本发明属于桥梁施工,涉及一种悬索桥的锚碇施工,具体涉及一种用缆索吊拼装预制锚碇沉井的施工方法。
背景技术:
1、图1是一种常见的悬索桥结构示意图,悬索桥跨越河流,河两岸分别设有主塔10和锚碇20,悬索桥主缆30两端分别越过两主塔10顶部与两岸锚碇20锚固,悬索桥主跨主梁40与主缆30间通过吊杆50连接,两岸边跨和引桥主梁采用简支梁或现浇梁,锚碇20位于两个引桥桥墩1之间。
2、悬索桥多采用重力式锚碇,重力式锚碇常采用沉井方式施工。传统的锚碇沉井多采用现浇方式施工,存在施工人员和机械多、占用场地大,大体积混凝土水化热产生的裂缝难以控制,施工进度慢影响工期等问题。
3、目前装配预制式施工技术在桥梁工程已广泛应用,如桥梁主梁、盖梁、桥墩、索塔等已普遍开始采用预制装配式结构,但在锚碇沉井施工中应用较少,尤其在大型沉井施工中罕见采用,主要制约因素一是大型沉井单个混凝土预制块的重量较大,一般超过百吨,普通吊装设备的起重能力达不到要求;二是大型沉井施工区域大,现有的大型锚碇沉井长度超过百米,宽度在70米以上,普通吊装设备的施工范围不能满足要求。现有的主流大吨位吊装设备主要有大吨位履带吊、塔吊和龙门吊,如采用大吨位履带吊,其吊装半径有限,无法覆盖大体积沉井的施工区域,如采用大吨位塔吊或大跨度龙门吊,需要进行专门设计和制作,不仅成本高,而且由于沉井施工会导致周边土体松软,对塔吊基础和龙门吊轨道基础稳定性影响较大,存在安全隐患。
4、缆索吊是一种特殊的吊装设备,其通过两个索塔支撑承重索,承重索两端与锚碇锚固,承重索上设置跑车,跑车上设起吊系统,通过牵引系统牵引跑车在承重索上行走。缆索吊具有起吊能力强、跨越范围大、安全性高的优点,如果将其用于预制沉井的吊装施工,从技术角度看能满足施工要求,但从经济角度考虑则存在较大问题,因为缆索吊施工法成本很高,主要是缆塔及锚固体系的建设成本较高,而且作为临时结构,施工完成后还需要拆除,材料浪费较大,因此目前缆索吊法一般只在总造价较高的大跨径斜拉桥、悬索桥、拱桥的主梁、拱肋吊装施工中采用,而且是在与支架法、滑移法、转体法等施工方法相比更具成本优势或其他施工方法因环境因素制约无法实施的情况下才采用。如果将其用于悬索桥锚碇施工,必须大幅降低其使用成本才具有可行性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对上述问题,提供一种可以低成本采用缆索吊拼装预制锚碇沉井的施工方法,以促进预制装配技术在大型锚碇沉井中应用。
2、通过对悬索桥的结构、现有施工工艺及缆索吊系统的结构进行分析发现,在采用现浇法施工悬索桥锚碇时,由于现场施工人员及车辆多,占用场地大,通常要先施工完成锚碇后再施工锚碇两侧的引桥桥墩;悬索桥锚碇两端的引桥桥墩类似于两个缆索吊索塔,如果能先施工完成引桥桥墩,则可利用引桥桥墩作为索塔搭设跨越悬索桥锚碇的缆索吊系统,从而可利用缆索吊系统施工悬索桥锚碇;而如果采用预制装配式技术施工锚碇,由于现场施工量及占用场地小,对锚碇周围土体扰动也较小,则可先施工完成引桥桥墩再施工锚碇。
3、基于上述思路,本发明提供一种可以低成本采用缆索吊拼装预制锚碇沉井的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
4、步骤一,构建悬索桥锚碇施工的缆索吊体系:
5、首先施工完成悬索桥的引桥桥墩及盖梁,然后利用悬索桥锚碇设计位置两侧的两引桥墩作为缆索吊索塔,利用桥墩上的盖梁作为索塔横梁安装转索鞍,利用索塔外侧的桥墩承台作为缆索吊锚固体系安装锚固座和转向轮,在两索塔间搭设缆索吊承重索、起重索和牵引索,将承重索两端分别与两承台上的锚固座连接,在承重索上安装缆索吊天车,将起重索和牵引索分别与缆索吊天车连接,起重索和牵引索绕过两承台上的转向轮后分别与起重卷扬机组和牵引卷扬机连接,在安装转索鞍的桥墩盖梁上设置索鞍横移装置,完成缆索吊体系安装;
6、施工悬索桥锚碇沉井导墙;加工锚碇沉井预制块段;
7、步骤二,安装锚碇沉井首节段:
8、沉井首节段为钢箱结构,在工厂分块加工,运输至缆索吊起吊区,通过缆索吊起吊到安装位置;缆索吊吊装过程中,通过索鞍横移装置推动索鞍在盖梁上横移扩大缆索吊的横向覆盖范围,超出缆索吊横向覆盖范围的沉井块段,在沉井外侧地面上采用重载牵引车与缆索吊起吊的沉井块段在空中连接,牵引车将块段向外牵引,同时缆索吊降低沉井块段的高度,通过荡移的方式将沉井块段牵引到安装位置;
9、焊接首节段钢箱成整体,浇筑首节段钢箱混凝土;
10、步骤三,按照步骤二的方式,利用缆索吊分别拼装锚碇沉井第二节和第三节预制块段,同时连接块段间的钢筋、浇筑块段间的湿接缝混凝土;
11、步骤四,开挖沉井隔舱内土体,并利用缆索吊将开挖土吊运至锚碇沉井外的运渣车上;通过开挖沉井隔舱内土体使沉井节段下沉;
12、步骤五:按照上述步骤三、四的方式依次吊装并下沉沉井后续节段;
13、步骤六:清除锚碇沉井内的泥沙,浇筑封底混凝土,沉井内填芯,浇筑井盖,完成锚碇沉井施工。
14、本发明适用于悬索桥陆地上的装配式锚碇沉井施工。本发明利用锚碇两侧的引桥墩作为缆索吊的索塔体系和锚固体系,不需要单独设立索塔和锚碇,从而以较低成本将缆索吊法应用到装配式锚碇沉井施工中,有利于促进预制装配式技术在锚碇沉井施工中推广普及。用作缆索吊索塔的桥墩作为永久结构,不受锚碇沉井施工导致周边土体松软的影响,比常规缆索吊的缆塔、锚碇等临时结构更稳定,施工安全性有保障,还避免了施工完成后临时结构的拆除工序及材料浪费。
1.一种用缆索吊拼装预制锚碇沉井的施工方法,其特征在于,包括以下步骤: