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黄河上游库区大挑臂超宽整体式箱梁施工技术研究

一、 项目简介

乌海甘德尔黄河大桥主桥为六塔七跨双排单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥,全长760m ,其跨径布置为80+120×5+80m。塔高32.0m,塔梁固结,墩梁分离。主桥箱梁断面设计为整幅单箱双室大挑臂带肋箱梁,箱梁顶面宽度37.0m, 底板宽 18.0m,两侧悬臂长 9.5m,每隔 3.5m 横桥向通长设有横梁,有索区横梁厚 0.40m、无索区横梁厚 0.22m;边墩横梁厚1.5m,主墩横梁厚2.5m,主梁采用纵、横、竖三向预应力体系。主梁0#块节段长14.0m,方量959.4 m3。以单塔为中心共设15个对称悬浇段,1#节段长3.0m,2~15#节段长3.5m,方量93.1m3~119.2 m3,梁段自重大,最重2#块段重达333.6t。两侧边墩位置设18.85m(1.5+2.35+3×3.5+4.5)现浇段,边跨、次边跨、次中跨、中跨合龙段长度2.0m。

主桥梁体为单箱双室变高度直腹板箱形截面。0#段梁高6.0m,跨中处梁高3.0m,各跨梁底曲线线型采用圆曲线。斜拉索采用高强度环氧树脂喷涂钢绞线斜拉索体系,规格为 OVM250AT-37,按双排单索面扇形布置,全桥共30对斜拉索。主塔截面为实心八边形截面,钢筋砼结构,横桥向的宽度由塔顶2.371m渐变至塔根2.5m;纵桥向由2.5m变至8.0m。

为加大桥梁刚度,简化桥梁构造及施工过程,主桥采用塔、梁固结体系, 上部构造在主墩处与桥墩铰接,置于球形纵向速度锁定支座上。主桥采用纵向锁定器+横向耗能减震装置的组合抗震体系。

矮塔部分斜拉桥的设计和施工技术在日本等多桥国家已比较成熟,因其自身的优势和经济价值,被越来越多的国家认可。我国自漳州战备桥以后,也陆续修建了几座此类桥梁,积累了一些经验。

矮塔部分斜拉桥塔高较矮,塔身结构简单,施工方便;斜拉索应力变化幅度小,可采用较高的应力;主梁抗弯刚度大,可采用梁式桥施工方法,而无需像斜拉桥那样采用大型牵索挂篮,极大地方便了施工。在本桥施工中使用了带有特殊模板支撑形式的超宽、超重整体式挂篮,实践表明:该挂篮结构合理、经济实用。

二、 技术特点及创新点

1、 技术特点

(1)下游海勃湾水利枢纽工程2013年9月底下闸蓄水,蓄水后高水位达到1073.5m,水位变幅较大,库区内主桥上部施工组织难度加大。同时,所处黄河中上游宁蒙河段,冬、春季行流凌,栈桥、平台每年搭拆一次 ,加之乌海市的气候条件,有效工期仅为8个月。

(2)箱梁施工阶段所采用的抵抗偏心荷载的墩旁临时支撑支架,承受较大的支撑荷载,单根钢管最大竖向支撑力达到3500t,且需经历2个冰凌期,存在巨大的施工风险。

(3)大挑臂带肋箱梁悬浇施工用的挂篮设计,特别是针对每个节段中间横隔梁,如何设计挂篮模板支撑系统和走行系统是本工程的难点。

(4)按照设计,横梁内有一束横向预应力,设置在边腹板外侧与翼缘板底部三角横梁交接处,悬空操作,施工难度大。

(5)边跨现浇段支架、合拢段吊架设计时,需兼顾考虑相互整体性,水上便于拆除。

(6)六塔七跨矮塔斜拉合龙施工技术,如临时锁定装、置的安装、结构体系的转换等。是本工程难点。

2、 创新点

(1)挂篮行走的过程中采用液压系统,三片主桁架同步性好,行走稳定、偏位小。

(2)整幅超重挂篮设计时,采用钢管支架作为模板支撑系统,实用性强的手拉葫芦作为模板升降系统,模板分小块设计便于拆运等措施解决每个节段设置横梁等问题;采用内模系统先行拆除、以液压顶推油缸作为行走动力装置,解决挂篮行走问题。

(3)按照设计,横梁内有一束横向预应力,设置在边腹板外侧与翼缘板底部三角横梁交接处,预应力张拉前,拆除部分支架,外模下放,支撑在未拆除的钢管支架上,以翼缘板模板作为平台进行预应力张拉封锚施工;通过预埋孔将压浆管引到箱梁顶面压浆。

(4)在等强期,内模及支架提前拆除,外模整体以隔墙为界,分块提升、下放,内模可提前拼装,节约了工期。

(5)采用挂篮作为合龙段吊架,既完成了合龙、又有序的进行了挂篮拆除,大大节约了工期,取得了良好的经济效果。

三、推广应用情况

随着我国桥梁事业的发展,矮塔斜拉桥因其美观及施工方便,是近几年应用较多的桥型,乌海甘德尔黄河大桥位于黄河中上游乌海市海勃湾水利枢纽库区内,也是国内第一座悬臂浇筑大挑臂展翅矮塔斜拉桥。在本桥施工过程中,由项目测控部严格执行监控单位的指令,及时观测数据,便于监控单位对立模标高进行修正,保证成桥线性;主塔内斜拉索分丝管、梁段内拉索锚垫板、索导管预埋采用其在结构内的相对位置进行控制,用施工绝对位置进行复核,确保了工程的质量和效率;大桥挂篮采用后置式带用特殊模板支撑体系挂篮,施工时先移动挂篮后挂索,具有结构受力明确、移动方便、便于操作等优点;针对矮塔斜拉桥的施工环节的临时固结施工、墩顶0#块段施工、主塔施工、挂篮悬浇施工、合拢段施工和斜拉索施工,形成了大挑臂超宽整体式箱梁的施工工法,该工法具有实用性、科学性和经济型,对以后的黄河上类似矮塔斜拉桥工程实施有很强的借鉴和推广作用。

四、 效益分析

1、 社会效益

乌海甘德尔黄河大桥西起乌海的滨河西区规划道路,从西向东依次跨越黄河,横跨滨河大道,止于滨河新区的新110国道与运煤通道南连接交叉处,是内蒙古乌海市构建“一城两中心”的核心纽带,是建设“一横二环三纵”公路主骨架网的重要部分,也是打造“一刻钟生活圈、半小时经济圈、一小时城市圈”的关键环节。

乌海甘德尔黄河大桥主桥是国内第一座悬臂浇筑大挑臂展翅矮塔斜拉桥。它的优质高效建成,为黄河上游库区大挑臂超宽整体式箱梁矮塔斜拉桥施工提供了宝贵经验,同时也进一步增强了我局在黄河上桥梁施工领域的竞争力。

2、经济效益

就依托工程而言,通过工艺的优化,形成成套的施工技术,优质高效的完成施工项目,节约直接成本近200万元。

五、评审(鉴定)、专利和获奖情况

该项目2016年12月15日通过中交第二公路工程局有限公司鉴定委员会的鉴定。


项目承担单位:澳门新葡亰网址大全

参加单位:中交公路养护工程技术有限公司

联系人:宋霄

联系电话:18616500013

通信地址:上海市桃林路18号环球广场A座2607

邮政编码:200035


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2017年11月17日 星期五

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