文档介绍：南京长江二桥南汊斜拉桥合龙技术
摘要:南京长江二桥南汊主桥是一座主跨628m,双塔、双索面钢主梁的斜拉桥。该桥钢箱梁采用菱形吊机吊装,钢箱梁节段长度一般为15m,主跨南北两个悬臂各20个梁段,。该桥合龙时段正值南京的酷暑季节,钢箱梁受日照影响顶板昼夜温差大,而且顶底板温差也较大,加之该桥跨度大,这些都给合龙造成了极大的困难,经过多方面的努力,该桥已于2000年7月9日顺利合龙。本文主要介绍该桥合龙的技术措施。
关键词:斜拉桥施工合龙
一、合龙方案构思
本桥合龙主要面临以下一些方面的困难:
(1)钢箱梁顶板昼夜温差达到25℃左右。
(2)顶底板温差大,顶底板温差在日间约为20℃左右。
(3)主跨跨度达628m,温度变化1℃将导致合龙间隙变化约8mm。
(4)合龙时合龙段与20号梁段间隙允许范围小,间隙一般在大于5mm时方可将合龙段吊进,而间隙如果大于20mm则无法保证快速良好的焊接。
(5)整个合龙工期要求紧,合龙段运到后必须在当夜完成合龙工作。
针对合龙难度大、精度要求高、合龙时间要求紧迫这一系列的问题,我们主要采取了以下一些措施来保证合龙:
(1)在南北塔20号斜拉索张拉完成后,于江侧20号梁段设置水箱以模拟合龙段吊装重量,在此基础上调整两侧的高程,在合龙段起吊时逐步放掉水箱内的水。这样可保护合龙段起吊过程中钢箱梁两个悬臂端的稳定。
(2)在标高调整完成后设置合龙桁架,该桁架两端分别固定在20号梁段腹板外侧,该支架不承受轴向力,仅承受弯矩及剪力。在采用合龙桁架后,可以保证钢箱梁两个悬臂端变形同步协调。这样在整个合龙过程中我们仅需要关心合龙间隙的变化。
(3)在标高调整好合龙桁架连接完成后进行24h连续观测,以确定温度变化与合龙间隙的关系。
(4)根据观测结果选择温度变化比较缓和的夜间时段作为合龙时段,并确定合龙段长度。合龙时段内温度随时间缓慢下降,作业条件好,所以合龙工序是以温度下降为顺序的。
(5)在合龙段顶底板设置合龙段加强件,在合龙段吊进后迅速锁定加强件及合龙桁架,使其承受日出之前由于温度变化而产生的较小的轴向力,以保证合龙段在焊接过程中焊缝间隙不发生变化。
(6)在日出之前完成合龙段的主腹板等刚度较大部位的焊接工作并解除塔下纵向及竖向约束,以避免合龙桁架及加强件承受由于日照温度变化而产生的较大的轴向力。
二、合龙方案实施关键技术
合龙桁架位于箱梁竖腹板的外侧,不影响合龙段吊进的位置上。合龙桁架主要目的是保证南北江侧20号梁段在合龙过程中的变形协调及在合龙段焊接过程中承受部分由温度产生的轴向力。合龙桁架安装好后要经历数个白天的强烈日照,日照产生很大的体系升温及箱梁顶板升温。由于竖腹板外侧空间有限,故不可能设置很强大的构件。为了避免由于升温产生的巨大的轴向力,将该构件与20号梁段的连接在合龙段匹配前设计为不传递轴向力的连接。根据这种思路,最后设计出来的合龙桁架仅由每侧4根C28b的槽钢组成。
合龙段加强件位于合龙段及20号块顶底板,该加强件通过拼接板采用高强螺栓连接。其作用是保证合龙段吊进后通过锁定加强件来阻止合龙间隙的进一步变化,以便于合龙段的焊接,加强件需要抵抗夜间温度变化产生的轴向力。
在设计时考虑了三种工况来进行上述合龙辅助构件的计算:①主