安庆长江铁路大桥于2009年03月20日开工建设,2015年12月01日建成通车。大桥主跨达580米,系世界上跨度最大的铁路桥。
安庆长江铁路大桥是一座六跨连续钢桁梁斜拉桥,大桥全长29968米,主桥长1363米,估算总投资195亿元。大跨、高速、重载是大桥的特点,主跨达580米,正桥钢梁采用具有自主知识产权的第五代高性能WNQ570(Q420qE)桥梁钢,三片主桁承重,正交异性板铁路整体桥面,新型栓焊组合式双幅拉板索梁锚固等新结构,是当前同类铁路桥梁中跨度最大的。
安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路重要组成部分和控制性工程。主桥为双塔三桁三索面六跨连续非对称钢桁梁斜拉桥,长1363米。
中铁大桥局股份有限公司分别在安庆和池州两地同步进行大桥的施工,大桥的两个主墩钢围堰为外径56米、内径52米的圆环形无底板双壁结构,都是分成三节拼装。安庆侧主墩钢围堰现拼装的底节高度为103米,需要拼装32块单元块,拼装施工平台由三条承重1500吨的铁驳船连接而成。
2012年12月19日,安庆长江铁路大桥边跨合龙段最后一根杆件顺利对接,这标志着世界最大跨度的四线铁路斜拉桥——宁安城际铁路安庆长江铁路大桥全桥精确合龙。
原谅我暂时还不能用通俗的语言表达我学习的这门课程!别急我会努力改变!
说到桥,我的第一反应就是那座小学课本中的——赵州桥。
它坐落在河北省赵县洨河上。建于隋代,由著名匠师李春设计和建造,距今已有约1400年的历史,是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。
通过科技的发展,现在常见的桥梁除了拱式桥,还有梁式桥、钢架桥、悬索桥、组合体系桥等
接下来开始本文正题,我会介绍从桥梁是如何开始建造到建造完成、验收合格等一系列过程。
一,模板、支架、拱架的制作安装
1,支架立柱必须落在有足够承载力的地基上,且立柱底端必须放置垫板或混泥土垫块,另外地基严禁水浸泡
2,通行孔加设护桩、安全网,夜间设置警示灯,限高架放置在入口处
3,支架或拱架不得与施工脚手架、便桥相连
4,安装完毕,验收;绑筋之前先预压;浇筑之前再检查一遍。
二,施工过程
1,预应力混凝土基本规定
①优选硅普硅,不用渣和灰
②阻锈密实保护层
③预应力筋采用应力控制法张拉
④伸长值校核应控制在±6%
⑤伸长值从初应力开始量测
2,预应力施工又分为先张法和后张法
3,桩基础施工方法与设备选择(以钻孔灌注桩基础为例)
①成孔方式:先看地下水,再看土或岩
有水作业可用正反循环,二冲一旋+潜水钻
干作业可用人工扩底长螺旋
有岩石作业可用二冲一旋+爆破扩底
②泥浆护壁成孔
1)宜选高塑性黏土或膨润土
2)泥浆相对密度小于110;含砂率不得大于2%;黏度不得大于20Pas
3)泥浆池安全:护栏、警示标志、示警灯
4)每钻进4~5米验孔一次;注意要低锤密击(冲击钻)
5)灌注结束下笼子(长螺旋)
6)跳挖(旋挖钻)
7)以安全为前提(人工挖孔),大于16米专家论证,护壁搭接不小于5㎝,混凝土大于25mpa拆模
4,装配式梁(板)施工(以现浇预应力梁为例)
①支架法
1)地基承载力和底部排水措施应符合要求
2)预压消除非弹性变形
3)设置预拱度,消除弹性(梁体和支架)变形
4)防止支架不均匀下沉
②移动模架
1)工作缝在弯矩零点处
2)模板平面尺寸、高程、预拱度的误差必须控制在容许范围
③悬臂浇筑
1)1组参数
挂篮质量与梁段混凝土的质量比值控制在03~05
4个2:允许最大变形20mm,施工、行走时的抗倾覆安全系数大于2,自锚固系统的安全系数大于2,斜拉水平限位系统和上水平限位安全系数大于2
2)3个顺序
0号→悬浇段→边孔段及合龙→中跨合龙
张拉:上下左右对称张拉
合龙:先边后次再中跨
3)4个段落
墩顶段,悬浇段,边孔现浇段,合龙段
4)悬浇要求
验收:篮板钢管预埋件,材料配比机械缝
原则:对称平衡,每段从悬臂前段开始
5)合龙
长度宜为2米,将两悬臂端合龙口予以临时连接,预加压重逐步撤除,气温最低时进行,合龙段混凝土强度提高一级,支座反力调整,高程控制为主
6)高程控制
挂篮前端垂直变形,预拱度设置,施工中已浇段实际标高,温度影响
三,拆除(模板,支架)
1,工前准备阶段
①单位资格合格
②人员持证上岗+体检,并佩戴安全帽、安全带、防滑鞋
③方案需审批论证
论证:滑模、爬模、飞模(模板工程);高度8m以上、跨度18米以上、总荷载15KN/㎡以上、集中线荷载20KN/m以上(混凝土模板支撑工程);单点集中荷载700KG以上(承重支撑体系)
2,施工
①设置作业区,警示标志,专人值守,非作业人员严禁入内
②机械拆除,专人指挥
③由上而下追层拆除,严禁上下同时作业
④严禁敲击、硬拉,严禁抛掷
⑤拆除后,相关物品分类码放
四,质量检查与验收
1,裂缝分类及原因
①分类:表面、深层、贯穿
②原因:1)温缩变形(水泥水化热、约束条件、外界气温变化)
2)干缩变形(水分蒸发)
3)沉陷裂缝
2,防裂质量要点
方案:材料配比模板撑,浇振温控和养生
1)材料要求和配合比设计
2)支架模板及支撑搭设与拆除的稳定性,安全性措施
3)混凝土的搅拌、运输和浇筑方案,分层、分块浇捣措施
4)温度控制(混凝土的测温和降温等措施)
5)养护措施
3,非沉陷裂缝预防
①水泥骨料外加剂
1)水泥:水化热较低的水泥
2)骨料:严格控制骨料的级配及含泥量
3)外加剂:选用合适的缓凝剂、减水剂等改善混凝土的性能
②入模两度分层浇
1)入模深度20mm以内
2)全面、分段、斜面分别分层利用浇筑面散热
③内降外保控温差
1)内部降温法降低混凝土内外温差
2)利用草袋,土工布等覆盖,保持混凝土内外温差20℃以内
④二三四周养生期
1)硅普混凝土养护14天
2)矿渣、火山灰等混凝土养护21天
3)高温期温润养护28天
4,沉陷裂缝
确保模板支架和地基的强度刚度稳定性,避免过早拆模
桥梁的全部的施工流程就介绍完了,总结一下,先从安装工程到施工的过程,再到拆除工程,最后质量的验收,一座桥梁完美诞生!
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一、概述
南京长江二桥主桥为双塔双索面全焊钢箱梁斜拉桥,主跨628m,钢箱梁施工采用节段制造及预拼,运抵桥位后吊装、匹配及桥上环缝焊接。预制钢箱梁节段按长度和结构分为十二种类型,共 93个梁段,钢箱梁横断面宽382m,中心高35m,标准梁段长 15m,重量276t,全桥钢箱梁长1238m,总重23万t,材料采用16Mnq钢。
根据钢箱梁的施工特点,并考虑钢板规格及运输等影响因素,采用异地造桥的总体模式,划分三个阶段,即在厂内、汕头工地制作板块及各种零部件;靖江工地进行钢箱梁组焊及节段预拼,桥位进行预制钢箱梁节段匹配及接口焊接、栓接。
桥上拼装作业内容包括:排架区钢箱梁接口匹配,悬臂吊装钢箱梁接口匹配,焊前接口精匹配,其他件装焊、栓接,焊接变形及线型控制等。
钢箱梁吊装顺序:钢梁吊装分为两个阶段,第一阶段是排架区梁段的吊装,通过350t浮吊完成吊装作业;第二阶段是悬臂吊装(包括边跨合龙和跨中合龙),通过桥面吊机完成吊装作业。见图1所示吊装分区。
桥位施工总体工艺流程:①钢箱梁节段运输及吊装、接口匹配(高程控制、中轴线控制、焊接顺序选择);②接口精匹配,焊前准备,高强螺栓初拧;③接口环焊缝焊接,探伤,高强螺栓终拧;④嵌补段拼装焊接;⑤接口涂装。
二、钢箱梁节段接口匹配
l钢箱梁预拼装接口匹配钢箱梁纽焊结束之后,在总体预拼胎架上7~10段箱梁进行实桥立体预拼装:完成制造线形(拱度、桥轴线、预拼长度)及接口匹配(安装角式匹配件、止推板、对位螺杆底座、划检查线),预拼钢箱梁节段在胎架上设置6个支承点,分布在箱梁两端横隔板上。
2排架区梁段的吊装接口匹配根据吊装顺序,排架区匹配梁段包括:塔下N(S)A1~N(S)J1共14段;边跨N(S)A20~N(S)A16共10段,梁段摆放在排架上,支承点在纵隔板与横隔板的交叉点位置与预拼状态基本一致,因预制节段经过运输和吊装,外形尺寸总有所变化,以一定的量值反映在标高、桥轴线和接口匹配上,为确保架设线形和环缝焊接,在接口匹配时遵循以下工艺程序,从箱梁横断面竖向刚性强的地方至刚性弱的地方依次完成匹配为原则:①在主控点标高和桥轴线满足要求的前提下,保证外腹板上顶面平齐(刚性处),顶板止推板和角式匹配件密贴;②顺序连接角式匹配件的螺栓和冲钉;③紧固接口对拉螺杆,核查接口检查线,依据桥轴线偏位控制在±2mm内。
在排架区梁段匹配中,主控点标高与接口匹配往往存在矛盾,原因为:吊装主控点标高偏差不大于±15mm,严于预拼拱度控制标高(不大于 6mm)偏差,而且标高测点不在同一位置;运输及吊装影响等。为了保证主控点标高和桥轴线满足设计要求,在必保顶板匹配的前提下,底板的缝口可适当调整,但不大于15mm
3悬臂吊装接口匹配悬臂吊装接口匹配施工程序:①调整梁段斜率、高度,使顶板中轴线区域基本平齐,连接中轴线两侧匹配件的螺栓和冲钉;②调整梁段高度,使顶板纵隔板处止推板平齐,同时测量吊装梁段的前点标高,使其满足设计要求;③检查梁段底板的缝隙是否接近预拼状况(匹配件密贴或焊接间隙不大于15mm;若主控点标高与接口底板匹配存在矛盾,在兼顾线型和焊接缝隙的前提下相互勾借);④用千斤顶使待匹配箱口主腹板平齐,通过边顶板处对拉螺杆根据桥轴线情况调整检查线;⑤复测标高合格后,接口其他匹配件按图3所示顺序连接完成,装焊腹板剪力键,测量桥轴线。⑥依据线型情况决定环缝焊接顺序。
悬臂吊装接口匹配应注意以下几点:匹配梁段上不得放置除吊机以外的其他施工荷载;所有匹配件连接完成后,不允许采用桥面吊机强行提升梁段达到调整标高的目的;匹配时应根据前梁斜拉索第二次张拉后测得的主梁轴线偏差,在偏向侧的接口匹配件上放置2mm垫片,因顶、底板焊接收缩差引起远端挠头,底板及斜底板上的匹配件间放置2mm垫片。
悬臂吊装,因2个匹配梁段处于两种受力状态,横断面在外腹极处平齐的条件下,接口除匹配件地方外仍存在较大的高低偏差(25mm)。
在焊接之前接口精匹配,要求保证接口面板高低差不大于05mm,由于存在图 4所示悬臂吊装接口匹配情况,给后序精匹配带来很多困难。在接口匹配完成之后,通过吊机卸载使吊装梁段的部分重量转换到腹板剪力键上,可减小接口高低偏差,但会影响远端主控点标高,最终未能采用。为减小内应力,对桥式纵隔板,将位于接口隔仓内的圆管与节点板之间的焊缝在精匹配之前气刨开,通过千斤顶压平接口,并用马板固定的方法使接口完成精匹配,待吊机前移吊装下一个梁段后,再焊接圆管与节点板之间的焊缝。
三、桥位接口焊接变形
在保证预拼线型及吊装匹配线型的前提下,环缝焊接是桥位施工中对线型影响较大的因素。为了有效控制焊接变形和主桥线型,对环缝焊前(打点距离300mm)和焊后进行跟踪量测,经过数据统计和分析,环缝在各种焊接间隙范围内的焊接收缩平均值。
数据可以看出,顶板在焊前U型肋高强螺栓已经初拧,相对约束较底板大得多,其收缩量普遍比底板小10~20mm,两侧外腹板、斜底板焊接间隙不同将导致焊接收缩的差异,引起梁段远端标高和桥轴线的变化,经过焊前和焊后观测,线型变化量与几何量值相接近,为有效控制焊接变形采取以下措施:运用反变形的原理在接口匹配件之间预加钢垫片;根据远端标高选择先焊顶板或先焊底板;根据桥轴线偏位选择先焊上游侧外腹板、斜底板或先焊下游侧外腹板、斜底板;精匹配时采用刚性较大的马板并减少间距等措施。
四、结论
在钢箱梁节段预拼的基础上,通过对不同的接口压配状态下考虑焊接收缩的影响。并采取相应的装配工艺措施和施焊顺序。使接口环缝焊接和架设整体线型得到了良好的保证,完全满足设计要求。
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