钢桁拱桥关键施工技术.ppt

1、四川公路桥梁建设集团有限公司2016年10月梅山春晓大桥工程钢桁拱桥施工关键技术钢桁拱桥施工关键技术目目录录0101工程概况工程概况Content0303缆索吊装系统缆索吊装系统0404扣挂系统扣挂系统0202总体施工方法总体施工方法0505施工体会施工体会01工程概况工程概况春晓大桥春晓大桥港湾路港湾路春晓东八路春晓东八路洋沙山东六路洋沙山东六路盐湖路盐湖路既有梅山大桥既有梅山大桥规划六横高速规划六横高速宁波北仑宁波北仑宁波梅山岛宁波梅山岛1 1 工程概况工程概况宁波春晓大桥工程西起春晓洋沙山东六路与春晓东八路交叉口，终点位于梅山岛盐湖路与港湾路交叉口，全长约1.971km。1.11.1 地

2、理位置地理位置主桥采用中承式双层全焊接钢桁架拱桥，跨径布置为80m+336m+80m，上层桥面宽33m，下层桥面宽12m。主跨中间108m范围内设置下层纵移桥架，纵移打开后可满足500t级海轮通航要求。1 1 工程概况工程概况1.21.2 桥型布置桥型布置主桥采用三跨连续支承体系。春晓主墩采用固定支座，其余各墩均采用纵向活动支座。纵向固定纵向固定纵向活动纵向活动纵向活动纵向活动纵向活动纵向活动春晓侧春晓侧梅山侧梅山侧支座设计转角支座设计转角1.141.141 1 工程概况工程概况1.21.2 桥型布置桥型布置每年7月10月台风影响频繁；每年11月至次年6月，季风盛行，季风最高可达10级；1 1

3、、风环境复杂、风环境复杂1 1 工程概况工程概况1.31.3 工程特点工程特点2 2、吊装重量大、吊装重量大采用节段整体吊装工艺，最重节段净重达338.1t；12#12#节段节段338.1t338.1t1 1 工程概况工程概况1.31.3 工程特点工程特点3 3、构件交汇复杂、空间定位要求高、构件交汇复杂、空间定位要求高除了一般中承式桁架拱的构件，如上弦拱、下弦拱、风撑、主梁、三角区以外，还有下挂纵移桁架式桥架，尾端拱梁段、三角区拱梁段，以上构件的拼装精度直接影响大桥的成桥线形及结构受力；1 1 工程概况工程概况1.31.3 工程特点工程特点02总体施工方法总体施工方法施工中采取“边支点预降边

4、支点预降”（预降45cm，拱脚支座预旋转0.32）的措施进行结构拼装，充分发挥拱肋自身承载力。因边支点预降和扣索轴力压缩主拱，主拱悬臂端合龙前纵桥向回缩量通过梅山侧拱脚（活动支座）预偏9cm来进行补偿。边支点预降边支点预降45cm45cm预旋转预旋转0.320.32拱脚预偏拱脚预偏9cm9cm（跨径补偿）（跨径补偿）2 2 总体施工方法总体施工方法2.12.1 总体施工构想总体施工构想+4.5cm4.5cm中跨拱肋采用“固塔少扣索、无支架缆索吊装固塔少扣索、无支架缆索吊装”工艺进行安装。2 2 总体施工方法总体施工方法2.22.2 中跨拱肋施工中跨拱肋施工三角区节段采用三角区节段采用“钢管贝雷

5、支架钢管贝雷支架+浮吊吊装浮吊吊装”进行施工。进行施工。采用边支点预降后线形安装三角区节段。2 2 总体施工方法总体施工方法2.32.3 三角区节段施工三角区节段施工水中引桥上部钢桁架梁均采用浮吊节段吊装浮吊节段吊装+滑移安装滑移安装施工。为减小成桥中支点处负弯矩引起的砼桥面板中的拉应力，钢桁架中支点先顶升55cm高度后，再进行预制桥面板安装及浇筑湿接缝。8 8台台400t400t千斤顶千斤顶同步顶升同步顶升55cm55cm8 8台台400t400t千斤顶千斤顶同步顶升同步顶升55cm55cm2 2 总体施工方法总体施工方法2.42.4 水中引桥施工水中引桥施工已安装好的水中引桥节段已安装好的

6、水中引桥节段2 2 总体施工方法总体施工方法2.42.4水中引桥施工水中引桥施工03 缆索吊装系统缆索吊装系统缆索吊装系统主要由扣塔、吊塔、缆索系统等部分组成，采用双塔三跨方案，跨径组合为226m+332m+226m，各设两组主索、压塔索（抗风索）和工作索。吊装塔全高126m，其中吊塔高26m，扣塔高100m。主索选用60钢丝绳，中边跨均为28根，两组主索中心距离27.8m，主索垂跨比L/12，吊机设计吊重荷载330t。3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.1 3.1 总体布置总体布置主索主索2-82-86060工作索工作索2-22-24848钢绞线压塔索钢绞线压塔索2 23-83-8j15.2

7、4j15.243 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.1 3.1 总体布置总体布置3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.1 3.1 总体布置总体布置吊塔全高约26m，横桥向长度42m，顺桥向宽度4m，全部采用万能杆件的空间网格结构。施工时将吊塔塔脚“系梁预收系梁预收紧紧”（下横梁缩短2cm），有效改善塔架内力分布。吊塔与扣塔“铰接”，通过塔顶2层铰座梁及铰座连接，其中下铰座梁高度为1.4m，上铰座梁高度1m。铰座顺桥向侧面图铰座顺桥向侧面图3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.1 3.1 总体布置总体布置3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.1 3.1 总体布置总体布置缆索吊装系统荷载通过索鞍传递给塔顶

8、纵、横梁。根据纵、横梁对塔顶万能万能杆件受力分析计算，主索鞍区域内杆件承受较大荷载，根据计算结果采用异形件替换相应杆件，保证结构安全。根据万能杆件传力途径分析，若塔顶区域部分杆件发生屈曲破坏，缆索吊装系统荷载仍可由其余杆件正常传递。荷载荷载数值（数值（t t）主索479.36工作索、压塔索97.00 牵引、起吊索74.94.00 NT29塔顶刚度匹配基于悬链线方程，采用“分段分段悬链线数值迭代悬链线数值迭代法法”和“塔顶索塔顶索力连续算法力连续算法”，进行缆索吊装系统重载线型和“施工阶段施工阶段”精确计算。3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.2 3.2 精确算法运用精确算法运用空载承重索线形和

9、内力调空载承重索线形和内力调整计算流程图整计算流程图中跨重载承重索线型中跨重载承重索线型及内力及内力计算流程图计算流程图3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.2 3.2 精确算法运用精确算法运用 100100重重跨中跨中空索安装空索安装50%50%吊重吊重跨中跨中107%107%重（重（1414号肋）号肋）X=16mX=16m123.25123.25重重（1212号肋）号肋）X=37.5X=37.5中跨中跨跨中垂度f（m）2814.2724.65左塔水平力（t）64.92114.8441.18136.6953.22右塔水平力（t）64.92114.8441.18136.6953.22左塔竖向力（

10、t）12.3892.5277.46222.24723.693右塔竖向力（t）12.3892.5277.4623.835.58无应力索长（m）339.761337.379339.102339.038339.497左边跨左边跨塔顶水平力（t）56.76212.19235.6236.54149.928塔顶竖向力（t）33.8578.82921.97322.49130.015无应力索长（m）256.264257.455256.594256.578256.365右边跨右边跨塔顶水平力（t）56.76212.19235.6231.2945.791塔顶竖向力（t）33.8578.82921.97319.54

11、27.689无应力索长（m）256.264257.455256.594256.674256.427塔顶索力（左塔）塔顶索力（左塔）66.093 15.054 41.852 42.908 58.256 塔顶索力（右塔）塔顶索力（右塔）66.093 15.054 41.852 36.889 53.512 不平衡水平力（左塔）不平衡水平力（左塔）65.27221.18444.4881.19226.336不平衡水平力（右塔）不平衡水平力（右塔）65.27221.18444.48843.259.432 100100重跨重跨中中空索安装空索安装50%50%吊重跨吊重跨中中107%107%重（重（1414号

12、肋）号肋）X=16mX=16m123.57123.57重重（1212号号肋）肋）X=37.5X=37.5中跨中跨跨中垂度f（m）30.5516.62左塔水平力（t）59.5312.75436.90232.50848.204右塔水平力（t）59.5312.75436.90232.50848.204左塔竖向力（t）12.3962.5317.46922.25923.705右塔竖向力（t）12.3962.5317.4693.8345.583无应力索长（m）340.745337.982340.085340.025340.486左边跨左边跨塔顶水平力（t）52.15310.38631.95333.4794

13、5.97塔顶竖向力（t）31.2667.82319.91320.7727.79无应力索长（m）256.331257.713256.661256.632256.425右边跨右边跨塔顶水平力（t）52.15310.38631.95327.66141.442塔顶竖向力（t）31.2667.82319.91317.50125.245无应力索长（m）256.331257.713256.661256.749256.496塔顶索力（左塔）塔顶索力（左塔）60.807 13.003 37.650 39.398 53.717 塔顶索力（右塔）塔顶索力（右塔）60.807 13.003 37.650 32.733

14、 48.526 不平衡水平力（左塔）不平衡水平力（左塔）59.01618.94439.592-7.76817.872不平衡水平力（右塔）不平衡水平力（右塔）59.01618.94439.59238.77654.096L/12L/12L/11L/11采用上述精确算法计算出所需数据。3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.2 3.2 精确算法运用精确算法运用通常设计计算通常设计计算施工阶段验算施工阶段验算 100100重跨中重跨中空索安装空索安装107%107%重（重（1414号肋）号肋）X=16mX=16m123.57123.57重重（1212号肋）号肋）X=37.5X=37.5中跨中跨跨中垂度f（

15、m）25.812.039左塔水平力（t）70.4417.57441.33458.487右塔水平力（t）70.4417.57441.33458.487左塔竖向力（t）12.3832.52322.23723.563右塔竖向力（t）12.3822.5233.835.578无应力索长（m）338.959336.874338.234338.691左边跨左边跨塔顶水平力（t）61.49414.56340.05554.152塔顶竖向力（t）36.51810.15524.46632.39无应力索长（m）256.196257.239256.518256.302右边跨右边跨塔顶水平力（t）61.49414.563

16、35.32350.361塔顶竖向力（t）36.51810.15521.80630.258无应力索长（m）256.196257.239256.6256.358塔顶索力（左塔）塔顶索力（左塔）71.520 17.754 46.936 63.055 塔顶索力（右塔）塔顶索力（右塔）71.520 17.754 41.511 58.752 不平衡水平力（左塔）不平衡水平力（左塔）71.56824.08810.23234.68不平衡水平力（右塔）不平衡水平力（右塔）71.56824.08848.08865.008L/13L/13采用此算法，可根据设计矢跨比、起吊位置和吊重，精确计算出钢绳索力，塔顶不平衡水平力、空载垂度等参数，为后续设计及施工提供有力依据。按照缆式起重机型式试验细则，计算试吊荷载按荷载按1.251.25倍额定荷倍额定荷载考虑，通过此精确算法计算得出，载考虑，通过此精确算法计算得出，实际主索张力值约为实际主索张力值约为100100 荷载计荷载计算时的算时的 1.151.15倍。倍。3 3 缆索吊装系统缆索吊装系统3.2 3.2 精确算法运用精确算法运用本桥跨中2号节段重量为265.3