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1、成果名称:特殊条件下超宽大跨径钢箱梁斜拉桥上部结构施工关键技术研究技术领域:桥隧工程体现形式:新技术项目名称:东二环特大桥梁和大跨度隧道工程建设关键（成套）技术研究完成单位:广州珠江黄埔大桥建设有限公司 项目负责人:张少锦项目成员:张少锦,苏 成,黄成造,苏 辉,陈太聪,陈 红,冯云成,钟 鸣,刘永忠,招国忠,邓志华,强士中,王利军,徐郁峰,梁颖晶,范学明,尹本文,邓 晖,伍尚幹,吴绍明,王 勇,卫星研究开始时间:2004-10-01研究结束时间:2008-12-31联系人:梁颖晶联系邮箱:鉴定编号:粤交科鉴字201017号鉴定时间:2010-08-16特殊条件下超宽大跨径钢箱梁斜拉桥上部结构
2、施工关键技术研究发布人：张少锦发布时间：2013-09-26浏览次数：290知识产权声明：项目研究成果是本团队独立进行研究工作所取得的成果，研究成果归完成单位所有，如发现本项目研究成果被恶意抄袭，本项目团队将进行法律追究。1.任务来源 本任务来自广东省交通厅行业重点攻关计划“东二环特大桥梁和大跨度隧道工程建设关键（成套）技术研究”（项目编号：200602）。2.应用领域和技术原理 本项成果主要应用于大跨径钢箱梁斜拉桥的上部结构施工，用于指导特殊条件下超宽大跨径钢箱梁斜拉桥的主梁悬臂吊装施工，节约施工费用，确保施工安全并实现设计意图。 通过对超宽大跨径钢箱梁斜拉桥主梁梁段的运输和吊装工法、施工监
3、控技术及钢箱梁加劲设计方法等核心技术的研究，提出了特殊条件下超宽钢箱梁吊装的全套施工工法、高精度施工监控技术及完善的加劲设计方法，在确保施工安全的前提下有效节省了施工费用及提高了施工控制精度。 3.性能指标 广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥是独塔双索面钢箱梁斜拉桥，主跨383m，钢箱梁宽41m，建成时其跨径水平在同类型桥梁中排名世界第三、国内第一，其钢箱梁宽度为国内最宽，整体式横隔板为国内斜拉桥上首次使用。广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥主梁施工过程进展顺利，每一节段钢箱梁的拼接焊缝宽度和定位标高都在容许误差范围内，合拢后主梁线形平顺，索力和主梁内力均高标准地满足设计要求，其中，大桥竣工验收时的静动载试验
4、显示，实测成桥索力与设计成桥索力的偏差均控制在3.2%以内。 4.成果关键技术介绍 提出了特殊场地条件下超宽钢箱梁段运输和吊装的一套完整施工工法。包括： 针对操作空间受限的情况，基于大吨位动力运输平板车，提出大尺寸、大吨位钢箱梁的上下江河和陆上运输工法，较常规的轨道运梁工法更为安全高效。 针对架设高度受限的情况，提出塔区梁段与标准梁段的统一吊装工法，较常规的浮吊吊装、塔顶吊架提升或塔区散拼技术更为经济可靠。 提出边跨临时锚固墩（60m高）拼装后整体滑移就位的工法，不占施工工期，同时解决了墩顶梁段的架设问题。 研制额定吊重3600kN的桥面变幅式步履吊机，实现了全桥梁段特别是辅助墩墩顶梁段的直接
5、吊装悬拼。 提出了针对超宽大跨径钢箱梁斜拉桥上部结构施工的一套完整施工控制技术。具体包括： 提出施工控制容许误差计算的可靠度分析方法，综合考虑施工过程中多种随机因素的影响，计算施工控制失效概率，为控制目标的制定提供科学的依据。 综合考虑结构整体变形与吊装梁段局部变形的影响，提出钢箱梁预拼线形的计算新方法，为梁段提前配切提供数据，保障了现场拼装焊接顺利进行。 提出每一节段钢箱梁施工的两步控制法，通过主梁节段定位标高和斜拉索终拉索力的分步调整，实现了拼装焊缝宽度控制以及主梁线形平顺的要求。 提出一种新的Trefftz单元分析超宽钢箱梁的剪力滞效应，可高效率地计算不均匀应力分布规律。 提出无应力索长
6、和戴帽索力的实用快速算法，可高效率地得到高精度的计算结果，尤其适用于超长斜拉索的计算。 提出基于多阶测试频率和样条拟合技术的斜拉索参数识别与索力测试新方法，拓宽了频率法的适用范围，提高了测试精度。 提出索力测量精度计算的可靠度分析方法，考虑索结构参数和索实测频率的随机性，计算索力测量的可靠度，为频率法测量索力提供概率意义下的精度信息。 提出一种基于DataTaker采集器的传感器连接自动切换系统，使整个数据采集系统更加紧凑精简，更加适应施工现场的恶劣工作环境。 提出应力监测数据的两种无线传输技术，分别通过手机拨号连接和手机短信方式，实现了对吊装过程中钢箱梁应力的实时监测。 基于非线性有限元分析
7、、模型试验和实桥测试成果，提出超大尺寸整体式横隔板以及桁架式纵隔板的加劲设计方法，解决了吊装过程中钢箱梁的局部稳定性问题，保障了施工安全。 研制杆件栓接组合式立体胎架、液压反变形角焊摇摆胎架及电动气压式U形肋装配机，全面改进了超宽钢箱梁段的制造工法，提高了生产效率和产品质量。 5.与国内外同类技术比较 以广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥的施工实践为基础，针对特殊条件下超宽大跨径钢箱梁斜拉桥的主梁梁段吊装施工的三个主要方面（施工工法、施工监控技术、钢箱梁加劲设计方法），分别提出了可靠、高效的全套方法与技术流程，取得了多项创新性成果。其中包括大尺寸和大吨位钢箱梁的上下江河和陆上运输工法、基于变幅式桥面吊
8、机的不同类型钢箱梁段的统一吊装工法、临时锚固墩拼装后整体滑移就位的施工工法、施工控制的可靠度方法、钢箱梁和斜拉索无应力尺寸的高精度计算方法、基于Trefftz单元的钢箱梁剪力滞效应的高效率计算方法、基于多阶测试频率的斜拉索参数识别与索力测试方法、应力测试数据的自动切换采集技术与无线传输技术、主梁梁段施工调整的两步控制法、基于非线性有限元分析以及模型试验和实桥测试的超大规模整体式横隔板和桁架式纵隔板的加劲设计方法等。 上述方法及技术与国内外同类技术相比，具有明显的创新性，可靠性高、实战性强，并已在广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥的工程实践中得到了充分的考验。 6.成果的创造性、先进性 研制杆件栓接组合
9、式立体胎架、液压反变形角焊摇摆胎架及电动气压式U形肋装配机，全面改进了超宽钢箱梁段的制造工法，提高了生产效率和产品质量。 提出了特殊场地条件下超宽钢箱梁段运输和吊装的一套完整施工工法。针对操作空间受限的情况，提出大尺寸、大吨位钢箱梁的上下江河和陆上运输工法，较常规的轨道运梁工法更为安全高效。针对架设高度受限的情况，提出塔区梁段与标准梁段的统一吊装工法，改变了常规浮吊吊装，塔顶吊架提升或塔区散拼的施工技术。突破了以往斜拉桥钢箱梁过墩的常规方法，采用变幅式步履吊机，解决过墩处钢箱梁的起吊问题，大大提高了边跨钢箱梁的架设效率。提出边跨临时锚固墩（60m高）拼装后整体滑移就位的工法，解决了过墩梁段的架
10、设问题，缩短了过墩梁段吊装工期，使主梁最大双悬臂状态尽快过渡到单悬臂状态，保障了施工期间的结构安全。研制额定吊重3600kN的桥面变幅式步履吊机，实现了全桥梁段特别是辅助墩墩顶梁段的直接吊装悬拼。 提出了针对超宽大跨径钢箱梁斜拉桥上部结构施工的一套完整施工控制技术。包括：提出施工控制容许误差计算的可靠度分析方法，综合考虑施工过程中多种随机因素的影响，计算施工控制失效概率，为控制目标的制定提供科学的依据。提出钢箱梁预拼线形的计算新方法，综合考虑结构整体变形与吊装梁段局部变形的影响，保障了现场拼装焊接顺利进行。提出无应力索长和斜拉索戴帽索力的实用快速算法，高效率地得到接近精确悬链线理论的计算结果，
11、尤其适用于超长斜拉索的计算。提出每一节段钢箱梁施工的两步控制法，通过主梁节段定位标高和斜拉索终拉索力的分步调整，实现了拼装焊缝宽度控制以及主梁线形的平顺。提出一种新的Trefftz单元分析超宽钢箱梁的剪力滞效应，可高效率地计算不均匀应力分布规律。提出斜拉索参数识别与索力测试新方法，拓宽了频率法的适用范围，提高了测试精度。提出索力测量精度计算的概率方法，为频率法测量索力提供概率意义下的精度信息。提出传感器连接自动切换系统，实现利用较少的采集器来采集更多断面上传感器数据的目的，更加适应施工现场的恶劣工作环境。提出应力监测数据的两种无线传输技术，实现了对吊装过程中钢箱梁应力的实时监测。 基于非线性有
12、限元分析、模型试验和实桥测试成果，提出超大尺寸整体式横隔板以及桁架式纵隔板的加劲设计方法，解决了钢箱梁吊装过程中纵横隔板的局部稳定性问题，保障了施工安全。 7.作用意义 有关成果已在广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥的工程实践中得到应用，并在实践中得到进一步发展和完善。广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥的上部结构施工过程进展顺利，主梁线形平顺，索力和主梁内力均高标准地满足设计要求。 该项成果在广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥建造过程中发挥了重要作用，产生了明显的经济和社会效益。该桥上部结构施工共节省费用1560万元，充分体现了低碳、环保的施工理念，有效降低了对生态环境的破坏和影响。项目的建成为京珠高速公路的全线通车
13、创造了条件，对缓解广州市交通压力，实现广州市南拓战略具有十分重要的意义。 8.推广应用前景与措施 依托该项目成果，共计发表论文51篇，出版专著1部，获得发明专利授权1项，获得实用新型专利授权4项，申请发明专利2项。 项目成果的获得，为大跨径钢箱梁斜拉桥的建造积累了经验，丰富和完善了钢箱梁斜拉桥的施工技术体系，推动了钢箱梁斜拉桥施工监控技术的进步，对于相关规范标准的制订有积极的推动作用，有利于促进我国桥梁建设行业的整体进步。 9.推广应用存的问题和改进意见 暂无 10.相关附件材料application/pdf工作总报告.pdf 2013-09-26下载1次application/pdf工作总报告.pdf 2013-09-26下载1次application/pdf技术报告_简本_.pdf 2013-09-26下载1次application/pdf技术报告_简本_.pdf 2013-09-26下载1次
