拱形钢塔竖向转体施工工法范本.doc

PAGE 41 拱形钢塔竖向转体施工工法 一、前言 1.1 概述 东苕溪大桥跨径布置为75+228+75m的斜拉-悬索组合体系桥。主塔为拱形索塔,顺桥向向边跨侧倾斜2021拱的跨径为38.86m,矢高为71.474m,拱轴线为悬链线。主塔柱(半个)由上至下划分为C、B、A节段和预埋段,C节段内设置斜拉索和分缆的锚箱,预埋段为主塔与承台基础的结合段,在预埋段的边跨侧设有附加段。见图1.1-1。 图1.1-1 钢塔结构形式图(单位:cm) 东苕溪大桥位于XX市吴兴区,地处北亚热带季风气候。气候总的特点是:季风显著,四季分明；雨热同季,降水充沛；光温同步,日照充足；气候温和,空气湿润XX市年平均气温12.2～17.3°C,最冷月为一月,平均气温-0.4～5.5°C,最热月为七月,平均气温24.4～30.8°C,无霜期为224～246天,稳定通过。10°C初终日间的活动积温3800～5130度,持续天数2021236天,年日照时数1613～2430小时,年太阳辐射总量102～111千卡/厘米2,年降水量761～1780毫米,年降水日数116～156天,年平均相对湿度均在80%以上。风向季风变化明显,冬半年盛行西北风,夏半年盛行东南风,三月和九月是季风转换的过渡时期,一般以东北和东风为主。年平均风速1.7～3.2米/秒。每年8～9月为台风雨期,8级台风年均一次,风速大于14m/s,最大风速26m/s,此外,晚春及秋冬季节,有大雾天气,影响通视。 1.2 制定工法的必要性 东苕溪大桥主塔采用平面整体拼装,竖向转体技术,同等桥型中规模国内第一,施工难度和施工风险较大。为了促进该施工方法在我国类似桥梁工程项目中得到推广应用,根据东苕溪大桥主塔竖向转体施工实践经验特编制本工法,供今后同类型钢塔转体施工参考借鉴。 二、适用范围 本工法适用于钢塔竖向转体类似结构施工。 三、工法特点 本工法具有以下特点: 钢塔拱的跨径为38.86m,转体锚点与钢塔顶点高差29.102m,单侧转体总重量(包含钢塔、三角架系统、转体油缸等)1348.9t,同等桥型转体中规模国内第一,对转体系统承载力要求较高,采用先进的结构体系,确保顺利转体。 (2)钢塔节段在桥面胎架(高1.65-1.97m)上拼装。减少大风对钢塔拼装的影响,将钢塔竖向拼装转化成平面拼装,既减小高空作业的安全风险,又可以将钢塔各个节段焊接同时进行XX省工期。 (3)钢塔整体转体设计优化。根据钢塔转体的重量,并对体型巨大、转体时应力复杂且转体角度较大(转体角度72.61°)进行局部应力研究和计算,确定合适的转体张拉力,选择适当的千斤顶数量、大小、着力位置与方向等。 (4)钢塔竖向转体三角架系统。由常规“临时塔架＋锚系”的体系,创新为“三角架＋锚系”的体系,保证了钢塔转体的可靠性、定位的精确性。钢塔与转体三角架拼装成整体,不用经过与钢塔分离的临时塔架,克服了临时塔架偏位的不利影响。 (5)计算机控制液压同步提升技术。对大型钢结构进行竖转,无论是位置控制,还是荷载控制均有较高的难度。计算机控制液压同步提升技术保证了钢塔竖转的整体性,并且为确保钢塔竖转的安全施工提供了保障。 (6)转体全过程监控。电子全站仪实时几何、物理监控系统,通过信息化监控,自动采集、生成、传输几何与物理数据,在钢塔平面拼装和竖向转体过程中,对钢塔节段拼装实现精准对位,钢塔竖向转体时进行分析与调整几何姿态,实时掌握转体过程中受力情况,保证竖向转体时全过程受控,顺利转体到位。 四、工法主要内容 4.1 主要工艺原理 (1)钢塔平面拼装,转体三角架系统安装,转体钢绞线挂张工艺原理: ● 提前对边跨混凝土箱梁进行受力计算,预埋钢塔平面拼装胎架的固定钢板,对边跨箱梁桥面的胎架支撑点进行加强,确保边跨混凝土箱梁在钢塔平面拼装时受力均衡； ● 吊装钢塔A1节段与预埋段对位合拢后临时连接,与转铰焊接完成后放倒在桥面胎架上,起到钢塔竖向转体试转作用,保证正式转体顺利进行； ● 分析计算钢塔转体时所需的张拉力,风荷载的影响等,设计出相应临时钢塔转体三角架系统,保证钢塔转体的安全可靠； ● 对钢塔竖向转体的转铰安装精度要求极高,必须保证拱形钢塔底部两个转铰转动轴线在同一直线上,使用高精度测量设备,选择合理的调节方法； ● 转体三角架拼装场地受限制,杆件拼装高度较高、角度较多,要求地面多台吊车配合作业,设置合理的拼装顺序； ● 克服双根转体钢绞线过江时托架发生扭转,设计出钢绞线防扭机构,大大提高钢张拉钢绞线过江效率。 (2)转体过程中实时监控,两个锚点转体钢绞线保持同步张拉工艺原理: ● 转体过程中,三角架系统受力会发生转化,对转体三脚架系统各拉点竖转负载、结构空中姿态、竖转设备工作状态进行实时监控； ● 两个锚点的转体钢绞线必须张拉同步,采用计算