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新虹橋的改建設計與施工

08-22 12:25:55  瀏覽次數:808次  欄目:橋涵工程
標簽:工程設計, 新虹橋的改建設計與施工,http://www.nvlbio.live
  摘 要: 位于蘇南運河錫山市新安鎮以北3km處的老橋,存在橋窄、凈空低及航道一側需拓寬等問題,需將老橋改建為新虹橋,其設計和施工的指導思想是“利用老橋建新橋,利用新橋拆老橋”。本文簡要介紹了該改建工程的總體設計、承臺設計、施工方案及體系,拆除老橋的程序等   摘 要:位于蘇南運河錫山市新安鎮以北3km處的老橋,存在橋窄、凈空低及航道一側需拓寬等問題,需將老橋改建為新虹橋,其設計和施工的指導思想是“利用老橋建新橋,利用新橋拆老橋”。本文簡要介紹了該改建工程的總體設計、承臺設計、施工方案及體系,拆除老橋的程序等,工程獲得了成功。關鍵詞:橋梁,改建,設計,施工  新虹橋位于錫山市新安鎮以北3km處,是蘇南運河整治工程無錫段橋梁改建工程之一! ∮捎谠摱魏降佬枰粋韧貙、老橋太窄及凈空太低等原因,故決定將老橋改建為新虹橋。該改建工程的設計和施工均立足于“利用老橋建新橋,利用新橋拆老橋”。該工程由江蘇省交通科學研究所設計,無錫橋梁工程公司承建,無錫市蘇南運河整治工程指揮部負責監理。大橋于1993年12月開工,1994年12月31日建成通車。  新橋主跨采用60m預應力鋼筋混凝土系桿拱,拱肋間距10.5m,邊跨為20m“T”型簡支梁,下部結構為樁柱式橋墩。設計荷載汽—20級,通航凈空50m×7m! ±蠘驗橐徊▋衫唠p曲拱橋,跨徑80m,橋面寬6.0m+2×0.5m=7.0m,主拱圈間距5.2m,經加固后設計荷載為汽—15級。1 工程設計  與改建有關的設計主要有總體布置及承臺設計。1.1 總體設計  新橋總體布置應:①必須避開老橋主拱圈、橫向板、腹拱立柱、橋臺等主要受力構件;②盡量做到新、老橋對稱布置,以維持老橋原受力體系,不使老橋產生過大偏載,保證老橋的縱橫向穩定。確定新、老橋的關系主要有以下幾點:1.1.1 立面  (1)要求新橋梁底標高高于老橋橋面標高,并留有一定的富余(本工程為0.5~1.3m),以滿足新橋系梁施工支模的需要。主墩蓋梁需嵌入老橋橋面,有利于主墩加固。當然,承臺頂面標高要低于老橋主拱圈下緣,并需有一定空間。  (2)老橋跨徑應大于新橋跨徑。1.1.2 橫斷面  新橋主跨雙立柱凈距應大于老橋橋寬(7.0m),故取8.5m(見圖1)。1.1.3 平面和橫斷面間  (1)1個主墩有8根樁,其中4根在老橋橋面范圍之內,樁位由主拱圈間距確定,其余4根要離開老橋一定距離,以方便鉆機架立。鉆樁時需要在老橋面及拱波上開孔。鉆孔樁施工完畢后,需及時恢復拱波及橋面,并要加固拱波! (2)新、老橋軸線應盡量重合。1.1.4 立面及平面間  (1)為便于航行及美觀,設計應盡量使新橋中心線與新航道中心線一致,另設計還應使新橋中心線與老橋中心線重合,否則不利于樁基布置,使老橋產生偏載。由于航道僅在右岸拓寬,使得新、老航道中心線相差7.3m,河段河面寬為78.2m,但航道整治寬度為70m,小于該處河面寬度,故實際偏離只有3.2m。因受老橋橫向板及跨徑的影響,只能將新橋中心線定在距老橋中心線2.75m處,新橋中心線與新航道中心線僅差0.45m! (2)新橋全長101.64m,老橋全長(從臺背起算)98m。由于新老橋中心線不重合,右橋墩落于老橋臺右側,左橋墩位于同側老橋臺上。圖1 斷面圖  (3)對于偏荷載,可加平衡重來解決。對于新橋中心線與新航道中心線不重合的問題,可通過修正航道來實現。邊墩上老橋臺的問題,在施工上可先主跨后邊墩,因邊墩施工對老橋受力影響不大,為方便主跨安裝,邊墩仍然先于主跨施工。1.2 承臺設計  通常情況下,立柱在4根樁的交會處,樁對稱于立柱布置,并滿足最小樁距要求。這就要求承臺具有足夠的剛度和抗剪強度,使8根樁均衡受力,設計的承臺厚度及配筋要滿足這一要求。2 施工2.1 結構施工方案  橫梁及拱肋預制,系梁及橋面板現澆,利用500kN大浮吊安裝拱肋及橫梁,用系梁預應力筋來平衡拱肋產生的水平推力,系梁施工荷載則通過臨時吊筋傳給拱肋,老橋主要承受橫梁施工荷載。2.2 建立施工體系及實現體系轉換  本工程的體系轉換程度按圖2所示進行。2.2.1 體系Ⅰ  在主墩蓋梁上設限位裝置,恢復老橋面,在主墩承臺上立拱腳段支撐,將拱腳段吊裝在盆式橡膠支座上,并將限位裝置與拱腳端頭錨墊板焊接。限位裝置為4根10號工字鋼,其作用為:①防止拱腳段意外傾覆;②將拱肋水平推力傳遞給主墩及老橋;③起水平約束作用;謴屠蠘蛎娴淖饔

www.nvlbio.live有:①加固主墩;②利用老橋抵抗拱肋產生的部分水平推力。圖2 體系圖(Ⅰ~Ⅵ)2.2.2 體系Ⅱ  根據老橋面與系梁底面凈空高度,以及系梁施工荷載設計系梁模板,系梁模板由挑木、縱向方木、橫向方木、鋼模板組成,其疊合高度為0.65m,橫梁壓在挑木上,橫梁與挑木之間用木墊塊楔緊。在橫梁端頭用16鋼筋將挑木吊緊,使之形成一個完整的懸臂受力體系,亦大大縮短了挑木的懸壁長度! 『附酉盗嚎v向鋼筋數量為36根20和38根12。一旦主墩在拱肋水平推力作用下發生位移,它即可發揮平衡作用。2.2.3 預應力體系  體系Ⅱ建立之后,即可布置系梁預應力筋。每根系梁設計有13束78根低松弛鋼絞線,設計張拉力為14950kN,按加載順序分三批進行張拉。中段拱肋合擾時張拉第一批,系梁澆筑時張接第二批,橋面橋完工后,去掉限位裝置開始張拉第三批,做到張拉與加載同步進行。2.2.4 體系Ⅲ  用500kN大浮吊安裝拱肋邊段,就位后用扒桿固定,系上纜索,安裝接頭套箍、托架。此時已產生約270kN水平推力,通過限位裝置傳給主墩及老橋。2.2.5 體系Ⅳ  浮吊吊運拱肋中段就位。合擾后產生的總水平推力為70.6kN。在浮吊卸載的同時進行第一批張拉,即邊卸載邊張拉! ∠岛美|索,移走扒桿,進行第二片拱肋安裝。第二片拱肋合攏后,及時安裝風撐,使兩片拱肋具有可靠的橫向穩定。2.2.6 體系Ⅴ  體系Ⅴ的建立分三步進行:  第一步——在拱肋上設臨時吊筋吊住系梁模板。吊筋采用18鋼筋,每根挑木處設兩根,用50kN花蘭螺絲上緊。設臨時吊筋的目的是將系梁施工荷載傳給拱肋,減少老橋荷重,不使老橋產生扭曲失穩,實現單根系梁一次澆筑;同時也減少了老橋溫度變形對系梁施工的影響。  第二步——同時從兩端向中間澆筑系梁。在澆筑系梁的同時進行第二批張拉,用以平衡系梁施工荷載所產生的約800kN水平推力。  第三步——在另一根系梁澆筑完后現澆橋面板,橋面板底模主要支撐在老橋橋面上。2.2.7 體系Ⅵ  安裝吊桿,拆除臨時吊筋,在拆除拱腳段限位裝置后進行第三批張拉。至此,新橋脫離老橋,完成體系轉換。2.2.8 施工監測  施工進行以下現場觀測:(1)觀測墩頂位移;(2)觀測老橋跨中高程變化值;(3)觀測系梁澆筑過程中的撓度變化。2.3 主墩施工2.3.1 老橋  4根灌注樁:在老橋橋面及拱波上開孔,立鉆架于老橋面上,進行鉆孔澆注樁施工;其余4根鉆孔樁、承臺及立柱均按常規施工。2.3.2 蓋梁  因蓋梁梁底標高低于老橋面,需將蓋梁處老橋面破開,然后立模澆筑。2.3.3 注意事項  (1)拱波開孔后隨即加固,澆一層20cm厚鋼筋混凝土,新老混凝土用錨固筋連接。  (2)蓋梁施工完畢及時恢復老橋面。3 拆除老橋  在新橋橋面板完工以后即可拆除老橋,并按確定的卸載程序進行。3.1 拆除老橋面  從兩頭空腹段開始向跨中分割,將塊件放到拱波上,用50kN小浮吊吊出。3.2 拆拱波  從跨中向兩邊拆拱波,不但便于操作,也不會導致主拱圈失穩。3.3 拆拱圈  通過橫梁預留孔將老橋中部拱圈懸掛在新橋下,將兩側拱圈吊在新橋蓋梁上,中部按照7.5m長分成7段,每段重約30kN。先將跨中一段用倒鏈滑車放到船上運走,其余各段仍從跨中向兩邊逐節分割吊走。4 結束語  (1)利用老橋建新橋,具有減少施工設施、節約投資、不斷航或少斷航等優點。但在老橋兩側及老橋面上鉆孔,給鉆機架立帶來不便。  (2)利用新橋拆老橋,施工有條不紊、干凈利落。  (3)設計較好地解決了新橋與老橋、新橋與新航道之間的關系。  (4)施工方法科學合理,具有獨創性

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