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“登里一号”接南天
——广西最高连续刚构桥登里1号高架特大桥建设创新纪实

2022-02-27广西南天高速公路有限公司蓝翼李婷婷

中国公路 2022年24期
关键词:托架高架挂篮

文/图 广西南天高速公路有限公司 蓝翼 李婷婷

今年,广西壮族自治区高速公路计划建成通车11个项目,通车里程将突破8000公里,实现“县县通高速”目标。目前,由广西交通投资集团投资建设的南丹至天峨下老高速公路(以下简称“南天高速”)项目进展顺利。作为南天高速重要控制性工程,广西最高连续刚构桥——登里1号高架特大桥已于6月顺利实现双幅合龙,为项目冲刺年底通车目标迈出坚实一步。

建成后的登里一号高架特大桥全景

登里1号高架特大桥位于广西壮族自治区河池市天峨县六排镇登里村,桥跨布置形式为“11×4 0米预制T 梁+(81米+3×150米+81米)”预应力混凝土连续刚构,是目前广西建成的最高连续刚构桥。全桥总长1064.1米,桥梁桩基154根,40米预制T梁132榀,14#主墩墩身形式为“箱墩+双肢薄壁空心墩”,主跨箱梁结构形式为单箱单室,0号块高度为9.2米,是南天高速项目的重点控制性工程。今年6月29日,登里1号高架特大桥顺利实现双幅合龙,标志着南天高速第三合同段实现全线双幅贯通,为南天高速项目冲刺年底通车目标迈出坚实一步。

建设中的登里1号高架特大桥全貌

主要工艺

登里1号高架特大桥桩基施工中,项目部根据不同地形条件及现场实际情况,采取“旋挖钻+冲击钻”相结合的形式,更好地满足了桩基施工的实际进度需求;大桥高墩身采用安全可靠、便捷高效的新型无轨液压爬模法施工,极大地满足了双肢薄壁空心墩的施工要求;针对上部结构施工,引桥预制T梁利用双导梁架桥机架设,预应力混凝土箱梁则采用挂篮法以满足悬臂节段的正常施工。

重点难点

登里1号高架特大桥工期紧张,4月至9月施工期又逢广西降雨季,且工程受地势限制,交通协调组织十分困难,需修建临时便道,以上种种成为制约工期的主要因素。为保证大桥建设期间物资材料的正常供应,项目部合理整合资源,并遵循临时道路与永久道路相结合的原则,优先组织规划修建临时施工便道,在提高便道运输能力的同时,最大程度保障施工物资供应,以便于发挥生产工效最大化,更快推进项目进程。

整个施工过程中,桩基施工难度较大。由于大部分桩基位于陡峭岩体或松散边坡之上,桥梁内部支便道展线困难,为此,项目部以综合考虑边坡稳定性和施工便捷性为前提,先期做了大量勘测、方案优化、设计变更等技术工作。以登里1号高架特大桥引桥部分为例,施工现场地势险峻,项目部便着重考虑各个桥墩、桩基施工便道如何开挖,可将相互交叉作业影响降到最小,并通过合理施工组织和科学施工方法,保证各分项工程工作面得以正常开展。此外,项目部还对大桥所处地形地势做出多次现场勘测,所做方案经设计院,业主、监理多方讨论与优化,将原先15#墩往大里程方向的四跨架设T梁设计变更为一跨150米的连续刚构,进而确定了主桥为“81米+3×150米+81米”的最终布置形式。

登里1号高架特大桥墩身高、空心墩数量较多,其中最高墩为14#主墩,设计高度为131米,主桥连续刚构最大跨度为150米,这对高墩身和上部结构箱梁的施工工艺提出了较高要求。对此,项目部结合现场实际,针对高墩身采用新型无轨液压爬模法施工,待安装模板后,再进行节段施工,通过液压装置爬模可避免高墩模板多次安拆,一次倒顶,既安全又便捷高效;针对上部结构箱梁,则采用较为成熟的挂篮法进行悬臂施工,施工过程遵循平衡、对称原则,待挂篮安装完成,可通过顶推油缸推进挂篮行走,依次循环每一个悬臂节段直至合龙段,保证了节段施工的安全与高效。

工程创新

为保证登里1号高架特大桥施工进度的正常推进,项目开展了引进先进工装、数字化智能化设备等一系列技术创新工作,以便对现场更好地开展科学组织与管理工作。

优化液压爬模工艺

登里1号高架特大桥14#主墩在第13节箱墩施工完成后开始转变为双肢薄壁空心墩施工,对此,项目优化了与液压爬模平台相对应的工法,以减少安全风险、提高施工工效、保证双肢薄壁空心墩的正常施工。

第13节箱墩后,即进入第14节双肢实心段施工。该施工节段存在渐变倒角结构,内侧外模板采用木模加工、加固以完成混凝土浇筑;绑扎完成第15节钢筋后,渐变倒角段内侧模板仍采用易于加工的木模加固;从第16节开始,转为双肢薄壁空心墩施工,相较于14#主墩左幅,右幅不对原有爬模平台改制,仅将双肢薄壁空心墩外侧钢模板连成整体、操作平台形成环向通道,使得模板爬升更快、安全性更佳。

具体操作方面,项目保留既有的“8米×11米”箱墩整体外侧爬模平台,利用13#主墩封顶后拆除的8米内侧模板及爬模平台,按照14#主墩右幅爬架尺寸改制,在保证箱墩爬模架体不变动的前提下,采用“外侧整体爬模、内侧翻模”的形式进行正常节段施工。最终,14#主墩左幅就箱墩转双肢薄壁墩爬模改装至满足正常节段施工仅用时3天,较计划工期节省了约20天。

优化托架预压工艺

登里1号高架特大桥高墩0号块采用托架法施工,为消除托架非弹性变形,确保托架结构安全、稳定,项目部待托架安装完成后对其进行预压,同时通过预压得出支架弹性变形数据,为施工立模预抬标高值提供参考,确保0号施工后的标高符合设计要求。

0号块托架利用千斤顶进行反压

传统托架预压工艺多采用堆载预压荷载试验。由于托架所承受的施工荷载动辄上千吨,故无论采用何种堆载材料,都存在反复吊装频次高、耗时长、安全风险大等问题。为了缩短施工周期,项目优化托架预压施工工艺,在大桥0号块托架预压时,创新采用高空反力架原位反压法进行托架预压,即利用千斤顶对反力架进行加载,利用精轧螺纹钢的位移限制,将千斤顶顶升形成的反向荷载传递至反力架下锚固点处,使反力架下锚固点通过墩顶预埋的精轧螺纹钢与墩身形成刚性连接,并将反力架上锚固点处产生的反力作用于托架,从而达到预压目的。

登里1号高架特大桥连续刚构0号块托架高空原位反压技术采用多点千斤顶反压法进行预压试验,以观测所得弹性变形量,确定了0号块底板的立模标高,有效克服了传统预压施工中因施工高度过高所造成的吊装预压材料耗时长、现场施工组织难、安全风险高、施工过程极易受气候影响等难题。经预压试验监测数据可知,该托架的强度、刚度、稳定性能够满足现场施工要求,很好地消除了托架的非弹性变形,该工艺的应用、实施效果显著,可为此后同类工程结构施工提供宝贵经验。

引进智能张拉设备

为解决现浇箱梁竖向精轧螺纹钢使用传统工艺施工存在的问题,项目依托登里1号高架特大桥现浇箱梁施工操作平台,引进了智能化竖向预应力张拉小车、泵站主机与精轧螺纹钢竖向张拉小车,三者配套使用替代了传统的人力搬运千斤顶张拉螺纹钢及人工预紧螺母的操作,通过压力传感器及液压系统,即可准确显示螺母预紧力值,极大节省了人工成本、提高了张拉效率。

操作过程也很简单。张拉工作开始前,连接好程控泵站和张拉小车间的液压软管及控制电缆,将预应力钢筋张拉各项数据输入显示屏,在需要张拉的竖向预应力钢筋螺母上套入套筒,推动张拉小车至竖向钢筋上方,操作升降油缸使张拉支座下放,并使扳手套筒套在螺母套筒上,待张拉支座到达地面后,将张拉小车升起;人工安装连接杆并拧紧,顶升油缸系统控制油缸升起,开始预张拉,当达到预定值后系统自动停止顶升;顶升油缸停止工作后,液压扳手启动拧紧螺母的动作,当达到预定扭矩值后自动停止;顶升油缸下降,人工卸下连接杆,操作升降油缸使张拉支座收起,张拉小车落地后,推行其至下一工作点,如此往复,竖向预应力钢筋智能张拉机工作完成。顶升油缸、升降油缸、液压扳手等动作既可在程控泵站上操作,也可在张拉小车的操作盒上操作。

创新自动遮阳雨棚

当今,采用挂篮法进行悬臂节段浇筑施工已成为连续刚构桥高墩施工中较成熟的工艺。登里1号高架特大桥所在的广西天峨地区夏季炎热,地区降雨较为频繁,4月至9月为主要降雨季,降雨占全年降水的76%至83%,尤其6月至8月正值登里1号高架特大桥采用挂篮悬臂施工的重要阶段,为减少各种不利天气的影响,项目创新采用自动式遮阳雨棚协助现场施工,将挂篮现浇箱梁露天施工变成全天候施工,减少了恶劣天气对施工计划的影响。

挂篮自动式遮阳雨棚操作简单、便捷,具有自动伸缩功能,在为施工班组提供良好作业条件的同时,对施工用电及重要部件还起到了保护作用,尤其是对刚完成混凝土浇筑的节段可起到遮阳作用,防止了因混凝土表里温差过大而出现表面开裂现象的发生。

应用数字科技展厅

建设过程中,项目还打造了登里1号高架特大桥施工数字化展厅,通过引进BIM技术,采用电子沙盘对施工现场、复杂的分项工程部位进行全方位动态展示,实现了对大桥的数字化管理、可视化交底和远程监控,增强了施工人员的代入感与互动感。依托数字显示屏的3D立体化成像,施工班组、现场技术管理人员可更直观地增强对施工工装和工艺技术的认识,并对技术交底内容的理解更加到位。

建设意义

登里1号高架特大桥位于南天高速3标项目建设材料运输通道的主干线上,大桥顺利实现双幅合龙,全面打通了项目路面摊铺施工材料的运输通道,解决了机械设备周转困难问题、大大缩短了标段内材料运输距离,节约了运输成本,为全线沥青摊铺施工提供了连续作业面,为南天高速保通攻坚提供了坚实保障。

目前,南天高速项目部正铆足干劲儿,全力以赴冲刺年底通车目标。南天高速建成通车后,将结束天峨县不通高速的历史,助力实现广西“县县通高速”,对于高水平共建西部陆海新通道,进一步形成广西北部地区的连接新通道,构筑区内“南向北联、东融西合、出省出边、通江达海”的高速公路网络具有重大意义。

登里1号高架特大桥数字化科技展厅

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