独塔双索面双层斜拉桥施工技术

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1、独塔双索面双层独塔双索面双层 斜拉桥施工技术斜拉桥施工技术 2020年2月 主要内容主要内容 第一部分第一部分 斜拉桥简介斜拉桥简介 一 斜拉桥的结构 二 斜拉桥的发展 第二部分第二部分 新世纪大桥施工实例 一 新世纪大桥概述 二 施工顺序 三 施工方法 一 主桥施工 二 引桥施工 三 桥面铺装 第一部分第一部分 斜拉桥简介斜拉桥简介 斜拉桥斜拉桥 Cable stayed bridge Cable stayed bridge 的的上部结构由上部结构由 梁 索 塔梁 索 塔三类构件组成三类构件组成 它是一种桥面体系以它是一种桥面体系以加劲梁受压 密索 加劲梁受压 密索 或受弯 稀索 为主或受弯

2、 稀索 为主 支 支 承体系以斜索受拉及桥塔受压为主的桥梁 承体系以斜索受拉及桥塔受压为主的桥梁 一 斜拉桥结构一 斜拉桥结构 二 现代斜拉桥发展 一 现代斜拉桥发展的原因与条件 n1 对300m 800m跨度最有竞争力 与悬索桥相比 斜拉桥有比较好的刚度 n2 景观方面的新颖感 塔的型式多样性 拉索布置的灵活性 可以构 造出许多新型的桥梁形式 n3 新材料开发配合 高强度钢索材料的发展 防腐技术的提高 n4 设计理论和计算技术的进步 抗风抗震的计算理论有了长足的进展 电子计算机有限元分析计算软件的应用 n5 施工技术的进步 自架式平衡施工技术的发展 施工控制 技术的进步 n6 整体桥面的开发

3、与配合 扁平箱形截面的构造技术的发展 二 斜拉桥种类的多样化 二 斜拉桥种类的多样化 斜拉桥从早期的钢斜拉斜拉桥从早期的钢斜拉 桥 发展到预应力混凝土桥 发展到预应力混凝土 斜拉桥 结合梁 叠合梁斜拉桥 结合梁 叠合梁 斜拉桥 斜拉桥 混合梁 即边跨混混合梁 即边跨混 凝土梁与主跨钢梁连结 凝土梁与主跨钢梁连结 斜拉桥 斜拉桥 上图为天津保定桥 该桥为钢与混凝土组合结上图为天津保定桥 该桥为钢与混凝土组合结 构 主跨采用钢箱梁结构 边跨采构 主跨采用钢箱梁结构 边跨采 用预应力混凝土箱梁结构 桥梁主塔高用预应力混凝土箱梁结构 桥梁主塔高5050米米 采用风帆造型 采用风帆造型 独塔双跨式斜拉桥

4、常布置成两跨不对独塔双跨式斜拉桥常布置成两跨不对 称的形式 即分为主跨与边跨 也可以布称的形式 即分为主跨与边跨 也可以布 置成两跨对称的形式 置成两跨对称的形式 三 主塔双跨斜拉桥 三 主塔双跨斜拉桥 陕西咸阳渭河二号大桥是目前西陕西咸阳渭河二号大桥是目前西 北地区最大的单塔斜拉式大桥 于北地区最大的单塔斜拉式大桥 于 19951995年年1212月月1919日建成通车 日建成通车 概概 述述 新世纪大桥两侧长堤间距约1200m 主河槽宽度约260m 桥宽约 40m 桥梁全长约800m 其中主桥钢箱梁200m 引桥现浇预应力连续 箱梁每侧各300m 第二部分 新世纪大桥施工实例 一 新世纪大

5、桥概述 桥梁总体设计桥梁总体设计 新世纪大桥由主桥及两侧引桥两部分组成 主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥 跨径 布置为100m 100m 200m 塔高80m 全桥跨径布置 引桥 10 30m 主桥 100m 100m 引桥 10 30m 800m 根据桥梁结构形式的变化 引桥断面采用左 右分幅设置 主桥则为整体单幅设置 主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥 跨径布置为100m 100m 200m 塔高80m 主梁为 钢箱梁 梁高2 5m 主塔为钢塔 主主 塔塔 桥塔外形图 n 主塔塔高80m 顺桥向塔顶宽4m 经 过直线段和曲线段过 渡到承台顶 在 12 2m塔高位置 主 塔分成两个塔柱 单 塔柱宽度约

6、4 2m 横 桥向塔顶宽度为3 6m 经过曲线过渡到承 台顶宽约6 8m 施工整体部署施工整体部署 二 施工顺序 主塔下部结构 钢箱梁预拼装 拖拉平台搭 设 桥塔搭设至1 3高度 第12轴至11轴钢梁 拖拉就位 桥塔支撑搭设 桥塔组装到顶 主梁安装焊接完毕 挂索 体系转换 拆除支架 桥面铺装 引桥结构基本与主桥结构同步施工 仅靠 近主桥西侧10轴40m长箱梁在主桥完成后施工 一 主桥下部结构与钢桥支撑体系同时施工 二 主桥1 3高度钢塔与12轴至11轴钢箱梁同时施工 三 桥塔组装到顶 主梁安装焊接完毕 1 桩基施工 主桥桩基础采用1 8米直径钻孔灌注桩 拟投入2台旋挖钻 机 先期利用30工作日

7、内时间内完成主塔区域48根桩的施工 再由中间至两边依次完成主桥边墩基础 一 主桥施工 三 施工方法 2 承台施工 主塔承台拟采用单层钢板桩围堰 架设承台支撑模板结构 体系 承台采用分层连续浇筑 施工过程中采用劲性骨架做好塔 脚预埋 确保其定位准确 主塔承台高4 5米 顺桥向长22 5米 横桥向长55 5 米 浇筑方量达4700多立方 n n 承台施工顺序 承台施工顺序 n n 1 1 设钢板桩围护 实施开挖 设钢板桩围护 实施开挖 n n 2 2 浇筑 浇筑10cm10cm素混凝土垫层 素混凝土垫层 n n 3 3 在垫层上施工钢塔柱脚 在垫层上施工钢塔柱脚40cm40cm厚混凝土承力板 厚混

8、凝土承力板 n n 1 1 施工前精确放样钢塔柱脚的平面位置 施工前精确放样钢塔柱脚的平面位置 n n 2 2 紧贴柱脚外轮廓预埋 紧贴柱脚外轮廓预埋6 6块块1 2x1 2m1 2x1 2m厚厚1cm1cm钢板 钢板 2 2 块块0 5x0 5m0 5x0 5m厚厚1cm1cm钢板 钢板 n n 4 4 安装钢塔柱脚 并固定 安装钢塔柱脚 并固定 n n 5 5 支设承台模板 进行钢筋绑扎 支设承台模板 进行钢筋绑扎 n n 6 6 安装冷却管 安装冷却管 n n 7 7 混凝土浇筑 混凝土浇筑 承台大体积混凝土防裂措施 3 在混凝土中预埋直径为40mm冷却水管降温 水平间 1000mm 上

9、下间1000mm 布置3层 4 对承台进行分层测温 测温孔均匀分布于基础平面 并 同时测定环境温度 直至温度稳定为止 根据温度变化采取 相应措施 1 采用水化热比较低的水泥 通过掺加合适的外加剂可以改 善混凝土的性能 提高混凝土的抗渗能力 2 采选用粒径较大 级配良好的石子配制的混凝土 承台内冷却管布置图 3 主塔塔脚 塔脚施工分两步进行 第一步施工至承台顶部1米 第 二步施工至塔座上2米 做好塔脚精确定位后进行外包混 凝土施工 施工控制重点 施工控制重点 保证承台内塔柱安装精度保证承台内塔柱安装精度 柱脚内塔柱安装立面图 柱脚内塔柱安装平面图 4 钢构件加工运输 本工程钢构件均在指定钢结构工

10、厂内生产半成品 运输至现场预拼装后实施安装焊接 根据全桥具体的结构形式 将节段划分成若干 单元 并根据单元的类型设置不同的组装与焊接 胎架进行单元制造 在面板单元中 为减少单元 件焊接变形 在焊接胎架制造时根据焊接变形的 方向预设了反变形数值 在焊接工艺上大量采用 了药芯焊丝CO2气体保护自动焊 板单元按不同的 编号进行分类存放 钢构件加工钢构件加工 a 板加工 钢箱梁立体单元制造主要 完成腹板与面 底 板组合焊 缝以及内部横向加劲肋连接焊 缝的焊接 箱梁立体单元端口 修整 临时连接件的安装工作 总装胎架 安放底板 组焊腹板单元 组装立板单元 组焊面板单元 钢构件加工钢构件加工 b 钢箱梁立体

11、焊接 经检验合格并做好标记后钢板即可以用抛丸机进 行表面抛丸处理 处理等级必须达到标准规定中的 Sa2 5级 并进行检验 本工程需在现场硬化一块场地 以便在现场设 置整板抛丸设备和数控切割设备 钢板表面处理后在8小时内即涂装底漆 涂饰底漆之前 必须将抛丸处理后的钢板表面吹扫干净 每道漆膜厚度须 达到20 25um 钢构件加工钢构件加工 c 钢板的预处理 d 涂装底漆 1 板面平整度的控制 在焊接前 将切割下料的板件 校平 使板料的不平度控制在1 5mm m以下 2 焊缝坡口型式及尺寸 在保证焊缝熔透 焊缝与母 材等强度的原则下 采用 X 形坡口 焊缝坡口角度选 为40度 3 预热 为了减少焊接

12、应力 加速氢的扩散 避免产 生淬硬组织 防止焊接冷裂纹 焊前进行预热处理 预热 方法采用平板式低电压高温电加热器 e 厚板焊接质量保证措施 钢构件加工钢构件加工 4 层间温度控制 焊缝层间隔温度应控制在110 120 之间 当层间温度大于200 时 待温度降低 后 再继续施焊 5 焊后处理 焊后立即用石棉布盖住焊缝 采取 保温措施 使其冷却速度均匀 特殊情况时 将焊件 局部 加热到250 并保温一段时间 促使氢的逸 出 降低氢致裂纹的敏感性 6 多层焊施焊过程中每焊完一道 必须将熔渣清 除干净 并将焊缝及附近母材清扫干净 再焊下一 道 已完工焊缝亦应按上述要求清理 钢构件加工钢构件加工 针对低

13、合金结构钢厚板焊接 采用焊前预热 层间温 度控制 焊后热处理等工艺措施 达到控制焊接撕裂缺陷 的目的 预热的方法采用电热板和火焰加热 焊接过程中 严格按照焊接工艺控制每一道焊缝的电 流 电压及焊接速度 按照工艺评定中试板制作参数控制 焊接过程中每一道焊缝的温度 对于厚板特殊接头形式在 焊接过程中进行焊接处理 焊后马上进行后热保温处理 以防止裂缝及延迟裂纹的产生 g 钢结构焊接应力消除 钢构件加工钢构件加工 1 主梁分段 主桥顺桥向共总体划分27个结构段 40m宽钢桥横桥向在桥中间避开第 三道纵肋进行拆分 每段长7m 单元半成品尺寸为7x18m 7x22m 每段钢箱梁在在预拼装平台上焊接 钢箱梁

14、总重4200t 5 钢箱梁安装 n n 2 2 钢箱梁施工总体方案 钢箱梁施工总体方案 n n 本工程钢箱梁采用拖拉法施工 在西侧引桥本工程钢箱梁采用拖拉法施工 在西侧引桥1010 轴位置设钢箱梁预拼装及焊接平台 实施拖拉施工轴位置设钢箱梁预拼装及焊接平台 实施拖拉施工 之前保证三个施工段预拼焊接完成 对每一施工段之前保证三个施工段预拼焊接完成 对每一施工段 左右两幅箱梁进行拼装焊接 并根据事先固定的定左右两幅箱梁进行拼装焊接 并根据事先固定的定 位埋件精确调整箱梁初始位置 在支架顶面设置五位埋件精确调整箱梁初始位置 在支架顶面设置五 组滑道 滑道与桥面系之间放置组滑道 滑道与桥面系之间放置1

15、010组滑靴 通过两组滑靴 通过两 台台JM10JM10慢速电动卷扬机作为牵引设备 沿桥轴纵向慢速电动卷扬机作为牵引设备 沿桥轴纵向 分段拖拉至相应的设计位置 各段组装成形最后拆分段拖拉至相应的设计位置 各段组装成形最后拆 除附属设备 落梁就位 进而成桥 除附属设备 落梁就位 进而成桥 n n 单元钢梁进入现场后采用单元钢梁进入现场后采用QUY150AQUY150A型型150150吨履吨履 带将单元箱梁吊至预拼装平台上 吊车吊装参数为带将单元箱梁吊至预拼装平台上 吊车吊装参数为 36m36m主臂 回转半径主臂 回转半径18m18m 最大吊重 最大吊重120120吨 吨 3 3 拖拉平台搭设拖拉

16、平台搭设 3 3 拖拉平台搭设 拖拉平台搭设 钢箱梁安装支架采用600 10mm钢管布置 钢管不插入地 面 每四根为一组 钢管横向净间距为1m 纵向净间距为 3 4m 组间距7 4m 支撑在施工完成的条形基础上 经地基 承载力计算 基础截面尺寸为7000 x3000 x1000mm 基础顶面 与埋于河床顶面下1m 上部受力平台由双拼36 工字钢承重横 梁 纵向采用双拼64式军便梁作为承载纵梁 承载纵梁上设 置间距为1m的单拼32 工字钢作为分配横梁 分配横梁上为纵 向轨道 组成上部受力平台 工字钢与军便梁之间通过框式 门形卡固定 同时相邻军便梁之间用剪刀撑进行加强 n n 4 4 拖拉场地布置图 拖拉场地布置图 钢箱梁安装施工与主塔施工同步进行 根据施工总体安 排在主塔施工阶段需设置顺桥向和横桥向的钢支架 详见主 塔施工方案 提出两种施工顺序 1 由10轴向12轴依次安装钢箱梁 根据总体施工进度安排在2014年5月底即可完成100m箱梁施 工 主塔于2014年6月施工至1 3处即需要搭设钢支架 影响 后续11轴 12轴钢箱梁拖拉施工 需重新调整钢箱梁拼装焊 接作业区 不满足精细化施工要