北盘江大桥

北盘江大桥（通用5篇）

北盘江大桥 篇1

0 引言

改革开放30年, 中国的经济取得了前所未有的发展, 西部大开发战略的实施, 西部地区经济迎来了发展的黄金时期, 各种基础设施陆续开工、建成, 高速公路作为推动社会经济快速发展的重要设施得到了快速的发展, 一条条高速公路立案上马, 随之山区大跨度桥梁建设越来越多, 山区建设桥梁的经验显得尤为宝贵。

1 工程概况

北盘江大桥的主桥为636米单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥, 东岸为4×45米的简支T梁, 西岸为3×45米连续预应力箱梁。大桥起止桩号K64+389.5～K65+409.5, 全桥长1020米。其主梁由主桁、横梁、桥面板和上、下平面纵向联系等组成, 桁高5.0m, 桁宽28.0m。加劲梁通过吊索与主缆相连, 吊索标准间距为7m, 吊索锚于主桁上弦节点锚箱上。全桥钢桁梁分4种吊装节段, 吊装节段长度分别为13.46m、14.00m、14.00m、19.08m (跨中节段) , 共45个吊装节段、最大吊装重量为135吨。

2 钢桁梁安装总体施工方案

北盘江大桥作为山区大跨度桥梁, 建设时从适用、安全、经济、和谐、美观等多方面进行评估和认证, 考虑到当地的运输条件主梁采用钢桁梁;施工时结合工地现场实际, 考虑施工难度、工程进度等因素, 经过施工方案比选, 决定采用缆索吊装安装。先将钢桁梁分节段在两岸路基上进行拼装, 拼完后用龙门吊和运梁平车转运到主塔前端的起吊平台, 通过缆索吊装系统逐节起吊, 从中跨向两边对称安装, 钢桁节段间先采用上弦固定铰连接, 待所有钢桁节段及桥面板单元吊装、安装完毕, 对全桥进行二恒等代加载, 使之线形与设计线形一致后, 再连接下弦和上、下平联及焊接桥面板。

3 准备工作

3.1 缆索吊装系统安装

缆索吊装系统由承重索、起重索、牵引索、支索器、跑车、起重吊架、起重及牵引卷扬机、索鞍、锚墩等组成。主承重索经过受力计算采用φ52的钢丝绳, 单侧12线, 利用架设猫道的先导索进行架设, 钢丝绳绕过锚墩上的转向平衡轮组成循环主索。完成主索架设及滑轮穿索后, 利用塔吊辅助安装跑车, 待跑车安装完毕, 再用先导索牵引跑车往返移动一个来回, 即可完成牵引索、起重索、支索器和支索器连接钢丝绳的安装。

3.2 场地的布置

拼装场:跨中节段由于比较长, 不便于运输, 其拼装场设在西岸主塔前端的场地上, 拼好后直接起吊安装, 其它节段拼装场设在东、西两岸桥头的路基上, 场内分别设置4个标准节段拼装台座和一条骑车运输通道, 以便于杆件的转运和安装。每一拼装场的配套起重设备为2台80吨龙门吊和2台5吨龙门吊, 跨径均21m, 大门吊除了提升整个桁架节段移动外, 还兼顾一个台座拼装过程中的杆件提升, 小龙门吊只负责当个台座杆件在拼装过程中的提升。

堆放场:两岸钢桁节段堆放场均设在拼装场的前端, 待节段拼好后用两台80吨的龙门吊移到堆放场上。东岸杆件堆放场由于受到场地限制设在路基左侧的弃土场上, 西岸杆件堆放场直接设在拼装场后端的路基上, 场内用20t的汽车吊作为杆件存放工具, 钢桁的构件根据构件编号分别堆放。

4 钢桁梁安装

4.1 钢桁梁构件的检验

钢桁梁杆件进场都是要经过工厂加工好后用车辆转运到场的, 制作误差或转运变形都会对拼装质量造成影响, 所以每批杆件进场都要有质检人员, 结合图纸提供的杆件和节点板的详细尺寸, 根据《钢结构工程施工质量验收规范》对进场构件的几何尺寸进行抽样检查和复核。

4.2 钢桁梁的拼装

4.2.1 杆件拼装

钢桁梁的拼装在路基上的拼装台座进行, 由于路基场地狭小, 没有试拼条件, 钢桁梁的拼装质量控制尤为重要。拼装时按:下弦杆及下平联→腹杆→上弦杆及横梁→上平联的顺序进行, 先用冲钉及普通螺栓对各节点、杆件进行定位 (冲钉及螺栓数量不得少于节点螺栓孔数的1/3) , 形成框架后, 对整个桁架外形及几何尺寸进行检验, 若桁架的空间尺寸不符合规定要求, 须进行局部的调整, 满足要求后, 再进行桁架的安装。

4.2.2 高强螺栓施工

钢桁节段空间尺寸检查完毕, 确定满足要求后, 可进行高强螺栓施工。先检查高强螺栓的垫圈、螺母安装正确后, 上足每个节点的剩余螺栓孔, 并作一般拧紧。然后将这部分高强螺栓按施拧工艺逐一循序初拧和终拧, 完成终拧并检查合格后, 用黄或红油漆作标记。下一步是更换定位的普通螺栓和冲钉, 更换好的高强螺栓按工艺进行初拧和终拧并检查合格后, 同样用黄或红油漆作标记。为保证高强螺栓轴力满足设计要求, 电动扳手与控制箱配套使用, 并独立供电和配置稳压电源, 使其与大型机具电源分开, 确保电动扳手输出扭矩的准确性, 且每天上、下班都对电动扭力扳手进行标定。终拧的高强螺栓在抽检中不符合要求的立即更换, 严格按高强螺栓施工规范执行。

4.3 钢桁梁的吊装、安装

钢桁梁的吊装采用缆索吊, 由于缆索吊装系统的主承重索的间距不足28m, 且引道路基的宽度也不足28m, 因此钢桁梁按安装方向旋转90°在路基上进行拼装, 待节段拼装好后, 用龙门吊吊上运梁平车, 通过轨道运输, 经过锚碇进入引桥, 在距主塔30米位置, 通过运梁平车上的液压旋转装置将钢桁梁节段旋转90°至安装方向, 再次启动运梁平车进入悬吊工作平台, 进入吊装工作阶段。由于中节段长度为19.08米, 比标准节段14.0米长5.08米, 即使旋转90°拼装后运输也无法通过吊装系统的主承重索的边跨索, 因此, 中节段在西岸主塔前面进行拼装, 直接进行起吊安装。

吊装时, 先吊装跨中M1节段, 再对称吊装两边的M2、M2A节段, 当安装完M2和M2A次端节段后, 拆除起吊平台, M3节段运到引桥索塔端头后, 通过设在引桥后的浪风绳配合缆索吊下放安装M3端节段。此时, 钢桁梁节段间的连接为上弦固定铰接, 所有荷载由吊索承担。待安装好钢桁梁上盆式橡胶支座后, 桥面板分别从1/4和3/4分别向主塔和跨中进行安装。桥面板安装完成后, 按照二期恒载进行预压, 根据预压的结果进行桥面的线形调整和钢桁梁节段间的下弦杆、上下平联的连接。接着安装竖向拉压盆式橡胶支座和横向抗风支座及阻尼器 (注:支座和阻尼器需在全桥荷载全部到位后, 并在适宜的温度下才能固结) , 钢桁梁节段安装完成。

5 结束语

北盘江大桥建设通过在拼装前对杆件尺寸、型号进行校对, 控制台座和节段几何尺寸的精度及过程测量等手段, 在不具备节段间试拼条件的情况下确保了钢桁梁拼装2mm以内的精度要求;经过多种方案比选, 大桥采用的跨度为636米的缆索吊装系统, 为国内首次采用600米以上大跨缆索吊装法进行钢桁梁及正交异性钢桥面板整体节段安装, 是一个大胆的创新, 施工期间该吊装系统平均每天可以吊装3～4个节段, 施工进度, 施工安全储备系数上均比其它安装方案优越, 且降低了成本。技术含量高、安装精度高、施工难度大, 吊装系统最大吊装能力达160吨, 在同类型桥梁中, 无论是吊装跨度还是吊装重量以及安装速度, 均为国内领先。大桥根据地形地貌所选择的结构形式及结合现场实际所采取的施工方案, 使之成为山区大跨径桥梁建设的一道亮点, 该桥施工引进的新技术、新工艺为山区修建大跨度桥梁积累了宝贵经验, 特别是缆索吊装法将有很好的推广前景。

摘要：北盘江大桥全长1020米, 主桥为636米单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥, 其作为山区建设的大跨度桥梁, 钢桁梁的安装有很高的研究价值。

关键词：悬索桥,钢桁梁,安装,方法

参考文献

[1]周昌栋, 谭永高, 宋官保.悬索桥上部结构施工.北京:人民交通出版社, 2003

[2]王武勤.大跨度桥梁施工技术.北京:人民交通出版社, 2007

北盘江大桥 篇2

关键词：大桥,索道管,定位,三维极坐标法

0 引言

在中国大跨径桥梁建设中, 斜拉桥是比较常见的桥型之一, 它的上部构造主要是由索塔、斜拉索及主梁组成的。斜拉桥施工中最具技术性的难题就是索道管定位技术, 它是一项影响工程质量的关键性技术, 因为索道管的定位会影响到斜拉索的受力状况, 间接影响到桥梁整体结构的安全性、稳定性、抗震性以及桥梁线型等一系列的工程质量问题, 而斜拉索的张拉受力会决定斜拉桥的线形。因此, 在斜拉桥的施工监测中, 控制好斜拉索索道管定位是十分重要的。索道管是将斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上, 通过控制索力值与桥面高程来监测桥梁的线形。贵州北盘江特大桥的施工过程中也存在着斜拉索索道管定位的技术问题, 在施工现场需要控制好桥梁的线形以及控制好斜拉索与索道管在一个同心圆上, 防止其偏心所带来的一系列问题, 这对于现场施工尤其重要。索道管的施工定位必须考虑斜塔的预偏、浇筑混凝土后索道管的沉降、梁实际定位的偏差等因素。本文通过结合贵州北盘江特大桥施工现场斜拉索索道管定位的实例, 浅谈贵州北盘江特大桥索道管的施工定位。

1 工程概况

贵州北盘江特大桥位于贵州省贵阳市册亨县岩架镇处于望谟县与册亨县交界横跨的北盘江, 隶属于黔西南布依族苗族自治州, 是连接望谟至安龙段高速公路的重要交通枢纽。北盘江特大桥全长817.5 m, 主桥为150 m+328 m+150 m双塔双索面斜拉桥, 斜拉索呈竖琴形布置, 如图1所示。

主桥施工采用挂篮悬臂施工进行, 挂篮设计自重为150 t, 主梁标准索距为7.0 m, 边跨11号块之后索距均为5.5 m。桥梁为整体式 (不分幅) , 主桥桥宽24.1 m, 4号主塔总高度为190.4 m, 5号主塔总高度为187.9 m。每个主塔两侧均分布22对斜拉索, 全桥共180根斜拉索。斜拉索采用OVM250系列环氧涂层高强度低松弛钢绞线斜拉索体系。钢绞线标准强度为1 860 MPa, 弹性模量为1.95E5 MPa。索的上端为固定端, 下端为张拉端。斜拉索设计最大长度为178.989 m, 设计最短长度为33.437 m;拉索设计安全系数不小于2.50。施工过程中斜拉索需要进行3次张拉, 从斜拉索一张到三张结束其过程大致为:上一块段混凝土三张完成后挂篮前移, 之后调模、立模, 进行第一次斜拉索张拉, 然后绑扎钢筋, 钢筋绑扎完成后准备浇筑混凝土, 等待浇筑混凝土至一半时 (约浇筑混凝土7车时) 进行斜拉索第二次张拉, 接下来浇筑另一半混凝土, 等混凝土浇筑完成且养护达到龄期后, 进行块段预应力张拉, 预应力张拉完成后, 最后进行第三次斜拉索张拉, 下一块段继续这个循环。由此可知斜拉索在3次张拉过程中, 索道管与斜拉索之间有着很密切的联系, 斜拉索在张拉过程中会与索道管发生相对位移, 位移量可能会使得斜拉索与索道管壁紧贴在一起, 从而影响斜拉索受力和桥梁整体的安全性。为了避免此类现象的发生, 我们要严格控制好索道管的定位, 因此索道管定位的精确度直接影响着其桥梁整体的受力及其安全性。

2 索道管施工定位的重要性

目前, 斜拉桥施工中最大的一个问题就是如何精确定位索道管, 因为在理想状态下, 斜拉索被想象成一条直线, 而在实际的工程中, 这条斜拉索会因为重力的原因形成一条下凹的曲线, 在施工中这样的情况与理想状态有很大的差距。因此, 我们需要在第1次、第2次斜拉索张拉时将索道管定位调试完毕, 否则等待混凝土凝期之后再进行调试就会带来一系列不必要的麻烦。如果在施工过程中没有正视索道管定位的问题就会出现斜拉索与索道管壁紧紧贴在一起, 如图2所示。

如果在浇筑混凝土之后出现如图2所示的情况, 只能将索道管与桥面交界处切割出一个缝隙, 然后用葫芦拉索道管使其与斜拉索同心;如果在浇筑混凝土之前出现类似状况, 我们可以通过增加垫块和填充物, 或者用葫芦调节索道管使斜拉索与索道管保持如图3所示的状态, 按照这样微调, 可以实现斜拉索在第三次张拉后尽量与索道管同心, 如图4所示。

3 索道管定位理论分析

3.1 索道管定位原理

在斜拉桥施工中, 索道管的定位利用三维空间极坐标确定, 借助高精度的全站仪, 观测可得实测的三维坐标X实, Y实, H实, 通过设计图中给出的详细数据可计算出理论三维坐标X理, Y理, H理, 进行比较可得出差值ΔX, ΔY, ΔH, 从而可以判断索道管的空间位置是否满足精度要求。

以主桥顺桥方向为X轴 (4号墩~5号墩) , 在水平面内与X轴垂直的轴为Y轴 (北盘江水流方向为正) , 而通过平面坐标系原点的铅垂线则是Z轴。设三个平移量为 (X, Y, Z) , 三个旋转量为 (QX, QY, QZ) 。其中, QX表示索道管与X轴方向的夹角, 又称纵向夹角;QY表示索道管与Y轴之间的夹角, 又称横向夹角;QZ表示索道管与Z轴方向的夹角, 又称竖向夹角。设计图中给定了斜拉索与索道管锚固点以及索塔系统中的空间坐标值和索道管锚固点在斜拉桥系统中的相关定位尺寸。只要这六个自由变量一旦确定, 索道管的位置就能确定。

3.2 三维空间极坐标定位分析

定位前根据现场施工图中给出的资料, 能确定主塔及索道管锚固中心点的坐标为A和B, 分别设上端锚固中心点及下端锚固中心点为M和N, 如图5所示。在索道管上口处焊接一个三角架 (用后可拆除) , 如图6所示, 利用全站仪测量M1, M2, M3三点的坐标, 已知索道管口的直径, 利用函数方程式可以确定M1, M2, M3所构成的球心坐标即M点。从而已知M点坐标为 (X, Y, Z) , 定位时根据索道管长度L、纵向夹角QX、横向夹角QY、竖向夹角QZ即可推算出N点坐标。定位需要用一台全站仪进行三维坐标精确测量M1, M2, M3三点后计算出M点, 调整使M点落在空间A与B两点所在的直线上, 再推算出N点。索道管就能从理论上准确确定位置, 这样可以提高现场的工作效率。

其中, D为测量斜距;α为方位角;Z为天顶距;i为仪器高;v为棱镜高;mi=0 mm;mv=±1 mm;mD=±1 mm。放样点定位精度取决于测量仪器的精度和放样点, 它们与测站点的位置和放样点的高度有关。解得:mX=±2.4 mm, mY=±2.1 mm, mH=±3.6 mm。

一般情况下在主梁或主塔同侧的索道管定位时, 选用同一后视方向及同一测站。因此, 相对定位精度与控制点本身误差无关。索道管上下口中心位置平面坐标测量精度根据文献[3], 满足设计要求。

4 部分索道管定位测量结果

在北盘江特大桥施工现场, 有经验的工人通过索道管的微调会将测定点都基本控制在±5 mm内, 但在斜拉索第一次张拉后, 斜拉索索力的调整、工人绑扎钢筋及浇筑混凝土会使得索道管与斜拉索之间发生位置上的变化, 故需要第二次斜拉索张拉, 待混凝土浇筑完成之后, 块段养护、工人施工、混凝土的自重等也会影响到索道管定位, 使其再次发生位置变化, 但在第二次斜拉索张拉完成后, 索道管便不能再进行微调。因此要保证索道管定位的准确性就必须在斜拉索浇筑混凝土前完成对索道管的微调, 要求现场监测人员需要经常观察施工段的索道管定位情况。表1列出了4号墩部分斜拉索在第3次张拉后索道管定位的测量结果。

mm

从表1可以看出, 4号墩安装好的中跨和边跨部分索道管是合格的。但是部分数据有些偏大, 这可能是由于斜拉索的张拉导致斜拉索紧靠索道管壁的一种情况, 我们要尽量避免出现数据的偏差, 尽量保证索道管与斜拉索同心, 所以在施工现场索道管定位后的加固工作尤其重要。

5 结语

索道管定位技术一直都是斜拉桥施工中一项技术性难点。特别是在大跨度斜拉桥施工中, 存在诸多影响索道管定位的不确定性因素, 索道管定位的准确度会直接影响到斜拉索的受力问题, 从而影响到整个桥梁的受力及安全性问题。为了保证索道管定位的准确性, 将理论原理定位与实际现场相结合进行论述, 采用函数方程式及三维极坐标法定位, 对贵州北盘江特大桥索道管定位进行分析, 从北盘江特大桥现场索道管定位测量的数据来看, 其结果拟合较好。

参考文献

[1]吴栋材.大型斜拉桥施工测量[M].北京:测绘出版社, 1996.

[2]秦锟.桥梁工程测量[M].北京:测绘出版社, 1991.

[3]陈骑彪.斜拉索塔端索道管安装定位施工技术[J].中国港湾建设, 2015 (2) :73-75.

北盘江大桥 篇3

我国碳酸盐岩分布广泛, 面积约为2×106km2, 其中裸露于地表的约为1.3×106km2。在贵州、四川、云南、广西、湖南和湖北诸省面积达5×105km2, 呈连续分布状态[1]。岩溶发育主要受断裂构造控制, 构造运动升降作用导致了溶洞发育具多层性, 地表水的径流范围等控制着岩溶的发育深度和规模。北盘江大桥位于六盘水市水城县都格乡都格村与云南省宣威市普立乡腊龙村交界的北盘江大峡谷, 为杭瑞高速公路贵州境毕节至都格段的重要工点。桥梁起点桩号为K218+903.406, 终点桩号为K220+244.806, 全长1 341.4 m, 桥宽27.9 m。查清桥址区岩溶发育特征和规律, 关乎桥梁的安全稳定, 对桥梁设计、施工具有重要意义。

2 工程地质特性[1]

2.1 气候

桥址区属亚热带至温暖带云贵高原湿润季风气候区, 降水量充沛。据水城气象站1988年~2005年气象资料, 桥址区年平均气温11℃~15℃, 年平均最低气温0℃~4℃, 垂直温差较大。年平均降水量为1 141.9 mm, 最大年降水量为1 353.1 mm (1997年) , 最小年降水量为945.8 mm (1988年) , 年内降水分布不平均, 6月~9月为雨季, 其降水量占全年降水量的77%;11月~次年3月为枯水季节, 其降水量仅占年降水量的10%。

2.2 地形地貌

桥址区位于贵州高原西部北盘江流域上游, 由于流水长期侵蚀, 地面岩溶较发育, 河谷两岸起伏陡峭。地貌属溶蚀中山地貌, 受构造、岩性、气候、水流等因素的综合控制。地貌类型多样, 发育典型, 山峦延绵起伏, 沟壑深覆险峻, 经过多期地质构造运动, 在内、外应力的作用下, 产生了复杂多样的构造侵蚀~溶蚀中山地貌, 形成陡峭的尖棱状山峰和沟谷。改变地貌形态的外营力主要为水流下切作用, 山区河曲发育, 比降大, 河流以深切、冲刷作用为主, 地表水侵蚀作用强烈, 河流沟谷发育多呈树枝状展布的“U”形和“V”形谷产出。河谷两岸基本呈陡壁状, 陡壁高度超过200 m。陡壁向两侧地形稍缓, 其中云南岸坡度一般在20°~30°之间, 局部达45°;贵州岸地形坡度一般约30°。桥址区峡谷两岸最大宽度约400 m, 桥轴线河面标高约958 m, 10号桥台处标高1 507 m, 最大高差约550 m。桥轴线附近河谷走向约145°。

2.3 地层岩性

区域岩层自泥盆系至侏罗系均有出露, 第四系厚度不大, 但分布较为广泛。桥址区基岩以二叠系下统栖霞及茅口组灰岩为主体, 岩性为灰色、深灰色厚层、厚层间中薄层致密状灰岩, 其中以敲击有沥青嗅味及含燧石条带及结核为特征, 地层产状一般为132°~135°∠24°~25°, 裂隙发育, 溶蚀现象普遍分布。桥址区第四系残坡积分布广泛, 山顶零星, 厚度薄, 山坡及凹谷内厚度增大。由于灰岩溶蚀后的古岩面起伏不平, 在古岩溶塌陷后形成不同厚度的古岩溶洞穴堆积。在4号索塔和10号桥台, 最大揭露厚度分别达到38.2 m和60 m。

桥址区揭露的地层主要为第四系松散层和二叠系下统栖霞组—茅口组灰岩。岩性自上而下主要为:含黏土碎石、碎石、块石、微风化燧石灰岩 (中厚层状) 、微风化灰岩 (厚层~巨厚层状) 、微风化灰岩 (中厚层状) 和微风化炭质灰岩 (中薄层状) 夹层。

2.4 地质构造

场区处于扬子准地台—黔北台隆—六盘水断陷—普安旋扭构造变形区西北部—布坑底背斜的南翼。桥址区位于布坑底背斜南翼, 为一单斜构造, 发育一条小规模断裂 (f1) , 该断层位于都格村上寨组东侧陡崖之西, 为一被松散层覆盖的隐伏断层, 走向310°~320°, 倾向东北, 倾角约50°~80°, 长度小于800 m。其北东侧陡崖与断层附近地面标高差约40 m, 因长期风化剥蚀崩落的结果, 崖面很少留有构造踪迹。断层所处的斜坡微地貌变化不明显, 断层上覆3 m以上的松散坡积物没有发现任何构造运动踪迹, 该断层在第四纪以来未活动。断层两侧厚层灰岩节理裂隙发育, 部分密集成带, 走向315°左右, 条带状溶沟、溶槽随处可见。

桥址区节理裂隙一般以拉张节理为主, 由于溶蚀作用, 浅部地表以溶沟、溶槽出现, 往下逐渐变窄至闭合。通过对溶沟、溶槽节理随机测量数据分析可知, 310°~320°走向者占比为50%, 10°~30°走向者占比为15%。310°~320°方位的节理 (裂隙) 在桥址区为主要节理组, 是溶洞、溶沟、溶槽等岩溶发育的优势面。

2.5 新构造运动

场区地貌单元为强烈隆升的云贵高原向湖南丘陵过渡的斜坡地带。新构造运动表现以间歇性抬升为主, 强烈期为新第三纪至第四纪初, 晚更新世以来, 新构造运动趋于和缓、稳定, 具体表现为:河谷以V形下切, 侵蚀作用强烈, 河谷阶地或夷平面断续分布;山顶多锥形, 山坡较陡, 河谷沉积层不发育;松散堆积物较薄, 基岩风化层较薄;山坡冲沟枝状分布, 多有基岩出露;平顶甚至尖顶山坡面均有薄土层覆盖, 反映出近期上升较缓。

2.6 水文地质条件

场区地表水属珠江水系, 地处北盘江的支流。北盘江自西北向东南流向, 断面陡狭, 流速快, 雨季洪水位暴涨, 枯水位河床裸露。桥址区地下水主要为岩溶裂隙水。含水层为碳酸盐岩层 (二叠系栖霞、茅口组) , 以降雨和侧向径流补给为主, 在溶蚀裂隙中运移, 以泉的形式排泄于北盘江中。由于地形陡峻, 高差大, 地表浅部未见地下水位, 江边发现下降泉水, 流量较大, 标高1 200 m以浅分布潜水包气带。

3 岩溶发育特征

3.1 地表岩溶发育特征

桥址区岩溶较发育, 从地表观察, 岩溶形态以溶沟、溶槽居多, 少量为溶孔、溶隙, 个别见有溶洞。溶沟、溶槽一般深0.5 m~1.5 m, 宽0.2 m~1.0 m, 长3 m~5 m, 岩溶个体分布走向为310°~320°, 与区内主要节理组走向一致。贵州和云南两岸均有315°方向展布的溶蚀裂隙带, 两侧悬崖岸卸荷裂隙带裸露地表, 走向为315°, 与北盘江走势近平行。

地表岩溶多为半充填型, 向深部多被黏土混碎石充填, 部分溶沟内可见半胶结的砾岩被后期冲蚀再充填现象, 未见软化的黏土或淤质物。在贵州岸1号辅助墩处悬崖壁见有较多溶蚀裂隙, 壁面有0.1 mm~0.5 mm厚的淀积钙膜, 局部可见石钟乳, 多集中分布。

3.2 地下岩溶发育特征

在桥址区进行了钻探和物探工作, 沿桥轴线共布置43个钻孔, 其中贵州岸16个钻孔, 3个孔见溶洞, 云南岸27个钻孔, 11个见溶洞;同时在大多数钻孔中溶蚀裂隙、溶蚀破碎带也较为发育。云南岸溶洞较贵州岸发育, 按碳酸盐岩岩溶发育程度分级:贵州岸岩溶发育程度弱, 云南岸岩溶发育程度中等。钻孔揭露的溶洞主要发育于厚层灰岩中, 数量较多, 规模较小, 大部分溶洞的直径为2 m~3 m, 且大多数被黏性土或角砾充填, 发育深度多位于15 m~25 m。

沿桥轴线左右100 m内、地表100 m以浅布置多条测线、采用高密度电法、大地电磁法、浅层地震法、电磁波CT扫描法等物探方法探查岩溶发育情况。在贵州岸共发现2个溶洞, 9个溶蚀裂隙带;在云南岸共发现2个溶洞和3个溶蚀破碎带。溶洞数量较多, 规模较大, 溶洞直径为10 m~20 m, 大多数被黏性土或角砾充填, 发育深度多位于20 m~30 m。

4 岩溶发育规律

4.1 节理裂隙与岩溶发育密切相关

桥址区节理裂隙在后期张性、张扭性应力作用下, 裂隙开张, 加速溶蚀, 形成溶蚀裂隙带。315°~320°方向节理裂隙普遍分布, 与地层产状几乎正交, 其节理裂隙面为岩溶发育的优势面。

4.2 地层岩性是岩溶发育的基础条件

厚层状质纯灰岩是最易溶蚀的, 桥址区两岸灰岩具备了这一溶蚀条件。

4.3 山川水势分布格局是岩溶发育的外在条件

周边地势隆起, 中部的河溪汇流, 顺坡向的地层产状, 为岩溶发育奠定了有利条件。

4.4 地表及地下岩溶发育规律

桥址区地表岩溶以溶沟、溶槽居多, 个别见有溶洞, 多为半充填型, 向深部多被黏土混碎石充填, 部分溶沟内可见半胶结的砾岩被后期冲蚀再充填现象, 未见软化的黏土或淤质物。桥址区近垂直裂隙发育, 且地下水位低, 地表水多沿垂向裂隙下渗、溶蚀, 地下岩溶多垂向发育。综合分析钻探和物探资料, 岩溶多沿垂向裂隙面发育, 水平向岩溶发育现象较少, 仅层面有溶蚀现象。

4.5 岩溶发育趋势预测

桥址区岩溶发展阶段多, 经历了沉积—不均匀抬升—河谷切割—重力卸荷等阶段。但全新世以来, 地壳趋于稳定, 山川水势变化极为缓慢。由于地下水位低, 地表100 m内现有的岩溶仅靠地表水的入渗溶蚀, 发育趋势缓慢, 可以认为基本处于稳定状态。

摘要：以北盘江大桥桥址区地质调查、地质钻探和工程物探资料为基础, 分析了桥址区岩溶发育特征及规律, 并探讨了岩溶发育优势面, 结果表明桥址区岩溶多沿垂向裂隙面发育, 水平向岩溶发育现象较少, 仅层面有溶蚀现象, 桥址区主要节理裂隙走向为310°320°, 其裂隙面为岩溶发育的优势面。

关键词：岩溶,断裂构造,优势面,特征,规律

参考文献

[1]杭瑞高速贵州省毕节至都格 (黔滇界) 公路BD-T17合同段北盘江大桥施工图设计工程地质勘察报告[R].淮安:江苏省水文地质海洋地质勘查院, 2011.

[2]李智毅, 杨裕云.工程地质学概论[M].北京:中国地质大学出版社, 1999.

北盘江大桥 篇4

1 主缆锚固定位钢支架安装定位测量办法

锚碇施工测量中最为关键的是锚固系统的定位。主缆通过散索鞍分散后与预应力束连接。由于锚固系统要传递、承受巨大的主缆拉力, 因而成为全桥的受力关键。要保证锚固系统的实际受力与设计相符, 首先必须准确定位主缆各束股的锚固位置及方向。按照《公路桥涵施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》的要求, 最终的锚固状态应保证各束股中心交点的三维误差不大于±10mm, 可由此确定锚固系统定位精度。北盘江特大桥预应力锚固系统的定位由实测坐标实时解算与之相应的设计坐标, 以此进行锚固预应力管道的安装调整, 直至满足精度要求。故在进行锚体大体积砼施工过程中, 须进行锚固定位钢支架的安装, 确保预应力管道定位准确。本桥锚固定位架分段安装到位, 根据锚碇砼分层分块浇注的情况, 适时安装管道, 并加强测量复核, 进行动态控制。为确保定位质量满足精度要求, 北盘江特大桥锚固系统的定位应进行3次检测:第1次为调整到位后的自检;第2次为测量监理工程师现场复检, 若距浇筑混凝土时间较长, 浇筑混凝土前还需进行抽检, 防止因施工碰撞等产生变化;第三次为浇注混凝土后的成品检测。此外, 在浇注混凝土过程中还应进行监测。第1、2次的检测要基本保证偏差在±3mm内, 对个别不符合要求者要进行调整, 精度裕量用于防止浇筑砼过程中产生变动导致误差超限。

2 主缆锚固定位钢支架设计计算要点

2.1 北盘江特大桥主缆锚固定位支架总体立面布置图

主缆锚固定位架共分为四个管道定位面;根据定位架各断面构造与受力要求, 由于锚固定位架主要起支撑与定位作用, 强度不是定位架主要考虑因素, 主要对锚固定位架进行稳定性与刚度验算:

2.2 单 (φ110mm, δ=5mm) 、双 (φ140mm, δ=5mm) 索股预应力管道刚度计算

1) 单索股:ΔX=1.12m m, ΔY=1.59m m, ΔZ=1.94m m

2.3 面板横联 (工22b) 强度与刚度验算

1) 抗弯:σ弯=1.6Mpa<[σ]=145Mpa;2) 抗剪:τ=0.8MPa<[τ]=85Mpa;3) 刚度:ΔY=0.01m m

2.4 支架应力验算

弯曲应力:σW=4.51Mpa<[σ]=145Mpa抗弯满足要求

剪应力:τ=1.37MPa<[τ]=85Mpa抗剪满足要求

压杆稳定:σ=4.83MPa<[σ]=140Mpa稳定性满足要求

综上计算, 预应力管道、面板及定位钢支架强度、刚度、稳定性均满足受力与规范要求。

3 主缆锚固定位钢支架施工注意事项

3.1 锚碇钢支架

锚碇钢支架是支撑锚固主缆预应力锚束的重要结构, 定位钢支架用于准确定位预应力管道的空间位置, 同时又作为劲性骨架加固锚体。北盘江特大桥主缆锚固定位钢支架分为一 (1-1断面) 、二 (2-2断面) 、三 (3-3断面) 、四 (4-4断面) 共四个管道定位面, 1-1、2-2断面定位板采取一次安装完成, 3-3、4-4断面分别分2段、4段安装完成;整个锚固定位架用钢规格为:工32c (竖杆与斜撑) 、工22b (横杆与斜撑) 、面板12mm (定位板) 。定位钢支架可先在场地内焊接成片, 再整体进行安装。本岸定位钢支架施工要求如下:

1) 进行基础清理, 在第二层砼浇筑时预置定位钢支架的型钢锚固桩头。2) 先进行后锚面处定位钢支架的竖向型钢安装, 竖向型钢与锚固桩头固结, 并加斜撑将型钢位置固定。3) 在定位水平型钢时, 水平型钢可适当降低5～10mm, 避免预应力管道偏高时没有下调余地。根据施工具体情况, 在后锚面和锚底设置支撑并与水平型钢焊牢, 以固定定位支架位置。4) 每排钢支架安装完毕, 用全站仪进行复测调整, 如发现有后倾变形, 应及时进行调整直至满足要求。5) 水平型钢可根据锚体砼浇注进度和预应力管道安装需要逐层进行安装, 尽量给锚体砼施工预留操作空间。6) 定位钢支架安装完毕经复测后, 采取措施将钢支架固定, 防止在砼浇注过程中发生偏位。

3.2 预应力管道的安装定位

锚体内设置的预应力管道为钢管:φ140mm钢管为双索股预应力管道、φ110mm钢管为单索股预应力管道, 钢管在加工场下料接长后, 现场进行安装, 在每排定位钢支架上准确定位预应力管道的位置, 管道安装并经复测后, 采取定位钢筋将管道精确定位在钢支架上。在进行预应力管道的安装施工时, 主要注意以下几点:

1) 预应力管道按由内向外的顺序进行。2) 预应力管道焊接接长时, 必须使两根管道的线型一致, 在接头处不能有错台现象, 否则应对管道的内壁进行打磨。3) 预应力管道的安装要求与相对应索股的发散方向相同, 同时在各钢管接头的地方加缠防水胶带, 保证管道密封。4) 预应力管道定位时, 经测量放样划出定位钢板位置, 将钢板条焊接在定位钢支架上, 并在钢板条上整体放样出预应力管道相应位置 (一次性放出一排索股的位置) , 定位准确后进行制孔作业。

3.3 锚垫板的安装定位

预应力管道锚垫板的平面位置与主缆线形位置垂直相交, 为空间结构体系, 锚垫板安装平面位置发生偏差, 将直接影响到前锚面主缆索股锚固连接器的安装质量。根据本桥锚碇预应力系统设计特点, 拟通过定位钢支架加固方式进行锚垫板的精确定位, 主要采取以下措施:

1) 将锚垫板后喇叭管与预应力管道之间焊接, 并确保锚垫板平面与预应力管道完全垂直;2) 将锚垫板四周用型钢框架固定, 并与定位钢支架焊接, 确保锚垫板不发生错位, 待砼浇注完成后, 再割除露出砼表面的定位型钢。3) 先安装预应力管道, 再进行锚垫板定位, 避免对锚垫板产生扰动。4) 砼浇注过程中注意避免对锚垫板发生扰动, 发生扰动时, 要重新测量定位调整, 并重新加固。

参考文献

[1]许曦.宜昌长江公路大桥主缆锚固系统安装定位[J].测绘通报, 2001.

北盘江大桥 篇5

1.1 桥位概况

丘北南盘江特大桥为新建铁路云桂线控制性工程, 昆明端位于云南省弥勒县境内, 南宁端位于云南省丘北县境内, S305省道及南盘江由桥下穿过。桥梁总布置见下图1。

1.2 设计概况

南盘江特大桥中心里程DK601+088, 全长852.43 m。该桥主桥为416 m上承式钢筋混凝土拱桥, 一跨跨越南盘江。主要设计标准:①设计速度。200 km/h客货共线, 预留250 km/h客专条件;②正线数目。双线, 线间距4.6 m;③结构类型。无渣轨道, 跨区间无缝线路。

引桥采用钻孔灌注桩基础, 空心墩身。主桥拱座采用大体积钢筋混凝土, 南宁侧拱座前端设8根D=2.2 m挖孔灌注桩, 两岸拱座混凝土方量共计48 412.5 m3。

主桥416 m上承式钢筋混凝土拱拱圈立面为悬链线, 拱轴系数m=1.8, 拱圈跨度为416 m, 矢高99 m, 矢跨比1/4.2, 拱圈为单箱三室的变宽度箱型截面, 拱圈宽度在拱顶水平长度286 m内为18 m等宽, 从拱脚至拱顶65 m范围内, 拱圈宽度由28 m线性变化至18 m。拱圈采用4片哑铃型截面钢管混凝土做劲性骨架, 然后外包混凝土形成钢筋混凝土拱圈, 劲性骨架弦管采用Φ750×22 mm钢管, 材质为Q370qC, 内灌C60混凝土, 腹杆采用角钢, 材质为Q345qC及Q235qC。交界墩及拱上立柱采用钢筋混凝土空心墩身。

引桥及拱上梁部孔跨布置为: (3×42 m) 连续梁+ (60+104+60) m连续刚构+2× (4×39.5m) 连续梁+2×60 mT构+1×42 m简支箱梁。

2主要施工方案初步研究

2.1 主跨下部结构施工方案

2.1.1 拱座施工

(1) 拱座基坑开挖。

两岸拱座地处高山峡谷区, 地形陡峻, 拱座基坑开挖高度较高且坡度较陡, 针对此情况, 设计院单独对两岸拱座基坑开挖做了防护工程设计。①南宁端拱座开挖。南宁端拱座中心纵向开挖坡口线至基础底面高差达到了72 m, 共5级边坡, 开挖方量约10万m3。山体自然坡度最陡处约45°, 坡脚为南盘江。结合主施工便道, 共修筑三条便道分别到达拱座开挖三个标高位置, 然后从上向下开挖外运土石方;②昆明端拱座开挖。昆明端拱座位于58°陡坡上, 远陡于南宁侧山体, 山脚下为省道305线和南盘江, 坡口至基底最大高差达到了108 m, 共5级边坡, 挖方总量接近10万m3。地势特殊, 场地有限, 岩石坚硬, 需进行大量爆破作业。

首先修筑施工便道至拱座基础顶面标高下7 m位置, 然后在此逐步采用弱爆破拓展集渣平台, 集渣平台横桥向50 m, 纵桥向25 m。集渣平台开挖完成后沿桥梁纵向中心由下向上开挖溜渣槽, 然后由上至下采用倒八字开挖方法逐级开挖边坡, 土石方由溜渣槽溜至集渣平台后运出。便道标高以下位置的土石方采用倒退开挖方法, 最后一部分采用提升设备出坑运走。具体开挖顺序见图2。

(2) 拱座钢筋混凝土施工。

南宁侧拱座外围最大尺寸为32×48×24 (m) , 混凝土方量为26 984.5 m3, 昆明侧拱座外围最大尺寸为26×48×24 (m) , 混凝土方量为21 428 m3, 均为大体积混凝土施工, 且设计均为C30混凝土中心包裹C40混凝土。所以拱座混凝土需按设计要求分块浇筑, 同时考虑以下措施以降低混凝土水化热, 防止混凝土出现裂缝。①选择低水化热的水泥, 降低砼内部热量;②掺加缓凝剂, 推迟水化热的峰值;③掺加粉煤灰, 降低水泥用量, 减少水泥水化热;④采用综合措施, 控制混凝土初始温度;⑤“内排外保”, 减少砼内外温差。即混凝土内部预埋散热管通循环水排出砼内部热量, 降低砼内部温度, 外部采取保温措施, 控制砼内外温差及表面与空气温差。

根据现场地形, 南宁侧拱座混凝土浇筑拟采取泵送与滑槽相结合的方式, 昆明侧拱座混凝土采取泵送的方式。

2.1.2 交界墩施工

两岸交界墩为钢筋混凝土空心墩, 墩身高达102 m。国内高墩施工一般采取翻模或爬模, 根据工期安排, 交界墩施工时为当地多风季节, 如采用翻模施工, 大风天气会影响施工进度及安全, 故交界墩施工拟采用液压爬模施工技术。

2.1.3 拱圈施工

(1) 劲性骨架施工。

钢管骨架的架设方法很多, 最常用的施工方法是斜拉悬臂法和转体施工法, 跨径较小的拱桥也有采用支架法施工的。斜拉悬臂法是钢管拱肋架设最常用的方法, 其吊装常采用缆索吊装系统, 因此有时也称为缆索吊装法。这种施工方法根据缆索吊机的吊装能力, 将钢管拱肋分段预制, 由缆索吊机先将拱脚吊装到位, 并用扣索将其固定, 再依次吊装其余节段并与先吊段对接, 直至吊装完毕。本桥劲性骨架施工即采用斜拉悬臂法, 又称缆索吊装法。①劲性骨架设计与制作。劲性骨架共分个38节段, 每节段由4片桁片组成, 单节最大重量150 t。拱肋根据现场地形及当地运输条件, 经多次研究决定, 拱肋先按对应节段长度在工厂生产主拱钢管, 运到现场制成拱肋, 然后轨道运输至缆索吊下进行吊装。在南盘江岸边, 沿S305省道利用拱座弃渣填筑拱肋制作场地、运输通道及吊装平台;②缆索吊设计与施工。缆索吊采用吉林省现代城际轨道交通勘察设计院有限公司设计的160 t缆索吊。缆索吊额定起重量为160 t, 建筑跨度770 m, 工作有效跨度616 m, 起升高度280 m。承重索采用单跨双索制。主索采用58 mm钢丝绳, 16根组成承载索。牵引索采用42 mm钢丝绳, 匹配2L×M28.1100.00型 (280 kN) 电机功率62 kW双筒螺旋摩擦卷扬机。起重采用24 mm钢丝绳, 匹配JG8F.64240型单筒变频调速卷扬机。缆塔采用Φ800×12mm结构用钢管 (材料为Q345-B) 做成塔柱, 格构式, 门式结构。南宁侧缆塔设置在本桥2、3号墩之间, 最大高度39 m。昆明侧缆塔设置在本桥8#台台后, 最大高度92 m。南宁侧缆塔安装采用自升式塔吊配合人工安装, 昆明侧缆塔采用50 t吊车配合人工安装。缆索系统安装采用牵引法, 先安装工作索, 然后逐根安装承重索, 最后安装吊钩系统、牵引索和起重索。缆索吊经过静载试验和动载试验合格后方可投入使用;③拱肋吊装。拱肋吊装采用缆索吊吊装, 利用交界墩及交界墩0#段上钢管格构架作为扣塔, 钢绞线作为扣锚索。南宁及昆明两侧各设10组扣索, 6组锚索。南宁侧锚索锚锭采用重力式锚锭及岩锚, 昆明侧锚索锚锭采用岩锚。拱肋吊装从拱脚段开始对称安装, 逐步设置扣锚索, 通过扣索调整标高, 通过横向缆风绳调整轴线位置, 吊装布置见图3。

钢管拱的合拢是关键工序之一, 结构合拢前后其受力发生了明显的变化, 结构体系发生了转换。合拢前通过扣索、横向缆风索, 对拱肋进行线形、标高的调整, 并根据需要进行温度修正, 选择温度稳定时段实施合拢。扣索布置见图4。

拱肋吊装过程中需进行缆索吊主索垂度、缆塔塔顶位及锚锭移、拱肋轴线、扣索锚锭位移观测及拱肋各扣点在各阶段的标高测量, 发现超出允许偏差时及时采取相应的措施。

(2) 钢管混凝土施工。

钢管混凝土采用泵送顶升浇筑法。泵送顶升法是在钢管拱脚适当位置开孔, 并将设有闸阀的进料口与泵管相连, 同时沿拱轴在钢管顶部设若干个排气孔, 混凝土在泵压力下, 由下而上顶升, 靠自重挤压密实填满管腔。管内混凝土采用C60高强微膨胀混凝土, 混凝土要求塌落度大、和易性好、收缩率小、不离析不沁水。钢管压注从拱脚向拱顶进行, 每压注完1根后, 待混凝土强度达到设计要求强度后再压注下一根。所有钢管压注完毕后采用超声波及人工敲击等方法检测是否有不密实部分, 不密实部分采用钻孔压浆方法进行补强, 然后将钻孔补焊封固。

(3) 拱肋外包混凝土施工。

拱肋外包混凝土采用斜拉扣索法, 基本原理就是在拱骨架适当位置选取扣点, 设置钢绞线扣索, 利用已有扣塔, 用千斤顶施加一个随混凝土浇注过程而变化的, 斜向拱轴线上方的拉力, 用以调整劲性拱骨架在对称连续浇注混凝土过程中产生的应力和变形, 使其应力和变形控制在规定的目标内, 实现从两拱脚至拱顶对称连续浇注混凝土。见图5所示。

斜拉扣索设置原则:①扣点的选择根据控制截面内力影响线确定, 一般在拱脚区段;②斜拉扣索位置尽量与劲性骨架悬拼时相同;③斜拉扣索对称设置;本桥拱圈混凝土浇筑扣索布置见图6。

2.1.4 拱上立柱施工

拱上立柱共9个, 最高57 m, 最低6 m, 拟采用翻模施工。拱圈要求对称加载, 两岸立柱施工进度尽量保持对称, 相邻立柱间进度高差不超过设计规定, 以免造成拱轴过大的不对称变形, 影响立柱测量准确定位。各立柱预留最后一节统一在一天内浇筑完成, 以精确控制设计高程。拱上立柱模板翻升及材料吊运采用缆索吊副钩。

2.2 主跨上部结构施工方案

主跨上部结构中连续刚构及连续T梁部分采用挂蓝悬臂浇筑, 连续梁部分采用现浇支架进行浇筑, 现浇支架采用钢管做立柱, 贝雷桁架做纵梁, 上铺型钢做分配梁, 拱圈外包混凝土施工时预留钢管立柱基础。

2.3 引桥施工

引桥基础为钻孔灌注桩, 采用冲击钻成孔灌注。墩身为空心墩, 最高56 m, 最低17 m, 拟采用翻模施工。引桥上部结构施工方法与主跨上部结构施工方法相同。

3工程现状

目前, 该工程缆索吊引桥正在进行基础施工, 主跨拱座基础正在进行边坡卸载及防护施工。缆索吊正在进行缆塔安装, 后续施工方案正在进一步细化及完善中。 [ID:6876]

摘要：南盘江特大桥全长852.43 m, 主跨为416 m钢筋混凝土拱桥, 采用钢管混凝土劲性骨架斜拉全断面浇筑+分环外包组合的施工方法, 桥梁上部结构为采用连续梁及简支箱梁。笔者介绍了设计要点及主要施工方案的初步研究。

关键词：钢筋混凝土,拱桥,钢管混凝土,劲性骨架,缆索吊装,拱肋外包混凝土

参考文献