材料、机具荷载。施工前做好各类材料、机具的分布位置和数量规划,施工过程随着悬臂增大对称移动,不得随意增加材料的堆放。对移动性较为随意的桥面汽车吊机,由专人负责吊机的对称布置,混凝土浇筑时,吊机均停放至0#块主塔处。
挂篮荷载控制:为保证施工过程各项监测计算的准确性,施工前应对挂篮和模板系统进行称重以便得到挂篮的准确重量,另外明确挂篮上所需固定机具的安放方法和位置,不得在挂篮上随意堆放材料机具,以便为各项计算提供准确、稳定的参数。
挂篮前移工况控制:单侧挂篮系统重量达210吨,挂篮前移时极易产生不平衡荷载,应制定严格的挂篮前移细则,挂篮滑移轨道上应标识刻度,前移时两侧充分沟通,保证两侧挂篮前移偏差值不超过计算允许值,实际施工时在滑移轨道上间隔1cm标识刻度,通过梁体纵坡和挂篮重心计算两侧前移偏差值为5cm。
其他荷载及风荷载控制:严格按照制定的方案进行施工平台和防护栏杆等辅助措施的布置,施工过程密切关注气象变化,风力达到6级时不得进行挂篮前移和混凝土浇筑作业。
4.3 施工监测
施工监测内容包括塔柱偏位、主梁线形和高程、索力、应力等项目。
塔柱偏位、主梁线形及高程监测:监测方法主要以测量为手段,通过分析测量数据制定纠偏方法。施工前制定详尽可行的测量方案和测量规则,经审定后在施工过程严格执行。首先保证测量网的准确和稳定并定期复测,实施过程尽可能在同等条件下进行同一项目的测量,为减小外界环境的干扰,本项目要求挂篮精确定位、立模标高、塔柱定位和偏位检测等测量工作均在每天温度较低且较为稳定的凌晨5点左右进行,避免温差影响测量数据的稳定性;其次规范测量点位的布设方法和要求,确保测点稳固,布设部位同类可比。测量频率满足各项指标分析要求。
索力监测:索力监测也是保证施工过程主梁线形和塔柱偏位及安全的重要因素。索力在每次张拉后均需测量,测量时必须确保无施工及外界干扰因素,保证测量值的准确性。索力监测的目的是保证索力对称、均衡分布,同时做到各索力偏差值不超过监控计算值的5%。
应力监测:应力监测指在施工过程对塔柱、主梁的不利截面进行监测,以便掌控实际应力状况。本项目通过在塔柱和主梁不利节段中设置应力传感器的方式进行监控。
监测计算:各项监测的目的是为了对本道工序进行复核验算并给下道工序提供施工依据和纠偏方法。通过建立有限元模型采用自适应理论控制方法,以各项实际参数进行分析计算,为下道工序提供准确的数据。
4.4 塔柱压缩量控制
塔柱上部锚索区为钢塔,因塔梁同步施工与先塔后梁施工时塔柱承载的时间不一致,需根据实际状态对塔柱压缩量进行调整,以便为索导管的安装提供准确坐标值。具体采用倒装法计算出每节段钢塔安装时钢塔的压缩值,在钢塔制造时根据数值进行匹配预留,在安装时通过微调钢塔节段间的环向焊缝厚度进行定位。
4.5 工序衔接控制
工序衔接控制是为了保证梁塔实际受力状况与分析计算状态一致。本工程实施塔梁同步施工的主要前提是钢塔节段安装进度超前两对斜拉索安装进度,因此,在保证正常的工序衔接时,必须保证最低钢塔安装进度,且必须保证超前安装的两个钢塔节段所有焊缝焊接完成并检测合格。
4.6 重点安全控制
安全控制主要分为结构安全和施工人员安全,前述各方面主要指结构受力安全,由于塔梁同步施工重叠交叉作业面多,且上塔柱钢塔安装过程施焊、定位作业时极易对桥面施工人员形成安全威胁,同时,大量的焊花和焊渣也容易损伤斜拉索保护层。因此,在施工过程中制定可靠的安全措施:施工过程对钢塔设置大型、全封闭、升降式操作平台,钢塔施工过程所需的各类工具、材料均装箱放置,避免工具或材料坠落至桥面,同时也避免了焊花或焊渣飘出塔外损伤斜拉索、烧伤桥面作业人员;其次在桥面设置安全区域,塔柱周边设置封闭围挡,禁止人员靠近,避免突发安全事故产生。
5 塔梁同步施工效果
根据施工过程监控结果,斜拉索张拉及调索情况良好,成桥后斜拉索索力对称、均衡,索力分布规律与理论吻合,实测索力与理论索力最大相对差在±5%以内;通过施工阶段对主梁线形的监测分析和调整,成桥线形达到了设计预期目标,主梁立模高程误差控制在10mm以内,成桥桥面高程与理论基本一致;主塔钢塔节段安装坐标施工误差基本在±5mm以内,施工全过程主塔塔身偏位值在±3mm以内,控制优良;通过对各施工阶段主梁及塔身内力的检测和分析结果,施工阶段主梁及塔身各控制截面实测应力与理论预测结果一致,保证了大桥施工阶段结构内力安全。
根据成桥动静载试验结果,静载条件下,其校验系数均小于1,表明测试截面具有一定的安全储备,桥梁实际状况要好于理论状况;其相对残余变位、相对残余应变均小于20%,表明桥梁处于弹性工作状态;在试验荷载条件下,主塔水平位移偏差为-8.49mm,满足规范要求。动荷载作用下,实测桥梁一阶竖向自振频率大于理论频率,表明桥梁实际刚度大于理论刚度。
6 结论
本工程针对实际施工条件提出了塔梁同步施工的设想,通过对塔梁同步施工方案的可行性、施工过程控制难点的分析,对实际施工工序进行了结构验算,制定了详细可控的控制措施,成功实现塔梁同步施工,保证了施工过程塔梁的结构安全和成桥后的线形及应力,缩短了施工工期,取得了良好的社会经济效应,对类似工程的施工具有参考作用。
参考文献
[1]洪颖,凡汉云.浅谈吉水赣江特大桥施工监控技术要点[J].江西公路科技,2015,(3):36-38.
(作者单位:中铁大桥局集团第五工程有限公司)
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