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门式桥塔上横梁提升安装施工关键技术

来源:个人技术集锦
工程施工技术ConstructionTechnology门式桥塔上横梁提升安装施工关键技术

KeyTechnologyofUpperSeparatorLiftingandInstallationofPortalBridgeTower

俞沛然(中交二航局第四工程有限公司,安徽芜湖241000)

YUPei-ran(CCCCSHECFourthEngineeringCompanyLtd.,Wuhu241000,China)

【摘要】桥的上横梁结构尺寸较为特殊,福州洪塘大桥拓宽改建工程中,安装难度大。论文以此工程为例,详细阐述了门式桥塔钢

塔顶提升门架和支撑体系的设计与施工、制上横梁提升安装的施工方法,包括塔柱与上横梁预埋段施工、上横梁分块吊装及焊接以及上横梁滑移等施工内容。

揖Abstract铱IntheprojectofwidenedandrebuiltHongtangbridgeinFuzhou,thestructuresizeoftheupperseparatorofthebridgeisspecialandit

isdifficulttoinstall.Takingtheprojectasanexample,theconstructionmethodofliftingandinstallingthesteelupperseparatoroftheportalbridgetowerisgiven.Itincludestheconstructionoftheembeddedsectionofthetowercolumnandtheupperseparator,thedesignandconstructionofthetowertopliftinggantryandsupportsystem,theblockliftingandweldingoftheupperseparatorandtheslidingoftheupperseparator,etc.

【关键词】提升安装门式桥塔;上横梁;

揖Keywords铱portalbridgetower;upperseparator;liftingandinstallation【中图分类号】U448.25;U445.4【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2021.09.058【文献标志码】B【文章编号】1007-9467(2021)09-0181-03.com.cn. All Rights Reserved.1工程概况

跨新建福州洪塘大桥主桥为独塔双索面自锚式悬索桥,上径组成为50m+150m+150m+50m,采用半漂浮结构体系。质量约240t,横梁为钢结构,一次性安装提升高度约42m,结采用H构尺寸特殊,安装技术难度高。大桥主塔高71.307m,上形直立柱门式桥塔,主塔基础及塔柱为钢筋混凝土结构,高5.5m、长46m、质量244.2t,横梁为单箱矩形全钢结构,宽4m,结构细长比为11.5。

成整体。

3上横梁提升安装总体施工工艺

3.1上横梁预埋段施工上横梁预埋段长1m,为预应力钢-混凝土结构,采用C5045kg/m3)(铣削型,第1次浇筑钢纤维混凝土且分2次浇筑,锚下850mm厚混凝土,第2次浇筑封锚150mm厚混凝土。上横梁内布置36束15孔准s15.2mm高强度低松弛钢绞线,混凝土要求达到设计强度的100%后采用单端张拉,张拉控制应力1190.4MPa。

2施工方案

大桥主塔上横梁由钢结构厂家采用甲板货船运送至洪塘大桥附近水域,用浮吊将上横梁节段从侧面横桥向吊装放于滑轨上进行定位、焊接,成整体后通过滑移系统将其滑移至主塔正下方处,再利用塔顶门架上设置的提升系统将上横梁提升至标高+72.757m的位置,最后与上横梁预埋段进行焊接【作者简介】俞沛然工程师,从事大跨径桥(1987耀),男,安徽铜陵人,

梁工程施工研究。

3.2塔顶提升门架和支撑体系的设计与施工3.2.1塔顶提升门架的设计与施工

在主塔第14节施工时,对塔顶门机锚固系统进行预埋。采用前支点铰接支座,后锚固系统为保证其受力合理且明确,

混凝土浇支点精轧螺纹钢反拉固定。预埋件安装须精确定位,

筑前后应反复测量校对。精轧螺纹钢预埋应严格保证其垂直,防止偏心受剪而影响结构整体安全。后锚施工时须保证支点

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工程建设与设计Construction&DesignForProject处平整,采用钢板垫平,确保与混凝土面完全接触,后锚锚栓安装时采用扭矩扳手拧紧到位,确保后锚与混凝土间无缝隙。3.2.2承载桁架安装

承载桁架于后场分块制作,

采用250型塔吊安装。承载桁架由HM588伊300mm型钢组成,

2个菱形桁架间通过横梁及斜撑连接。单个菱形桁架于后场加工成整体,质量为7.3t,由塔吊整体吊装就位,采用坡口熔透焊焊接于预埋钢板上。3.2.3支撑体系的设计与施工

支撑系统用于上横梁整体提升到位后,

临时放置使用。采用斜牛腿支架,所有杆件为2HM588mm伊300mm型钢,单个支架设置4个牛腿,牛腿与支架间采用锥形螺母连接。斜牛腿在塔柱施工时埋设。

3.3上横梁分块吊装及焊接成整体

3.3.1上横梁分块吊装及拼接

上横梁整体吊装段长44m,因受现场场地条件、通航等级和市政桥梁净高等因素影响,

大型浮吊船无法进场,故将其分为3段

(13m+18m+13m)在钢结构加工厂内加工制作,用船运至现场,利用500t内河浮吊船整体起吊后安装拼接。3.3.2上横梁的焊接

3块梁段吊装拼接后开始焊接及相关作业。焊接顺序为梁段间顶板环缝焊接→底板环缝的焊接→嵌补段焊接→附属件安装定位焊接等。

现场焊缝焊接顺序:底板纵向对接焊缝→顶板纵向对接焊缝→顶底腹板横向对接焊缝→梁段接口部位腹板与顶底板角焊缝→底板、腹板纵向加劲肋嵌补段对接焊缝→纵肋与顶板、底板、腹板的角焊缝焊接。

3.4上横梁滑移

3.4.1液压同步滑移系统组成

滑移施工采用中央集控的计算机液压控制同步滑移系统,该系统由固定装置、中央集成泵站、力值和位移传感检测器、计算机控制等几个部分组成。

1)滑移轨道。在已建桥面上铺设2条滑移轨道,轨道采用P43钢轨,布置于已架设的钢梁斜腹板顶部,距离桥梁中心线8.85m,布置范围为主塔至大桩号方向60m。轨道与钢梁顶板通过支垫平整后,焊接固定,轨道压板按照两侧交叉布置,间距50cm沿轨道长度布设。

2)顶推油缸及夹轨器。顶推油缸是滑移系统的动力系182

统,提供动力来克服滑移构件的滑移摩擦力。根据滑移摩擦力的大小、单个顶推油缸的顶推力,配置顶推油缸数量。在每个滑床耳板处布置60t滑移液压爬行器及相应的夹轨器,两边各1套,共计2套。液压爬行器为两阶段组合结构,一端以楔形块与轨道连接,另一端以销接形式与滑移胎架或构件连接,中间利用动力油缸驱动爬行。

3)驱动部件。液压泵站是滑移系统的动力中枢,其安全性和同步性是整个滑移系统稳定工作的关键。液压系统采用比例同步技术,可提高整个滑移系统的同步性。

4)传感检测。传感检测主要用来获得液压油缸的位移信息、力值信息和整个构件的位置信息,并将这些信息实时传输给主控系统。

5)控制部件。液压同步滑移施工技术核心设备采用计算机中央集成控制,通过数据收集和控制指令传递,可实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。3.4.2滑移作业控制要点

横梁滑移施工应严格控制,应注意以下4个方面:(1)滑移前的检查;(2)预滑移,系统各部位调试后,中央集成控制系统进入“自动”操作程序,上横梁开始纵向滑移,滑移预过程中监控各点的位置与负载等参数,

观察系统的同步控制状况,根据同步情况对控制参数进行必要的修整;

(3)正式滑移,根据设计滑移荷载预先设定好泵源压力值,由此控制爬行器最大输出推力,控制滑移速度;(4)过程观测,通过位移传感器和预先在2条轨道上所标出的刻度监控同步情况,同时观测爬行器夹紧装置与轨道夹紧状况[1]。

3.5上横梁整体提升安装与就位上横梁滑移到位后,采用安装在塔顶门架上的千斤顶整体同步提升。上横梁整体提升段质量212t,总长度44m,总高度5.5m,整体提升高度41.25m。每个主塔柱顶布置1个塔顶门机,塔顶门机系统由承载桁架、吊具系统与锚固系统组成。每个塔顶门机上布置2台200t穿芯式油缸,共4台;提升吊耳安装在上横梁上翼缘,与提升用的钢绞线相连[2]。3.5.1提升安装设备工作原理

中央集控计算机液压同步提升系统由提升油缸集群、液压泵站、传感检测及计算机控制等部分组成。

1)承重部件。钢绞线及提升油缸是主要的承重系统,

用.com.cn. All Rights Reserved.工程施工技术ConstructionTechnology来承受构件质量。钢绞线采用正旋与反旋各1根的钢绞线抗拉强度1860N/mm2,破断拉力系统,单根直径15.24mm,260.7kN,伸长率在1%时的最小载荷221.5kN。提升油缸采保证满足使用用穿芯式,每台提升油缸出厂前应进行试验,要求。

2)液压驱动部件。液压泵站是提升系统的动力驱动部分。系统采用比例同步技术,可提高整个系统同步调节性能。

3)控制部件。液压同步滑移技术核心设备采用计算机控制,可实现同步动作和故障报警等多种功能。3.5.2提升准备与试提升

提升前对液压泵站、提升油缸和计算机控制系统做专项试运行和检查,检查所有支架结构。在正式提升之前需进行分级加载试提升。

40%、试提升前解除横梁与支架之间的连接,按20%、60%、70%、80%、90%、95%、100%比例进行分级加载直至结构全部离地。每次加载须严格按照程序进行:(1)操作。按要求分级加载,使油缸受力均匀且均达到设计值。(2)观察。各个观察(3)点应及时反映结构和构件情况。测量。各个测量点认真做校核。将数据及时反馈给好量测工作,及时反映量测情况。(4)现场施工控制组,比较实测与理论数据的差异。(5)分析。若有数据偏差,应认真分析,及时调整。(6)决策。工作状态满足控制要求,即可进行下一步操作。

试提升加载的每一个阶段应检查支架结构与提升结构。具体检查结构的焊缝情况、提升平台和地锚支架等是否可靠同时检查提升设备的连接、结构的变形是否在允许的范围内。液压泵站和中央集控计传感器工作是否正常,检查提升油缸、算机工作是否正常。

操作程序,开始进行横梁当中央集控计算机进入“自动”

观察整体提升。在提升过程中监控各点的位置与力值等参数,横梁两端的高差。根据同步情况,适时调整高差。提升高度≥30cm后在空中停滞一定时间,悬停期间加强观测整个提升进入正式钢横系统的状态。试提升检查无任何异常情况后,梁提升。

3.5.3上横梁就位与焊接

提升到位后利用塔吊安装支撑体系的横梁,上横梁落至利用4台200t的三向千斤顶进行精确定位,与预埋支架上,段焊接成整体[3]。3.5.4卸载与临时结构拆除

完成上横梁安装和焊接后,即可拆除塔顶提升门架和支拆除的主要起重设撑体系。拆除时严格按照拆除顺序进行,

拆除控制系统→拆除并吊放液压备为塔吊。设备拆除步骤:

系统→拆除提升地锚→拆除并下放提升油缸→逐根拆除钢绞线。

4结语

城市道路拓宽改造已成为城市经济发展的一种新趋势,施工难度较常规桥特别是城市桥梁改造,受各方面条件制约,梁更大。对城市桥梁大构件高空吊装难题,提出节段分块方法,满足运输及内河浮吊吊装要求。通过纵移和垂直提升系整体质量得到可靠保障。统,可满足大构件高空安装需求,

【参考文献】

[1]常海东,张小东,苏铠,等.大跨度钢梁提升结合滑移安装技术[J].施工技术,2018(S4):1661-1664.

[2]王宏.大跨度钢结构施工技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2015.技术[J].公路交通科技(应用技术版),2020(9):306-308.

.com.cn. All Rights Reserved.刘怀刚.池州长江公路大桥钢横梁和钢珠安装及精确定位[3]刁先觉,

【收稿日期】2021-07-09(上接第172页)【参考文献】

[1]史翔.装配箱现浇混凝土空心楼盖技术在工程中的应用[J].砖瓦世界,2019(4):36.

[2]林振霖.装配箱现浇混凝土空心楼盖技术应用:以福州正祥广场工程为例[J].福建建筑,2020(1):72-78.

[3]杨海峰.现浇混凝土空心楼盖施工技术应用[J].城市建筑,2020,17(18):121-122.

5结语

装配箱混凝土空心楼针对大跨度、复杂结构的工程项目,盖施工技术非常有效,虽然这种新型的施工工艺和技术克服了传统技术的限制,但技术应用时的流程复杂且涉及的技术应在技术应用时加强技术管理要点非常多,为提升工程质量,和质量控制,用工程实例效果促进该技术的推广。

【收稿日期】2021-08-04183

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