獨(dú)塔小半徑曲線斜拉橋施工的關(guān)鍵技術(shù)
2017-03-20
1工程特點(diǎn)和施工的主要難點(diǎn)
1.1工程特點(diǎn)
1）獨(dú)特的塔梁索結(jié)構(gòu)。其塔身呈仙鶴形狀，橋的截面為空心不規(guī)則矩形，偏向于重心的設(shè)計(jì)方式；而在主梁設(shè)方面的設(shè)計(jì)主要采用半徑以及寬都不相等的兩段曲線單箱三室箱梁結(jié)構(gòu)；而橋梁斜拉索方面也要設(shè)計(jì)出不對稱的單索面，并且在塔的側(cè)面還要加設(shè)錨墩和背索設(shè)計(jì)；
2）橋梁設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。根據(jù)塔梁索在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有其獨(dú)特性，且主梁的位置處于整個(gè)橋梁的曲線上面，因此使得整個(gè)斜拉橋的結(jié)構(gòu)處在了一個(gè)三維的空間當(dāng)中，且對于它的坐標(biāo)在計(jì)算也控制方面也是非常復(fù)雜的；
3）結(jié)構(gòu)受力體系復(fù)雜。由于斜拉橋在結(jié)構(gòu)方面的幾何是非常復(fù)雜的，因此，整個(gè)主梁與異形的重心都偏向于塔柱，再由斜拉以及背索在水平方向的力的作用下，使得整個(gè)橋梁在維空間的受力情況下處于復(fù)雜且平衡的狀態(tài)。
1.2施工難點(diǎn)
1）橋梁的主邊上的主梁是處在小半徑曲線的位置上，由于橋梁在空間上的受力情況不同，因此對于橋梁的整體線形的有效控制的關(guān)鍵就是對于施工方案的選擇以及對于施工工況的監(jiān)控；
2）在橋梁施工的過程中，由于側(cè)重主梁會(huì)對于主跨主梁造成縱向與橫向的偏移情況，并導(dǎo)致斜拉索的支座受到一定程度的扭轉(zhuǎn)，因此確定側(cè)重主梁的施工方案就顯得尤為重要了。
2總體施工方案及主要施工流程
1）對于主邊的跨主梁來講，主要采用的是預(yù)偏位移支架的方法來對其進(jìn)行施工，具體將其分成三段來全方位的實(shí)施現(xiàn)澆施工；對于配跨主梁來講，主要采用的是端頭懸挑支架的方式來對其進(jìn)行現(xiàn)澆施工；對于主塔來講，主要采用的是塔吊配合翻模的方法，來逐段進(jìn)行澆筑施工；對于斜拉索來講，主要采用的是分別掛設(shè)和單根不對稱張拉有機(jī)結(jié)合的方式來進(jìn)行施工；
2）從主要的施工流程上來看，首先施工的是32號主墩；其次施工的是0號主墩；第三施工的是索塔各個(gè)節(jié)段；第四施工的是錨墩；第五施工的是邊跨的主梁；第六施工的是主跨的主梁；第七施工的是斜拉索第M01至M09以及S01至S09索；第八施工的是錨墩橫梁合龍段；第九施工的是斜拉索第M10至M11以及S10至S11索；第十施工的是斜拉索B01、B02，M10至M11，以及S10至S11索；最后一步施工就是支架的拆除。
3施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)
3.1主梁施工
小半徑曲線的主梁在預(yù)應(yīng)力與斜拉索的拉力共同的作用下，出現(xiàn)縱向壓縮和橫向方向的水平位移因此，在橋梁設(shè)計(jì)中所采用的支架以及模板等等結(jié)構(gòu)會(huì)對于主梁的縱向與橫向方面的變形與位移產(chǎn)生一定的約束力，如果在這方面處理不當(dāng)，將會(huì)對于整體的線形以及應(yīng)力方面產(chǎn)生直接的影響。
1）支架的設(shè)計(jì)與施工
在對曲線斜拉橋進(jìn)行施工的這一過程當(dāng)中，其主梁的成功與否直接取決于支架，它作為到整個(gè)橋梁的主承重結(jié)構(gòu)，不但要做到能夠滿足橋梁對于承載力的要求以及橋梁線型的流暢性，而且采取一定的措施使支架與模板在預(yù)應(yīng)力與斜拉索張拉時(shí)主梁所受到的橫向與縱向的位移情況。在支架的設(shè)計(jì)這一方面，應(yīng)該把分段也考慮在內(nèi)，我們知道，在具體的過程當(dāng)中，曲率以及不等半徑等等因素的存在，主梁底板漸變現(xiàn)象的存在，以及順橋方向上2%縱坡高差和地勢高差等問題的存在，使得順橋這一方向在每一個(gè)橫隔梁的地方都比較容易出現(xiàn)支架的斷開現(xiàn)象。所以，在這樣的情況下，我們就需要對橫隔梁支架的集中受力情況進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上來對斷開地方的支架進(jìn)行加密，在橫斷面上把剪刀撐設(shè)置上，在順橋方向采用十字扣件的方法來和鋼管有機(jī)的配合起來，并嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范和要求來做出加固處理。盡可能的做到在對主梁線型進(jìn)行保證的情況下，還能夠和支架的承載力要求相滿足。
2）解除縱向約束
我們知道，對于主梁的兩端來講，都是變截面的加厚節(jié)段，所以，在具體的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，我們就需要充分對支架的加密這一措施進(jìn)行考慮；另外，由于其剛度比較大，所以，為了使得支架對主梁縱向位移以及模板對主梁縱向位移的影響最大限度的減少，可以采用支架拆除的方式。
3）解除橫向約束
為了使得支架能夠在分段的地方斷開，從而使得支架整體剛度下降，可以采取的措施就是把支架當(dāng)中的橫向剪刀撐縱向剪刀撐都拆除掉，同時(shí)把用來加固的扣件予以拆除。
3.2主梁配重設(shè)計(jì)的優(yōu)化及施工
1）在重跨端采用端頭懸挑支架的方式
這一方式主要分成兩個(gè)部分，第一，把端頭支架進(jìn)行加密處理，具體來講，就是把配重跨懸和牛腿之上的長度設(shè)置為0.97m，把高度設(shè)置為2m，把寬度設(shè)置為9.856m，把重量設(shè)置成為50t，在經(jīng)過了計(jì)算之后，我們就可以得到在端頭2m范圍之內(nèi)需要增設(shè)4排支架，并且每一排的支架應(yīng)該設(shè)置16個(gè)。
第二，臨時(shí)支撐。對于這一方式來講，也就是采用方木以及槽鋼來在懸挑部分的底板和牛腿之間墊上，這樣一來就起到了臨時(shí)支撐的作用。
2）對支座以及銷棒采用后澆施工的方式
這一方式也就是加大支座在牛腿上面的螺栓孔，之后將其和支座一起放在主梁張拉完成之后實(shí)行澆筑施工，需要注意的是，螺栓和孔壁之間的距離應(yīng)該要比主梁橫向位移的實(shí)際尺寸來得大。另外，采用直徑為200毫米的PVC管罩來把銷棒罩住，這樣一來，位移起來就比較方便了。
4結(jié)論
總之，對于小半徑曲線斜拉橋來講，其最主要的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)以及受力都比較復(fù)雜，所以，在具體的施工過程當(dāng)中，我們必須要對各個(gè)施工階段的工況做好實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過此，來及時(shí)的把異常情況發(fā)現(xiàn)，從而及時(shí)采取有效的措施來盡可能的把施工誤差減小，從而對斜拉橋的耐久安全性進(jìn)行保證。
參考文獻(xiàn)
[1]阮欣，陳艾榮，歐陽效勇，張建軍.超大跨徑斜拉橋索塔施工期間風(fēng)險(xiǎn)評估與風(fēng)險(xiǎn)管理[J].橋梁建設(shè)，2008（2）.
[2]羅承斌，游新鵬，張永濤.超大跨斜拉橋索塔施工誤差影響研究[J].公路交通科技，2009（7）.
[3]王詩青.公路橋梁風(fēng)險(xiǎn)評估關(guān)鍵技術(shù)研究[D].天津大學(xué)，2010.
