復(fù)雜曲線條件鋼桁組合連續(xù)梁橋創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

2022/6/2復(fù)雜曲線條件下鋼桁組合連續(xù)梁橋創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法—淺談延崇高速公路磚樓特大橋工程實(shí)踐胡文軍01

工程概況目錄02

橋梁方案構(gòu)思03

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)04

主要施工方案及施工技術(shù)05

結(jié)

語2022/6/201工程概況0

1

工

程

概

況2022/6/20

1

工

程

概

況延崇高速公路河北段是北京冬奧會(huì)期間進(jìn)入崇禮賽區(qū)的公路主通道，是具有重要意義的政治性工程。其中三座景觀鋼橋更是延崇高速上最具奧運(yùn)特色的橋梁工程。項(xiàng)目地理位置0

1

工

程

概

況杏林堡大橋磚樓特大橋太子城1號(hào)橋2022/6/20

1

工

程

概

況延慶磚樓特大橋K85+610崇禮磚樓特大橋?yàn)闉閮陕?lián)（65+120+65）m上承式拱形變高鋼桁組合連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，左、右分幅布置。0

1

工

程

概

況磚樓特大橋位于項(xiàng)目中螺旋隧道-金家莊特長隧道出口位置，跨越兩道V形深谷，最高橋高接近100m，橋梁具有可視景觀性。本橋平面分別位于圓曲線上（右幅半徑為860m，左幅半徑為890m

）、緩和曲線上。2022/6/20

1

工

程

概

況1.1

地形、地貌1.建設(shè)條件項(xiàng)

目

位

于

張

家

口

市

東

北

部

，

燕

山

山

脈

地

帶

，

地

勢

總

體

北

高

南

低

，

海

拔900~2110m。沿線微地貌單元主要為低山區(qū)、中山區(qū)、山間溝谷區(qū)。0

1

工

程

概

況1.2

氣象1.建設(shè)條件橋位處年平均氣溫5.5℃，年降水量約450mm，最大凍土深度1.80m。其中崇禮區(qū)降雪早，全年存雪期150天，是中國著名的滑雪勝地。2022/6/20

1

工

程

概

況1.3

地震1.建設(shè)條件橋位區(qū)所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，反應(yīng)譜特征周期為0.45s，橋梁為B類，橋梁抗震措施設(shè)防烈度為8度。0

1

工

程

概

況1.4

工程地質(zhì)1.建設(shè)條件橋位區(qū)地層主要為海西期強(qiáng)~微風(fēng)化二長花崗巖，上覆第四系洪坡積粉土、碎石等。工程地質(zhì)條件較好。橋位區(qū)最大凍土深度為1.62m。2022/6/201工程概況2.主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)

汽車荷載等級(jí)：公路-I級(jí)(2)

橋梁寬度：雙向四車道高速公路，（0.5m防撞護(hù)欄+行車道寬12米+0.5m防撞護(hù)欄=13m），橋梁按上、下行兩幅橋設(shè)置，兩幅間隔約30米。(3)

地震動(dòng)峰值加速度：0.10g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s。(4)

耐久性設(shè)計(jì)環(huán)境條件：Ⅱ類(5)

設(shè)計(jì)基本風(fēng)速：V10＝32.5m/s02橋梁方案構(gòu)思2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思設(shè)計(jì)原則及控制因素橋梁結(jié)構(gòu)型式選擇應(yīng)貫徹“功能適用、結(jié)構(gòu)安全、結(jié)構(gòu)耐久、造型美觀、環(huán)境協(xié)調(diào)，技術(shù)先進(jìn)”和工程可實(shí)施性的總技術(shù)目標(biāo)。根據(jù)橋區(qū)環(huán)境及工程特點(diǎn)，本橋建橋的主要控制因素:（1）工期要求高。由于本項(xiàng)目為奧運(yùn)工程，所選橋型必須滿足2019年底通車條件，考慮橋址處一年有效施工期僅約7個(gè)月，倒排工期橋梁施工總工期不能超過18個(gè)月。（2）施工條件苛刻。大橋位于溝谷地形區(qū)，大型施工設(shè)備、橋梁構(gòu)件運(yùn)輸困難，成本高，施工條件復(fù)雜，橋型選擇必須考慮施工技術(shù)成熟、可實(shí)施性、便捷性，以“化整為零”思路設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)。0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思設(shè)計(jì)原則及控制因素（3）橋梁景觀要求高。磚樓特大橋位于螺旋隧道—金家莊特長隧道出口位置，橋面距離隧道口高差約100m，進(jìn)入隧道視眼前方即是大橋。所選橋型需與周圍環(huán)境融和，力求成為奧運(yùn)工程的一個(gè)地標(biāo)性橋梁結(jié)構(gòu)。（4）采用鋼結(jié)構(gòu)橋梁。河北省交通運(yùn)輸廳黨組會(huì)議做出了“在河北省公路建設(shè)領(lǐng)域積極推進(jìn)鋼橋和鋼材廣泛應(yīng)用”的戰(zhàn)略決策。要求延崇高速公路項(xiàng)目推行幾座有特色的景觀鋼橋，本橋是其中之一。2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思基于上述設(shè)計(jì)原則，結(jié)合本橋建橋條件，可供選擇的橋梁形式有梁式橋、拱橋、鋼桁梁橋等橋梁結(jié)構(gòu)形式。波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)主跨跨徑在120m以上梁式橋一般選擇連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，可采用鋼-混組合結(jié)構(gòu)如波形鋼腹板主梁等。采用掛籃懸臂澆筑施工，由于頂?shù)装逍璨捎矛F(xiàn)澆混凝土施工，工期相對(duì)較長，橋梁景觀相對(duì)平淡，但此方案仍是一可行方案。適應(yīng)復(fù)雜施工條件能力工期及景觀好一般0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

中承式鋼桁拱橋方案

考慮到橋址處施工條件受限，擬采用方便運(yùn)輸?shù)跹b的鋼桁拱方案。中承式拱橋方案由于采用桿件散拼方式施工，能較好滿足橋址處施工條件。

同時(shí)鋼桁拱橋的拱肋由不同形式的鋼制桿件組合而成，體現(xiàn)了一種均衡穩(wěn)定的整體美，鋼拱造型在溝谷中能體現(xiàn)大氣雄厚的建筑氣勢，景觀異質(zhì)性較為突出，從而能使橋梁成為區(qū)域的景觀標(biāo)志。但拱橋方案施工工期相對(duì)鋼桁梁方案要長。工期較長橋梁景觀施工難度受力性能好較大較好2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式鋼管桁架拱橋方案

桿件散拼，構(gòu)件輕便，對(duì)周邊環(huán)境影響較小，能較好滿足橋址處施工條件。

需搭設(shè)纜索扣掛塔架施工，桿件對(duì)稱散拼，工藝較復(fù)雜，工期較長。

桁架拱宛如一道彩虹橫跨山間，景觀效果好。工期較長好橋梁景觀施工難度受力性能較大較好0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式鋼管桁架拱橋方案

桿件散拼，構(gòu)件輕便，對(duì)周邊環(huán)境影響較小，能較好滿足橋址處施工條件。

需搭設(shè)臨時(shí)纜扣索塔架施工，桿件對(duì)稱散拼，工藝較復(fù)雜，工期較長。

桁架拱宛如一道彩虹橫跨山間，景觀效果好。工期較長好橋梁景觀施工難度受力性能較大較好2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思上承式鋼管桁架拱橋方案拱上立柱增加了雪花造型，提高橋梁的美感和識(shí)別度，并與冬奧主題呼應(yīng)。紅色拱肋如山間的彩虹。0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式拱形變高鋼桁梁方案

鋼桁桿件采用工廠化制造，桿件尺寸小，重量輕，方便由公路運(yùn)輸至橋位處施工便道，通過橋面吊機(jī)提升拼接，施工技術(shù)成熟便捷，工期短。

此外，鋼桁梁橋在滿足受力安全可靠的前提下勾勒出不同的橋梁造型，與環(huán)境協(xié)調(diào)融合；同時(shí)橋面結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土橋面板，大大降低了橋梁結(jié)構(gòu)后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，提高了耐久性。因此鋼桁梁橋是本橋位可靠的橋型方案之一。工期短橋梁景觀施工難度受力性能較好較小較好2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式拱形變高鋼桁梁方案結(jié)構(gòu)輕盈，通透性好，橋梁全白色涂裝，與冬季雪景渾然一體，藏橋于景。設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟可靠，施工工期短，風(fēng)險(xiǎn)小。0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式拱形變高鋼桁梁方案結(jié)構(gòu)輕盈，通透性好，橋梁全白色涂裝，與冬季雪景渾然一體，藏橋于景。設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟可靠，施工工期短，風(fēng)險(xiǎn)小。2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式拱形變高鋼桁梁方案結(jié)構(gòu)輕盈，通透性好，橋梁上下弦全白色涂裝，腹桿采用紅色涂裝，既與環(huán)境融合，又給人以視覺沖擊。設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟可靠，施工工期短，風(fēng)險(xiǎn)小。0

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思

上承式拱形變高鋼桁梁方案

主橋設(shè)計(jì)理念是“飛虹凌渡”，其跨越V形峽谷，因地制宜設(shè)計(jì)成拱形變高鋼桁結(jié)合梁結(jié)構(gòu)，橋梁的下弦為流暢的圓弧造型，與隧道出入口造型及溝谷地貌呼應(yīng)融合。

既如彩虹懸于峽谷之間，又宛如翱翔在銀裝素裹雪山叢林之間的雄鷹之翼，體現(xiàn)“更高、更快、更強(qiáng)”的奧運(yùn)精神，大橋景觀設(shè)計(jì)契合了大橋建設(shè)主題，并融合了橋址處自然景觀。2022/6/20

2

橋

梁

方

案

構(gòu)

思推薦方案綜合各方面考慮，上方案一方案二上承式鋼管桁架拱方案+鋼混工字鋼方案三橋型方案效果圖波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)方案上承式拱形變高鋼桁梁方案承式拱形變高鋼桁梁橋方案具有橋型能較好的適應(yīng)橋址處施工條件及工期要求，橋梁景觀效果好、結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)，設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟可靠等優(yōu)點(diǎn)，是本橋位合適的可行方案，經(jīng)專家及建設(shè)單位評(píng)審確定作為本橋推薦橋型。橋跨布置景觀效果65+120+65=250m150m65+120+65=250m結(jié)構(gòu)簡潔，造價(jià)經(jīng)濟(jì)。景觀效桁架拱宛如一道彩虹橫跨山間，

結(jié)構(gòu)輕盈，通透性好，現(xiàn)代感強(qiáng)，果一般。景觀效果好。景觀效果好。周邊環(huán)境的影響需采用高墩混凝土泵送設(shè)備，對(duì)周邊環(huán)境影響較大。桿件散拼，構(gòu)件輕便，對(duì)周邊桿件散拼，構(gòu)件輕便，對(duì)周邊環(huán)環(huán)境影響較小。境影響較小。需搭設(shè)臨時(shí)塔架施工，桿件對(duì)施工難易工期掛籃對(duì)稱懸澆，工藝成熟15個(gè)月橋面吊機(jī)懸臂拼裝，工藝較成熟。稱散拼，工藝較復(fù)雜。13個(gè)月13個(gè)月用鋼量較大，桁架桿件需定期用鋼量較大，桁架桿件需定期養(yǎng)護(hù)用鋼量少，養(yǎng)護(hù)成本較低。7500萬養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)。造價(jià)9100萬9500萬03橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

總體布置橋梁全長1068.5m，按照左右分幅布置。左右幅均分為7聯(lián)。橋梁跨徑布置為（2×40+（65+120+65）+4×40+3×40+4×40+(65+120+65)+40）m，其中主橋位于第3、7聯(lián)中，采用上承式拱形變高鋼桁結(jié)合連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。第3聯(lián)主橋平面位于圓曲線上（圓曲線右幅半徑為860m，左幅半徑為890m），第7聯(lián)主橋平面位于緩和曲線及直線上。全線位于2.43%單向縱坡上。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

總體布置上部結(jié)構(gòu)單幅橋?qū)?3m，兩片主桁間距9m。下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，橋墩采用啞鈴型實(shí)心板墩，最大墩高約70米，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

工程地質(zhì)2～5號(hào)墩橋址工程地質(zhì)斷面圖2～5號(hào)墩頂層覆蓋少量粉土層，持力層為中分化花崗片麻巖，持力層較厚，粉土與花崗片麻巖之間為碎石層，此層在2～4號(hào)墩較薄，在5號(hào)墩位處較厚。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

工程地質(zhì)16～19號(hào)墩橋址工程地質(zhì)斷面圖16～19號(hào)墩主要由頂層覆蓋碎石層和持力層為中分化花崗片麻巖兩層地質(zhì)，花崗片麻巖持力層較厚。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邊墩和中墩均采用相同的啞鈴形結(jié)構(gòu)。中間連接板縱向不放坡；兩側(cè)墩柱縱橋向按1：60進(jìn)行放坡。橫向不放坡，12m等寬。墩柱頂縱橋向尺寸3.5m，墩底縱橋向尺寸按實(shí)際放坡確定。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)中間墩基礎(chǔ)采用8根直徑2.2m鉆孔灌注樁，梅花形布置，承臺(tái)平面尺寸16.8m（橫橋向）×9.6m（縱橋向）×4.5m（厚度）；邊墩基礎(chǔ)采用8根直徑1.5m鉆孔灌注樁，承臺(tái)平面尺寸13.5m（橫橋向）×7m（縱橋向）×3.5m（厚度），梅花形布置。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

橋墩樁基礎(chǔ)采用鉆孔端承樁。保證樁基嵌巖計(jì)算起點(diǎn)距巖石坡面水平距離不小于3d（d為樁徑），持力層為中風(fēng)化二長花崗巖（以嵌入承載力基本容許值［fa0］=1200～2000kPa的中風(fēng)化花崗片麻巖為起算點(diǎn)），且入巖深度不小于3d（d為樁徑），最小樁長不小于14m。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單幅橋梁設(shè)兩片主桁，主桁采用三角形桁架形式，主桁中心間距9.0m，主墩處桁高18.0m，邊墩處及跨中桁高6.0m，節(jié)間長9.0～14.975m，最重單件吊重25.1t（A5-A6）。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全橋共4聯(lián)，每聯(lián)腹桿96根，弦桿96根。通過中墩頂節(jié)點(diǎn)和中跨跨中節(jié)點(diǎn)彎折實(shí)現(xiàn)以直代曲。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)主桁為焊接整體節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，工地在節(jié)點(diǎn)外用高強(qiáng)度螺栓拼接。通過彎折節(jié)點(diǎn)適應(yīng)曲線布置。上、下弦桿為箱形截面，腹桿采用箱形和H形兩種截面形式，橫梁根據(jù)超高值設(shè)橫坡，橫梁采用箱形和工形兩種截面形式。桿件最大板厚44mm，節(jié)點(diǎn)板最大厚度50mm。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)桿件間連接方式：上弦桿采用頂板焊接、腹板及底板采用高栓連接；下弦桿采用四面高栓連接。腹桿與弦桿節(jié)點(diǎn)采用插入連接；橫梁與弦桿采用焊接。下弦桿橫梁上弦桿腹桿0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)空間橋門架在桁架端斜桿平面內(nèi)設(shè)置板式橋門架，由于單幅橋梁兩片主桁的端斜桿角度不同，所以每個(gè)橋門架都分為兩個(gè)部分，分別適應(yīng)兩側(cè)斜桿的傾斜角度，如下圖所示。聯(lián)結(jié)系墩頂橫斷面設(shè)橫向聯(lián)結(jié)系，與上、下弦節(jié)點(diǎn)橫梁一同構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

預(yù)拱度

鋼桁梁結(jié)構(gòu)的起拱，采用上弦節(jié)間長度不變，在下弦節(jié)間設(shè)置伸縮值的方法實(shí)現(xiàn)。

預(yù)拱度如果下弦節(jié)間長度伸縮實(shí)現(xiàn)，與常規(guī)調(diào)整上弦桿件長度不同，拱度曲線仍為下弦節(jié)點(diǎn)曲線。

廠設(shè)預(yù)拱度為恒載+1/2活載產(chǎn)生的撓度值反向設(shè)置。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

支座鋼桁梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——球型鋼支座與鋼梁采用螺栓連接，方便更換。磚樓大橋支座倒扣安裝，采用M30高強(qiáng)度螺栓與主梁相連。主梁支承墊板底面和與之相連的支座座板面均按摩擦面進(jìn)行涂裝處理。摩擦面M30高強(qiáng)度螺栓2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

混凝土橋面板設(shè)計(jì)

橋面由橫梁及混凝土橋面板組成。橫梁根據(jù)超高值設(shè)橫坡，端橫梁采用箱形截面，其余橫梁采用工形截面。上弦桿及上弦橫梁頂面布置剪力釘，通過現(xiàn)澆濕接縫將預(yù)制混凝土橋面板與鋼桁梁結(jié)合形成組合結(jié)構(gòu)受力。

預(yù)制橋面板采用C50混凝土。橋面板支承在橫梁與上弦桿上，為縱向單向板。橋面板橫橋向全寬為8.14m，平均板厚約為0.35m。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

混凝土橋面板設(shè)計(jì)橋面板根據(jù)上弦桿和橫梁的位置進(jìn)行縱向分塊。中支點(diǎn)區(qū)域由于受力需要，縱向受力主筋進(jìn)行加強(qiáng)，此區(qū)域橋面板類型亦進(jìn)行區(qū)別。2022/6/203橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)

混凝土橋面板設(shè)計(jì)

橋面板縱向主筋一般區(qū)域采用直徑25mm鋼筋，中支點(diǎn)加密區(qū)域采用直徑28mm鋼筋，橋面板橫向主筋采用直徑20mm鋼筋。

剪力釘布置在鋼梁弦桿及橫梁上。

在鋼梁濕接縫四周粘貼可壓縮的防腐橡膠條，然后吊裝和安放混凝土橋面板，在混凝土橋面板自重作用下，橡膠條完全壓密封閉?？紤]到橫坡以及結(jié)合段鋼梁板厚的變化，橡膠墊塊的厚度也隨之變化。03橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)涂裝滿足《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》（JT/T

722-2008）的要求，按照長效型設(shè)計(jì)，涂層設(shè)計(jì)使用壽命25年。部位涂裝用料道數(shù)厚度表面噴砂處理Sa2.5級(jí)、Rz50～80μm板件表面處理無機(jī)硅酸鋅車間底漆（工廠）1道20～25μm表面噴砂處理環(huán)氧富鋅防銹底漆環(huán)氧云鐵中間漆Sa2.5級(jí)、Rz50～80μm構(gòu)件外表面（除與混凝土橋面板結(jié)合面）、桿件未密封的內(nèi)表面、高強(qiáng)螺栓連接部位外露面1道2道60μm120μm丙烯酸聚硅氧烷面漆2道100μm表面噴砂處理環(huán)氧富鋅防銹底漆Sa2.5級(jí)、Rz50～80μm桿件密封的內(nèi)表面1道1道50μm200μm環(huán)氧（厚漿）漆（淺色）表面噴砂處理（焊接剪力釘前）環(huán)氧富鋅防銹底漆（工廠）環(huán)氧瀝青涂料（工地）Sa2.5級(jí)、Rz50～80μm鋼梁與混凝土橋面板結(jié)合面高強(qiáng)螺栓連接摩擦面1道1道40μm100μm表面噴砂處理電弧噴鋁層Sa3.0級(jí)、Rz60～100μm180±40μm注：工地焊接剪力釘后須按涂裝體系補(bǔ)作涂裝。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

維養(yǎng)通道設(shè)計(jì)運(yùn)營期主要檢修維養(yǎng)工作是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)油漆涂裝和拼接高強(qiáng)螺栓的檢查維護(hù)。本橋在上弦設(shè)置上弦檢查小車，能對(duì)上層橋面區(qū)域內(nèi)桿件、橫梁及腹桿油漆及拼接部位可達(dá)、可檢、可修；下弦設(shè)置檢修走道，能從橋面爬梯到達(dá)走道，對(duì)下弦桿進(jìn)行檢修。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

靜力計(jì)算結(jié)果主梁主要施工階段如下：

下部結(jié)構(gòu)施工；

對(duì)稱懸臂拼裝鋼桁梁桿件；

邊跨合龍；

中跨合龍；

架設(shè)混凝土橋面板，澆筑濕接縫混凝土。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)靜力計(jì)算結(jié)果MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM

STRESS組

合

(最

大

值

)8.17376e+0047.50805e+0046.84234e+0046.17663e+0045.51092e+0044.84520e+0044.17949e+0043.51378e+0042.84807e+0042.18236e+0041.51665e+0048.50934e+003PostCSCB:

恒

載MAXMIN::32673080文

件

:

20170805

最

大

~單

位

:

kN/m^2日

期

:

09/07/2017表

示

-方

向X:

0.000Y:-1.000Z:

0.000MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM

STRESS軸

力1.25887e+0051.00180e+0057.44721e+0044.87645e+0042.30569e+0040.00000e+000-2.83583e+004-5.40659e+004-7.97735e+004-1.05481e+005-1.31189e+005-1.56896e+005PostCSCBall:

基

本

組

合MAXMIN::42003053文

件

:

20170906

檢

算

~單

位

:

kN/m^2日

期

:

09/09/2017表

示

-方

向X:

0.000Y:-1.000Z:

0.000施工階段最大雙懸臂極限大風(fēng)工況、成橋階段、運(yùn)營階段主桁最大應(yīng)力約為190MPa，強(qiáng)度均滿足規(guī)范要求。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

靜力計(jì)算結(jié)果撓度(mm)位置撓跨比f/LMax1010Min-13-45邊跨中跨1/28261/2182撓跨比均小于f/L<1/600，剛度滿足規(guī)范要求。橫向位移量(mm)/錨栓孔預(yù)偏墩號(hào)支座類型數(shù)量縱向位移量(mm)轉(zhuǎn)角(rad)0.02TQXGZ-X-4000-DXTQXGZ-X-4000-ZXTQXGZ-X-30000-HXTQXGZ-X-30000-GDTQXGZ-X-30000-DX44444±120±120/2#（16#）0.00.0±10/0.020.023#（17#）/±10/0.02±1000.024#（18#）+50.0+30.0TQXGZ-X-30000-ZXTQXGZ-X-4000-DXTQXGZ-X-4000-ZX444±100±120±120±10/0.020.020.025#（19#）±102022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

動(dòng)力計(jì)算結(jié)果1.抗震分析對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反應(yīng)譜分析和時(shí)程分析，結(jié)果表明：E1地震作用下，結(jié)構(gòu)保持在彈性范圍。E2地震作用下，橋墩最不利截面和樁基礎(chǔ)最不利單樁截面的安全系數(shù)均大于1，說明結(jié)構(gòu)只發(fā)生可修復(fù)性損傷，滿足E2地震作用下的抗震性能目標(biāo)要求。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

動(dòng)力計(jì)算結(jié)果2.結(jié)構(gòu)顫振臨界風(fēng)速計(jì)算計(jì)算得出2#～5#橋墩跨主梁扭轉(zhuǎn)頻率為1.774HZ，主梁的顫振臨界風(fēng)速為119.7m/s，16#～19#橋墩跨主梁扭轉(zhuǎn)頻率為1.806HZ，主梁的顫振臨界風(fēng)速為121.9m/s，均大于主梁顫振檢驗(yàn)風(fēng)速82.2m/s，滿足《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

設(shè)計(jì)重難點(diǎn)1.平曲線曲線類型多、線型復(fù)雜主橋兩幅位于圓曲線，兩幅位于緩和曲線上。圓曲線為小半徑曲線。線路平曲線曲線類型多，線型復(fù)雜。傳統(tǒng)鋼桁梁橋中，所有主桁節(jié)點(diǎn)必須布置在一條直線上，整體式主桁節(jié)點(diǎn)須保證被連接主桁桿件的上弦桿、下弦桿和腹桿都在同一平面內(nèi)，無法在復(fù)雜曲線上進(jìn)行鋼桁梁的設(shè)計(jì)建造。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

設(shè)計(jì)重難點(diǎn)2.橋面曲線超高變坡值大主橋中有兩幅位于緩和曲線超高過渡段區(qū)域內(nèi)，其橋面橫坡值由一端3.28%變化為另一端-2%，橫坡變化劇烈。若采用加厚混凝土板方式實(shí)現(xiàn)橫坡變化，會(huì)增加結(jié)構(gòu)恒載重量，加大鋼桁梁桿件尺寸，進(jìn)而增加工程費(fèi)用。同時(shí)混凝土板厚度過大，會(huì)引起收縮徐變過大，造成混凝土板開裂影響結(jié)構(gòu)耐久性。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

設(shè)計(jì)重難點(diǎn)3.山區(qū)橋梁、施工條件差橋址位于溝谷地形山區(qū)，大型施工設(shè)備、橋梁構(gòu)件運(yùn)輸困難，施工難度大，工期要求高4.景觀設(shè)計(jì)要求高作為2022年北京冬奧會(huì)重大交通保障項(xiàng)目，大橋景觀設(shè)計(jì)尤為重要。契合主題的景觀方案需表現(xiàn)最佳的景觀效果。鋼桁梁由縱、橫向多種類型桿件組成，數(shù)量眾多的桿件在特定視角下存在一定“凌亂”感。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)方案1方案2方案3?

曲線連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)?

以直代曲連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)?

三跨簡支梁結(jié)構(gòu)2022/6/203橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)受力合理性對(duì)于65+120+65m的孔跨布置簡支鋼桁梁通常采用桁高不變的斷面形式對(duì)于連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)，在跨中和支點(diǎn)部位可以采用變桁高的截面形式編號(hào)1方案桁高（m）6-18受力合理性合理曲線連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)23以直代曲連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)三跨簡支梁結(jié)構(gòu)6-1820合理略差03橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能混凝土用量

鋼材用量編號(hào)1方案總體工程造價(jià)合理（m3）（t）曲線連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)1233.12306.7以直代曲連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)232058.31422.82583.72784.7略高高三跨簡支梁結(jié)構(gòu)混凝土用量：方案2

＞

方案3

＞方案1鋼梁用量：

方案3

＞

方案2

＞方案12022/6/203橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)線形契合程度編號(hào)1方案滿足線路曲線的方式設(shè)置彎折節(jié)點(diǎn)線形契合度高曲線連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)23以直代曲連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)

通過支點(diǎn)桿件長度三跨簡支梁結(jié)構(gòu)

通過支座位置調(diào)節(jié)一般一般線形契合度：方案1

＞

方案2

＞方案303橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)比選結(jié)果編號(hào)1方案受力合理性

經(jīng)濟(jì)性能線形契合度高曲線連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)合理合理略差合理略高高2

以直代曲連續(xù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)一般3三跨簡支梁結(jié)構(gòu)一般曲線連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)主桁桿件設(shè)計(jì)方案鋼桁梁結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)結(jié)合整體式主桁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案散拼式2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)主桁桿件設(shè)計(jì)方案標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合對(duì)于各分幅橋梁結(jié)構(gòu)，相同類型的桿件可采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)桿件，線路曲線轉(zhuǎn)角完全通過彎折節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分別對(duì)主桁的每根桿件進(jìn)

僅在彎折節(jié)點(diǎn)相鄰桿件采用單獨(dú)桿行設(shè)計(jì)，使橋梁結(jié)構(gòu)平面

件非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，而在其余部位桿件線形完全吻合線路走向方案說明采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算相對(duì)方便，制造方便，線形契合度能滿足要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算方便，制造方便線形契合度高線形契合度低，在節(jié)點(diǎn)處需

設(shè)計(jì)計(jì)算工作量大，工程要滿足較高的安裝精度不采用桿件設(shè)計(jì)應(yīng)與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)相匹配制造易混淆不采用結(jié)論采用主桁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案整體式節(jié)點(diǎn)散拼式節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板、拼接板、隔板等板件在工廠完成預(yù)拼，節(jié)點(diǎn)板、拼接板、隔板等板件，在工廠通過現(xiàn)場進(jìn)行安裝

散件制造，現(xiàn)場進(jìn)行拼裝節(jié)點(diǎn)不需要進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)拼，容易安裝節(jié)省安裝

對(duì)出現(xiàn)的制造誤差可以對(duì)單獨(dú)板件進(jìn)行調(diào)整，時(shí)間

誤差校正較為方便方案說明優(yōu)點(diǎn)對(duì)工廠制造精度要求高，現(xiàn)場誤差調(diào)整能力較

安裝前應(yīng)進(jìn)行預(yù)拼裝，安裝工序復(fù)雜，且花費(fèi)時(shí)間較長缺點(diǎn)結(jié)論弱采用不采用0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)

設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)1.首次提出一種彎折節(jié)點(diǎn)、曲線連續(xù)鋼桁梁橋及其設(shè)計(jì)方法鋼梁通過在中墩支點(diǎn)及中跨跨中設(shè)置彎折節(jié)點(diǎn)，通過彎折節(jié)點(diǎn)改變相鄰主桁桿件之間的夾角，使得彎折節(jié)點(diǎn)相連的所有主桁桿件的中心線近似為一條連續(xù)曲線，實(shí)現(xiàn)曲線鋼桁連續(xù)梁橋的建造。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)1.首次提出一種彎折節(jié)點(diǎn)、曲線連續(xù)鋼桁梁橋及其設(shè)計(jì)方法國家發(fā)明專利1項(xiàng)：一種彎折節(jié)點(diǎn)、曲線連續(xù)鋼桁梁橋及其設(shè)計(jì)方法（專利號(hào)：ZL201711129507.7）節(jié)點(diǎn)板25具有橋梁平面上、板件面外的彎折角，頂板26、底板27和橫向聯(lián)系板23具有橋梁平面上、板件面內(nèi)的彎折角。0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)2.首次提出一種鋼桁結(jié)合梁橋面超高過渡段實(shí)現(xiàn)方法超高過渡二級(jí)變坡調(diào)整不同節(jié)點(diǎn)處主桁高差及上弦橫梁橫坡實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)一級(jí)變坡，通過調(diào)整橡膠墊厚度或預(yù)制混凝土板形狀實(shí)現(xiàn)預(yù)制板頂橫坡，配合預(yù)制板件現(xiàn)澆縫的線性過渡、匹配設(shè)計(jì)完成混凝土板頂二級(jí)變坡。2022/6/20

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)2.首次提出一種鋼桁結(jié)合梁橋面超高過渡段實(shí)現(xiàn)方法國家發(fā)明專利1項(xiàng)：一種鋼桁結(jié)合梁橋面超高過渡段實(shí)現(xiàn)方法（專利號(hào)：ZL202010500613.7）0

3

橋

梁

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

與

關(guān)

鍵

技

術(shù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)3.首次采用不設(shè)平聯(lián)和節(jié)點(diǎn)橫聯(lián)的簡化桁片聯(lián)結(jié)形式不設(shè)平聯(lián)和節(jié)點(diǎn)橫聯(lián)，僅設(shè)墩頂橫聯(lián)+上層密橫梁+下層節(jié)點(diǎn)橫梁的桁片聯(lián)結(jié)形式，減少桿件類型和數(shù)量，降低施工難度，減少施工工序，增加桁架橋通透性和景觀性。2022/6/204主要施工方案及施工技術(shù)0

4

主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

主要施工方案

樁基采用人工挖孔成樁，現(xiàn)澆施工承臺(tái)、翻模法施工橋墩。

塔吊吊裝鋼桁梁桿件，對(duì)稱懸臂拼裝鋼梁直至合龍。

塔吊吊裝預(yù)制混凝土橋面板，現(xiàn)澆濕接縫及懸臂板。

附屬結(jié)構(gòu)施工。2022/6/204主要施工方案及施工技術(shù)

橋墩施工

啞鈴形墩采用翻模法施工，按6m一節(jié)分節(jié)澆筑。模板按3m

一節(jié)配置。

根據(jù)墩柱結(jié)構(gòu)，墩頂截面尺寸固定，縱橋向按1:60進(jìn)行放坡，橫橋向不放坡。故啞鈴形實(shí)心墩由墩頂往下每6m劃分一個(gè)施工節(jié)段，底部不足6m高度的作為調(diào)整節(jié)。04主要施工方案及施工技術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工主要設(shè)備：采用800/1200t·m塔吊（左、右幅共用）+55t履帶吊2022/6/20

4

主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工電梯電梯ZSC800B塔吊路線設(shè)計(jì)線ZSC800B塔吊電梯路線設(shè)計(jì)線電梯第三聯(lián)（800t·m）：左幅ZSC1200A塔吊路線設(shè)計(jì)線路線設(shè)計(jì)線ZSC1200A塔吊右幅第七聯(lián)（1200t·m）：0

4

主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工主墩墩旁托架：墩旁托架立面布置圖11---12---22桁片Q(i+1)桁片Qi桁片Q(i+1)主墩墩旁托架為焊接箱型三角架結(jié)構(gòu)，主邊跨三角架在墩頂連續(xù)，并與墩帽錨固，下部穿過墩身對(duì)拉。單片主桁對(duì)應(yīng)布置兩片三角架，鋼梁與托架間設(shè)置臨時(shí)鎖定系統(tǒng)。桁片Qi墩頂鋼梁節(jié)段臨時(shí)鎖鎖定定立柱鎖定接頭立柱立柱分配梁連接口千斤頂帽梁頂高程后錨固后錨固343托架托架墊梁托架4墊梁現(xiàn)場抄墊對(duì)拉現(xiàn)場抄墊對(duì)拉22022/6/20

4

主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工鋼梁與主墩墩旁托架臨時(shí)連接：橋梁縱坡方向施工時(shí)立柱分配梁與托架臨時(shí)焊接，立柱1與鋼梁桿件在地面通過高栓連成一體，利用塔吊一起吊裝，通過測量定鎖定接頭鎖定接頭立柱1立柱分配梁反力座F1位，立柱1與立柱分配梁焊接。33100t千斤頂反力座F2墊板橫梁44540800800540反力座F38603000橫梁立柱2墊板橫梁120

4

主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工邊墩墩旁托架：2---2鋼梁中心線組立面圖1---1預(yù)埋件鋼桁梁40001桁片Qi+1桁片Qi托架5002000200012001200223托架帽梁帽梁托架托架抄墊26003200320026003450450墊梁托架23001400

700墩身160t/桁托架托架邊跨鋼梁較中跨（中跨合龍前）多1個(gè)節(jié)間，為保證雙懸臂狀態(tài)安全，在邊墩處設(shè)置托架。1200

800

1200

8002022/6/20

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術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工步驟一：安裝施工用800t·m/1200t·m塔吊。塔吊塔吊地面線0

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主

要

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工

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案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工步驟二：1.拼裝主墩墩旁臨時(shí)支架，立柱分配梁與托架橫梁臨時(shí)連接。2.利用塔吊安裝主墩墩頂兩節(jié)間鋼梁，并與主墩托架立柱1栓接。3.解開鋼梁托架立柱分配梁與托架橫梁之間臨時(shí)連接，對(duì)墩頂節(jié)段鋼梁進(jìn)行精確調(diào)整，然后焊死連接口。4.安裝梁面臨時(shí)通道。5.利用塔吊提升履帶吊至梁面。2022/6/20

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主

要

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工

方

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及

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工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工墩頂鋼梁桿件拼裝順序如下：①、安裝下弦墩頂節(jié)點(diǎn)板及墩頂下橫梁；②、安裝下弦桿；墩頂鋼梁拼裝順序8

99861③、安裝下弦橫梁；④、安裝墩頂豎桿及連接系；⑤、安裝斜桿；525277⑥、安裝墩頂上弦節(jié)點(diǎn)板及墩頂上橫梁；⑦、安裝斜桿；43⑧、安裝上弦桿；3⑨、安裝上弦橫梁。0

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要

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及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工步驟三：1、履帶吊由主墩向兩邊對(duì)稱懸拼鋼桁梁。2、懸臂施工不對(duì)稱荷載應(yīng)小于40t。2022/6/20

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主

要

施

工

方

案

及

施

工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工雙懸臂時(shí)鋼梁單節(jié)段拼裝順序懸臂節(jié)段鋼梁桿件拼裝順序如下：①、安裝下弦桿；5

6②、安裝斜桿；③、安裝下弦橫梁；④、安裝斜桿；墩42中心線⑤、安裝上弦桿；31⑥、安裝上弦橫梁。0

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技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工步驟四：1、安裝邊墩墩旁托架，拼裝邊跨鋼桁梁桿件至邊墩邊墩墩旁托架下弦桿上托架托架。2、臨時(shí)支墊鋼桁梁，邊主墩墩旁托架塔吊跨鋼桁梁下弦桿上墩，繼續(xù)拼裝鋼桁梁桿件至邊墩頂，完成邊跨鋼桁梁拼裝。2022/6/20

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及

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工

技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工步驟五：1、拆除邊墩墩旁托架臨時(shí)抄墊，拆除中墩墩旁托架臨時(shí)鎖定。拆除抄墊拆除連接口鋼板主墩墩旁托架2、澆筑邊橫梁壓重混凝土（壓重100t）。塔吊3、由履帶吊繼續(xù)懸拼中跨剩余鋼桁梁，完成中跨合龍。0

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及

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技

術(shù)

上部結(jié)構(gòu)施工合龍段鋼梁拼裝順序中跨鋼梁合龍桿件拼裝順序如下：①、安裝下弦節(jié)點(diǎn)板；②、安裝斜桿；54③、安裝下弦橫梁；④、安裝上弦桿；2213⑤、安裝上弦橫梁。2022/6/20

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及

施

工

技

術(shù)