黔东南州沙坡大桥建造关键技术研究与应用

程局有限公司， 沙410004)【摘要】黔东南州沙坡大桥是一座“一桥跨四线”的典型西南山区连续梁刚构桥，其兼具了环境复

、墩间系梁异步施工、0 #块托架组合式压重方法、新型全封闭式挂篮结合防护棚架的组合防护体系等关键技术,确保了 杂、高墩 、长联 等特点，经合 分析，形成 性高墩半封闭式防坠落液压

高风险下的施工安全和项目的顺利推进。【关键词】 沙坡 ；防 压 ；墩间系梁异步；组合压重；全封闭挂篮【中图分类号】U445.463【文献标志码】B西南地区高山峡谷绵延、场地狭小、河深水急、地形

地质条件复杂， 常有大风,在这样的地区建桥有1项目概况龙纵线二 程是 市贵龙城市经济带路网规划纵向干道， 省黔 龙 西区， 性程的 。连续

座、 向 具有 能力大、 适、无需大型度大、顺向 度小、后 作量小等 ，在西地区 多的 用。卩, 中 随跨线、高、大 、线 等系 沙坡大桥全长700 1,跨径组合为(2 x40m)连续T梁+ (50

i+3a.5 m + 50 m)连续刚构 + (40 m+ 65 m+ 40 m )连续

题,对其关 的研究有 的 义。刚构+ (3X40 m)连续T梁，桥梁全宽32叫分左右幅，两联 续

用双肢薄壁墩(图1)&结合现场环境和 特点，综分 重 如下。“大 小流水”的 ， ，重 入，桩(1) 四线、环境复杂、安全 高。 沟谷中,从北向南依次 高铁、沪昆铁路、龙 铁路和厦用冲、旋挖钻、人水磨钻相结合；高 用泵送混凝土液压爬模分段浇注;0#块用 式 次浇筑成型，

式

蓉高速4条 西走向的重要 线路,建设期间不能中断交&既有线 必须采取可 ，确保 安全和铁路、公路顺 &(2) 性高墩、连续大跨度、 度大。主 4#*段 用 浇筑，边

，合龙段 用临

浇直线段采用锁定，吊,边向中跨依次对 龙(图2、表1 )&高达78.2叫两 续

多线的环境中 更大,环境保护要求更高。首尾相接，柔性高墩、大 要求更可靠，质量 续度3邻近既有线高墩施工关键技术沙坡大桥3#、4# 近沪昆铁路,5#、6# 近龙南铁路,8# 近 都高速 ，经比选分析，均采用 式防液压爬模

(3) 设备众多、 作业、组织管控难度大。现场布置10 吊、4 、16套爬模、16套 、24 、3套，并在既有线上设置 &等大型设备和临时设施,如

过程有效管控也是本项目的 和重点&有序组织、:定稿日期］2019-11 -07［作者简介］苏迎瑞(19 ~),男，本科，工程师，主要从 事桥梁技术工作；李金恒(1982 / ),男，本科，高级工程师，主

2总体施工方案经过充分研究设计文件和多次实地勘察,结 周边 情况， 总体 案如下:下 结 用多工作面分段、要从事 工工作；李刚(1974 / )，，硕士，高级工程师， 从事施工管理工作。四川建筑 第40卷3期 2020. 06281•施工技术与测量技术•碉建便道 兰溪大道刀图2施工总平面表1主要施工机械设备序号设备名称型号数量备注(2) 模 度高、刚度大、稳定性好，脱模后混凝土表面 平整度高、精度高。1塔吊汽车吊机TC6015/ TC6013/台257台菱形挂篮/套6/4223(3) 液压千斤顶为动力的 提升设备,具有重量轻,体积小，操作简便，使用 ，起重量大,提升高度高等 &24只挂篮液压爬模。#块托架1245XPM-50/套钢结构/套钢结构/只16128(4) 用锁系统，内置卸压 过载，在除油压时可支持重物， 载更安全,模板四边安装 保 紧，依保 间产生的 力起到6边跨现浇段托架施工电梯安全 作用。(5) 液压爬模 安全可靠，特别是邻近既有线、旁边邻近建筑 ， 高空吊、拼模，安全 步保障&7SCD200/ 台钢筋加工场/座临时道路/Om424.7711/1322爬 算爬模计算的主要内容包括以下5点：1011预制梁场混凝土拌合站混凝土输送泵T梁预制/座HSJ120/90/套(1) 计模 件的强度、刚度，

(2) 主

备用构件运输重 载作用在架体上，架体各部件的强度是否足够&性验算&12HBT60/ 台2000W/ 台3221314发电机平板运输车247辆(3) 主 性验算&(4) 围 计算&(5) 模 力计算&计 用MIDAS Civil有限元计

32半封闭式防坠落液压爬模爬模系 成分

件系统、爬升系统、模板系统、操作 系统&自爬模的顶升运动通过液压油缸对无管导轨和爬 替顶升 ， 管导轨从爬架下体立杆中穿过，二者之间通过液压千斤顶相互作用(图3)。件,分施工、爬升、种工况进行计算，计 模型和部分计算结果见图4&图4施工工况应力(单位：N/mm2)图3 半封闭式防坠落液压爬模流程:安装埋件'浇筑

装

保、安装围 头 '拔 销拆模'安装

'拔 销拆模'安插入锥销锚固'安装爬架'安装短边安全：及经计算验证，爬模的爬架、钢模板( 、 、 )、拉锚杆、爬 等构件均能满足规范要求，爬模结构安全可靠& 3.1.2既有线防护3#〜6#、8#

固'支模安装埋件浇筑 插入锥销锚固'安装受力特点&近铁路、高速既有线採取设置硬性隔离网、搭设 协调工作， 3.1.3

、

系

织分流的

工案,施工中充分做好组织吊杆'爬升'循环作业&式 液压爬模有如下

(1)施工装

捷，可有

相关铁路、公路间的干扰降至最低(图5) &沙坡大桥3#〜6#主墩采用双肢墩,在墩柱半腰处由一道282

四川建筑 第40卷3期 2020. 06

•施工技术与测量技术・表3 0#块预压部分分解序号部位翼缘板压重/t数量 总压重/个/t备注钢筋堆载预压152.9222105.8423墩壁间直腹板墩外侧直腹板墩壁间顶底板墩外侧顶底板66.319.5165.4340.71132.6千斤顶反压千斤顶反压钢筋堆载预压钢筋堆载预压4178165.4381.424图5跨龙南铁路防护棚5%2532 t中系梁连接，中系梁截面尺寸6.5 mX5 mX1.8 1。采用墩

、系 步

用

需对爬模 ，投入大、 ，异步，爬模模 除后搭设 「平分别对托架各构件进行计算分析（图8、表4）系梁。墩肢爬模不受系梁影响可 次性爬升到位,减少了拼装及模板周转，保 高 的外观质量，同

了高 的速度，有 好的经济效益（图6）。图.0#托架计算模型表4托架主要构件计算应力 MPa剪应力构件及规格名称组合应力梁底分配梁（132）托架顶部横梁（163）83.324.927.967.5125.1托架水平杆（［28）图6 墩间系梁异步施工43.322.7托架竖杆（［20）托架斜撑（［20）80113.43.2 邻近既有线0#块施工技术沙坡大桥3#〜6#、8#、9#均临近既有线高墩，3#〜

14.1对 各构件挠度、 性 计算，综 模板和钢6#墩 0#块 均采用

量 357 m3，8#、9# 0#块 量 233 m3，管 计算结果， 各构件强度、刚度、 性均满足规范次浇筑成形。用2136b作主梁，

要求。内

焊接,下加斜（图7）。3.2 2撑形成

4跨既有线挂篮悬浇施工关键技术研究沙坡大桥箱梁采用

浇施工，3#〜6#每个墩上体系，两侧 用钢管

悬浇 分10 节段施工，8#、9#分7个节段施工，全 计 划投入12套挂篮施工，左右幅的挂篮悬浇错开2〜3个节段。4.1 挂篮用专业制造单位研制加工的先进成套挂篮，包括

主桁系统、底系统、悬吊系统、锚固系统和 是

系统。桁架的主要受力结构，由2 主 、横向结系组成。2棉主 后

图7 0#托架结构中心间距为7.2 m，中心高4.0 m，每 架用大块 模 。 底模 后

后节点间距均为5.0 m，总长10.3 m。其由底模板、纵梁和

成，底模

各设 8吊点，吊 均采用,32 mm精轧螺纹 。锚固系统设在23.2.2托架预压0#块 压模 载分布情况分区 载，直腹板部分采用在承台内埋设JL32精轧螺纹钢筋，用％ 15. 2

主 的后节点上，共2组，每 、4

固系统包括2根后轧螺纹钢筋。 系包括、轨、前支座、后支座、内外 、滚轮架、牵引设备（图9）。绞线与设置 模 载，顶底

置的千斤 接，通过 反压4.2挂篮安全防护确保

分采用钢筋等堆载预压，按结浇施工和铁路、公路行车安全，结合菱形总重的1.2倍分级加载（表3 ）。挂篮的结 、两侧面全 封闭，

节段

，对 用全 。 底、前3.2.3 算，对 浇筑节段 后锚范围内 全根据0 #块 载分析，采用Midas civil建立托架计算模型，间杂 件 到路四川建筑 第40卷3期 2020. 06283•施工技术与测量技术•图9 菱形挂篮施工1#节段面，对既有线路造成行车安全（图10）图11 挂篮预压布置图10挂篮侧面全封闭防护示意4.3挂篮预压图12后横梁加载及应力过模 的加载过程来分析、验证挂结构的弹性变形,消除其非弹性变形，通篮主桁片 过其规 指导

中模板的预拱度值 分层浇注的顺序。用千斤顶反 式 压，模 吊杆合力值达到各浇筑节段工况下吊杆出现的最大合力值。预 压过程

图13 菱形桁片加载及应力计算反拉力的10 %、50 % *100 %、120 %分级,100 % *50 % *10 %、空载分级卸载， 步测量挂置于主桁后锚、主桁前足 力均满足规范要求， 轨 后 全系数大于2&（4） 吊 要求，各 分销

（5）

状态下 安各测点变形情况。挂篮测 点、主 置、底

装完成后，

向分配梁，对 线，钢绞线下

等位置。各设置

浇筑和 满足规范要求。况下 力满足规范底 承 横总变形量（含吊杆）为20 mi,满足规范要求。成反

左右主 置分别设置 绞承 分配 固， 设置 千斤顶，结构体系。通过钢绞线 ， 力由 底篮底 ，再由 底

传递

5 BIM技术应用

用BIM 建立包含沙坡大桥、三条铁路、一条 -地形地貌等综合模型,对高 、 等过分配梁传递 4.4挂篮计算底程

，最后传递 吊杆系 主桁系统（图11 ）&动态演练， 可视化交底和指导现场 （图14 ）&据 件承载 和 ，经比较分析选取受力最不利节段1#、4#和7#块 计算节段,分节段 土 浇筑工况和

况,分别校核两种工况下 相关构件的强度、刚度和 性（图12、图13 ）&经计算分 结论如下：（1） 底 、底

、内外导 浇图14 沙坡大桥BIM模型筑状态下，强度、刚度、

（2） 主

性均满足规范要求&范要求，后

（3）

后锚固系 浇筑状态受力满足规安全系数大于2 &况下，底篮横梁、内外导梁、轨道及满6研究成效通过对贵龙纵线沙坡大桥桥梁大型临时设

置方案优（下转第287页）284四川建筑 第40卷3期 2020. 06•施工技术与测量技术•性有促进作用。该传感器的响应值与甲醛0~1.7 Al。\" 浓度范围内呈线性关系，可量对甲醛气体

用

的检测局限,都是用 便携式甲醛检测的很好的SMO传感器对高温的反应要求检测。选择。我们还需要 QCM传感器的

天然化 成化 模 体系进行性、耐久性和对环境湿度的敏感性。参考文献分子识别研究，通过这种分子印迹 成的具有特异性识异性识别目标气体别和选择性吸附的聚合物称为分子印迹聚合物（MIP） &这

类聚 分子。

也可以用于QCM的修饰用

、甲 、乙二二甲 酯 成(1) Yan Z, Min Z, Zhiquan C, et al. A novel electrochemical sensor forformaldehyde based on palladium nanowiro arrayo electrode in alka­

的MIPsB QCM表面，在空气中对甲醛气体的检出限达、乙醛、二氯甲烷、甲酸等表，可的干扰&但是水分子会使聚 用纳

500 X10 -6 （* ],且不受甲醇、

line media(J). Electrochimica Acta,2012, 68(1) ：172 - 177.其他挥发性有机化

和，

入氨 ，

[2] Aaron R, Hao L, Chelsea A, et al. A Reaction - Based Fluoreo-

cent Probe for Imaging oO Formalkehyde in Living Cello. [ J ]. Journal of the American Chemical Society, 2015 ,137(34) : 100-103.传感器在50%湿度下会失 果，通过 聚合替代原先的

传感器在50 %湿度下仍能 甲醛检测。因分子印迹聚 的结构和形态，故影响传感器 性。[3 ] Thomae F B , Chastophca J Ch. An Aza - Cope Reactivity - Based

Fluorescent Probe for Imaging Formalkehyde in Living Cells] J ].Journal of the American Chemical Sodety, 2015 , 137 (34) : 10886 -108.静 具有

常用 各种类型的纳

。例如聚

，纳氨改性网状结构、大表 、多、密度大的优点，能作为选择靶向 的聚 纳 可 过静

用于传感器

[4] Chao L, An - Wei Ch, Xue - Kui X, et al. Development oO a facile

and sensitive auoametric deavatization reagent for detecting formal­

对甲醛气体有很好的响应性和选择性,备QCM甲醛气体传感器。dehyde] J]. Anal. Methofs, 2016, 8(13) ：27 -2770.QCM传感器的通过不同材料的改性 下可

饰能 对[5] Dehui H, Tao Zh, Shayu L, et al. Ultrasensitive reversible chro­

mophore reaction of BODIPY functions as high rativ double turn on

甲醛气体的定量检测，这类传感器选择性好、 器的

性及耐久性仍需

度高，并且检测目的，但易受环境及湿度的影响，传感步的研究发展。probe [ J ]. Nature Communications, 2018 , 9(1) ： 362 - 371.[6 ] Ran X, La - Xi Zh, Ming - Wei L, et aL Ultrathin SnO 2

nanosheei with dominant high - energy { 001 7 facets for low tem­

3结论与展望传统检测

perature formaldehyde gas sensoe [ J ]. Sensors & Actuators : B.

如分 度

，

经发展到非常成熟的阶Chemical, 2019 , 2(1) ： 186 -194.段,其可操作性强，成 度高,选择性也较好，因[7 ] Na L, Yu F, Ying Sh, et aL A low temperature formaldehyde gaesensoe based on hierarchical SnO/ SnO 2 nano 一 fowere assembled

用 内环境甲 的检测分 ，但 类 也 干

性差，检测时间 ，必须经过采样再带回固 & 发展和研究

验场所才是from uleathin nanosheei: Synthesie, sensing performance and mechanism [ J ]. Sensors & Aduatoes: B. Chemical, 2019 , 294能完成检测等

需要

度高、选择性好、干扰能力强、操作简单、方便速的甲醛检测

(5) :106 -115.[8 ] Mingqing Y, Junhui H, A coppee - manganese composite oxide ss

QCM sensing layers foe detection of formaldehyde gae, -SC Adv. 2017, 8 (1) 22 -27.的问题。 检测材料的发展在检测时间以及操作手段 到了 提升，但是还未研发出能的产品。 度的

甲检测的发展方向更倾向 确度和精度度高的便携式快速检测仪的研究， 高、响

对 内甲醛浓[9] Hussain M, Kotove K, Lieberzeit P, Moleculaey imprinted poly­

监控，SMO、QCM类型传感器的选择性好、

mee nanoparticles for formaldehyde sensing with QCM, Sensors, 2016, 16 (2) :1011 -1019.间快、操作简单，且可以脱离大型设备及固定场所（上接第284页）化、邻近铁路、高速公路的高墩、0#块施 悬浇施工安全、有序,经济效益显著&, 铁、 的 浇 安全 急管理等关 全管

、安全应和安近既研究，

&

了一系

式

场复杂的

液压爬模题，全

7结束语随着 经济的飞速发展，对 建设的要求：越

题，经济效益 提

综 有线

了邻近既有线高

高，尤对西南地区 地区而言， 成 约这些成了全部既有线 式压重

，安全高地区经济发展的 ，对地区常用薄壁高 续;0#块用 率低、周

了高墩压重吊装复杂、效常规的砂袋压重缩短式关 、跨线 对沙坡大

的深入研究有 而深远的意义。沙大桥等 ，单

式，

四线的

关

，兼具环境复杂、柔性高墩、多一周时间，全桥12 0#块 计节约时间84 d；采用全

选择要

等诸多 ，是类 的 表&通过、 ，既保障了的研究及成 等

用，为后续类铁路、高速公路正常运营，也为正常施工创造了条件，保证了

高墩大跨和既有线 提供了经验借鉴，具有很好的 价值和 的应用前景。四川建筑 第40卷3期2020.06287