南京大跨度鋼桁拱安裝與合龍技術

京滬高速鐵路南京大勝關長江大橋大跨度鋼桁拱安裝與合龍技術主要內(nèi)容1、工程背景2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究

4、大噸位墩旁托架施工技術研究

5、大噸位多層吊索塔架施工技術研究

6、主要技術創(chuàng)新點7、應用推廣1.1工程背景

京滬高速鐵路南京大勝關長江大橋是京滬高鐵建設重要的控制性和標志性工程,也是滬漢蓉I級鐵路干線和南京地鐵的過江通道。該工程于2006年7月18日開工建設,總投資45.6億元,全長9.273公里,主橋為世界首座六線鐵路大橋,設計時速300公里,主跨336m。1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況

京滬高速鐵路南京大勝關長江大橋鋼梁全長1608m，由北向南的孔跨布置為：2聯(lián)（84+84）m連續(xù)鋼桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)鋼桁拱。1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況本橋為三片主桁構(gòu)造，桁間距15m，主桁全寬30.0m，按六線標準設計:京滬高速雙線、滬漢蓉雙線、南京地鐵雙線。

1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況橋面采用正交異性板與主桁下弦結(jié)合、道碴槽板與整體鋼橋面結(jié)合的型式。鋼橋面板由16㎜厚頂板和橫梁、橫肋、縱梁、縱肋組成。1、研究背景1.3

施工技術難點（1）鋼梁架設懸臂長度大，施工安全風險高。

1、研究背景1.3

施工技術難點（2）支座反力大，墩頂布置難度大。安裝過程中最大支座反力達8000t，單墩反力約24000t，墩頂布置難度大。1、研究背景1.3

施工技術難點（3）桿件重，吊裝困難。平弦部分最大桿件重量為58t（ME8ME9桿件），桁拱部分在主墩懸臂4個節(jié)間范圍內(nèi)最大桿件重量達119t（MS49MS50桿件），其余部分最大桿件重量達到61t（MS45MS46桿件）。因此，除了研制大噸位拱上爬行吊機外，部分桿件的吊裝還需要大型水上起重設備。1、研究背景1.3

施工技術難點（4）本橋為三片主桁空間結(jié)構(gòu)，合龍口桿件多，合龍口位移調(diào)整難度大。主拱或平弦部分的合龍口桿件多達9根，合龍實施的難度大。1、研究背景1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1）國外發(fā)展情況：國外大跨度鋼桁拱橋，如澳大利亞的悉尼港拱橋、美國的新河峽谷橋等,采用懸拼法施工，但均為單拱、雙主桁結(jié)構(gòu)。1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：國內(nèi)鋼橋發(fā)展很快，特別是鐵路鋼橋近年涌現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)型式和新的施工方法。①宜萬鐵路萬洲長江大橋為主跨360米單拱、雙主桁鋼桁拱橋，采用單層吊索塔架輔助單懸臂拼裝架設，在主墩墩頂設置頂落、縱橫移設施，實現(xiàn)中跨合龍。

1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：②重慶朝天門長江大橋主橋為跨徑190＋552＋190m中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋。采用吊索架輔助懸臂架設，墩頂設置頂落、縱橫移設施，實現(xiàn)中跨合龍。141、研究背景工程實例：重慶朝天門大橋（主跨552m,二航局施工）1.5

主要研究內(nèi)容

（1）大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究

本橋鋼梁總重約8萬噸，鋼梁規(guī)模宏大，施工投入的大型臨時結(jié)構(gòu)和設備較多，在滿足施工安全和工期要求的前提下，如何減少大型臨時結(jié)構(gòu)和設備的投入。（2）大跨度鋼桁拱橋合龍技術研究本橋主橋為三主桁六跨連續(xù)鋼桁拱，跨度大，結(jié)構(gòu)體系新，如何順利實現(xiàn)鋼梁的合龍，減少合龍風險。（3）大噸位墩旁托架施工技術研究

6/7/8#墩墩頂鋼梁雙懸臂架設施工中，面臨兩大問題：如何確保鋼梁在雙懸臂架設過程中的平衡穩(wěn)定；如何提高墩旁托架的安裝精度，減少鋼梁合龍風險。（4）大噸位多層吊索塔架施工技術研究6#、7#、8#主墩鋼梁均采用雙懸臂架設，6#、8#墩鋼梁最大懸臂長度168m，7#墩鋼梁最大懸臂長度156m。本橋的吊索塔架主要功能除了控制鋼梁大懸臂時桿件應力和懸臂端撓度，更重要的是用于合龍前調(diào)整合龍口位移。為滿足上述功能要求，需對多層吊索塔架的設計和施工進行深入研究。1、研究背景2.1

鋼梁架設方案比選根據(jù)本橋鋼梁結(jié)構(gòu)特點和工期要求，六跨連續(xù)鋼桁拱采用從兩側(cè)往跨中架設、跨中合龍的總體方案。2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設方案比選

336m主跨鋼梁架設比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設方案比選

336m主跨鋼梁架設比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設方案比選

336m主跨鋼梁架設比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設方案比選

336m主跨鋼梁架設比選綜合比選，主橋鋼梁架設推薦采用方案一。

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架熊設方案歲比選最后旅實施箏方案討：2、大跨度羨鋼桁拱拾橋安裝亭方案研后究2.5全橋鋼蛋梁架設動實施情弊況邊跨鋼溝梁架設2、大跨度貌鋼桁拱兵橋安裝妹方案研貪究2.5全橋鋼現(xiàn)梁架設弱實施情伯況邊跨鋼尤梁架設-1著92塊m跨合鑰龍2、大跨度甜鋼桁拱誤橋安裝跨方案研賓究2.5全橋鋼縣梁架設茄實施情夾況中跨鋼板梁架設2、大跨澤度鋼夠桁拱債橋安競裝方頌案研明究2.5全橋閘鋼梁爪架設宵實施望情況中跨樹合龍2、大跨膜度鋼由桁拱膛橋安錘裝方質(zhì)案研姻究3.1鋼桁伸拱合煉龍技零術研追究傳統(tǒng)醒的頂落梁執(zhí)合龍：在賴鋼梁脆支點劑位置紹設置吼豎向緊千斤皮頂，單通過帽頂升奏和落吳梁，飾調(diào)整梳鋼桁向合龍心口的智豎向故位移躲和轉(zhuǎn)紐奉角，究按理嗓論設膠計長屈度安峽裝合顆龍段睛桿件虜，合皺龍段麥采用抖高強年螺栓斑連接盞，合貓龍精沙度要鐮求高博。在賤本橋互有以傲下困難：（1）主墩木支點達敏到800句0t/桁，淚需要示特別幅研制25禁00箭t大噸位旋千斤頂河需36臺，董研制襲費用肌高；（2）主晌跨合性龍前起，兩職岸鋼承梁為記連續(xù)萍梁，坑支點進高程濕的相凍對變潑化需恨嚴格后控制獎，鋼性梁頂波落時攪三個侍墩的衛(wèi)千斤夢頂（東共36臺千按斤頂猴）需幣同步娃操作攀，操到作難油度大掙，施地工風羞險高攏。（3）各逝墩墩抬頂鋼狀梁的漸頂落假量較秋大，意支點涼處的版臨時餡抄墊獵較高邀，存肢在較鼠大施蕉工風弊險；（4）三宋個主聲桁合邊龍口猶的中吼桁與沿邊桁貞形狀日存在底差異早，頂池落梁著無法鉗解決乖三個費主桁情合龍銳口位欠移點退同時論調(diào)整茅到位卵的問鄉(xiāng)豐題。3、大跨度列鋼桁拱忠橋合龍雄技術3.1鋼桁析拱合爛龍方熔案研溉究新的啊思路秩：“調(diào)索+縱移”的合龍月方法：通過主承動調(diào)整照索力來勒改變鋼悉梁懸臂戰(zhàn)端合龍雪口的位洞移和轉(zhuǎn)語角，同震時輔以6、8#墩側(cè)抄鋼梁稼的縱湯移，政從而念實現(xiàn)譽鋼梁獎合龍拼口桿攤件零張應力繼合龍惑。和耗傳統(tǒng)榮的鋼覆梁架運設相百比，坦省去受了在執(zhí)主墩各頂布出置大陣噸位流千斤笨頂設餓備，眉取消但了鋼各梁合掘龍時色起落闊梁的鈔過程照，從吃而減兄少了竿合龍塊風險劣，節(jié)竊約了黃大量肥的設竭備費匙用，逢同時葛也解流決了歪通過稠頂落巷梁很冰難將敘三片房誠主桁槐空間異結(jié)構(gòu)意合龍耽口位擊移點谷同時條調(diào)整躍到位幕的問豬題。3、大跨治度鋼看桁拱付橋合帝龍方授法研興究3.2“調(diào)索+縱移”合龍方繭法實施宗步驟（1）192枕m邊跨您合龍烘后，卡解除6#、8#墩墩勉旁托劑架，蠢并縱暑向預嫌偏。7#墩鋼嗎梁與貿(mào)墩旁過托架商固結(jié)配，對預稱雙街懸臂驅(qū)安裝何鋼桁今拱。（2）6#、8#墩繼斜續(xù)向燃前架大設鋼強梁，哨依次戀掛設頭張拉宅三層小吊索薪。7#墩兩側(cè)艦對稱架椅設鋼梁晨，依次休掛設并璃張拉三斑層平索國。（3）6#、7#、8#墩鋼梁饑架設至蠟合龍口里位置后獸，調(diào)整鮮三層拉億索的索識力，將潤合龍口換兩側(cè)豎凍向位移勵和轉(zhuǎn)角剝調(diào)整到抱位。（4）依聲次合理龍下舌弦、衡斜桿障、上歇弦。（5）解賽除7#墩墩閑旁托道架，絹逐步槳釋放奸三層笛拉索瘋索力妄，使蚊主跨劇系桿鏈合龍崇口張獄開至橫設計絨理論逝長度剩，合膊龍系芝桿，綱全橋忠合龍懸。3、大跨雅度鋼助桁拱驗橋合娘龍方擾法研木究8#墩合龍口前端位移(mm)上弦下弦系桿轉(zhuǎn)角xzxzxzθ(。）77557055-164540.0287#墩合龍口前端位移(mm)上弦下弦系桿轉(zhuǎn)角xzxzxzθ(。）77497049146-0.028表注缸：以最上位牲移量登中，x為順鼠橋向懂位移呀，以頌向7#墩為正拉，z為豎纖直位你移，姑以往面上為哪正；θ為桿厭件轉(zhuǎn)埋角，彈以順屑時針幼向為緞正。3、大跨度強鋼桁拱掏橋合龍定方法研姥究3.3合龍害計算鋼桁拱洪合龍計電算-合龍拖口位展移表(調(diào)索劉及縱茫移198障mm之后)8#墩7#墩3、大跨豪度鋼姑桁拱腰橋合防龍方測法研移究3.3合龍澤計算鋼桁執(zhí)拱合賴龍計瓜算-鋼梁采主跨廣合龍凈口示巡壽意圖4.1問題塊的提辯出在本味橋鋼酷桁拱苦施工花中，滲若采遺用從6/擁7/性8#墩墩頂織開始雙腸懸臂架汪設的施竭工方法冬，則需娛要設置允墩旁托法架作為幫起始節(jié)別間的施龍工支架煤，最突瓦出的食問題輔是：鑒如何拘確保僑鋼梁招在雙割懸臂宏架設寄過程嘩中的睛傾覆傾穩(wěn)定夜，特別磁是鋼懼梁最場大懸群臂時摩處在滑臺風姥期，臺需要凡確保府考慮崇臺風躍作用稍下鋼鄭梁雙柄懸臂滋架設喪的安感全。4、大噸位斗墩旁托歪架施工儲技術研想究4.2與鋼折梁固棵接的兵墩旁切托架大勝關辨橋之前甩的鋼梁援架設，驗往往將源墩旁托省架和鋼袍梁起始根節(jié)間分待離設置叢。大勝蜘關橋主距墩墩旁狂托架如睬仍然采堵用此種稿思路，嶄則墩旁醬托架結(jié)寸構(gòu)比較否龐大，板且鋼梁他架設過甜程中的談傾覆安及全不滿致足規(guī)范憑要求的1.3銹.4.2與鋼梁觸固接的沾墩旁托扇架新的影思路丈是，醋將墩猛旁托鵝架與榜主橋么鋼梁膽連接間為整直體，千在安健裝過容程中禮，托故架作靜為鋼支梁的親一部努分，常共同妹受力辰。這益樣，虧將安鑄裝過抱程中化的傾煌覆穩(wěn)態(tài)定難量題轉(zhuǎn)紛化成鋸結(jié)構(gòu)香受力本，托叛架立他柱根寨部和傳承臺覆頂固上接，滴具備娛抵抗鼓拉壓穗功能盆。同讓時，貫在墩押頂起捧始四緩節(jié)間遙安裝陜過程鐘中，尾托架定和鋼珍梁之副間具吹有水附平、損豎向腸、橫及向位輔移可囑調(diào)措宏施，訊在墩畝頂四感節(jié)間量安裝振完成衫后，瞎精確爆調(diào)整抄鋼梁續(xù)三向腸位移曠，滿涼足線雙形要協(xié)求后臨將托方架和飾鋼梁還固接巖。4.2可調(diào)鋼戀梁空間羞位置的灰墩旁托酒架4、大噸讀位墩瞎旁托旬架施繁工技蔥術研棚究4.2可調(diào)詞鋼梁啊空間節(jié)位置坊的墩術旁托晴架4.2可調(diào)掘鋼梁寨空間兼位置低的墩策旁托搶架4.2可調(diào)列鋼梁膜空間勸位置小的墩皂旁托擾架4.3墩旁托貪架的安誦全驗算墩旁營托架釘是本戶橋鋼畏梁架率設的搬生命盞線，玩控制究著全爭橋的犯施工喚安全恰，而7#墩墩旁威托架更豪是全橋著安全控補制中的淺重中之餐重。在突墩旁托散架設計戴中，除謹了考慮認施工過歲程的不橡平衡荷冠載，還廊要重點涉考慮臺沸風的影棚響。經(jīng)過躺計算共，6#、8#墩旁托綿架立柱妨最大受夢壓約180殘0t，最大稿受拉50娛0t，7#墩立發(fā)柱最芳大受包壓約250幫0t，最大情受拉10間00猶t。5.16/8術#墩吊胖索塔而架的那設計火與施牌工吊索塔碗架高度68染.5悅m，單桁礦中心立落柱受力胞約35護00遣t/桁，前想后吊索反每桁（拌共三桁駛）設置售三層。5、大噸派位多愚層吊耕索塔辭架施庭工技彎術研素究5.26/幅8#墩吊姓索塔昏架的饅設計電與施圈工5、大噸擦位多產(chǎn)層吊稿索塔落架施鼓工技彩術研程究吊索均灶采用高確強平行譜鋼絲，與鋼絲強倒度為17霉70鉛MP息a，外包PE保護層若。第一匙、二嘩層拉虎索容泄許應緒力［σ］≤0.幫50悠Rb。第三廉層拉四索容座許應歡力［σ］≤0.妙45石Rb。5.37#墩平野索設答計、欄施工三個方抬案：5、大噸潮位多前層吊或索塔者架施庸工技蟻術研恐究5.37#墩平閃索設櫻計、討施工方案一裝為雙層躲吊索塔肥架方案貓。本方辱案的優(yōu)余點為拉揀索索力臂較小，放相應地雙，索的姨工程量鋒也相對脾較小，訊但缺點刊是多了閱一臺吊幫索塔架胸的工程卵量，并誼且受塔瘋架安裝館的影響砌，7#墩鋼笑梁架第設工拒期增攤加兩喘個月態(tài)。方案二敘為單層何平索方殖案。本紀方案的鎮(zhèn)優(yōu)點是圖省去了芹一臺塔星架，7#墩鋼梁稻架設的著工期也珍最少；弱缺點是6/四8#墩的執(zhí)拉索吐和塔增架工木程量斃增大初，6/鉤8墩鋼梁營的架設煎工期加陸長，工凍期安排脖不合理纖；其中太最主要少的缺點魔是7#墩僅有奴一層拉帆索，豎銜向位移戀和轉(zhuǎn)角鋼無法同話時調(diào)整柱到位，漠鋼梁合被龍困難位。5.壘37#墩平章索設業(yè)計、字施工方案撓三為港三層密平索退方案互。本舒方案對的優(yōu)張點是華省去幅了一拖臺吊梨索塔土架，帶加快更了工督期，艷鋼梁哲合龍河口豎蘆向位句移和愚轉(zhuǎn)角構(gòu)的調(diào)閣整較咱為方戀便，罪合龍墳風險倒可控委。5.37#墩平索風設計、職施工實施方括案：5.37#墩平索尾設計、童施工5、大噸位糟多層吊捆索塔架表施工技而術研究（1）大迷跨連悉續(xù)鋼柱桁拱賀橋安膜裝技錄術六跨連櫻續(xù)鋼桁趴拱采用片從兩側(cè)生往跨中密架設、?？缰泻吓例埖目偰腕w方案粒。鋼梁慕在可調(diào)仁墩旁托姐架上懸敬臂安裝肌，通過6/為8#墩上設眠置多層帝吊索塔干架拉索綱，7#墩上幸設置桐多層納水平頸拉索渴來調(diào)棄整鋼雹梁內(nèi)青力和撈位移之，直貿(mào)至合充龍。本橋鋼沃梁安裝辨方法已蜜獲國家寄發(fā)明專銹利（ZL擾2曠00蠅7劈燕1慚00晴53私00貨9.狐9）。（2）大設跨度蝴連續(xù)除鋼桁奧拱合不龍技缺術提出至了“調(diào)索+縱移”的鋼器梁合努龍方儲法，冬本合客龍方宗法不簡需要采頂落偏梁，匪節(jié)省耽了大爛量大維噸位隱豎向因千斤尾頂?shù)募儋M用語。本合龍淋方法已魔獲國家疏發(fā)明專污利（ZL踩200建71薄00帽530巖07.隙X）。6、主拼要技某術創(chuàng)封新點（3）大噸遠位墩旁并托架施蝴工技術通過謝研究掃，本館橋摒蒜棄傳康統(tǒng)的綢墩旁巧托架壟，設驢置上同托架皇、下栗托架徹和上來下托精架分擠離口勉的新的型托殖架型童式，卡將墩近旁托其架與貼主橋姿鋼梁制結(jié)合遮，解勸決了壞鋼桁孫拱雙均懸臂拜架設凍過程財中的述穩(wěn)定賣，并拔使托駐架具三有水梯平、趴豎向拌位移扭可調(diào)掀功能專，解挪決了榆鋼梁框的偏黎差調(diào)夸整問錄題，峽保證翠了鋼鼠梁合截龍的點精度林。（4）大噸玻位多層涉吊索塔狐架施工干技術為控闖制鋼炕梁大祖懸臂擠時桿睬件應蹦力和圣懸臂泡端撓扣度，劣架設稱過程葉中6#、8#墩各設君吊索塔搞架一座愁，7#墩設三之層平索雀輔助架揮梁。。6、主禽要技具術創(chuàng)拿新點（5）采用70嚴t爬坡吊德機安裝想主拱鋼晉梁。此過吊機具節(jié)有在拱套上爬行皇后退、碑變坡調(diào)敞平、三緒支點反匯力均衡論調(diào)整的織功能，肆既有