丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术.pdf
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1、桥梁建设 年第 卷第期(总第 期)B r i d g eC o n s t r u c t i o n,V o l ,N o ,(T o t a l l yN o )收稿日期:基金项目:湖北省交通运输厅科技项目()P r o j e c to fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yo fD e p a r t m e n to fT r a n s p o r to fH u b e iP r o v i n c e()作者简介:周范武,高级工程师,E m a i l:q q c o m.研究方向:公路工程及大跨径桥梁施工技术.文章编号:()D O I:/
2、j i s s n 丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术周范武,于得安,高海涛(中交第二航务工程局有限公司,湖北 武汉 )摘要:丹江口水库特大桥为主跨 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为,采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重.地锚式桥台采用空腔式箱形台身岩锚的组合式结构,由底板、墙身(包括前墙、后墙、侧墙、隔墙)、盖板和锚台段主梁构成,桥台长 m、宽 m.在地锚式桥台施工中,基坑采用明挖放坡方式开挖,并在开挖后对基底进行浅层平板荷载试验,以确保其地基承载力满足不小于 k P a设计要求;底板采用分层分块方式施工,并设置条横向后浇带和智能管冷循
3、环控制系统;墙身采用竖向分层设置双向后浇带(条横向后浇带、条纵向后浇带)的方式施工,并根据分块龄期差采用微膨胀混凝土施工后浇带;墙身施工后,采用传送带在墙身腔室内回填砂石,之后进行盖板与锚台段主梁施工;最后进行地锚式桥台竖向预应力施工,并优化竖向预应力张拉顺序,完成地锚式桥台施工.关键词:部分地锚式斜拉桥;地锚式桥台;基坑开挖;双向后浇带;腔室回填;施工技术中图分类号:U ;U ;U 文献标志码:AK e yC o n s t r u c t i o nT e c h n i q u e s f o rA n c h o r a g e T y p eA b u t m e n t o fD
4、a n j i a n g k o uR e s e r v o i rB r i d g eZ H O UF a n w u,Y UD e a n,G A OH a i t a o(C C C CS e c o n dH a r b o u rE n g i n e e r i n gC o,L t d,Wu h a n ,C h i n a)A b s t r a c t:T h eD a n j i a n g k o uR e s e r v o i rB r i d g e i sat w o p y l o nh y b r i dg i r d e rc a b l e s t
5、a y e db r i d g ew i t ham a i ns p a no f mT h es t a yc a b l e sa r ea r r a n g e di nd o u b l ec a b l ep l a n e s,w h e r ep a i r so fe n dc a b l e sa r ea n c h o r e di nt h ea n c h o r a g e t y p ea b u t m e n t st oc r e a t eap a r t i a l l ye a r t h a n c h o r e ds t r u c t u
6、 r e T h es i d es p a nt oc e n t r a l s p a nr a t i or e a c h e s T h em a i ng i r d e r a n d t h ep y l o n s a r en o tf i x e d,w h i l et h e m a i ng i r d e ra n dt h ea b u t m e n t sa r ef i x e d,a n dt h ea n c h o r a g e t y p ea b u t m e n t sf l a n g e dt h e e n d so f t h e
7、 s i d e s p a n s a l s os e r v e a s c o u n t e r w e i g h t s M e a s u r i n g mb y m,t h ea n c h o r a g e t y p ea b u t m e n t c o n s i s t so f ah o l l o wb o xb o d ya n d r o c ka n c h o r a g e s,s p e c i f i c a l l y i n c l u d i n gt h ec o n s t i t u e n t so fb o t t o ms
8、l a b s,w a l l s(f r o n t,b a c k,s i d ew a l l sa n dp a r t i t i o n s),c a ps l a b sa n da n c h o r a g es e c t i o n D u r i n gt h ec o n s t r u c t i o no ft h ea n c h o r a g e t y p ea b u t m e n t,t h ef o u n d a t i o np i tw a se x c a v a t e db yt h eo p e nc u ts l o p ee x
9、c a v a t i o nm e t h o d U p o nt h ec o m p l e t i o no fe x c a v a t i o n,as h a l l o wp l a t e l o a dt e s tw a sc a r r i e do u t t oe x a m i n ea n de n s u r e t h a t t h e l o a db e a r i n gc a p a c i t yo f t h ep i tb o t t o m w o u l db eo v e r t h er e q u i r e dv a l u e
10、o f k P a W i t ha ni n t e l l i g e n tp i p ec o o l i n gs y s t e m,t h eb o t t o mw a s c a s t i n l a y e r s a n d z o n eb y z o n e,l e a v i n g t w o t r a n s v e r s ep o s t p o u r s t r i p s T h ew a l l so f t h e f o u n d a t i o nw e r ec a s tv e r t i c a l l yl a y e rb yl
11、 a y e r,l e a v i n gt w ot r a n s v e r s ep o s t p o u rs t r i p sa n do n e l o n g i t u d i n a l p o s t p o u rs t r i p T h ep o s t p o u rs t r i p sw e r ef i l l e dw i t hm i c r o e x p a n s i o nc o n c r e t e,f o l l o w i n gas e q u e n c ec o n s i d e r i n gt h ea g e d i
12、f f e r e n c eo ft h es u r r o u n d i n gc o n c r e t e A f t e rt h e桥梁建设B r i d g eC o n s t r u c t i o n ,()c o n s t r u c t i o no ff o u n d a t i o nw a l l s,c a v i t i e sw e r eb a c k f i l l e dw i t hs a n da n dg r a v e l sd e l i v e r e db yac o n v e y o r A f t e r w a r d s
13、,t h ec a ps l a b sa n da n c h o r a g es e c t i o n w e r ec a s t A tl a s t,t h ev e r t i c a lp r e s t r e s s i n gt e n d o n s i n t h e a n c h o r a g e t y p e a b u t m e n tw a s i n s t a l l e da n d t e n s i o n e dw i t ha no p t i m i z e ds e q u e n c e K e y w o r d s:p a r
14、 t i a l l y e a r t h a n c h o r e d c a b l e s t a y e d b r i d g e;a n c h o r a g e t y p e a b u t m e n t;f o u n d a t i o n p i t e x c a v a t i o n;p o s t p o u r s t r i p i n t w o d i r e c t i o n s;c a v i t y b a c k f i l l;c o n s t r u c t i o nt e c h n i q u e工程概况丹江口水库特大桥为主跨
15、 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,全长 m,桥跨组成为 m()m m,边中跨比,大桥立面布置见图.该桥采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重,主梁与地锚式桥台固结,主梁与桥塔分离,下横梁处桥塔设置号索作为竖向支承,并设个横向支座(单个桥塔),在主跨跨中设置“主梁中央无轴力连接装置伸缩缝”构造,将南、北岸两半斜拉桥连为一体.图丹江口水库特大桥立面布置F i g E l e v a t i o nV i e wo fD a n j i a n g k o uR e s e r v o i rB r i d g e地锚式桥台采用空腔式箱形台身岩锚的组合式结构,
16、由底板、墙身、盖板和锚台段主梁构成,桥台长 m、宽 m.地锚式桥台三维模型见图.地锚式桥台底板厚 m、基底平面尺寸 m m,采用级台阶形布置(台阶高 m,顺、横桥向宽度均为 m).墙身由前墙(厚 m)、后墙(厚 m)、侧墙(厚 m)、隔墙(厚 m)构成,共 个腔室,号(号)地锚式桥台前墙位置处高 m(m),后墙位置处高 m(m).盖板厚 m,地锚式桥台通过盖板及横梁将墙身与锚台段主梁刚接,盖板与墙身连接处设置 m m倒角、与锚台段主梁连接处设置 m m倒角、与横梁连接处设置 m m倒角.锚台段主梁采用和边跨混凝土主梁相同的截面形式,顶面宽 m、底面宽 m,矩形边主肋底宽 m、顶板厚 m,横梁厚
17、 m,横梁与台身横隔墙对应,横梁标准间距为 m,桥台顶面设()纵坡和的双向横坡.锚台段主梁横断面见图.图地锚式桥台三维模型F i g T h r e e D i m e n s i o n a lM o d e l o fA n c h o r a g e T y p eA b u t m e n t图锚台段主梁横断面F i g C r o s s S e c t i o no fM a i nG i r d e r i nA n c h o r a g eS e c t i o n地锚式桥台台身竖向预应力布置在前墙、后墙及侧墙位置,共分为种,N、N、N采用s mm高强低松弛钢绞线,N、N采用
18、 mm预应力螺纹钢棒 ,台身竖向预应力平面布置见图.其中侧墙、后墙竖向预应力束标准间距分别为、m,均采 用 单 层 布 置;前 墙 竖 向 预 应 力 束 标 准 间 距丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术周范武,于得安,高海涛 m,采用双层布置,在前墙与主梁梁肋固结的局部区域采用层布置,以进一步提高该区域混凝土的抗裂性能.图台身竖向预应力平面布置F i g P l a nV i e wo fV e r t i c a lP r e s t r e s s i n gT e n d o n s i nA b u t m e n tB o d y该桥地锚式桥台位于山体缓坡位置,出露基岩为武当山
19、群绢云钠长片岩,下部穿插变辉绿岩侵入体.号地锚式桥台片理面产状 ,为斜交顺向坡;号地锚式桥台片理面产状 ,为斜交逆向坡.地锚式桥台基底持力层为强风化绢云(绿泥)钠长片岩或变辉绿岩,设计地基基本承载力为 k P a.地锚式桥台施工工艺丹江口水库特大桥地锚式桥台主要施工流程:基坑开挖施工底板施工墙身施工腔室回填砂石盖板与锚台段主梁施工竖向预应力施工.该桥地锚式桥台结构复杂,对施工防裂要求极高.根据现场地形地貌以及施工防裂需求,在地锚式桥台施工中,首先采用明挖放坡方式进行基坑开挖施工,并在开挖后对基底进行浅层平板荷载试验 ,以验证基底地基承载力;在地基承载力满足设计要求后,采用分层分块方式进行底板施
20、工,设置条横向后浇带和智能管冷循环控制系统;墙身采用竖向分层设置双向后浇带(条横向后浇带、条纵向后浇带)的方式施工,并根据分块龄 期差采用 微膨胀混凝 土 施 工 后 浇带;墙身施工后,采用传送带在墙身腔室内回填砂石,之后进行盖板与锚台段主梁施工;最后进行地锚式 桥 台 竖 向 预 应 力 施 工,完 成 地 锚 式 桥 台施工.地锚式桥台施工关键技术 基坑开挖施工地锚式桥台基坑底部长 m、宽 m,、号地锚式桥台基坑边坡最大开挖高度分别为 、m,基坑分别设置三级、四级边坡.自基坑底往上第一级边坡坡比为 ,其余各级边坡坡比为,每m设置个 m宽平台.基坑开挖前在基坑顶部设置截水沟,截水沟距离坡顶m
21、,宽 c m、深 c m、壁厚 c m,采用C 混凝土浇筑成型.地锚式桥台基坑采用明挖放坡方式开挖,开挖顺序为:从基坑一端由上坡方向至下坡方向自上而下分段分层开挖,每层开挖深度不大于m.号地锚式桥台基坑分层开挖,每层开挖深度均为m;号地锚式桥台基坑分层开挖,第层开挖深度为 m,其余各层开挖深度为m.边坡开挖一级,防护一级,坡面防护采用钢筋锚杆挂网喷射混凝土.基坑开挖完成后,在基坑底部沿边坡坡脚设置排水沟和沉淀池,排水沟和沉淀池均采用C 混凝土浇筑而成.地锚式桥台基坑开挖完成后,采用慢速维持荷载法对基底进行浅层平板荷载试验,以验证其地基承载力是否满足设计要求.在、号地锚式桥台基坑底部各选取个位置
22、,在每个位置安装传力装置,分级加载(每级荷载为设计地基承载力的/)至设计地基承载力的倍.试验结果表明:地基静载试验最大加载到 k P a后,最大沉降量 mm,残余沉降 mm.依据 建筑地基检测技术规范(J G J )综合判定,地锚式桥台地基承载力实际值不小于 k P a,满足不小于 k P a的设计要求.底板施工地锚式桥台底板厚 m,采用级台阶形布置,台阶高 m、宽 m.为减少混凝土裂缝的产生,底板采用分层分块方式施工,并设置条横向后浇带和智能管冷循环控制系统.底板施工主要采取了以下措施.()分层分块浇筑底板,竖向分为层、纵向分为块,共 划 分 为块,根 据 浇 筑 顺 序,依 次 编号,底板
23、施工顺序见图.第层浇筑 m厚一级台阶基础;第层浇筑 m厚二级台阶基础和 m高墙身起始段,共浇筑 m高,以减少底 板 与 墙 身 连 接 处 裂 缝.通 过 控 制 施 工 龄 期差,减少基础的收缩裂缝.桥梁建设B r i d g eC o n s t r u c t i o n ,()图底板施工顺序F i g F o u n d a t i o nB o t t o mC o n s t r u c t i o nP r o c e s s()设置条横向后浇带,后浇带位置处采用收口网模板,并利用角钢进行加固,以充分释放基底的不均匀沉降,防止出现不均匀沉降开裂.后浇带采用微膨胀混凝土,以对高强混
24、凝土收缩变形进行有效补偿,有效控制混凝土收缩裂缝的产生.()设置智能管冷循环控制系统,在扩大基础钢筋施工时埋设冷却水管,实时监测内部温度.通过智能管冷循环控制系统,对冷却水管进行智能化、自动化管理;并对底板外部进行包裹保温,混凝土升温时内部冷却,降温时外部保温,通过“内降外保”的措施减小温度梯度产生的应力,减少温度裂缝的产生 .墙身施工墙身采用竖向分层设置双向后浇带(条横向后浇带、条纵向后浇带,见图)的方式施工,墙身竖向分层高 度 m,共 分 为层,配 置块 m高定型钢模板.墙身每次浇筑完成后,采用翻模法进行下层墙身施工.地锚式桥台墙身内部为空箱结构,模板采用“井”字形提升架(采用I a型钢焊
25、接而成),配合t手拉葫芦进行提升.提升架立柱支撑于腔室内,单节立柱高 m,提升架与下部立柱之间、立柱与立柱之间均采用法兰连接,模板提升后,利用塔吊将提升架吊离,接长立柱后再次连接提升架.同时,墙身施工时,在各腔室内部安装预埋件,作为下个节段墙身钢筋、模板的施工平台.施工过程中先浇筑中间部分墙身,再浇筑前墙图墙身后浇带平面布置F i g P l a nV i e wo fP o s t P o u rS t r i p s i nF o u n d a i t o nW a l l s与后墙墙身,以控制施工的连续性,通过控制不同块与层之间的施工龄期,有效减少混凝土干缩产生的裂缝.当相邻墙身分块龄
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