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塔梁同步施工安全防护设计

       【摘 要】塔梁同步施工作为一种新兴的施工技术,相对于以往先塔后梁的施工方法具有节约工期、降低成本等优势,但由于同步施工会增加高空作业的工作点,施工安全性潜在较多不利因素,所以同步施工的安全防护显得极其重要。 

  【关键词】斜拉桥;塔梁同步;施工控制;安全防护 

  一、引言 

  随着社会发展,交通压力的增大,城市大跨度桥梁会逐渐增多。钢桁梁斜拉桥具有跨度能力大、公铁两用性好、结构美观等特点将更加适用于城市桥梁。斜拉桥采用的施工方法各具特色,归根结底都属于分节段施工,随着施工过程的进行,桥梁结构受力和线型都在不断地发生变化。斜拉桥施工的最终目标是达到一个合理的成桥状态,即在二期恒载施工完毕时,保证桥梁的整体内力和变形处于理想的状态。塔梁同步施工作为一种较新的施工方法,无论在工期、成本等方面都具有较大优势,但由于同步施工会增加高空作业的工作点,施工安全性潜在较多不利因素,所以同步施工的安全防护显得极其重要。 

  二、项目简介 

  重庆东水门长江大桥正桥为公轨两用桥梁,下层为双线轨道交通,上层为双向四车道汽车通道(城市次干道),主桥桥跨布置为(222.5+445+190.5)=858m,双塔单索面部分斜拉双层钢桁梁斜拉桥。 

  两个索塔均采用天梭形结构,塔高分别为162.5m、172.6m。包括上塔柱、中塔柱、下塔墩。整个桥塔在横桥向平面内有外、中、内三条轮廓线,每条轮廓线均由圆曲线和直线组合而成。塔柱采用单箱单室结构形式,塔墩采用单箱多室结构形式,塔柱壁厚1.0m,塔墩壁厚2.0m。 

  全桥共55个节间,桁宽15m,主桥上桥面全宽24.0~39.2m。渝中区侧边跨由于上层公路线形与下层轨道线形不平行,桁梁设置为变高度外,其他主桁采用等高度的三角形桁式,除索塔处节间长度为14.5米外,其余等节间布置,节间长度16m。主桁杆件为焊接箱形截面,采用整体节点,上、下层桥面采用正交异性钢桥面板。 

  3.安全防护施工方案 

  采用塔梁同步施工方法,在索塔上横梁施工完成前挂设3对斜拉索。为确保施工过程中的质量与安全,重点做好塔偏的控制和双层作业安全防护工作。 

  3.1塔偏的控制 

  因为结构存在不对称性,且斜拉索张拉时,左右两根斜拉索拉力正负误差的存在,均会造成塔偏。经过监控单位的计算,当对称的第一对斜拉索拉力正负误差达到最大的5%时,塔偏也将达到最大值30mm。 

  为有效控制塔偏,保证索塔结构的质量与安全,将加强监控与监测力度,并采取以下控制措施: 

  (1)张拉第一对斜拉索之前,安装好第9节钢锚箱。 

  (2)张拉斜拉索时,严格控制张拉力,对称同步张拉。 

  (3)斜拉索张拉完成后,由监控单位根据监测数据进行分析计算,在调整钢桁梁线性时,整批张拉调整索力,以减小塔偏。 

  (4)在索塔牛腿处、下横梁底面、索塔顶安装棱镜,用以监控测量,根据监控测量的数据,指导索塔主筋的放样及模板的调整,保证索塔节段间的顺接。 

  3.2双层作业安全防护控制 

  为确保斜拉索施工过程中人员安全及PE套管的质量与安全,将采取以下措施: 

  (1)斜拉索张拉施工时,设置了3道安全防护。第一道为爬架平台底面密闭防护;第二道为钢锚箱平台密闭防护;第三道为双层作业安全防护平台。 

  (2)梁端张拉设备位于钢桁梁上层桥面板下方,且远离索塔,最近的一对斜拉索与索塔中心线间的水平距离为54m多,平面位置已错开。 

  (3)在斜拉索张拉施工中,为避免索塔施工时的焊花损伤斜拉索PE套筒,在塔端附近的斜拉索PE套筒上包裹防火布。 

  (4)斜拉索PE套筒进场后存放在专门区域内,为确保其不被焊花损伤,特在远离索塔施工区域的下游区段设置禁火区域,并用帆布进行覆盖。 

  3.3双层防护平台结构设计 

  3.3.1主塔防护平台 

  为确保东水门长江大桥的总体施工工期,无索区节间钢梁采用塔梁同步施工,即在主塔施工的过程中,在墩旁托架上完成无索区钢梁的架设。根据主塔横撑的安装位置与墩顶钢梁架设时架梁吊机的站位关系,需要安装主塔第二道横撑后,才能开始墩顶节间钢梁的架设。 

  P2主塔爬模施工至第25节段(P1主塔爬模施工至第27节段),利用塔吊安装主塔第二道横撑并拆除第一道横撑后,在主塔第二道横撑位置安装安全防护平台,确保塔梁同步施工时上下两层立体交叉作业的安全,才能开始墩顶节间钢梁的架设。 

  安全防护平台布置在P2中塔柱第23节段(P1主塔第25节段)节标高+270.452m,的位置,与第二道主塔横撑组成一个立体防护平台;第二道主塔横撑安装完成后,在横撑上安装HW414*405型钢作为防护平台的纵桥向主要承重结构,采用槽10作为防护平台横桥向的小分配梁,分配梁上再满铺墩身钢模钢板作为防护平台的直接受力结构。为了防止高空坠物下落后不出现二次坠落,在花纹钢板上满铺脚手木板和彩钢板作为高空坠落物的缓冲平台。 

  3.3.2钢梁架设防护篮 

  钢梁架设时在已架钢梁下弦杆和检查轨道上布置前后吊挂点,吊装防护篮,作为钢梁架设防护平台。防护篮主要由防护支架、前吊点、后吊点、滑道梁、安全网及人行道等附属结构组成。防护支架采用钢管焊接而成,前后吊点为焊接结构,上带轴承。前吊点安装在钢梁下弦杆上,后吊点与防护支架焊接为一体,并悬挂在检修道纵梁I25a下翼缘板上。防护篮,移动走行时前吊点轴承不动,防护支架滑道梁在其上滑移,同时后吊点通过轴承沿检修道纵梁滚动滑移。走行动力采用拖拉,走行时上下游侧应同步移动。防护篮走行到位后进行钢梁腹杆、上弦杆及桥面板安装。 

  四、结束语 

  塔梁同步施工作为一种新兴的施工技术,相对于以往先塔后梁的施工方法具有节约工期、降低成本等优势,在重庆东水门长江大桥的建设中,加入了同步施工中的安全防护设计,降低了高空作业的风险性,提升了城市桥梁施工的文明形象,具有很好的社会效益和经济效益。

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塔梁同步施工安全防护设计
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