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公路 交通技术2 0 1 1年 1 0月 第 5期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t O c t 2 0 1 1 N o 5 位于 V型深沟的混凝土箱形拱桥施工技术 贺开伟 ， 周 杨 ( 中铁八局集团第一工程有限公司， 重庆4 0 0 0 5 0 ) 摘要 ： 以卧落大桥施 工为例 ， 介 绍位 于 V型深沟的混凝土 箱形拱桥 无塔 架缆 索 吊装施 工技 术， 为 类似 工程 施工提 供 参考。 关键 词 ： 混凝 土箱形拱桥 ； 无塔 架缆索 吊装 ； 施 工技 术 文章 编号 ： 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 7 3 0 5 中图分类号 ： U 4 4 8 2 2 3 文献标识码 ： B Co n s t r u c t io n Te c h n o lo g y f o r Co n c r e t e Bo x s h a p e Ar c h Br i d g e s L o c a t e d in V- t y p e De e p Tr e n c h HE Ka i we i ZHOU Ya n g 1工 程概 况 卧落大桥位于 四川省凉 山彝族 自治州木里县后 所乡大弯子村 以西 ， 是沿河通乡公路上的一座 重要 桥梁。桥址区地貌单元属 中高 山峡谷 区， 河谷两岸 山顶高程在 2 4 0 0 1T I 以上 ， 相对高差达 6 0 01 0 0 0 m， 山体 自然坡 度约 6 5 。 7 0 。 ， 局部呈陡壁 ， 坡 面较 完整 ， 冲沟发育深度不大。 该桥主桥为 1 7 0 m箱形拱桥 ， 引桥采用预应力 混凝土空心板梁。桥跨布置形式为 2 0 i n+1 7 0 1T I + 2 0 IT I ， 总长 2 2 2 I n ， 总宽 7 m。主桥净 跨径为 1 6 0 r f l 的 C 5 0钢筋混凝 土箱形拱箱 ， 净矢高 2 6 6 6 7 m， 矢 跨 比 1 6 ， 采用悬链线拱 箱 ， 拱轴系数 1 7 5 6 。拱箱 采用无塔架缆索进行吊装 ， 每个箱肋分 7段 ， 节段长 2 4 6 7 2 5 1 9 1T I ， 宽 1 7 11 8 6 i n ， 节段最大 吊装 重 9 5 t 。拱上建 筑采用梁式建筑形式 ， 主桥桥 面纵 梁为 C 4 0先张法预应力混凝土 T梁 ， 梁高 0 9 m， 宽 1 3 9 5 ( 1 3 9 ) IT I ， 长 9 9 6 ( 9 9 4 ) 11 1 ， 横 向 5片对称布 置 ， 共 8 5片， 单片最大吊装重 1 6 t ； 引桥桥面纵梁 为 C 4 0后张法预应力混凝 土空心板 ， 板高 1 1 1 1 ， 宽 1 5 m， 长 l 9 9 4 1 T I ， 横 向4片对称布置 ， 共 8片 ， 单 片最 大 吊装重 4 6 t 。卧落大桥 的结构形式及桥跨布置如 图 1所示 2吊装 系统设计 由于桥址区两岸原始地貌较陡峭 ， 纵坡起伏较 大 ， 横向坡也较陡 ， 给缆索、 缆风布置带来较大难度 ， 收稿 日期 ： 2 0 t 1 0 71 5 作者简介 ： 贺开伟 ( 1 9 6 7一) ， 男 ， 重庆市人 ， 本科 ， 高工 因此 ， 根据现场地形特点 ， 结合实际设备性能 ， 拟采 用无塔架 、 地锚式缆索 吊装施工方法 ， 确定缆索系统 的吊装索跨为 2 7 I T I + 3 0 2 n a 。左岸主地锚采用 卧式 地锚 ， 主索从左岸主地锚引出来经地锚前 2 7 I T I 处主 索鞍到右岸主地锚 ； 右岸主地锚采用桩式地锚。缆 索吊装系统布置见 图 2 。 全桥共设置 2个扣索地锚 ， 左岸扣索地锚位于里 程 K 0+ 3 8 m处 ， 锚顶高程为 1 8 9 8 m； 右岸扣索地锚 位于里程 K 0+ 2 3 2 IT I 处 ， 锚顶高程为 1 9 0 0 in 。左岸 扣索地锚与扣索索鞍间挖 1 1T I 深凹槽 ， 以便将扣索滑 轮组布置在拱箱横移轨道下方 ， 不妨碍拱箱的横移。 扣索地锚全部设置为卧式地锚 ， 规格均为 8 i n ( 长 ) 2 5 1 T I ( 宽 ) 4 I T I ( 深) ， 覆盖 C 3 0混凝 土作 为压重。地锚预埋 2 2 b工字钢 ， 直接用 0 4 8 mm钢 丝绳穿绕过工字钢作为预埋千斤 扣 ， 再与扣索平衡 轮连接。千斤扣全部为 2圈 4线 ， 共布置 1 1 根 。 2 1吊重确认 缆索设计载荷 ： 拱箱最 大 自重为 9 5 0 k N； 缆索 系统最大 吊重 1 6 1 4 k N( 包括拱箱 自重 、 吊扣点 、 主 跑车、 起重索 、 配重等重量 ) 。 2 2主索系统布置 主索道主索由 1 2根 0 5 6 m m、 等级为 1 7 7 0 MP a 的钢丝绳组成。主索架设从左岸 主地锚开始 ， 通过 左岸主索索鞍， 穿过主跑车 ， 再穿过右岸主地锚前的 锁绳器和右岸主索平衡轮 ， 最后通过主跑 车再穿 回 来 ， 反复走 1 2线后 ， 在左岸主地锚前 ， 利用 2台扣索 卷扬机将主索收紧。 左岸 主索平衡轮直接与预埋 的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 4 公路交通技术 2 0 1 1年 f h ) 平 面 单位： m 图 1 卧落大桥示意 主地锚千斤扣相连 ； 右岸主索平衡 轮与主索滑轮组 相连 ( 主索横移使用 主索滑轮组 ) ， 再将主索滑轮组 固定在右岸主地锚千斤扣上 。主跑车布置见图 3 。 需要说明的是 ， 从 主跑车 出来 的主索在到达右 岸主索平衡轮前 ， 须先穿过主索锁绳器 ， 以保证主索 间距与主跑车主索间距一致 ， 便 于以后 吊装过程 中 牵引索的牵引。 2 3牵引系统布置 牵引索由 8线 2 4 mm钢丝绳组成。如图 4所 示 ， 牵引索从牵引卷扬机 1出来后 ， 通过卷扬机处转 角滑轮到达牵引定 滑轮处 的转角滑轮后 ， 进入动定 滑轮组 ， “ 走 ” 8线后 ， 同样通过 2个转角滑轮进入另 一 台牵引卷扬机 2 。由于 1台卷扬机的容绳量不足 以保证将拱箱都安装 到位 ， 故全桥缆索 吊的牵引卷 扬机需要 4台来完成。主跑车在空车回绳过程 中， 为了提高效率 ， 同侧 2台卷扬机可以同时工作 ， 以保 证 提 高 牵 引 速 度 ( 单 台 卷 扬 机 牵 引 速 度 为 1 2 m s ) 。 L J l _ n r1 J L 一 2 4 起重系统布置 全桥拱箱 起 吊采用 双 吊点 ， 每个 吊点 由 2组 “ 走” l 4线动定滑轮组构成 ， 全桥共 4个主跑车动定 滑轮组系统。左岸起重绳从卷 扬机 出来后 ， 经卷扬 机基础和主索鞍基础 2处的转角滑轮进入主跑车滑 轮组 ， “ 走 ” 1 4线后 ， 出绳端通过另一侧 主跑 车上 的 滑轮后固定于对岸 主地锚千斤 扣上 ； 右岸起 重绳从 卷扬机 出来后 ， 经卷扬机基础和右岸 主地锚 2处的 转角滑轮进入 主跑车滑轮组 ， “ 走 ” 1 4线后 ， 出绳端 通过另一侧 的主索 鞍后 固定 于对岸 主地 锚千斤扣 上； 其余 2 个主跑车起重绳按相同方法布置。 2 5 扣索系统布置 为了使拱桥箱梁在 吊装过程 中各扣索间不产生 干扰 ， 把左右岸拱箱第 1 、 2号扣索设置在其 独立 的 扣索地锚上 ； 左岸第 3号扣索通 过主索鞍基础处 的 扣索索鞍 ， 锁定于左岸主地锚。 通过计算 ， 当吊装边箱拱箱时， 各扣索 出现的最 大张力、 规格 、 破断力及安全系数见表 1 。 断 lv 姒 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 第 5期 贺开伟 ， 等 ： 位 于 V型深沟的混凝土箱形拱桥施工技术 7 5 k O -87 k O-( ff ) l k0+ 】 一 一 左岸 左岸 图 2 缆索 吊装 系统布置 右岸 表 1 扣 索计 算结果 图 3 主索与牵引索布置 扣索安装时 ， 先用人工 把扣索抬至待 吊装拱箱 锚 的顶部 ， 将其前端与待吊拱箱节段锁头固定 ， 完成后 扣索随拱箱一起 吊装就位 ， 然后调整拱箱定位点标 高至监控理论值 。此时利用 2台卷扬机两端 同时将 扣索收至收紧状 态 ， 同时缆索主跑车前后 吊点分级 同步卸载 ， 卸载与扣索作业同步进行。扣索收紧时， 确保设于拱箱节段上定位点的高程变化值始终控制 在 05 c m， 尽量不低 于监控提供 的理论 预定值 。 同时， 应保证相邻节段间的高差控制在设计理论值 允许范 围(一0 51 0 c m) 内， 直至 吊点完全松弛 ， 扣索收紧至设计值为止。高程控制符合要求后， 再 利用两侧缆风绳调整拱段轴线位置 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 6 公路交通技术 2 0 I 1丘 左岸 图4 牵 引系统布置 接头3 接头3 一 l U ( ) 节段划分示意 _ _ 23 2 5 2 7 ： 8 2 6 2 4 2 2 1 _ - 9 I l 1 3 I 4 l 2 1 0 8 r 2 4 6 5 3 1 丫 丫 、 1 6 I 8 2 0 2 l I 9 1 7 1 5 I 7 -2 6 小 里河 I ( b ) 拱箱断面 单 位： n l 图 5 拱箱节段划分及横 断面示 意 3 拱箱吊装 主拱箱采用单基肋合龙方式进行合龙。基于单 基肋合龙原则 ， 按照先中箱后边箱 、 单片拱箱左右两 岸对称的原则进行吊装并及时拉好拱箱缆风绳 。调 好位置标高后 ， 焊接接头型钢 ， 穿好拱箱联结螺栓 ， 以增加拱箱 的接头稳定性 。首先吊装桥轴线处上游 2片边段 ( 挂扣索 、 设风缆 ) ， 后 吊装第 2 、 3段 ( 挂扣 索、 设风缆 ) ， 再 吊装下游 2片边段及第 2 、 3段 ， 依次 类推。按两岸对称次序 ， 分别 由 2组主缆索将其余 各拱箱节段吊装就位 ， 如 图5所示 。 吊装接头横梁混凝土浇筑顺序 为： 接头 1 一 接 头 2 一接 头 3 。 纵缝混凝土浇筑顺序为 ： 吊装段 l 一 吊装段 4 一 吊装段 2 一 吊装段 3 ； 横桥 向的顺序 为先 中间纵缝后两侧 纵缝 ： 一 一， 如图5 ( b ) 所示。 合龙段拱箱 吊运就位 时， 用 2台水 准仪 观测 4 右岸 个接头标高 ， 用全站仪控制拱肋 中线。缓慢放松起 重索 ， 待合龙段左 、 右两端头比设计值高出 I3 c m 时 ， 关 闭起重机。按照先边扣索后次边扣索的顺序 ， 两侧对称 、 均匀地放松扣索 ， 反复循环进行 ， 直至与 拱顶段接头合龙。合龙后 ， 旋转接头螺栓 ， 调整拱肋 中线位置， 偏差控制在 2 c m范围内， 然后 固定风缆。 无塔架施工 中各阶段 的松索 ， 相 当于有支架施 工时的卸 架 ， 应特别 注意 使拱 肋 由悬挂 状态 逐渐 过渡到安全 成拱 的稳定 状态 。应注 意 以下几 点 ： 注意观测 控制各 接头 标高 的变 化 ， 防止 出现 反对 称变形 ， 导致拱肋 开裂 ， 甚至纵 向失 稳。松索顺序 严格按照边扣 索 、 次边 扣索 、 起 重索 的顺 序 ， 对称 均匀地松卸 ； 每次 松索量宜小 ， 一般各 接头标高变 化不超过 2 e m。 纵 向联接包括接头螺栓、 接头上下及侧面缀板 焊接 ， 横 向联接为拱箱间上下顶 面缀板焊接及侧板 间的拉杆联 接。焊接顺 序对称进行 ， 采取分层 、 间 隔、 交错施焊 ， 每层不可 1次焊得过厚 ， 注意防止周 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年第 5期 贺开伟 ， 等 ： 位 于 V型深沟的混凝土箱形拱桥施工技术 7 7 围混凝土因过热被烧 坏 ， 电焊后必须拧紧各接头螺 栓并焊死 。 接头混凝土灌注前 ， 需对拱圈接头 、 跨 中及 1 8 跨径处 的高程和各肋 中线进行全 面观测 ， 若 发现不 符合规范要求 ， 应 立即采取措施加 以调整。接头混 凝土分 2次灌注， 单基肋合龙后灌注 1 次 ， 待所有合 龙段全部合龙后再灌 1次。为加强基肋合龙后的整 体性 ， 纵向接缝也可 间断地灌 注一定厚度 混凝土。 肋间( 及拱 圈) 混凝土灌注前还应按 上述要求 的位 置对高程进行全面复测 ， 并做详细记录。 4结 束语 在位于 V型 深沟 峡谷地 区， 采 用无塔 架 的缆 索 吊系统成功完成 卧落大桥混凝 土预制箱 梁 的吊 装施工。此种 缆索 吊系统采 用 卧式 、 隧道 式 等不 同的地锚形式 适应 施工 现场地 形 ， 无 须另 外增 设 索塔 ， 充分 利用 桥位两 侧 陡峭 山壁做 为其 主索 承 力结构 ， 施 工方 便快 速 、 经济 实用 ， 可为类 似工 程 施工提供参考 。 参 考 文 献 1 徐伟， 苏宏阳， 金福安 土木工程施工手册 M 北 京： 中国计划出版社， 2 0 0 2 2 周水兴， 何兆益， 邹毅松， 等 路桥施工计算手册 M 北京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 1 3 路桥集团第一公路工程局 J T J 0 4 1 -2 0 0 0 公路桥涵 施工技术规范 s 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 0 4 顾安邦， 孙国柱 拱桥上、 下册 M 北京 ： 人民交通出 版社 ， 1 9 9 9 5 交通部第一公路工程总公司 公路施工手册 桥涵 ( 下 册) M 北京： 人民交通出版社 ， 1 9 9 9 6 杨文渊 实用土木工程手册( 第三版) M 北京 ： 人民 交通 出版社 ， 2 0 0 0 7 杨文渊 起重吊装常用数据手册 M 北京： 人 民交通 出版社， 2 0 0 1 8 刘龄嘉 桥梁工程 M 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 6 9 邵旭东， 程翔云， 李立峰 桥梁设计与计算 M 北京： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 7 1 0 李自光， 等 桥梁施工成套机械设备 M 北京 ： 人民交 通 出版社 ， 2 0 0 3 ( 上接第 6 7页) 2 )在成桥 阶段， 虽然波形钢腹板箱梁 由混凝土 3 赵晓萍， 高翔 矮塔斜拉桥静力特性的对比分析 收缩徐变引起的钢束预应力损失 比 P C箱梁大1 J I t J I I 建筑， 2 0 0 8 ( 4 ) ： 4 3 1 4 3 4 3 6 ， 但波形钢腹板箱梁上下翼缘压应力为 P C箱梁 4 陈宝春， 黄玲， 吴庆雄 波形钢腹板部分斜拉桥 J 0 9 91 6 6倍 ， 故预应力储备比 P C箱梁高。 世界桥梁, 2 0 04( 4 ) ： 4 - 5 3 )整体 升温 、 降温及 正负梯 度温 度作用 下 ， 2 从春， 智， 肖汝诚 矮塔斜拉桥研究的新进展 种 主 妻 箱 梁 桥 的 结 构 与 受 4 ) 成 桥 状 态 下 ，波形钢腹板矮塔斜拉桥墩底竖 2 0 0 5 ( 2 ) ： 1 -4 一 向反力 比 P C箱梁矮塔斜拉桥小 6 ， 箱梁重量减轻 7 孙虎平 ，高中俊， 郭红军， 等 波形钢腹板在桥梁结构中的 1 6 ， 可有效实现主梁的轻型化 ， 且减少下部结构的 应用与展望 J 城市道桥与防洪 ， 2 0 1 l ( 2 ) ： 2 7 2 9 工程 量 。 8 薛光雄 多跨连续波形钢腹板 P C组合梁施工关键技 参 考 文 献 2 0 1 0 2 何新平 矮塔斜拉桥的设计 J 公路交通科技， 2 0 0 4 1 0 中交公路规划设计院 J T G D 6 0 -2 0 0 4 公路桥涵设计 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m