州湾跨海大桥滩涂区50m箱梁施工关键技术

文章编号:1003-4722(2006)03-0042-05

杭州湾跨海大桥滩涂区50m 箱梁施工关键技术

李友明,刘乃生,林　原

(中铁二局股份有限公司,四川成都610031)

摘　要:结合杭州湾跨海大桥南岸滩涂区大吨位箱梁的结构设计和施工环境的特点,对预制

场规划、制存梁台座、模板、钢筋、混凝土、预应力施工和箱梁场内搬运、提梁、梁上运输及箱梁架设等关键技术进行了阐述。

关键词:滩涂区;箱形梁;预制;运输;架设;施工方法中图分类号:U448.213;U445.46

文献标识码:A

K ey T echniques for Construction of 502m Span Box G irders of H angzhou B ay Sea 2Crossing B ridge in Tidal 2Flat Area

L I Y ou 2ming ,L IU N ai 2s heng ,L I N Y ua n

(China Tieerju Civil Engineering ,Inc.,Chengdu 610031,China )

Abstract :In t he light of t he characteristics of t he st ruct ural design and const ruction environ 2ment of t he large tonnage concrete box girders of Hangzhou Bay Sea 2Crossing Bridge in t he tidal 2flat area on t he sout h bank ,t his paper p resent s t he key techniques for const ruction of t he gird 2ers ,including t ho se for p recast yard planning ,const ruction of precasting and storage beds ,form 2work ,reinforcement ,concrete and p restressing ,and also t hose for shifting ,lifting of t he girders in t he p recast yard ,delivery of t he girders on t he erected girder top and erection of t he girders at bridge site.

K ey w ords :tidal 2flat area ;box girder ;p recasting ;delivery ;erection ;construction met hod

收稿日期:2006-04-03

作者简介:李友明(1968-),男,高级工程师,1991年毕业于上海铁道学院铁道工程专业,工学学士。

1　工程概况1.1　工程地理位置

杭州湾跨海大桥南岸滩涂区引桥K71+335～

K81+435(长10.1km )段桥梁上部结构为跨径50m 的先简支后连续预应力混凝土连续箱梁,共有20

联8×50m 和6联7×50m 箱梁(双幅)计404片。

由于滩涂区的特殊环境,上部结构采用整体预制和梁上运梁架设的施工方案。1.2　箱梁结构设计简介

箱梁为单箱单室截面,顶宽15.8m ,底宽6.625m ,梁高3.2m 。箱梁两侧各悬臂3.9m ,悬臂端部和根部厚度分别为20cm 、50cm 。顶板厚度26cm ,桥面横坡为2.0%。底板厚度25cm ,在支点两侧附

近局部加厚至0.6m 和0.5m 。腹板为斜腹板,上端厚度60cm ,下端厚度跨中为40cm ,支点8m 范围增至60cm 。边梁和中梁自重分别为1430t 和1425t 。

1.3　工程重点、难点

南引桥滩涂区50m 箱梁采用整体预制、梁上运输和架桥机架设的施工方案,是国内外迄今为止采用类似方案中最大吨位的箱梁。工程难点主要有:

(1)大型箱梁整体预制。

(2)海工耐久混凝土配合比设计及施工技术。(3)大吨位箱梁运输和架设。

(4)箱梁先简支后连续体系转换施工技术。

2　关键技术

2.1　大型箱梁整体预制施工

2.1.1　预制场总体规划

预制场占地约20万m2,按功能分为办公生活区、制梁区、存梁区及运梁通道等部分。整个生产区以制梁台座为中心,遵循“施工便捷、组织有序”的原则分为存梁区、钢筋钢绞线加工及预扎区(含料场)、内模拼装及整修区、拌和站(含砂石料场)等。各作业区相对独立,不仅有效减少了相互干扰,而且缩短了设备作业路径,最大限度地发挥了制梁场的生产能力。由于总体布置合理,在仅设置6个制梁台座的情况下达到了月制梁30片的生产能力。

2.1.2　台座规划与结构设计

预制场场地为滩涂围垦区。针对地下水位高,地基承载力低,台座承受的施工荷载大、变形控制要求高的特点,台座采用刚性基础和弹性基础相结合的设计方案。台座两端采用桩基础,制梁台座中间部分在混凝土浇筑施工过程中只承受约60kPa的均布荷载,该部分按弹性地基梁设计。存梁台座还进行了桩底压浆处理,以提高基础的承载力和控制工后沉降量,实测最大沉降量约5mm,不均匀沉降量2～3mm,确保了箱梁在存放过程不出现“三支腿”的现象。

2.1.3　模板设计

2.1.

3.1　内模系统

根据箱梁结构设计和内模安拆施工的需要,采用液压内模系统(见图1)。该系统包括标准段(梁体中间段)、变截面段(梁体腹板变厚段)和孔口段,各段液压系统及支撑方式有所不同,但均由模板系统、车架系统(含支撑)和液压系统组成。其中,模板系统为大块钢模组拼结构,分侧模下部、中部、边部和顶部模板4个部分,变截面段和孔口段为大块组

合钢模;车架系统包括车架桁架、走行支架、走行轮

。

图1　箱梁液压内模系统方案(混凝土浇筑工况)

内模吊装可用2种方式:一是用2台50t搬运机分2次将内模吊入台座安装(此方案可以把内模拼装、整修工作与吊装工作平行安排,缩短作业时间);二是用2台ML800型搬运机整体吊装。现场可根据实际情况灵活采用,见图2

。

图2　液压内模整体吊装状况

2.1.

3.2　外模系统

箱梁外模由底模、外侧模和端模组成,均为大块钢模组拼结构。底模与制梁台座上的预埋件焊接固定,外侧模采用子母铁楔与底模横梁楔紧连接,端模和底、侧模用螺栓连接。由于箱梁在中墩侧伸出的连接钢筋较多,为脱模方便,该侧端模采用小块结构,靠边墩侧的端模板则采用大块钢模组拼结构。

在考虑外侧模系统与制梁台座配置时,采用外模板与制梁台座一一配置的方案。实践证明,模板结构和配置有效提高了箱梁施工质量,加快了施工进度,增加了安全度,取得了良好的经济效益。

2.1.4　钢筋工程

单片50m箱梁的普通钢筋重约110t,为缩短钢筋安装时间,提高制梁台座的利用率,钢筋集中加工,分腹板、底板钢筋和顶板钢筋整体预扎,用2台50t搬运机组合吊装入模。根据施工需要,设置了顶板钢筋和底板、腹板钢筋预扎架各2个,整体吊装架1个。图3为底、腹板钢筋整体吊装施工的场景

。

图3　底、腹板钢筋预扎吊装施工状况

整体吊装架设计成多功能吊具,采用型钢吊带代替传统的钢丝绳,有效降低了轮胎式搬运设备对起吊高度的要求。除进行钢筋整体吊装外,还用于混凝土蒸汽养护棚架的整体吊装。

2.1.5　混凝土工程

箱梁采用C50海工耐久混凝土(单片箱梁约550m3)。它是采用常规原材料、常规工艺,大比例添加矿物掺合料及化学外加剂,经配比优化而制作的,在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好的工作性能。