大跨度宽幅钢-砼结合梁斜拉桥跨营业线施工技术_张自荣.pdf

江西建材工程技术与管理1792023年1 月作者简介：张自荣（1989-），男，甘肃兰州人，本科，工程师，主要研究方向为道路桥梁工程。1 工程概述农业路大桥为独塔双索面钢混结合梁斜拉桥，跨径为（221+221）m，桥宽43m，双向10车道。主塔采用预应力钢筋混凝土H型索塔，塔身高150m。主梁采用钢梁与混凝土桥面板结合梁，二者通过剪力钉相结合。钢梁由纵梁、横梁及小纵梁共同组成，桥面板采用分块预制、现浇湿接缝连接的方式。斜拉索采用高强平行钢丝拉索，所用钢丝为7mm镀锌高强度、低松弛钢丝，标准抗拉强度为1770MPa，全桥设36 对共72 根斜拉索。农业路大桥跨越亚洲作业量最大的列车编组站郑州北站。连接华北、华东、华南、西北和西南铁路，是我国铁路交通的重要枢纽。纵连京广铁路线，横接陇海铁路线，是我国沟通南北、连接东西的交通要冲，素有铁路“心脏”之称。主塔位于编组站内，钢梁均位于编组站上方，顶推过程中跨越铁路最大跨度92m，施工难度大，安全风险高，周边环境复杂。由于农业路大桥跨越编组站内多条电气化铁路及公路，钢梁为格构体系，横梁与小纵梁间存在较大空格，安装桥面板及橡胶条属于高空作业，且钢梁跨铁路范围较大，在铁路上方安装桥面板，施工风险大；现场位于营业线上方的桥面板，需铁路天窗点作业，施工时，需确保铁路及公路的正常运营，桥面板安装施工难度较大。2 施工技术2.1 扣索塔架辅助的大跨度钢梁顶推施工技术（1）由于编组站内临时支墩设置困难，钢梁顶推最大跨度达到了92m。为改善顶推过程中钢梁前端下挠过大问题，在钢导梁前端安装52m长的钢导梁，并在钢梁顶推跨越92m跨时设置40m高的扣索塔架。（2）利用扣索塔架作为顶推辅助措施，将扣索塔架与钢梁固结，通过改变荷载的传递途径，减小了在最大悬臂状态下钢梁（导梁）的应力和导梁前端挠度，进而实现大跨度钢梁顶推施工。（3）扣索塔架辅助的大跨度钢梁顶推施工技术具有以下优点：改善了钢梁及导梁的受力，有效减少了导梁前端挠度，避免了导梁前端下挠侵入限界的风险，充分满足施工环境要求；有效增大顶推跨度，降低了复杂环境设置临时墩的难度，减少了对营业线及市政道路运营的干扰1；扣索塔架辅助的大跨度钢梁顶推结构安全可靠，受力明确，施工快捷，加快了施工进度，降低了工程造价和施工安全风险2。2.2 GNSS位移监测系统无线实时跟踪监测及无线远程监测采集技术（1）随主梁向前顶推，悬臂长度增加、导梁前端竖向位移逐渐增大，同时，侧向亦有可能发生扭转侧移。为了保障钢梁顶推施工顺利进行，在钢梁顶推施工时，对钢梁无线实时跟踪监测进行安全预警。（2）采用 GNSS位移监测系统，通过数据管理平台实时监大跨度宽幅钢-砼结合梁斜拉桥跨营业线施工技术张自荣中铁大桥局集团第一工程有限公司，河南 郑州 450053摘 要：文中以郑州市农业路大桥为例，阐述了钢混结合梁跨营业线施工过程中钢梁顶推、无线远程监测采集技术、临时支墩、挂索、铺板可移动桥面防护平台技术，较好地解决了钢混结合梁在跨营业线施工中遇到的难题，保证了工程质量、安全及进度，总结了钢混结合梁跨营业线施工经验，可为今后类似工程提供技术借鉴。关键词：钢混结合；扣塔；顶推；临时支墩；无线远程监测；防护平台中图分类号：TU74文献标志码：A文章编号：1006-2890（2023）01-0179-03Construction Technology of Long-span and Wide Steel-concrete Composite Girder Cable-stayed Bridge across Business LineZhang ZirongChina Railway Bridge Bureau Group No.1 Engineering Co.Ltd.,Zhengzhou,Henan 450053Abstract:Taking the Agricultural Road Bridge in Zhengzhou City as an example,through the elaboration of steel beam pushing,wireless remote monitoring and acquisition technology,temporary buttress,hanging cable,and deck movable protection platform technology during the construction of steel concrete composite beams across the business line,the problems encountered in the construction of steel concrete composite beams across the business line are better solved,the project quality,safety and progress are guaranteed,and the construction experience of steel concrete composite beams across the business line is summarized,It provides technical reference for similar projects in the future.Key words:Steel concrete combination;Buckle tower;Pushing;Temporary buttress;Wireless remote monitoring;Protective platform江西建材工程技术与管理1802023年1 月测位移变化。所有远程无线采集到的数据在同一个平台上展示，提供新警告和历史警告查看、实时短信预警等功能，采样频率高于1次/min。实时监测数据与所设置位移界限值进行对比，当超限时，可实时发送短信给设定人员做出预警。为确保整个顶推过程中，导梁前端和塔顶竖向及侧向位移均在允许范围内，在导梁前端设置监测点，设备采用太阳能供电系统，不受停电等非正常用电情况影响，通过数据管理平台从电脑、手机APP等设备上实时监测位移变化。（3）为监测临时墩在主梁顶推过程中的受力情况，采用DSC无线数据采集系统（该系统提供短信、有线和 GPRS 网络等3种通讯方式），可对采集模块进行设置及数据采集，同时对多个模块或不同地方的多个项目进行无人职守全自动实时采集，实现实时预警功能。（4）实时监控较长的四根扣索索力。通过多通道数据采集仪，可实现数据远程采集，无线传送；在桥墩底部沿环向，在纵向和横向各布置2 个竖向表面式应变计，顶部沿环向在纵向布置2 个竖向表面式应变计，共计6 个。通过多通道数据采集仪，可实现数据远程采集、无线传送。在导梁上布置1 个应力测试断面，共计9 个测点，见表1。通过对桥梁实施全过程的跟踪监测，对控制参数进行实时调整，以确保施工中桥梁结构安全、线形平顺、内力分布合理，使成桥状态的线形和内力符合设计要求。2.3 大跨度顶推施工总体临时支墩施工技术（1）钢梁采用步履式顶推设备单向多点顶推法施工。钢梁在工厂内分节段加工，分节段运输至拼装平台区域起吊拼装、焊接，步履式千斤顶顶推钢梁逐段向前滑移，循环作业使钢梁达到设计位置。（2）根据施工需要，钢梁顶推平台由起顶墩、临时墩及操作平台组成。在 P2m-10#14#墩外侧设置5 组起顶墩（Q1#Q5#），在P2m-9#墩与Q5#起顶墩之间设置拼装平台，在P2m-15#17#主体墩之间设置6组临时墩，在起顶墩、临时墩及主体墩顶布置顶推设备。（3）比选大跨度顶推施工临时支墩方案，综合考虑各方面因素，在跨铁路区间钢梁顶推可供选择的支架为型钢梁支架，根据现场施工环境，将主线桥及匝道桥主体桥墩承台作为临时墩基础3。（4）大跨度顶推施工总体临时支墩技术具有以下优点：不影响主体桥墩施工；充分利用了主线桥9#14#墩身结构，减少了材料消耗；取消设置12#临时支墩，从而减少工作量，降低了安全风险。2.4 挂索、铺板可移动桥面防护平台技术（1）钢梁顶推到位后进行桥面板安装。为保证桥面板的荷载能够有效传递和杜绝湿接缝浇筑漏浆现象，应在安装桥面板前安装5mm厚橡胶垫。（2）由于农业路大桥钢梁为梁格体系，横梁与小纵梁间存在较大空格，且钢梁跨铁路范围较大，在铁路上方安装桥面板及斜拉索为营业线施工，施工安全风险大。（3）为辅助桥面板和橡胶条安装及对铁路范围内的既有设备进行防护，防止异物掉落及雨水形成水柱滴落至接触网上影响铁路行车安全，在桥跨中心两侧钢梁上分别设置4 个可移动式防护平台。（4）防护平台四周设置护栏及踢脚板，为防止漏水及异物掉落，在踢脚板上设置排水软管将积水引至钢梁翼缘上，通过泄水管将积水引出铁路上方。（5）在防护平台上与钢梁横纵梁相对橡胶条位置处设置活动盖板（便于安装橡胶条），在已安装好的桥面板侧将防护平台末端螺栓撑脚旋出并支于横梁形成支点，完成橡胶条安装工作。关闭盖板并旋起螺栓撑脚，将桥面板吊装至设计位置上方，逐步降低桥面板与防护平台之间的高差，待桥面板稳定后，启动电动牵引器将防护平台向前牵引，防护平台牵引到位后，将桥面板下放至设计位置安装到位4。（6）可移动桥面板铺设防护平台技术具有以下优点：降低了桥面板安装时的安全风险，有效保护了铁路范围内的既有设备，同时也防止施工时，异物掉落及雨水形成水柱滴落至接触网上而影响铁路行车安全5；提高了桥面板安装效率，保证了在天窗点内完成桥面板安装工作，减少对营业线的干扰；结构受力明确，安全可靠，施工快捷，加快了施工进度；对于钢混结合梁斜拉桥，防护平台也可作为斜拉索挂设操作平台6。3 结语钢混结合梁跨营业线扣索塔架施工技术有效解决了大跨顶推施工钢梁挠度过大问题。GNSS位移监测系统无线实时跟踪监测技术实现了顶推过程中对结构状态的实时监控，做到了全过程监控，并取得了理想顶推效果。设置临时支墩解决了钢表1 导梁根部断面应力及前端下挠量监测结果序号测试工况测试断面应力/MPa导梁最前端下挠量/mm理论值实测值实-理差值理论值实测值实-理差值上缘下缘上缘下缘上缘下缘1累计顶推87.9m2.396.343.247.870.851.53-77-7523累计顶推95.9m-5.3512.43-4.9811.990.37-0.44-117-124-75累计顶推103.9m-34.7135.25-36.9834.87-2.27-0.38-169-16367累计顶推111.9m-42.5441.72-43.4540.99-0.91-0.73-267-26169累计顶推119.9m-34.7635.79-35.4534.98-0.69-0.81-390-384611累计顶推127.9m-24.2530.01-23.0129.881.24-0.13-513-511213累计顶推135.9m-15.4324.54-14.8925.040.540.50-631-624715累计顶推142.5m-6.3619.05-6.8519.87-0.490.82-753-7391417累计顶推147.5m58.49-35.0257.63-35.31-0.86-0.2928302（下转第183 页）江西建材工程技术与管理1832023年1 月随着基坑开挖深度的增加，风险随之增加，其监测频率也应当随之变化6。通常，基坑开挖深度小于等于1/3 设计深度时，其频率应为3d/次；基坑开挖深度小于等于2/3 设计深度时，应满足2d/次；开挖深度超过设计深度的2/3时，应满足1d/次。另外，浇筑完底板之后的7d内，应满足2d/次的频率；浇筑完成的714d内，可调整为3d/次；浇筑完成后1428d之内，监测频率可调整为7d/次；超过28d监测频率为10d/次。5 结语在深基坑支护结构中应用桩锚式支护技术，能够有效弥补其他支护结构的短板，保障基坑的安全性