1、任务来源及依据
浐灞河2#桥工程于2006年5月份中标,7月份组建中铁十七局集团有限公司浐灞河2#桥项目经理部,8月下旬和业主正式签订施工合同。项目部于2006年底申请“钢构拱门式斜塔斜拉桥施工技术”科技立项,2007年12月份“钢构拱门式斜塔斜拉桥施工技术”正式列入中国铁道建筑总公司科研项目计划,合同编号:07-24c。
项目成立初期,公司成立了斜拉桥科技攻关小组,确定研究课题,明确课题责任人,同时建立科技管理制度和监督指导机制,确保科研计划的顺利实施。课题研究工作自2006年12月开始,2008年9月结束,至此已完成合同所规定的各项工作内容。
2、工程概况
2.1、工程简介
浐灞河2#桥是一座横跨灞河大桥,大桥由主桥和引桥两部分组成。引桥为两联七跨35m预应力混凝土现浇箱梁;主桥为拱门式独塔斜拉桥,主跨梁和主塔为钢箱结构,主跨长145m,边跨为48+42m预应力混凝土现浇箱梁,桥宽29.8m。全桥设2×21对索,共84根,为空间索面,主桥为半漂浮体系。桥梁总体结构见图片1 、2。
图1 桥梁正面图
图2 桥梁侧面图
2.2、工程特点
2.2.1 施工场地常年有水、施工条件差
由于下游水坝水闸高程较高、放水流量有限,且经常蓄水和上游水坝泄洪,桥位处水深保持在1-3m。现浇梁、钢箱梁、钢塔均在支架上完成,材料和构件数量多、单件重量大。因此支架搭设、材料和构件的运输、构件吊装以及基础施工难度加大。
2.2.2 主桥结构形式特别,质量要求高。
主桥为拱门式独塔斜拉桥,两侧不等跨,主塔为拱门式,塔高地面以上近90m,和水平地面成75度角。钢塔安装后塔身倾斜度偏差要求控制在塔高1/3000以内,且不大于30mm;塔顶高程控制在±10mm以内;斜拉索锚具轴线偏差控制在±10mm以内。
2.2.3 工期短,工序多,交叉平行作业多。
按工序最多和工作量最大的8#主墩来排,合理工期要18-20个月,加上2007年雨水多和人为蓄水原因导致工期特别紧张。为了确保按期完成,钢箱梁拼装、钢塔拼装及承重塔安装,承重塔拆除、混凝梁施工等都必须采取上下平行、交叉作业,大大加大了施工组织和安全管理难度。
3、主要方案比选
3.1、主塔施工方案比选
浐灞河2#桥主塔施工是本桥施工的关键部位,根据现场实际情况主要对以下两种方案进行比选:
3.1.1 方案一:分节段吊装施工方案
本方案是钢结构安装最常用的方案,安装高度在40m以内、构件重量不超过50t采用本方案最经济。但本桥钢塔节段吊装高度最高为垂高90m左右,单节重量40-70t,钢塔本身和水平地面呈75度角,且河床面层为2-3m厚淤泥。采用本方案主要有以下缺点:
① 由于吊装高度高、单节重量重,需用特殊的吊装设备,造成费用过大。
② 地质条件差,处理吊装设备基础费用大。
③ 吊装作业施工安全隐患多。
④ 钢塔安装质量要求高,节段吊装焊接质量不容易控制。
⑤ 钢塔安装精度要求高,节段吊装定位难度大,线形、锚箱位置得不到保证。
⑥ 节段吊装不定因素多、节段吊装焊接耗时长。
3.1.2方案二:整体竖转施工方案
整体竖转方案是在竖转体根部设置铰链,通过支点施加牵引力将竖转体转到安装位置。转体技术近些年在国内应用比较广泛,它最大的优点是无需特殊吊装设备。根据本工程特点和施工条件,钢塔采用竖转施工有以下优点:
① 钢塔在水平支架上拼装,有利于焊接施工,焊接质量有保证。
② 钢塔在水平支架上拼装,有利于节段定位,线形、锚箱位置容易控制。
③ 钢塔在水平支架上拼装,有利于降低劳动强度,节段焊接中期短,减少定位时间。
不利的方面一个是需搭设一竖转承重塔,承重塔的质量要求标准高;二铰链安装进度要求特别高,否则钢塔竖转到位后位置得不到保证。
综合上述比选,方案2明显优于方案1,因此本项目的钢塔施工采用方案2做为钢塔的最终施工方案。
3.2、钢结构制作方案比选
钢结构是本桥施工最重要、最关键的环节,钢结构制作质量要求严,梁和塔的锚箱定位精度要求高,制作时需要的场地大、设备多。根据现场实际情况和制作质量要求,对如下两种方案进行比选:
3.2.1 方案一:厂内制作,分段运输
厂内制作最大缺点是增加运输成本,但根据本桥实际情况,厂内制作有如下优点:
① 厂内制作有利于保证焊接质量。首先施工人员不用适应新的施工环境;其次从制作设备上有保障。
② 设备和人员可以充分得到利用。
③ 厂内制作设备有保证,制作精度高,锚箱位置精度有保正。
3.2.2 方案二:现场制作,整体吊装
现场制做最大的优点是节省运输成本。但根据现场实际情况,一是没有满足构件加工的场地,且场地处理及场地租赁费用大;二是安装及调试成本增加,设备利用率不高;三是现场加工质量没有保障。
经综合比选本工程钢结构加工选择厂内加工成节段,拉运到现场进行拼装。
4、主要施工难点及关键技术
4.1、4000m3大体积混凝土冬季温控及防开裂技术
主墩承台基础尺寸为50.5×16.1×5m,混凝土标号为C30,主墩承台施工期间正值冬季,日平均气温仅有3-5。c,根据计算混凝土内部最高温度接近60。c,内外温差超过50。C,混凝土温控、防开裂难度大。大体积混凝土冬季温控及防开裂技术研究是承台施工技术难点。
4.2、斜拉桥索塔锚箱一次性定位技术
全桥共有拉索84根共168个锚箱需要定位,锚箱定位精度要求高、定位难度大,尤其是钢结构部分锚箱。本工程钢结构部分锚箱均和构件在厂内制作完成,现场仅能通过节段的微量调整在顺桥向调整,锚箱自身没有可调余地。斜拉桥索塔锚箱一次性定位技术研究是技术研究领域的新课题。
4.3、82m竖转承重塔设计与施工
本桥主塔总重1621t,竖转部分重1500t,主塔采用竖转施工方案。竖转施工必须具备的一个条件是牵引端高于转体支点位置,现场必须专门搭设一个竖转承重塔。竖转承重塔承受的竖向荷大,且塔身挠度、倾斜度、牢固性都有相当高的要求。因此竖转承重塔设计与施工直接关系到竖转的成败。
4.4、钢塔竖转受力体系平衡及千斤顶同步控制技术
钢塔竖转施工三个核心技术是体系平衡、同步、铰轴同心。受力体系平衡尤其是承重塔受力平衡是关键中的关键,它直接牵涉到承重塔失稳问题,承重塔一旦失稳意味着塔身坍塌。本次竖转共设牵引千斤顶六台,平衡千斤顶四台,无论是牵引千斤顶还是平衡千斤顶一旦在施力过程中出现不同步问题,将有可能导致竖转不能顺利进行,甚至导致个别点受力过大,钢绞线拉断、承重塔塔身扭曲等安全事故。因此钢塔竖转受力体系平衡及千斤顶同步控制技术研究是本工程的一个重要研究课题。
4.5、1600t主塔竖转铰链设计与定位精确控制
竖转铰链设计与定位是竖转施工的又一核心技术,竖转体是通过铰链转动来实现就位的。本次竖转钢塔重量约为1500t,铰链的设计和定位直接影响主塔竖转和竖转后位置的准确度,铰链设计不仅光洁度要满足要求,而且强度、刚度必须满足荷载要求。本桥主塔为拱门结构,两个塔根部各设一个铰链。“同心”就是指两铰链的轴线在同一直线上且这条这直线和横桥向平行。两条轴线不同心或不和横桥向平行轻则竖转到位的主塔出现偏位或扭曲,重则竖转无法进行。所以说铰链的设计与安装直接关系到钢塔竖转实施,铰链的设计与定位研究是钢塔竖转实施的重要保证措施。竖转铰轴定位见图片3。
铰轴定位的照片一张
5、主要施工方案
5.1、总体方案
浐灞河2#桥主桥是一座钢混结合的斜拉桥,桥底为灞河主河道,河道淤泥层在2-3m,两边河岸为开发用地。经过反复的研究和论证,最后确定主跨钢箱梁在厂内完成节段加工,现场用军用墩和军用梁搭设门式支架,然后在支架上拼装;边跨混凝土现浇箱梁采用钢管支墩和贝雷梁搭设门式支架,在支架上完成混凝土浇注;主塔在厂内进行节段加工,在现场塔的投影位置用军用支墩和军用梁搭设支架,支架高度根据铰链设置高度确定,在支架上将节段拼成拱,在主墩上搭设一竖转承重塔,利用承重塔将主塔竖转至安装位置。
5.2、大体积混凝土承台冬季施工方案
主墩承台属大体积混凝土冬季施工,仅采取通循环水冷却是不够的,如何保证混凝土表面温度是减少内外温差的关键,经反复的研究最后利用冷却管出水温度高的特点,在表面蓄上20cm厚水进行养护,再在出水口较远位置增设一些热水棒进行加温,确保水温保持在30。C左右。
5.3、钢结构制作与安装方案
全桥钢结构总重约4500t,如果在现场制作须将设备拆运到现场重新安装、调试,且现场不具备场地条件,最终我们从成本和制作质量考虑,选择节段厂内制作,现场搭设支架拼装。钢塔在支架上拼装好后,竖转到安装位置。
5.4、主塔竖转施工方案
主塔竖转施工时本桥重难点工程,也是本桥的控制性工程。本桥主塔竖转施工目前在国内同类型中竖转重量属于前列。由于主塔高度地面以上90m,和水平地面呈75。c,单节段重量在40-70t,对起重设备的各性能要求高、施工周期也长。经反复认证研究、比选,最后确定地面拼装、整体竖转施工方案,方案确定后又组织专家对方案进行认证分析、优化完善。地面拼装、整体竖转方案既节约施工成本又大大缩短了施工时间,而且钢塔焊接、安装质量优良,位置准确性高。采用本方案的完成主塔安装施工。
6、方案实施
6.1、大体积混凝土冬季施工
8#主墩位于灞河河道靠东岸,承台台混凝土设计标号为C30,浇注方量4065m3,属大体积混凝土结构。大体积混凝土因水泥水化热使结构产生温度和收缩变形,且施工期间正处于冬季,外部环境温度低,导致内外温差过大,使混凝土结构开裂。为了避免混凝土产生裂缝,施工中我们采取了以下措施:
6.1.1优化混凝土配合比,减少水泥用量,降低水化热。
产生水化热最根本的原因是水泥,为此我们采取两个措施:一是不使用刚出炉的水泥;二是掺加产生水化热低的粉煤灰,减少水泥用量。
6.1.2 控制混凝土浇注速度和浇注温度。
选择合理的浇注速度对混凝土热量的散发是非常有帮助的,浐灞河2号桥8#主墩承台混凝土浇筑时间为2月份,气温相对较低,加上混凝土本身添加了缓凝剂,初凝时间一般都为8-10h,按每层浇注厚度40cm计算,每层混凝土量为325m3。因此,只需在8h左右完成一层浇注对混凝土本身结构是不产生影响的,在下层混凝土即将初凝时浇注有利于下层混凝土的热量散发。
6.1.3布置循环冷却水管
大体积混凝土内部散热采取的措施一般为增设冷凝管,通过循环水达到降温散热的效果,本承台共设四层冷凝管,由于每层冷凝管长度相对较长,故层与层之间不连通,而是采取单独通水。
6.1.4 混凝土外部蓄水保温
承台混凝土外部保温主要采取蓄水和外部加热的办法。混凝土浇注结束时间控制在白天,白天温度高,混凝土不容易受冻。表面混凝土初凝后利用冷却水温度高的特点,在混凝土表面蓄上20cm厚的水,并保证表面水流动。为了保证水温,在离出水管口较远位置增设热得快,并经常搅动。
6.2、钢结构的制作与安装
浐灞河2#桥钢结构施工集中于7#、8#桥墩间钢箱桥和钢索塔的施工。由于钢塔为15°斜塔,故此钢塔结构安装在整体钢结构施工中成为重点和难点。通过方案的比较,选定钢塔安装就位采用竖转方法,钢塔地表拼装焊接成整体后采用竖转方法安装到位。在钢塔进行拼装焊接的同时,进行钢桥段的安装。安装分两个工作面同时进行,一是从8号墩处的钢混结合段开始,向7号墩依次进行;二是从7号墩向8号墩进行,中间合拢。钢桥塔竖转完成后进行进行钢混结合段与混凝土桥段施工,混凝土桥段施工完成后对称穿挂钢塔与已完成焊接的钢桥及混凝土桥垮间的斜拉索,完成全跨钢桥焊接施工后按设计要求进行拉索的张紧和调整。斜拉桥钢结构件制作要求很高的焊接质量,且构件制作精度要求很高。为了保证钢结构构件制作质量,提高经济效益,本桥钢结构构件全部在厂内制作,现场仅进行节段拼装。
6.2.1钢结构制作
钢结构制作的一个重要环节是进行详图转化,节段划分一要考虑到运输能力,二考虑现场焊接工作量;三考虑拉索锚箱位置。综合这些因素,钢箱梁划分成45个节段,单节段长度3m左右,钢塔划分成49个节段,单节段长度3-5m。制作前先根据现场拼装位置情况加工胎架,节段焊接均在胎架上完成。
钢塔为箱形变截面的椭圆形结构,下部截面最大宽度近6×2.5m,且曲径半径较大。顶点处最小截面3.0×2.5m,钢箱体曲率半径较小。钢塔搭设胎架是按钢塔放整样设置,以保证钢塔各工艺段在现场拼装时的整体精度,钢塔放样时应考虑其拼装焊接所产生的收缩余量,并在各隔板位置确定和斜拉索支座位置确定时,对其形位尺寸做出相应补偿。
钢箱梁段共计长度134.5m,桥面宽度29.8m,箱梁截面高度2.41m。其中靠近8#墩端首段钢箱梁为钢混结合段与预应力混凝土梁锚固为一体。由结合段向7#墩共有20副钢索斜拉于钢梁桥箱两侧,钢箱梁材质为Q345qd。为确保钢桥箱体的制作质量、提高加工生产效率,钢桥箱体连续组装,分工艺段进行厂内焊接后再进行全桥工艺段间的预拼装,通过厂内完善的检测手段和良好的工作环境为钢桥的制作质量提供保证,减少现场安装对施工工作面的占用时间。
钢箱梁厂内制作
钢塔厂内制作
6.2.2钢结构安装
钢塔结构总重量约为1621t,墩顶以上安装垂直高度78m,塔身倾斜75°。钢塔线形为椭圆形,塔身的自重所产生的根部弯矩约为1200t·m。结合钢塔结构形式考虑安装的工期、质量及成本分别提出两套备选方案进行比较,一种是直接进行节段焊接,一种是先在地面搭设支架平台焊接成塔后再整体竖转。此方案为在桥面中心线与塔墩轴线交叉处用军用墩和垫梁搭设一起重钢塔,起重塔根部为铰支,将钢桥塔在其平转位置投影线上进行整体拼装,钢塔按照工厂内加工的工艺段进行拼装和焊接。完成地表拼装的钢桥塔通过安装于起重塔上的液压穿心千斤顶牵引,整体竖转到位,完成钢塔安装。由于采取地表拼装,可尽量选用机械化焊接手段以提高工效,同时更便于钢桥塔工艺段组对和调整及保证焊接质量,同时施工时间大大缩短。完成整体预拼的钢塔在其根部与塔座采用铰链定位,然后通过搭设于塔墩间的起重塔上的液压穿心千斤顶,利用钢铰线牵引塔身连续搬转,将钢塔搬转到安装位置,最后集中焊接根部焊缝。
钢箱梁总重量约为2800t,节段长度约为3m左右,全幅制作宽度29.8m,单节重量在50-70t。钢箱梁现场拼装我们考虑了两种,一种是龙门吊吊装,一种是自行式吊车吊装。采用龙门吊一是需要处理轨道基础,二是占用时间长;自行式吊车现场不需进行专门处理,且吊完几节后可以停用几天。最后从成本角度考虑采用自行式吊车进行吊装。先在施工现场用军用支墩和军用梁搭设施工平台,该支架顶面高程用对应梁低高程控制,并在支架平台上标出梁的中线和拼装阶段的位置,节段拉运到现场后用自行式吊车将节段吊装到支架上并和对应位置相对应,位置调整好后支架上进行节段间的焊接。
钢箱梁吊装现场
钢塔吊装现场
6.3、承重塔设计与安装
承重塔设计与安装是竖转必须解决的一个技术难题,它所承受的垂直荷载在1000t以上,抗风载9级,在满荷载情况下塔顶最大偏斜不得超过120mm。
起重塔布置在主墩中部,充分利用主墩的竖向承载力。起重塔共采用65式铁路军用墩及垫梁约810t。起重塔设计高度81m共分3节,为变截面塔体,在竖转工作状态时起重塔底座与承台之间为铰接。塔底设箱型钢垫梁,铰座下底板与墩台上顶为螺栓连接。塔顶设垫梁2层,首层用于军用墩顶的连接梁,二层用于载荷分布。起重塔设计竖向承载能力为2500t,可沿纵桥向摆动。在起重塔45m、m及塔顶78m高度各设置4根Φ28mm风缆绳,同时为了增加起重塔的稳定性,抵抗风载和塔吊作业时的回转扭矩对起重塔造成的稳定性影响,在塔顶还增加一组四束每束5根Φ15.2mm钢绞线风缆绳。起重塔后设置的两个平衡后背锚,每个按可承受荷载1000t设计,后背锚布置在7号墩两侧距中心轴线30m位置。
承重塔全景图
6.4、主塔的竖转
浐灞河2号桥是一座横跨灞河的拱门式独塔斜拉桥,主塔为钢结构,钢塔施工是本桥施工的重难点工程也是本桥的控制性工程,钢塔竖转施工成功实施标志本桥主体工程关键技术课题的攻克,也意味着本桥施工接近尾声。浐灞河2号桥钢塔总重量约为1621t,分49个节段,安装垂直高度78m,塔身倾斜75°,钢塔线形为椭圆形,塔体结构为箱型结构。其中竖转部分重量约为1500t,该类型塔身结构在国内属首例,竖专重量也属前列。
将钢桥塔在其平转位置投影线上进行整体拼装,钢塔按照工厂内加工的工艺段进行拼装和焊接。在主墩墩顶中心线与塔墩轴线交叉处用65式军用墩塔建一座81m高起重塔,然后利用塔顶平台吊挂六台350t液压穿心千斤顶,通过186根Φ15.24㎜预应力钢铰线牵引在地面拼装好的钢塔,将其竖转至设计的安装角度。在竖转过程中通过起重塔背后设置的两个后背锚钢索来平衡塔顶受力,使起重塔始终处于平衡状态。钢塔的回转通过焊接于钢塔根部连接在钢塔根部钢塔箱体内的铰链实现。在钢塔竖转到位后进行合拢接口部位的焊接,并对根部接口与钢塔内侧对受拉侧箱壁板进行补强。
将起重塔布置在主墩中部,可充分利用主墩的竖向承载力,8#主墩基础共设63根桩径1.5m、桩长48m的混凝土灌注桩,承台尺寸为50.5×16.1×5m。起重塔共采用65式铁路军用墩及垫梁约810t。起重塔后设置的两个平衡后背锚,每个按可承受荷载1000t设计,为了使竖转承重塔受力始终保持相对平衡状态,在每个后背锚跟前设两台350t液压穿心千斤顶,一共96根Φ15.24㎜预应力钢铰线连接塔顶,并通过调整后后背锚千斤顶来实现。
本方案重难点技术简单的说就是同心、同步、平衡以及竖转承重塔设计。同心问题利用最简单的三点一线方法来控制;同步问题将提升的六个千斤顶泵站连通,并用一台自动控制台进行控制;平衡问题是在竖转过程中通过对竖转承重塔塔顶位移进行测量监控,提升控制台根据测量数据通过调整后锚千斤顶来实现;塔身的设计根据模拟受力和建立相应模块并通过计算来进行,在竖转过程中设置感应片测量承重塔的杆件应力使用情况,为竖转过程提供数据。
完成合拢口的焊接后进行后背索的转换。即将钢塔——起重塔——地锚的受力体系转化成钢塔——地锚的受力体系。
7、研究及试验方法
浐灞河2号桥的主塔竖转施工是全桥施工的重难点,施工技术含量高。竖转法施工是不允许失败,要求各个环节不允许有任何差错。我们针对竖转施工的特点结合技术难点,在科技攻关小组和专家的严密组织和指导下,有针对制定了各个关键环节的施工试验程序,确定了试验研究课题,并适时开展试验工作为施工安全有效进行提供保障依据。竖转施工必须进行的重要试验如下:
7.1空载试验
整个竖转系统安装完成后,为保证系统各个设备、线路安装正确,对系统进行一次试运转,也就是空载试验。空载试验由功能检验、空载压力测定和油缸泄漏检验三个项目组成,它们各自有自己的检测内容、目的和测试方法。
序号 | 项目名称 | 试验目的 | 试验方法 | 试验要求 |
1 | 功能检验 | 验证系统及诸 元件动作的正 确性 | 油缸置于地面,并与泵 站相联,用手控使油缸 完成全部动作 | 各种功能和动作均符合设计要求 |
2 | 空载压力测定 | 1.测量油缸的 最低启动压 力 2.测量系统压 力损失 | 1.逐步提高供油压力, 记录活塞启动时的 压力 2.在伸缸与缩缸时间 接近实际工作要求 情况下,用压力表 测定泵出口压力与 油缸进口压力 | 空载压力损失油 缸不大于额定压力5%。 泵站压力损失不 大于额定压力 10% |
3 | 油缸泄漏 检测 | 测定油缸的内 外泄漏 | 油缸一腔进油,升压至 25MPa(锚具缸5MPa) 保压5分钟,从另缸一 腔油口测定泄漏量 | 不得有明显内 漏和外漏 |
负载试验主要是检验系统在满荷载甚至超载运转的情况下,各部件的各种功能是否满足应要求,它包括满负载试验、耐久性考核检验、同步试验和耐压试验。
序号 | 项目名称 | 试验目的 | 试验方法 | 试验要求 |
1 | 满负载试验 | 检验系统满负载工作时的性能 | 液压加载,使油缸工作压力为25MPa(相当于2000KN),按实际工作要求循环工作 | 每台油缸和泵站必须试验;工作总行程上升和下降3米 |
2 | 耐久性考核 | 检验系统满负载工作时的可靠性 | 按满负载试验方法进行 | 抽查2个油缸;行程累计上升60米和下降2米;性能不得有明显变化; |
3 | 同步试验 | 检测系统的自动操作性能 | 采用4个油缸提升,每个负载700KN。分别由四组控制系统控制,模拟实际工况的自动操作和顺控操作功能 | 能顺利完成自动和顺控操作; 同步误差在规定范围内; |
4 | 耐压试验 | 检验油缸超载承受能力 | 将油缸伸出不到底的情况下,大腔加载到31.25Mpa,保压5分钟 | 全部零件不得有损坏或永久变形现象 |
应急试验主要是检验系统在竖转实施过程中,发生一些突发事件时系统是否安全,它主要包括破裂、手动误操作、电磁干扰和断电安全性等试验。
序号 | 项目名称 | 试验目的 | 试验方法 | 试验要求 |
1 | 破裂 | 在破裂情 况下保证系统 安全 | 荷重提升过程中,系 统突然失压,观察系 统闭锁情况 | 荷重能自动停 止 |
2 | 手动误操作 | 手动误操作对 系统安全性影 响 | 在油缸工作时通过手 动开关误操作夹片 | 误操作能自动 闭锁,不影响 系统安全 |
3 | 电磁干扰 | 检测在电磁波 干扰情况下系 统工作可靠性 | 系统工作时人为产生 电磁干扰,观察系统 工作情况 | 电磁波不能影 响系统工作 |
4 | 断电安全性 | 检测突然停电 后的安全性 | 提升过程中突然去掉 电源,观察系统安全性 | 提升停止、不 失控 |
1、4000m3大体积混凝土温控及防开裂技术
大体积混凝土施工开裂一直以来是工程施工的一个通病,大体积混凝土容易开裂的主要原因是内外温差过大,尤其在冬季进行大体积混凝土施工内外温差更大,产生裂纹的几率更大。我们通过本桥主墩承台大体积混凝土冬季施工的研究中,总结出利用承台内部冷却水温度高的的特点,用冷却水覆盖保证外部温度,使内外温差保持在有效范围,成功解决了冬季施工内外温差大的特点,确保了主墩大体积混凝土施工质量。
2、斜拉桥锚箱一次性定位技术
3、82米竖转承重塔应用技术
4、钢塔竖转受力体系平衡及同步技术
5、1600吨主塔竖转铰链技术
九、社会、经济效益
浐灞河2号桥通过方案优化,精心组织施工,合理调配人力、物力资源,施工过程中科学决策,积极开展科技攻关,前后历时24个月,实现大桥通车。做到了安全施工无事故,工程质量无缺陷,工期满足业主要求,取得良好的社会、经济效益。
1、通过方案比选、优化,降低施工成本,提高经济效益。
钢塔安装方案通过现场节段高空直接吊装和地面拼装、整体竖转相比较,采用地面拼装、整体竖转施工方案拼装时仅占用约60天的150吨履带吊,而采用节段高空直接吊装需占用M900塔吊约150天。且两种方案占用支架数量均在1200吨左右,但占用时间直接吊装多一倍多。经估算地面拼装、整体竖转方案可以节约成本近150万元。
钢结构节段加工如果在厂内加工仅需节段运输的费用,而在现场制作需要承担租赁场地、场地规划处理、设备运输、设备安装调试费用,且设备还存在闲置。经比较4200吨的钢结构,厂内制作费用比现场制作节约近50万元。
通过优化施工方案,积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备,大胆创新,将施工成本最低减少化,全桥施工比预期成本节约近300万元。
2、通过方案比选、优化,提高工程质量,确保工程施工质量创优。
钢塔安装精度要求高,选用地表拼装,便于使用机械化焊接作业,从而使焊接质量和装配精度及检测精度上更容易得到保证,而分段吊装由于高空作业,无论构件拼装精度,还是焊接质量及测控精度上都难以得到有效保障。而且地面拼装、整体竖转使测控作业更集中于地表作业测控精度容易得到保证。节段直接吊装是一种较传统的吊装方法,对大型设备的起重能力要求较高,但操控起来平稳性较差,对大型构件的空中对接和调整带来不便。而地面拼装、整体竖转是80年代中期引入我国的提升技术,起升能力大且平稳,整个起升过程可实现计算机监控,但对构件拼装精度和铰链的安装精度要求较高。主塔选用地面拼装、整体竖转施工方案,无论从焊缝质量还安装精度通过检测均达到很高水准,从而确保工程整体质量,获得业主、监理及监测单位的一致好评。
3、通过方案比选、优化,从源头控制安全事故,确保工程施工安全。
在本桥施工中高空吊装作业是安全施工发生的潜在源头,选用地面拼装、整体竖转施工方案,大大减少了高空吊装作业工作量,整体竖转施工技术是一种成熟的施工技术,而且拼装作业全部集中于地表,安全防护工作易于组织,构件组对由于采用履带吊作业更加便利、安全。
4、掌握了钢构拱门式斜塔斜拉桥施工技术。
通过本桥施工,主塔地面拼装、整体竖转、锚箱一次定位技术和大体积混凝土冬季施工等技术成功运用,尤其是地面拼装、整体竖转技术中的铰链设计与定位、承重塔设计与施工、钢塔竖转受力体系平衡及千斤顶同步控制技术等核心技术的应用为今后类似工程施工积累了丰富的经验。
5、社会效益显著。
浐灞河2号桥优质高效的完工,受到省市领导、专家和西安市民的高度赞誉。施工过程中多家媒体先后进行报道,尤其是钢塔整体竖转期间,陕西省电视台、西安电视台、西安日报、西安晚报、华商报等新闻媒体都作了专题报道和新闻报道,取得了很好的宣传效果,为公司树立了良好的社会信誉。