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1、,汇报人-樊秋林,云桂铁路南盘江大桥,大吨位、多节段劲性骨架扣锚系统施工设计及吊装施工技术,主要内容,技术交流材料,二、技术难点,三、施工技术,四、科技创新,一、工程概况,一、工程概况,云桂铁路南盘江大桥全长852.43m，其中主桥为1孔净跨416m的上承式劲性骨架钢筋砼拱桥。大桥地处山岭重丘区，横跨南盘江，两岸悬崖陡立，场地狭窄，地势险要，交通运输条件较差，施工难度为云桂线路全线之最。,一、工程概况,工程概况,劲性骨架为等高（上、下弦钢管中心桁高7.45m），变宽结构（拱顶286m段为16.8m等宽，两侧拱脚65m为16.8m-26.8m变宽）。全桥除1m合龙段外共分成38个吊装节段，单节长
2、度约12m，最重节段近130t，用钢量总重近4300t。,一、工程概况,工程概况,施工方法：劲性骨架采用缆索吊吊运，斜拉扣挂法进行对称悬臂拼装。,一、工程概况,工程概况,二、技术难点,二、技术难点,技术难点,桥址两岸山高坡陡，扣锚系统锚碇设置难度大。采用组合式岩锚和预应力桩基承台锚碇两种形式。,单桁拱肋吊装，安装质量不易保证，高空作业量大，安全风险高。采用整节段吊装极大的减少了高空作业量，降低了安全风险，有利于焊接质量和安装精度控制,吊装过程受外界因素影响大，线形、应力控制难度大。结合施工过程中监测的各阶段应力、索力与变形数据，及时分析与理论计算预测值的差异并找出原因，提出修正对策，确保劲性骨
3、架的应力状态和外形曲线与设计尽量相符。,三、施工技术,技术难点攻关,在股份公司大力指导帮助下，通过外聘专家、集团公司专家以及我项目参建技术人员的努力，攻克了扣锚系统设置、劲性骨架吊装、线形、应力控制等诸多难题。,三、施工技术,三、施工技术,扣锚系统施工设计,劲性骨架吊装阶段共设置永久扣索40束（南宁侧、昆明侧各20束），临时扣索36束（南宁侧、昆明侧各18束）；共设锚索48束（南宁侧20束、昆明侧28束），扣锚索均由1860型j15.24钢绞线组成。 其中扣索S1S4(L1L4)锚固于交界墩箱体内，S5S10(L5L9)锚固于塔架锚梁上。,三、施工技术,扣锚系统施工设计,南宁侧扣索最大索力计算
4、值为1985KN（吊装18节段时S9索力） 昆明侧扣索最大索力计算值为2006KN（吊装18节段时S9索力）,为满足劲性骨架安装、管内混凝土压注及外包混凝土施工措施需要，对扣锚系统进行了专项施工设计。扣锚系统由扣塔、扣点、扁担梁、扣锚索及锚碇等部分组成。,三、施工技术,扣锚系统施工设计,扣塔底座与0#块固结(4832精轧螺纹钢）,钢扣塔加工、安装焊接,三、施工技术,扣塔：5#、6#交界墩及上部钢塔架作为扣塔，钢扣塔为双立柱桁架结构，主要由立柱、上桁架、锚梁组成。钢管支腿采用32经轧螺纹钢锚固在交界墩上。,扣锚系统施工设计,三、施工技术,扣锚系统施工设计,扁担梁,桩基承台锚碇 全桥共设置预应力桩
5、基承台锚碇3个。,预应力桩基承台锚,三、施工技术,扣锚系统施工设计,组合式岩锚：锚碇除利用3号、4号墩、8号桥台作为桩基承台锚外，还需要设置7个临时组合式岩锚。,组合式岩锚,三、施工技术,扣锚系统施工设计,预应力锚索钻孔,预应力锚索下料,三、施工技术,扣锚系统施工设计,锚碇施工,预应力锚索安装后注浆,锚碇钢筋、预埋件、模板安装,三、施工技术,锚碇施工,扣锚系统施工设计,锚碇混凝土梁施工,三、施工技术,锚碇混凝土达到设计强度后张拉预应力锚索（900KN/束）,提前验证预应力锚索的抗拔力及山体边坡的承载力。,锚碇施工,扣锚系统施工设计,锚座安装、预埋锚筋 张拉（40t/根）,锚箱安装,三、施工技术
6、,锚碇施工,扣锚系统施工设计,三、施工技术,扣锚系统施工设计,风揽设置：劲性骨架安装过程中，全桥共设置12道风揽。,重力式地锚（南宁侧）,风揽布置图,岩锚式地锚（昆明侧）,三、施工技术,扣锚系统施工设计,监控监测 本桥的施工监测内容主要包括缆索吊塔顶位移、扣塔变形及应力、锚固点位移、劲性骨架线形及应力、扣锚索索力等方面。,劲性骨架吊装,三、施工技术,索力监测采用三弦智能穿心力传感器（ZX308型）进行索力监测,主弦管应力监测采用 表面钢弦式应力传感器,三、施工技术,劲性骨架吊装,索力监测,劲性骨架线形监测点设置在上弦钢管端400mm管顶位置，在距离测点位置50mm处安装反光棱镜，以监测吊装过程
7、中测点的线形情况。,三、施工技术,劲性骨架吊装,线形监测,在交界墩、钢扣塔上设置固定反光棱镜，缆索吊塔架顶部设置观测刻度线，监测劲性骨架吊装过程中上述结构的变形。,三、施工技术,劲性骨架吊装,线形监测, 应力监测,主拱圈应力监测控制断面：左拱脚、1/8拱、1/4拱、3/8拱、拱顶、5/8拱、3/4拱、7/8拱以及右拱脚截面，共9个断面（编号19）。,拱肋劲性骨架的应力采用表面附着式应力传感器测量。混凝土结构（桥墩）采用埋入式钢弦应变计测量应力。,劲性骨架吊装,三、施工技术,传感器位置大致在节间的中部，实际布置时作局部调整；对每条拱肋的各截面，在钢管的上、下游侧（或顶、底位置）布置测点，在拱脚、
8、L/4、L/2截面处，测点适当增加。,劲性骨架吊装, 应力监测,三、施工技术,劲性骨架立拼完成检查合格后通过4台 液压小车（承重60t/台）将整节段骨架 运至起吊点,采用缆索吊结合扁担梁进行 整节段吊装,劲性骨架吊装,三、施工技术,节段对接就位,高强螺栓连接,劲性骨架吊装,三、施工技术,斜拉扣挂,劲性骨架吊装,每节段吊装完成后，及时对已吊装完成节段的标高、索力监测，与理论计算值进行对比，并找出原因，提出修正对策，并在后续节段吊装过程中进行调整，实现所有扣锚索均一次张拉到位即可精确合龙的目的，确保劲性骨架的应力状态和外形曲线与设计尽量相符。 ，。,三、施工技术,焊缝探伤检测（超声波）,劲性骨架吊
9、装,采用co2气体保焊滞后一节段焊接,三、施工技术,三、施工技术,劲性骨架吊装,安装合龙段钢管,循环上述步骤，合龙前通过 斜拉扣索调整最后吊装节段线形到位，临时锁定。,劲性骨架选择凌晨2：00左右温度低的时候采用合龙，首先将顶推千斤顶按照设计要求安装就位并施加顶推力，型钢与钢管焊接将两合龙口牢固锁定，精确测量主管嵌补段长度后并加工，吊装就位，实施合龙段主管焊接，完成合龙。,三、施工技术,劲性骨架吊装,合龙后松索成拱,劲性骨架合龙,对称、自上而下、间隔、分级松索。每松一级，暂停15至20分钟，观察各节段标高变化有无不正常现象，当有过大的标高变化应查找原因作出正确的判断，并在下一松索程序中作出调整
10、。,扣锚索整束放张,第一步：千斤顶打出约3/4行程，工具锚1夹紧，工具锚2打开。 第二步：继续打千斤顶，拔松扣索锚，松开后取下夹片，保持工具锚1夹紧，工具锚2打开，千斤顶回程，到回程约剩下20mm时，工具锚2夹紧。 第三步：千斤顶继续回程，力转换到工具锚2，工具锚1松开，保持工具锚1松开。 第四步：千斤顶打出约3/4行程，工具锚1夹紧，继续打千斤顶，顶松工具锚2。 第五步：下一步千斤顶回程，到回程约剩下20mm时，工具锚2夹紧，千斤顶继续回程，力转换到工具锚2，工具锚1松开,工具锚2夹紧。 注意：要求只能放到接近3/4行程,工具锚1和工具锚2要人工控制其初始夹紧状态。,千斤顶结构,三、施工技术
11、,三、施工技术,结果比对,实测索力：南宁侧扣索最大索力1990KN（S9索力，比计算值大5KN），昆明侧最大索力2012KN（S9索力，比计算值大6KN)。,三、施工技术,结果比对,索力比对：扣索S1S6实测索力略小于计算索力，S7S10实测索力略大于计算索力，但相差不大。,南宁侧S5索力变化,南宁侧S7索力变化,三、施工技术,结果比对, 应力比对：吊装期间，骨架弦管最大轴向拉应力13.2MPa，最大压应力75.5MPa，杆件最大应力为40.7MPa，均小于容许应力值210Mpa，满足要求。,三、施工技术,结果比对, 线形比对：合龙松索后劲性骨架实测标高比设计值偏低，最大差值为10mm；横向偏
12、位最大6mm；拱肋接缝错台最大为2mm，均满足设计和验标要求。,四、科技创新,科技创新,四、科技创新, 创新点一：通过缆索吊配扁担梁进行整节段吊装,防止变形，提高劲性骨架安装精度 减少了空中焊接作业量，降低了安全风险 加快了施工进度,科技创新,四、科技创新, 创新点二：研发并应用了组合 式岩锚和预应力桩基承台锚碇,解决了陡峭边坡上设置锚碇的难题 便于锚索角度的灵活调整 永临结合，节约了施工成本,科技创新,四、科技创新, 创新点三：所有扣锚索一次张拉到位即实现劲性骨架精确合龙,规避了过程调索的安全风险 减少了施工作业量 加快了施工进度,专利：目前围绕该技术已授权专利3项。,扣锚体系组合式岩锚,实
13、用新型,已授权,科技成果,扣锚体系组合式桩基承台锚,实用新型,已授权,整体式防松型索力调整装置,实用新型,已授权,四、科技创新,围绕该技术获省部级优秀工法2项，股份公司优秀工法3项,工 法,大跨度拱桥劲性骨架吊装扣锚系统施工及索力控制工法,大跨度、多节段劲性骨架安装测量控制工法,大跨度重载荷缆索吊架设施工工法,科技进步奖,该技术获集团公司科技进步特等奖,大跨度拱桥劲性骨架制作安装及钢管内高标号混凝土施工技术,四、科技创新,结语,结语,施工过程中，通过深入研究，科学创新，总结出了大跨度拱桥劲性骨架吊装扣锚系统施工及索力控制工法，有效解决了山高坡陡的峡谷地带大跨度、大高差、大吨位拱桥劲性骨架吊装的难题，通过由组合式岩锚、桩基承台锚、扣塔、扣锚索及扁担梁组成的扣锚体系、科学合理的测量控制技术及大型结构分析软件的综合运用，保证了劲性骨架的高精度合龙，整体技术达到了国际先进水平，为后续拱桥技术的发展起到了极大的推动作用。,中铁十八局集团有限公司,请各位领导、专家指正,谢 谢 ！,
