李子溝特大橋連續梁施工技術總結

2021-03-04 09:41:19 字數 4464 閱讀 1337

內昆鐵路北起四川內江,南至雲南昆明,全長879公里,新建鐵路水富至梅花山長357.6公里,該工程處於四川盆地爬公升至雲貴高原的過渡地帶,地形險惡,地質情況複雜,橋隧比重佔線路總長的45%,是繼成昆、南崑鐵路之後在西南山區修建的又一條鐵路幹線。內昆鐵路與正在進行修建的水柏鐵路的建設將形成西南與華南沿海各省的交流的最簡訊道,成為成昆鐵路的重要分流線,為「黔煤入川」、「黔煤入廣」創造良好的運輸條件。

將來從成都經由內昆鐵路到廣西防城港比現在經由川黔線、黔貴線縮短運距279公里。

內昆鐵路水富至梅花山段李子溝特大橋,位於貴州省威寧縣觀風海鎮,在李子村橫跨李子溝,是內昆鐵路控制工期的頭號重點難點工程,「內昆鐵路看建總,建總看十八局,十八局看李子溝」。可見李子溝特大橋在內昆鐵路建設中的重要地位。

該橋由鐵道部第二勘測設計院設計,中鐵第十八工程局二處負責主橋施工,長沙鐵道學院監理公司負責監理工作。該橋於2023年3月26日開工至2023年9月11日最後乙個梁段合攏,歷時17個半月的時間完成主體工程施工任務,工程質量評定為優良。

該橋的建設無論從工程規模、工程結構特點、工期和施工難度均創造了中國鐵路建橋史之最。

李子溝特大橋位於貴州省威寧縣觀風海鎮境內,在李子村橫跨李子溝。該橋線路中心里程為dk442+256。

大橋全長1031.86m,橋跨布置為7×32m+(72+3×128+72)m+8×32m,主橋部分包括7~12號墩及懸灌梁、其橋跨布置為5孔(72+3×128+72)m一聯的剛構-連續組合梁,梁部為單箱單室、變高度變截面、三向預應力箱形結構。0號段樑高8.

8 m,跨中樑高4.4m,梁部圬工為7452.8m3。

全橋基礎設計為鑽(挖)孔樁和明挖基礎,樁徑為150cm,單墩群樁最多樁數為50根,全橋總樁數為222根,最長樁為40m,樁基總長7986m,砼圬工為16057m3。承臺最小尺寸為(長×寬×高)14.2×14.

2×4m,最大尺寸為(長×寬×高)37.6×18.1×5m,總圬工量為14520m3。

主跨8~11#墩身為弧端形截面厚壁空心墩,其餘墩身為矩形截面,主跨墩身最低墩高度39m,最高墩高度107公尺,墩底最大截面為28.9×8m,砼圬工近30000m3。全橋總圬工量為10.

5萬m3。

該橋主跨採取群樁高墩連續-剛構組合梁形式設計是我國鐵路橋樑設計之最。

結構形式詳見《李子溝特大橋總布置圖》圖1-1。

大橋座落在李子溝峽谷,當地屬構造侵蝕中山溝谷地貌,海拔2054~2180m,自然坡度30°~60°。溝槽內地勢較為平坦,坡面植被較差,兩側多有呈散點、雞窩狀分布的小煤窯,工程地質極差。橋址距威寧—昭通公路較遠,交通極不方便,不通水電。

橋址地下水埋深較淺,大部分在5m範圍內,個別地方地下水位較深,主要為空隙潛水,且無侵蝕性。

李子溝特大橋橫跨李子溝背斜。背斜兩翼地層為石炭系下統大塘組舊司段,含有多層岩性,並含有數層煤層及煤線。地面以下5-20公尺為不穩定的滑坡帶,11#墩邊坡達40公尺高,坡面極不穩定,有破碎的斷層。

該橋址**基本烈度為六度。

據威寧縣氣象局提供的資料,威寧縣屬**帶季風溼潤氣候,由於海拔高,具有高原季風氣候特點。年平均氣溫11℃,最高氣溫32 .3℃,最低氣溫-15.

3℃;年平均風速3.2m/s,最多風向se;年平均降雨量1400mm,降雨主要集中在5-10月份,佔全年降雨量的82.4%。

李子溝橋區冬季嚴寒,1~2月份最低氣溫達-15.3℃;常年多大風,西南風最大風速達33m/s,相當於10級颱風;多霧,一年中有近150天時間大霧瀰漫;春季乾旱,嚴重缺水;於6~10月份,多雨並且多雷擊。這種惡劣的氣候給施工帶來了許多不便。

主橋8#墩頂設活動支座為連續梁,其它9#~11#為連續剛構。五孔一聯,聯長達529.4m的主橋,採取剛構-連續組合梁設計形式為目前我國鐵路設計之最。

主墩為50根40m長樁基,墩高107m,鐵路高墩首次突破百公尺記錄,建築高度達161m,中國第一,世界罕見。

主橋部分砼圬工總量達8萬m3(是南崑線上著名的南盤江大橋和清水河大橋兩座橋梁圬工總量的1.39倍),而施工時間卻比其任何一座橋的工期都短。該橋設計工期為30個月,因設計原因2023年3月20日才接到施工資料開工,施工時間僅剩21個月,其間還要跨越兩個雨季、兩個冬季,工期相當緊張。

成為鐵道部關注的熱點,工期是李子溝大橋最敏感的話題,在工程的前期,曾因為李子溝的工期準備改變全線的鋪軌工期計畫,但我單位用實際行動實現了令人不和相信的事實。

多雨、多霧、高溫、嚴寒,交通運輸條件差,增加了施工難度。

高墩、深基群樁、大體積混凝土施工、剛構-連續組合梁施工,類似的橋梁施工無可借鑑的經驗。

大橋橫跨李子溝背斜。地面以下5-20公尺為不穩定的滑坡帶,11#墩邊坡達40公尺高,坡面極不穩定,有破碎的斷層。12#墩有溶洞出現。基礎穿過煤層和地質斷層,給施工帶來相當大的難度。

李子溝特大橋主橋包括7~12號墩及五跨(72+3×128+72m)一聯529.4m的剛構-連續組合梁。梁體為單箱單室、變高度、變截面、三向預應力箱形結構,支墩處梁高8.

8m,跨中34m直線段及邊跨端部25.7m直線段樑高4.4m,頂板寬8.

1m,箱寬6.1m,梁部砼圬工7452.8立方公尺。

全橋由8#-11#墩的4個t構組成,8#墩頂設活動支座,其它均為剛構。每個t構梁段劃分為0#段、1#-16#段、17#合攏段及邊跨的18#、19#段,全聯共分為141個施工梁段。箱梁結構尺寸見圖2-1梁段劃分見下圖圖2-2

圖2-1 梁部結構圖

圖2-2 梁段劃分示意圖

該橋梁部施工的關鍵技術包括0#梁段豎向預應力筋安裝、0#梁段砼灌注、掛藍方案、張拉工藝、合攏順序設計、合攏段施工、預應力施工技術、抗風施工技術等。

0#梁段施工見施工結構設計圖示

0#段豎向預應力筋高達12m,要求一次性安裝到位,不允許採用聯結器連線。以往施工都是在地面和普通鋼筋一起綁紮定位,然後整體吊裝至0#段。本橋利用墩身液壓平台,在其上搭設鋼管架安裝和定位豎向預應力筋,並在墩身周邊砼內埋設[16槽鋼作勁性骨架來架立和固定豎向預應力筋,待預應力筋埋入墩身一段砼施工完後,分解和拆除墩身液壓平台。

鋼筋仍然以鋼管架支撐。

0#梁段在鷹架上進行現澆施工,本橋剛構墩梁結合部不設墩頂實心過渡段,箱梁底板即為墩身封頂,因此0#段施工須設定內外膺架。

(1)、內部膺架

在墩頂砼內設定鋼牛腿,牛腿上安裝縱橫梁和模架,模架上鋪設模板,施工箱梁0#梁段底板,並在平台下部設定二級平台和封頂砼內設定吊環,用以拆除膺架。

(2)、外部膺架

外部膺架是在墩頂墩身預埋螺栓套組焊的預埋件,安裝由型鋼加工的三角架,主要承受施工荷載,三角架採用墩身平台20#槽鋼加工,槽鋼背靠背組合,利用ф22螺栓與預埋件連線,工程完後直接卸掉螺栓,並用砂漿抹平即可。

(3)、鷹架安裝方法

墩身施工過後利用液壓平台安裝鷹架,鷹架的安裝順序為先內後外(墩內平台先安裝),鷹架桿件利用纜索吊和塔吊吊裝,人工配合安裝,因鷹架連線螺栓孔與預埋件為匹配加工,安裝時按編號進行。

鷹架組裝後,按照結構尺寸要求控制頂面分配梁的標高,地面分三段整體拼裝模架和模架,利用雙組纜索吊對稱吊裝,精確測量定位後進行鎖定,在以此為基礎順序吊裝。對側模板頂部利用型鋼進行剛性連線,懸吊內模模架和模板。

當地最高風速達到33m/s,相當於10級颱風的風力,故抗風施工是本橋0#梁段施工的關鍵技術。施工中採取的措施是,避免大風天氣進行吊裝施工和通過對結構進行加固抵抗大風對已安裝好的結構尺寸造成影響。

①、風荷載計算:w=k1×k2×k3×w0

取k1=1.4, k2=1.56, k3=1.3, w0=v2/1.6

則w=1932pa,

對於0#梁段模板產生的水平力為:p=12×9.6×1932=22.2t

受力圖示如結構受力圖示。

②、施工措施:

在施工中採取如下措施

a、對現場的氣候進行觀測,選擇合適的時間進行吊裝作業,安裝測風器,加強對風速的觀測,避免強風情況下吊裝作業。

b、利用模板固定面板,模板於地面分段拼裝後利用兩組纜索吊進行整體對稱吊裝。就位後在不解除吊鉤的情況下及時進行加固。使兩側模架和膺架焊接成整體,形成空間剛性框架結構,滿足風荷載的受力要求。

c、模板外模架與膺架焊接固結,上下游模架利用型鋼進行剛性連線,經過計算能達到抗風的要求。頂部連線的型鋼可用於懸吊內模和作為施工作業平台。結構計算如下:

d、及時安裝內模,使內外模形成整體增強抗風能力。

安裝結構圖示如下:

四個t構0#段模板安裝順利,未發生安全事故,結構經受住大風的考驗,在施工過程中發生的最大風速為16m/s,事後觀測模板未產生位移,未因風大影響結構的幾何尺寸和工程質量。(在抗風施工方案的考慮中曾建議增加0#段的勁性骨架,可起到抗風的效果和利於模板安裝和施工。)

⑴砼的拌制:採用5-30mm連續級配的碎石和含泥量低於1%的中粗河砂,通過摻加高效減水劑,製成塌落度12-18cm的流態砼,並根據不同的灌注部位和氣溫情況及時進行調整。

⑵砼灌注:砼採用單鉤起吊能力10t的雙組纜索吊和1250kn-m的塔吊進行灌注。在腹板、頂板和隔板位置開洞9處,安放串筒,保證砼直達灌注部位。

⑶搗固作業:縱向波紋管待混凝土灌注到位後進行安裝,鋼筋進行區域性移動位置和割斷預留進人孔,待混凝土灌注到位後進行焊接,搗固人員直接進入結構內部進行搗固,確保混凝土密實。

⑴採用自錨桁架式三角形掛藍進行懸灌施工,內外模板和主構架可以一次走行到位,根據現場的施工情況和施工習慣,內模也可以兩次走行,外模只能與主桁架一次走行到位。

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