《交通运输科学技术新成果推广目录》(2021)—第一部分桥梁工程篇《双层钢混组合梁超长距连续顶推综合施工技术研究》

发布时间:2022-12-20 来源: 浏览量:8348 发布者:

本期项目简介

 

获奖项目名称

 

双层钢混组合梁超长距连续顶推综合施工技术研究

完成单位:中交一公局第二工程有限公司;中交一公局集团有限公司;温州瓯江口大桥有限公司;湖南致力工程科技有限公司。

 

主要完成人:王东伟、刘大成、李响、吕牧、杜峰、肖黎、潘强、王海龙、孙云鹏、李卫

项目简介

 

(一)项目背景

  温州瓯江北口大桥N16—N37墩上部结构为钢混组合梁,共计7联,标准跨径布置为3×50m,其中N16-N22两联为上下双层结构,N22-N37为单层结构,桥址所在位置为海积滩涂农田,淤泥层最大厚度达40m,地质条件较差。组合梁由钢梁节段和预制桥面板组成,钢梁采用空腹式槽型梁,桥面板为实心混凝土板,设置有横桥向预应力,单块桥面板纵桥向长度4m,横桥向宽度16~22m,桥面板共524块,单块最大重量90t。钢梁存在变宽、变纵坡、曲线圆弧段及双幅连体等特殊情况;桥面板重量大,提升高度高,下层空间受限,常规起重机械无法安装。

 

(二)技术概况

  钢混组合梁施工所涉及的双层曲线变宽变纵坡钢梁顶推、预制桥面板架桥机及滑移安装、大型提升设备设计与施工技术进行全面研究,主要研究内容如下:

  1.合理设置顶推支墩高程,钢梁带纵横坡同步顶推,根据导梁最大挠度,不同段落顶推控制线型根据结构形式按照最大纵坡与平均纵坡分别设置,并根据顶推线型精确控制支垫高度,降低后续落梁定位施工难度,采用精加工横纵双向坡度楔形垫板,确保钢梁底支撑点均匀受力;

  2.专项设计了步履千斤顶自适应横向位移体系,在顶推过程中动态调整千斤顶及临时转换支墩的横桥向位置,保钢梁顶推过程中始终处于腹板受力状态。

  3.采取在承台上单独搭设临时顶推支墩的方法,解决设计墩身宽度不足以及落梁等相关问题。

  4.钢梁双幅连体顶推施工方法。

  5.预制桥面板架桥机安装施工方法。

  6.预制桥面板滑移安装施工方法。

  7.高空大跨径软弱地基固定式提升站的结构设计要点。

 

(三)使用范围

  本项目成果适用于跨越山谷河流或者既有线路的桥梁,不仅用于位于直线上的桥梁,还可以用于曲线桥梁,特别是近几年市政双层公路的兴起,对于设计及施工均具有较好的推广借鉴价值。

 

(四)获奖情况

  1.福建省2019年度质量管理QC小组成果二等奖

  2.2019年度中交一公局集团科技进步一等奖;

  3.中国公路建设行业协会2020年度公路工程工法;

  4.2020年度中交一公局集团科技进步二等奖;

 

项目创新点

 

  1.钢梁节段安装方面

  (1)钢梁采用步履式多点同步连续顶推施工工艺,伸缩缝位置的钢梁节段采用同等截面连接,以实现超长距连续顶推;

  (2)双层上层段落采用左右幅连体顶推的模式,降低了合并段墩顶连体梁段的安装难度、提高了顶推施工工效;

  (3)采用上下层分开顶推、等宽段与变宽段分开顶推及直线段与弯曲段分开顶推的方式,优化施工组织,减少曲线+直线顶推施工难度,节约施工工期;

  (4)通过在顶推支架上增加平移装置等措施,提出顶推支撑点适应钢箱梁底板宽度变化的解决方案,解决变宽段钢梁连续顶推支撑点横梁变化的问题;

  (5)根据不同顶推段落,合理设置顶推支墩高程,钢梁采用带纵横坡同步顶推,不同段落顶推控制线型根据结构形式按照最大纵坡与平均纵坡分别设置,并根据顶推线型确定支垫高度,降低后续落梁定位施工难度,采用精加工横纵双向坡度楔形垫板,确保钢梁底支撑点均匀受力。

  2.桥面板安装方面

  (1)桥面板采用分块安装,整联浇筑湿接缝的方式施工。上层桥桥面板采用架桥机逐跨铺设,采用轨道平板车在已经铺设完毕的桥面板上将待安装板运输至架桥机尾部,减小对已暂未浇筑湿接缝桥面板及钢梁节段的影响,运输方式采用轨道平板车;

  (3)由于受净空限制,合并段下层桥面板无法采用架桥机及起重机械设备安装,采用支架滑移法完成安装。

  3.提升站设计施工方面

  (1)提升站主梁轨道设置在桥面上方,采用架桥机主梁,跨越能力强,整体刚度大,满足上方龙门桁车移动要求;

  (2)提升站基础后场12m标准节整体加工完成,前场单节整体安装,提高了钢管基础的施工效率。

 

应用案例

 

  温州瓯江北口大桥土建二标,北引桥钢混组合梁共计7联,其中分离段5联,为单层结构,合并段两联,为双层结构,标准联跨径布置为3×50m,总长1010m。所在桥址位置为海积滩涂农田,淤泥层最大厚度达40m,地质条件极差,加之墩高(40m以上)、跨径大、工程体量大等众多不利因素影响,钢梁及桥面板的施工难度、施工安全风险、施工成本均面临很大压力。

 

  在保证工程安全和质量的前提下,针对工期要求、环境限制、现场条件等方面的不利因素,本项目钢梁节段安装着力研究步履式多点同步连续顶推施工工艺、预制桥面板架桥机与滑移法安装、提升站整体提升安装施工等多方面的创新应用,结合施工监控计算控制,确定了一种高空大跨径双层钢混组合梁超长距连续顶推综合施工技术。大大减少了高空吊装作业的频率与时间,减少了大量的临时结构支架安装,降低了双层钢混组合梁的施工难度,提高了施工工效,降低了施工安全风险,切实做到以人为本的本质安全理念。

 

社会效益与经济效益

 

(一)社会效益:

  双层钢混组合梁超长距连续顶推综合施工技术的成功实施,完美解决了高空、大跨径、软弱地基、曲线变宽变纵坡钢混组合梁的安装问题,无论是从临时结构结构设计、施工方法等均是一次革新,此类方法的顺利实施将大大的节约类似项目施工的成本,提高了施工效率,降低了安全作业风险,同时也为类似项目的施工提出宝贵的施工经验。相关技术研究成果获得了各上级单位的一致认可,实现了安全、质量、进度、成本的多方面共赢。

 

(二)经济效益:

  1.钢梁顶推施工相对于原设计支架拼装,共节约成本5052.81万元。

  2.本研究所提出的连续千斤顶4点同步提升法安装提升站上部结构,比常规大节段安装方法节约安装费用55.46万元,节约工期约10天。两个提升站共节约费用110.92万元,节约工期约20天。

  3.桥面板架桥机和滑移安装施工相对于原位机械吊装,共节约成本162.94万元。

  综上所述,本方案技术研究经过多方面技术比选及优化,为项目带来经济效益约5326.67万元。

 

注:相关内容摘录自中国交通运输协会编写、中国市场出版社出版的《交通运输科学技术新成果推广目录(2021)》,图片由项目完成单位提供,版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。