梁桥,其平面上位于道路圆曲线上,曲线半径R=800m,D、C、B、A粱分别位于半径不同的同心圆上。纵向位于1.091%的道路纵坡上,横向坡度按1.5% 设置,因此任何一片梁无论是平面上,纵向标高上若出现较大误差,将直接影响到整个组合梁的安装质量和精度。因此每片梁在中支墩和桥台上必须进行全方位的精确调整,其难度是相当大的。
经全面复测后的各支点标高不是要升高就是要降低,也难以一次性将标高精确到位。对于出现的不同情况采取不同的调整方法和顺序。因为丽水桥位于道路纵坡上,纵坡坡度达到1.091%,为确保梁体安全和减少不必要的重复调整工作,依据实测的实际标高情况拟定不同的调整方法顺序。
A、B、C、D梁吊装完成并结束了平面位置调整工作后就立即着手进行空间的各项联接工作。本工程梁间联接工作包括跨中纵向高栓联接、中横梁(端横梁)焊接、一般横梁焊接和横向联接系的检焊联接等。整个梁件联接的难点在干定线控制、焊接顺序、防变形翘曲和施工监控等几个方面。
3.结语
本桥安装中关键一是拟定合理的焊接顺序和有效的防变形措施,从而确保全桥安装符合设计及规范要求,焊接顺序的安排主要遵循“对称、先主后次”的原则进行,尽可能采用自动焊,自动焊无法进行的情况下才使用手工焊。