世界最长钢桁架梁桥桥墩格构现场安装.docx

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世界最长钢桁架梁桥桥墩格构现场安装

世界最长钢桁架梁桥桥墩格构现场安装

特大桥下部格构墩共有2#～9#，14#～30#共计25个，其中2～9号在筲箕湾片区，须从一号便道进入；14#、15#在108国道上方陡坡，由2号便道修建支便道到墩位现场，施工不易，16#～25#在xx片区，地势平缓，26～30#地处大桥中后段，场地便道条件较差。

根据不同工况条件采用不同安装方案，分片体单元节段吊装和立体节段整体吊装两种，根据不同地形条件采用了履带吊、塔吊、汽车吊等吊装设备分别进行吊装。

详见附图6.5-14（塔吊起吊格构墩施工方案示意图），6.5-15（履带吊起吊格构墩施工方案示意图-片体单元），6.5-16（履带吊起吊格构墩施工方案示意图-立体单元）人员上下通道，利用桥墩内设置的封闭转梯。

每一层安装工作面选在横向桁架上平面0.8米左右，便于搭设全封闭的作业平台。

桥墩立柱安装将安装单元节段与下节段上口通过导向板进行对接，并且通过设计优化后的的定位板进行准确定位固定，用全站仪、经纬仪校核实现桥墩安装控制。

图

下面以一个桥墩安装过程进行详细阐述。

（1）基础节测量定位

基础节安装的核心是定位，基础节的定位决定了桥墩的位置和高程是否准确，因此非常关键。

承台混凝土分三层浇注，第一次浇筑承台垫层0.5m，第二层浇注高度比桥墩基础法兰面低30-50毫米，并在浇注前以土建点线预埋16块250×250×16钢板，作为基础节安装调整的基础。

如图所示：

基础节安装在承台浇注完第二层混凝土，距离桥墩底部法兰下平面有30mm～50mm时，清理工作面，作为基础节安装的工作面。

测量放线的高程点可以测放在土建模板或较大的钢筋上，测放的控制点应相应设置随时可以检测的控制护桩，如图所示。

（2）基础节安装

基础节为H型结构，用平板车运输到现场，用25T汽车吊吊装，如图所示：

为了确保基础节的位置准确，专设主管底座调节装置，当基础节落到安装位置的调整斜铁上后，调整基础节的位置和高程，用全站仪测量H构架的垂直度。

各项数据满足要求后，将斜铁焊牢，并增加加固。

用同一方法安装另一个H构架。

如图所示：

为了保证安装尺寸的准确，基础节安装完成后，检查上口桥墩主管的尺寸无误时浇注第三次承台混凝土。

基础节安装完成后，要做好上管口的密封工作，防止雨水，灰尘等杂物进入钢管内部。

封堵上管口材料可选用较厚的塑料布或油伞布等用铅丝绑扎好即可。

（3）基础节混凝土灌注

完成基础节安装后，进行基础节承台混凝土灌注。

准备进行中间节安装，桥墩安装按表列内容进行测量检查。

（4）桥墩中间节安装

在基础节承台浇注混凝土后，可进行中间节安装，中间节安装前要做好如下工作：

 工况统计

 起吊设备的选择

 作业平台、人员上下通道、防护网及防风防雨措施

 安装精度控制及超差调整措施

以上工作完成后，即可进行中间节安装。

1）工况统计

由于各格构墩地形条件不一，根据地形条件，并结合起吊高度及起吊重量将安装工况区域划分为4个区域。

分别为第一、第二、第三、第四起吊安装工况区域，具体如下表所示。

   2）起吊设备的选择

   起吊设备站位：

实际起吊时，根据现场地形条件分别采取了塔吊、50t履带吊装、150t履带吊及450t履带吊安装，起吊设备站位至关重要，直接关系起吊工况条件是否可以满足吊装要求，起吊安装作业可否顺利按安装预期完成。

起吊设备安全状态评估：

起吊设备属于特种设备，设备需要有出场检验证书、质保证书的基础上，由地方质量安全监督局进行相应的检验并出具检验证书后方可进行吊装工作。

   3）作业平台、人员上下通道、防护网及防风防雨措施

   起吊安装过程中，始终需要人员在高空相应位置进行配合作业，一是为了进行安装就位的   立柱钢管就位后的定位螺栓的连接，保证格构墩初步对位后的高空稳定，二需要提供立柱钢管环焊缝操作平台，对于格构墩横撑单独起吊安装同样需要作业平台和作业人员上下的通道。

   由于实际高空作业不大，故通过自制的作业平台，通过起吊设备分节段吊装钩挂到格构墩   已经形成结构节段上部的纵向水平腹管上，为后节段格构墩就位安装及施焊提供作业平台。

   至于人员上下的通道，由于高空作业量不大，故通过项目自制的作业转梯由下至上叠加的方式形成人员上下的通道，转梯通过节段横撑将转梯自重分散到各个高程节段的横撑上，以减少重量叠加对底部转梯结构承载过大,失稳。

   立柱钢管有纵、横向两个方向控制其线形位置的基准线，由于墩柱节段在地面已经过试装，高空对接安装时，只需将两个方向的节段上端口形成的点位I、II进行测量复核即可确认立柱钢管的空间位置的准确性。

   采用全站仪进行各检测点的测量。

各点位误差纵横向以2.5mm为控制上限。

施测时若发现误差超限，可以通过履带吊或揽风索配合进行微调，准确就位后，及时对定位板螺栓进行施拧，以保证就位初步临时固定，起吊点和揽风索暂不移除，及时进行环焊缝焊接。

（5）格构墩单元节段安装

   1）A型节段起吊对接安装

   高空作业平台指挥人员与地面指挥人员采取对讲机方式共同指挥塔吊司机安装起吊规程安装最慢原则的方式进行起吊，避免与已成型格构墩发生挂差，待节段起吊超过已成型的格构墩上顶面2～3米后，塔吊在指挥人员的指挥下进行旋转进行平面位置初定，然后缓慢下落待就位节段，使节段下口与已成型节段上口距离保持在20～30cm。

然后在人工辅助的情况下，塔吊高空指挥人员的指挥下，缓慢下落，通过设计的专用导向板使节段下口与已成型节段上口准确对接。

此时吊点不解除，及时安排测量，是安装节段能够准确就位，然后准确接连对接板螺栓，完成后可以保证节段就位后的就位安全并预防变形。

   2）横撑起吊基管安装就位

横撑起吊模式与A型节段大致相同，起吊点由A型节段设计的两个吊点调整为4个，吊点采取在横撑上部水平弦管对称施焊四块钢板，钢板中部设φ50的中洞，使形成起吊点。

横撑起吊后空中就位时通过事先在基管焊接的两块定位加强肋板准确协助横撑就位，待复测整体结构特别是A型架上口偏差在允许范围内，同时横撑焊缝满足设计要求后，施焊四块加强肋板，使横撑与基管形成一体，然后安装焊评工艺进行环焊缝全方位施焊。

由于在施焊前增加了四块定位加强肋板，焊缝成形前处于无应力状态，可以保证焊接质量。

   A型单元的起吊点设置在钢管节段上部的纵向水平腹管与立柱钢管交汇处，两点吊装。

横撑及立体节段的起吊点均设置在横撑上弦杆，处于横撑两端口侧第二根上水平腹杆与上弦杆的外侧交汇处，四点吊装。

为保护构件涂层不被破坏及污染，需采用专用吊带吊具吊装。

吊装过程中需在下部腹管或下弦杆处设置两道或四道揽风索配合，以保证起吊时的稳定。

   3）塔吊附着与横撑的联系及连接保护

塔吊超过标准独立高度后，须由格构墩提供墩身附着，保持塔身稳定，根据现场实际，可以在按照两个节段设置一道附着，附着与墩身横撑上弦管或下弦管进行连接。

连接方式采取抱箍方式进行，抱箍与钢管也采取不直接接触方式，即也采取增加内裹无纺布加橡胶衬片的方式防止抱箍对防腐面造成破坏。

相邻抱箍可以采取钢丝索方式相互连接并最后与立柱钢管连接，防止抱箍横向滑移。

抱箍连接示意图如下：

   4）起重机防止倾翻措施

   ①起重机的行驶道路，必须坚实可靠。

起重机不得停置在斜坡上工作，也不允许起重机两个履带一高一低。

   ②严禁超载吊装，超载有两种危害：

一是断绳重物下坠；二是“倒塔”。

   ③禁止斜吊，斜吊会造成超负荷及钢丝绳出槽，甚至造成拉断绳索和翻车事故；斜吊会使物体在离开地面后发生快速摆动，可能会砸伤人或碰坏其他物体。

   ④要尽量避免满负荷行驶，构件摆动越大，超负荷就越多，就可能发生翻车事故；短矩离行驶，只能将构件离地30cm左右，且要慢行，并将构件转至起重机的前方。

拉好溜绳，控制构件摆动。

   ⑤有些起重机的横向与纵向的稳定性相差很大，必须熟悉起重机纵横两个方向的性能，进行吊装工作。

   ⑥绑扎构件的吊索须经过计算，所有起重机工具，应定期进行检查，对损坏者作出鉴定，绑扎方法应正确牢靠，以防吊装中吊索破断或从构件上滑脱，使起重机失重而倾翻。

   ⑦当大风天气大于6级，影响起吊安全时，须停止吊装作业。

   桥墩中间节安装以此方法循环，即可完成整个桥墩的立柱施工，桥墩立柱施工完成后准备进行下道工序施工。

（6）格构墩钢管砼施工

为确保焊接温度不会对先期浇筑的钢管混凝土产生破坏影响，混凝土的浇筑按照每1～2个单元节段浇筑一次的方法（首先确定出焊缝温度对砼不利影响的最大长度），在本单元格灌筑混凝土时，灌注最大量不能超出下段单元焊接缝的影响范围。

在本单元格混凝土浇筑完毕后，即可吊装焊接及灌注下一个单元节段，重复上述施工顺序直至墩顶。

格构墩钢管砼采用高位抛落无振捣的方式浇筑，充分利用混凝土下落时产生的动能达到振实混凝土的目的，目前在本线路上已有成功的经验可供借鉴，管内混凝土必须是满足设计要求的高性能混凝土，应通过试验与认真分析计算混凝土的含气量及不同温度、湿度环境下对工作性能的影响、膨胀性能、弹性模量、膨胀率、在密闭状态下自密实膨胀性能随时间的变化规律及徐变特性、钢管对核心混凝土的套箍系数与组合构件的力学性能等相关指标,各项性能指标均应根据现场的实际情况通过试验取得成果后才能使用。

混凝土采用集中拌和，输送车运输、扒杆吊装实行高抛浇注。

1）混凝土抛落的高度不得小于4.0m。

2）对于高抛不足4.0m时，应用内部振动器捣实。

3）混凝土的塌落度不小于150mm,水灰比不大于0.45，粗骨料粒径可使用5～30mm。

4）一次抛落的混凝土量最宜为1.2m3左右，用料斗装料，料斗的下口直径应比钢管小10～20mm，以便混凝土下落时管内空气能够排除。

本项目的科研试验已通过与武汉理工大学联合进行，已初步取得了成果，待报中心试验室验证后实施。

（7）格构墩纵向钢筋混凝土肋板施工

本桥16～25#桥墩承台以上部分设计为纵向钢筋混凝土肋板（厚度40cm）代替了纵向连接杆件，肋板内的骨架随桥墩主管在组焊车间一同组焊连接，钢筋混凝土肋板采用大块面组合钢模板对拉螺杆配合脚手架立模，在与钢管的连接处设置定制加工的异型端板，以反目的形式实施，一边灌注混凝土一边组装。

由于肋板混凝土厚度较薄，面积较大，很容易产生表面龟裂，因此采用高性能混凝土，通过参加外加剂和塑料纤维解决，各项性能指标均应根据现场的实际情况通过试验取得成果后才能使用。

本项目的科研试验已通过与武汉理工大学联合进行，已初步取得了成果，待报中心试验室验证后实施。

预应力盖梁施工

本桥在2#～14#、27#～35#桥墩顶设计为钢筋混凝土预应力盖梁。

钢管砼格构墩施工结束，经质量检查合格后即可进行盖梁施工。

盖梁施工的方案为：

在桥墩格构施工完成后，利用格构墩原有吊装设备进行盖梁施工支撑、模板、钢筋、混凝土等吊装。

盖梁施工完成后，进行主梁桁架落梁装置的安装。

（1）测量：

墩柱混凝土浇筑完成，且混凝土强度达到设计强度的75%后，采用全站仪和水准仪分别放出盖梁中心和盖梁底高程，并报监理复核确认。

然后根据盖梁边线和高程对墩柱顶进行凿毛处理。

（2）安装抱箍及盖梁底模

普通圆柱式墩柱盖梁安装抱箍、钢管混凝土格构墩柱焊接牛腿，在牛腿上安置砂筒。

盖梁在砂筒上分别安置两榀军用梁作为盖梁的承重梁，在承重梁上横向铺设方木后安装底模。

底模安装应计算盖梁浇筑混凝土时承重梁的挠度，当挠度超过跨径的1/1600时设置相应的预拱度预拱度通过计算确定。

底模安装完成经自检其平面位置及高程均合格，并经监理工程师复检确认同意后方可进行盖梁钢筋安装。

盖梁模板采用大块定型钢模。

（3）墩顶节点钢筋与肋板加工及安装

墩柱顶节点钢筋与肋板相对较为复杂，严格按照设计图纸进行，主管开孔应在主管吊装前进行，肋板与主管焊接在钢管组焊车间进行，焊缝质量不低于二级，盖梁钢筋先在钢筋加工场下料，汽车运至现场，用吊车或塔吊分批吊装就位，在盖梁底模板上绑扎成型。

钢筋制作先按1:

1放出大样，再依大样进行制作和焊接，以保证钢筋加工的精度。

钢筋焊接、绑扎和安装严格遵守设计规定和规范要求，整体预应力盖梁预应力筋管道严格按设计坐标精确定位和固定。

（4）侧模安装

盖梁钢筋、预应力管道及预埋件均安装完成，经自检合格并报监理工程师检查确认同意后可安装盖梁侧模。

侧模采用底包边，并用螺栓连接，侧模顶面设置拉杆对拉。

为防止模板接缝在振捣时漏浆，模板接缝间加一块3mm橡胶皮，并将相邻两块模板用螺杆拉紧。

（5）混凝土浇筑

 盖梁混凝土浇筑采用在搅拌站集中拌和，输送车运输，塔吊吊装入模的方法，水平分层浇筑，每层厚度不超过30cm，用插入式振动棒振捣密实，在浇注墩、台盖梁混凝土过程中，应随时测量和记录支承架的变形及沉降量，试件取样组数应为2组。

墩、台盖梁支座垫石混凝土在下一次立模浇注。

墩、台盖梁混凝土养护应及时，养护时间一般为14天。

墩、台盖梁支架的拆除应在混凝土强度达到设计强度的80%之后进行。

（6）盖梁施工时需注意预埋件的埋设及横坡调整。

（7）预应力张拉及压浆

预应力张拉严格按照设计及施工规范进行，当混凝土强度达到设计的80%后，方可进行张拉，张拉时两端同时张拉，张拉顺序按设计要求进行。

千斤顶使用前进行油泵的检验、校核。

压浆采用真空压浆工艺，盖梁按顺序张拉完毕后，即可进行孔道压浆，以防止预应力筋锈蚀或松弛。

压浆前先用清水压一次，压浆由一端压入，另一端溢出的稀浆变成浓浆时，关闭出浆口继续压浆，保持1min且压力表读数达到0.7MPa，关闭压浆阀等水泥浆终凝后，再拆卸压浆阀。

真空压浆工艺见上图所示

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扩展学习资料推荐：

世界最长全钢管桁架连续梁桥鲁班奖申报材料589页附CAD（含施组方案工法）

资料为世界最长全钢管桁架连续梁桥申报鲁班奖资料。

本桥为国家“十一五”重点工程之一，被交通部列为西部山区桥梁建设科技示范项目，为世界最长全钢管桁架连续梁桥。

2012年建成通车，2013年获鲁班奖。

本资料含施组、方案、工法等，对了解当前高墩桥梁、钢管桁架梁桥、钢纤维混凝土等前沿施工技术有帮助。

附CAD，有很好的学习参考价值。