大跨徑鋼管混凝土拱橋施工新技術(shù)與應(yīng)用

施工新技術(shù)研究與應(yīng)用大跨徑鋼管混凝土拱橋報(bào)告人：陳光輝廣西路橋工程集團(tuán)有限公司2016年10月10日報(bào)告內(nèi)容1.發(fā)展概況2.關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用

-纜索吊裝系統(tǒng)-扣塔及其安裝-鋼管內(nèi)混凝土灌注工藝研究3.下一步研究與應(yīng)用方向發(fā)展概況最早于1930’s－1940’s出現(xiàn)于前蘇聯(lián)，1990年我國建成了第一座鋼管拱混凝土拱橋——四川旺蒼大橋，為主跨115米的下承式剛架系桿拱。鋼管混凝土拱橋在90年代開始得到了大量的應(yīng)用和快速的發(fā)展。拱跨也不斷突破記錄，最大跨徑的為2014年建成通車的530m的四川合江長江一橋大橋（波司登大橋）。獲得國家或省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)目獲獎(jiǎng)年度獎(jiǎng)勵(lì)單位及獎(jiǎng)勵(lì)級(jí)別項(xiàng)目名稱第一完成單位1998福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)鋼管混凝土拱橋受力特性研究福州大學(xué)1998國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)邕寧邕江大橋SRC拱橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究廣西交通廳2000天津市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)大跨度下承式鋼管混凝土簡支拱橋的設(shè)計(jì)研究鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院2005國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術(shù)研究鐵道第二勘察設(shè)計(jì)院2005建省科技獎(jiǎng)二獎(jiǎng)鋼管與鋼管混凝土復(fù)合拱橋新橋型研究福州大學(xué)2006福建省科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)鋼管混凝土啞鈴形拱橋受力性能分析與新型截面應(yīng)用研究福州大學(xué)2007廣西科技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)杭州市錢江四橋雙索跨大跨度纜索吊裝施工技術(shù)研究廣西路橋集團(tuán)工程有限公司2008廣西科技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)提籃式鋼管混凝土拱橋上部結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究廣西路橋集團(tuán)工程有限公司2008廣西科學(xué)技術(shù)特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)大跨度拱橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究廣西交通廳2009國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)鋼管混凝土拱橋建設(shè)成套技術(shù)重慶交通大學(xué)2014廣西科技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)500m級(jí)鋼管混凝土拱橋核心技術(shù)研究廣西路橋集團(tuán)工程有限公司發(fā)展概況國家及地方標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范發(fā)布日期標(biāo)準(zhǔn)名稱編號(hào)主編發(fā)布2011.4.10《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)程》DBJ/T13-136-2001福州大學(xué)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳2013.11.1《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》GB50923-2013福州大學(xué)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2014.11.20《鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)規(guī)程》

DB45/T1097-2014廣西路橋總公司廣西質(zhì)量監(jiān)督局2015.8.31《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》

JTG/TD65-06-2016四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院交通運(yùn)輸部發(fā)展概況鋼管拱橋相關(guān)國家級(jí)工法工法名稱完成單位工法編號(hào)工法等級(jí)千斤頂斜拉扣掛連續(xù)澆注拱肋混凝土施工工法廣西路橋工程集團(tuán)有限公司

GJJGF309-2014國家級(jí)工法多跨連續(xù)拱橋雙索跨纜索吊裝施工工法廣西路橋工程集團(tuán)有限公司GJJGF325-2014國家級(jí)工法大跨度提籃拱橋單吊單扣安裝工法廣西路橋工程集團(tuán)有限公司GJJGF343-2014國家級(jí)工法真空輔助法灌注拱肋鋼管混凝土施工工法廣西路橋工程集團(tuán)有限公司GJJGF316-2014國家級(jí)工法提升式搖臂抱桿安裝塔架施工工法廣西路橋工程集團(tuán)有限公司GJJGF312-2014國家級(jí)工法鋼管混凝土系桿拱橋拱肋施工工法安徽省路橋工程集團(tuán)有限公司GGG(皖)C2067-2009安徽省級(jí)工法預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋管道真空輔助壓漿施工工法浙江省交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司GGG（浙）C3072-20089浙江省公路工程工法2×228m鋼管混凝土拱橋拱肋架設(shè)工法中鐵一局集團(tuán)公司GZSJGF01-05-05TGJGF-05-06-02YJGF257-2006國家級(jí)工法鐵路部級(jí)工法鋼拱橋傾斜式鋼拱肋施工工法天津第三市政公路工程有限公司GGG(津)C3078-2009天津公路工程工法發(fā)展概況關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用依托工程概

合江長江一橋（波司登大橋）位于四川省瀘州市合江縣境內(nèi)。全橋跨徑組合為10×20m（引橋）＋530m（主孔跨徑）＋4×20m（引橋），主橋?yàn)?30m跨徑鋼管混凝土拱橋，為同類型橋梁“世界第一”。大橋拱座設(shè)計(jì)為分離式的鋼筋混凝土拱座。拱肋為變高鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu)，拱頂截面高為8m，拱腳截面高為16m；肋寬4-7m；拱肋中距為28.6m；吊桿和拱上立柱間距為14.3m；拱肋鋼管直徑1.3m，壁厚由拱腳處30mm漸變到拱頂?shù)?2mm。拱肋總重約60000kN，共40個(gè)吊裝節(jié)段，吊裝節(jié)段最重1980kN。大橋吊桿采用成品平行鋼絞線，兩端為擠壓型錨具。大橋橋面由鋼格子梁、混凝土橋面板、瀝青混凝土組成鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用大橋設(shè)計(jì)圖纜索吊裝系統(tǒng)——總體布置

采用的雙塔三索跨布置形式，纜索吊機(jī)的總體布置：430m（重慶岸錨跨）+554m（工作跨徑）+405m（宜賓岸錨跨）；主索共有2組，單組主索的設(shè)計(jì)凈吊重能力1000kN，單組主索由8根φ50密封鋼絲繩組成；吊塔采用“吊扣合一”的方式，即將吊塔置于扣塔頂部，吊塔與扣塔通過鉸座連接，吊塔為萬能桿件拼制。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用纜索吊裝系統(tǒng)——移動(dòng)式索鞍

索鞍是安裝在塔架頂部橫移軌道上用來支承纜索的裝置，通過索鞍橫移裝置，主索可橫移到構(gòu)件安裝位置，施工相當(dāng)方便。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用纜索吊裝系統(tǒng)——吊塔設(shè)計(jì)

合江長江大橋的纜索吊機(jī)的吊塔為萬能桿件拼裝的門式結(jié)構(gòu)，位于扣塔頂部，塔高29.6m（塔鉸中心至塔頂索鞍軌道梁高度），橫橋向?qū)挾?6.2m（軌道梁長度），縱橋向?qū)挾?.25m。吊塔除塔底三角鉸、塔頂結(jié)構(gòu)為專用結(jié)構(gòu)外，塔身均采用萬能桿件拼裝。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用纜索吊裝系統(tǒng)——拱肋吊裝

合江長江一橋位于長江上游，該處河段水流較急，拱肋安裝時(shí)正值洪水季節(jié)，為此采用了可回轉(zhuǎn)梁式吊具和江面定位船配合工作的方式解決了該難題。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用纜索吊裝系統(tǒng)——拱肋吊裝

關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用纜索吊裝系統(tǒng)——格子梁吊裝根據(jù)不同位置格子梁結(jié)構(gòu)以及拱肋橫撐的情況將整個(gè)橋面格子梁劃分為5個(gè)安裝區(qū)間，分別采用不同吊裝的方式進(jìn)行安裝。

關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用扣掛體系——總體布置

扣塔位于兩岸拱座上，塔距554m，扣塔為鋼管混凝土塔式結(jié)構(gòu)?？鬯鞑捎盟攺埨绞?。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用扣塔及其安裝

扣塔位于兩岸拱座上，塔高分別為148.51m（重慶岸）和134.6m（宜賓岸），塔距為554m，采用8根Ф660×12（或16）mm鋼管，立柱鋼管內(nèi)灌注C50混凝土，組成鋼管混凝土格構(gòu)柱扣塔?？鬯撞胯鞂?5.46m，頂部桁寬8.46m，橫向?qū)?1.94m。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用扣塔及其安裝

吸收輸電鐵塔安裝的技術(shù)，并結(jié)合扣塔自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和橋梁施工現(xiàn)有裝備，開發(fā)了實(shí)用的“提升式搖臂組塔技術(shù)”進(jìn)行扣塔安裝。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用扣塔及其安裝

關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用鋼管內(nèi)混凝土灌注工藝研究——灌注對(duì)比試驗(yàn)

模擬合江一橋的拱頂段線形進(jìn)行兩組試驗(yàn)：

（1）常規(guī)壓力泵送灌注混凝土試驗(yàn)。采用傳統(tǒng)的方法，在正常壓力下進(jìn)行鋼管混凝土泵送灌注試驗(yàn)。

（2）真空輔助泵送灌注混凝土方法。將鋼管內(nèi)抽真空至負(fù)壓-0.07MPa～-0.09MPa，在此狀態(tài)下進(jìn)行鋼管混凝土泵送灌注試驗(yàn)。

通過以上兩種試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證真空輔助技術(shù)對(duì)鋼管混凝土泵送灌注質(zhì)量的影響。關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用鋼管內(nèi)混凝土灌注工藝研究——灌注對(duì)比試驗(yàn)

關(guān)鍵施工技術(shù)研究與應(yīng)用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)完成三灌注三試驗(yàn)三后，三在不三同混三凝土三齡期三情況三下，三對(duì)鋼三管混三凝土三進(jìn)行三了超三聲波三檢測三，關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用（a）17三d混凝三土齡三期三（b）28三d混凝三土齡三期（c）56三d混凝三土齡三期通道1超聲三波檢三測結(jié)三果對(duì)三比鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用（a）17三d混凝三土齡三期三（b）28三d混凝三土齡三期（c）56三d混凝三土齡三期通道2超聲三波檢三測結(jié)三果對(duì)三比鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用（a）17三d混凝三土齡三期三（b）28三d混凝三土齡三期（c）56三d混凝三土齡三期通道3超聲三波檢三測結(jié)三果對(duì)三比鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用（a）17三d混凝三土齡三期三（b）28三d混凝三土齡三期（c）56三d混凝三土齡三期通道4超聲三波檢三測結(jié)三果對(duì)三比鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——灌注三對(duì)比三試驗(yàn)兩試三驗(yàn)管三灌注三的混三凝土三、混三凝土三泵機(jī)三、施三工隊(duì)三伍、三外部三環(huán)境三一樣三，采三用真三空輔三助泵三送工三藝灌三注的2＃拱三段較三常壓三灌注三的1#拱段三管內(nèi)三混凝三土密三實(shí)程三度高三得多三，尤三其是三內(nèi)法三蘭附三近，三顯然三是因三為真三空而三獲得三。兩三者施三工工三藝有三較大三差異三，但三設(shè)備三、施三工費(fèi)三用增三加不三多。真空三和常三壓灌三注的三管內(nèi)三混凝三土均三存在三隨齡三期增三加超三聲波三波速三降低三的現(xiàn)三象，三混凝三土與三鋼管三局部三脫粘三，這三是混三凝土三收縮三和溫三度等三原因三所致三，與三混凝三土灌三注工三藝無三關(guān)，三但真三空較三常壓三灌注三管內(nèi)三混凝三土脫三粘范三圍窄三，易三于復(fù)三灌滿。關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——真空三輔助三泵送三管內(nèi)三混凝三土合江三長江三一橋三單根三主弦三管內(nèi)混三凝土為73三6m3，每三根管三分兩三個(gè)半三拱分三別灌三注，半三拱采三用三三級(jí)連三續(xù)泵三送工三藝。關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——真空三輔助三泵送三管內(nèi)三混凝三土關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——真空三輔助三泵送三管內(nèi)三混凝三土真空三輔助三工藝三的管三內(nèi)真三空度三定為-0三.0三76～-0三.0三8M三Pa。具三體實(shí)三施時(shí)三，泵三送混三凝土三前對(duì)三拱肋三主弦三管抽三真空三至-0三.0三8M三Pa，在三泵送三過程三中進(jìn)三行實(shí)三時(shí)監(jiān)三測，三當(dāng)真三空度三接近-0三.0三76三MP三a時(shí)，三啟動(dòng)三真空三泵使三管內(nèi)三真空三度重三新達(dá)三到-0三.0三8M三Pa。灌注三過程三中，三兩岸三半拱三管內(nèi)三混凝三土灌三注上三升超三過每三一級(jí)三進(jìn)漿三管約3m后，三分別三開始三抽真三空，三真空三負(fù)壓三達(dá)到-0三.0三8M三Pa后停三止泵三機(jī)并三觀測三管內(nèi)三真空三負(fù)壓三變化三情況三，當(dāng)三接近-0三.0三76三MP三a時(shí)，三重啟三泵機(jī)三并使三管內(nèi)三壓力三重新三回到-0三.0三8M三Pa。抽真三空過三程所三花的三時(shí)間三控制三在30三mi三n以內(nèi)。關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——真空三輔助三泵送三管內(nèi)三混凝三土關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用鋼管三內(nèi)混三凝土三灌注三工藝三研究——真空三輔助三泵送三管內(nèi)三混凝三土合江三長江三一橋三用42天的三時(shí)間三完成三了8根主三弦管三的混三凝土三灌注三施工三，8條主三弦管三混凝三土均三一次三連續(xù)三澆筑三完成三，最三長用三時(shí)19小時(shí)三，最三短用三時(shí)13小時(shí)三。關(guān)鍵三施工三技術(shù)三研究三與應(yīng)三用下一三步研三究與三應(yīng)用三方向自密三實(shí)鋼三管混三凝土三收縮三調(diào)控三及補(bǔ)三償技三術(shù)，三研究三鋼管三混凝三土的三絕對(duì)三體積三收三縮調(diào)三控及三補(bǔ)償三方法三，提三出材三料要三求及三組成三設(shè)計(jì)三方法;大