一、工程概况 乌蒙山特大桥为纳雍至晴隆高速公路项目控制性工程之一,跨越阿志河峡谷及两侧斜坡而建,由贵州省公路工程集团有限公司承建。主桥采用计算跨径270m上承式钢桁腹杆-混凝土组合拱桥方案。乌蒙山特大桥按左右分幅设计,计算跨径270m,矢高54m,矢跨比1/5;拱轴线采用悬链线,拱轴系数1.95。乌蒙山特大桥左幅桥全长491.5m;右幅桥全长511.5m。主桥上部结构形式采用14×20m预制T梁;引桥采用20m、40m预应力混凝土T梁。
一、工程概况
乌蒙山特大桥效果图
二、项目重点及难点
乌蒙山特大桥左侧临近乌蒙山国家地质公园,右侧临近S215清安线阿志河大桥,施工环水保、标准化、安全要求高。本桥施工的重点、难点主要有:
1、预制拼装场建设
2、拱座施工
3、交界墩施工
4、缆索吊装系统施工
5、斜拉扣挂系统施工
6、主拱圈预制及安装
7、拱上立柱施工
三、重点工程施工工艺简介
1、预制拼装场建设
预制拼装场
2、拱座施工
乌蒙山特大桥两岸拱座均采用分离式钢筋混凝土结构。
纳雍岸拱座挖方为17499m 3 ,晴隆岸拱座挖方量为20994m 3 。
纳雍岸拱座开挖需在箐脚隧道斜井至主洞出口贯通后进行。拱座开挖边坡防护采用“永临结合”法施工,将坡度控制在1:0.1,出渣方式采用塔吊出渣。
晴隆岸峡谷边坡成反坡倾向,利用绳锯法将反坡处石方清除,以免开挖时渣石落入下方河流。
拱座
3、交界墩施工
交界墩
4、缆索吊装系统施工
缆索吊装系统主要由承重索、起重索、牵引索、跑车、主锚碇等几个部分组成。缆索吊装系统采用无塔架横移施工技术,设计吊重为300t,吊装覆盖区域包含主桥及引桥,实现全桥全覆盖吊装。主锚碇采用岩锚,布置在两岸山体上,纳雍岸锚碇底标高为1096m,晴隆岸锚碇底标高为1142m,主锚碇上布置可横移滑块,通过滑块的横移带动整个缆索系统的横移,以实现左右幅桥的吊装施工。卷扬机布置在锚碇左侧,起重索、牵引索在主锚碇上下布置,绕过主锚碇上的平衡轮之后,经过转向滑轮进入卷扬机。
缆索吊装系统
5、斜拉扣挂系统施工
为了避免扣索平扣产生的巨大索力,在两岸交界墩上布置15m高的扣塔。扣塔采用钢管 型钢组合式塔架。扣塔上布置钢锚梁做为扣背索的锚固装置。扣挂体系由每一吊装节段的钢绞线扣背索、扣塔、拱肋扣点结构、扣塔上扣背索钢锚箱结构、交界墩扣背索锚点、背索地锚和扣背索锚固张拉端结构共同组成。
扣塔
6、主拱圈预制及安装
主拱圈采用等高钢桁腹杆-混凝土组合截面,拱圈高度5.5m,单幅拱圈宽12.0m,桁架采用Q390D,混凝土采用C60。钢桁腹杆-混凝土组合截面拱圈由混凝土顶底板与四片钢桁骨架组成。单片钢桁骨架由上下弦杆、竖腹杆及斜腹杆构造,四片钢桁骨架之间通过钢横撑连接。
预制节段
主拱圈吊装施工流程如下:
主拱圈节段采用两岸对称悬拼,先吊装拱肋0#节段,与拱座内预埋型钢采用法兰栓接固定,先解除后吊点,安装并张拉扣锚索,同时缓慢解除前吊点。扣挂锚固后,浇筑拱座C40混凝土部分并浇筑0#节段中箱顶底板混凝土。然后吊装拱肋1#节段,与0#节段采用法兰栓接固定,临时扣挂,并安装横撑,浇筑节段接头处湿接缝。以此程序逐段吊装,直至拱圈节段吊装完成。主拱圈合龙前,根据设计和监控要求,调整扣索力,使拱圈标高和平面位置符合要求,然后在适当的温度,瞬时合龙。合龙完成后,浇筑湿接缝,待混凝土养护完成后,拆除扣锚索。
主拱圈节段吊装
7、拱上立柱施工
拱上立柱采用混凝土双肢排架墩,通过垫梁与拱圈相连。柱间采用横系梁连接,以增强立柱横向刚度。立柱采用实心混凝土矩形截面,根据立柱的高度,柱截面尺寸分别采用180×120cm、180×180cm(横向×纵向)。立柱垫梁、柱身、中系梁、盖梁均采用现浇施工。
拱上立柱
8、预应力T梁安装
全桥共有预应力T梁273片,其中40mT梁70片,20mT梁203片。T梁均采用用缆索吊装系统进行安装。
T梁吊装
四、技术创新亮点
1、结构形式新颖,首次采用钢桁腹杆-混凝土组合拱桥结构。
2、乌蒙山特大桥主拱圈创新性地采用无支架缆索大节段预制吊装的施工方法,即首先预制大节段拱肋,采用斜拉悬臂扣挂的方法合龙拱肋。
3、乌蒙山特大桥采用大节段拱肋预制胎架高精度施工控制技术、工地吊装与预拼装技术、大吨位无塔横移缆吊系统施工技术、BIM技术、大节段预制拱肋的施工调索技术。