港口雙層鋼桁架連續(xù)梁主橋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

龍華港雙層鋼桁架連續(xù)梁主橋建造技術(shù)匯

報(bào)

內(nèi)

容一、工程概況及建造范圍二、主橋主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)三、主橋主要建造難點(diǎn)四、主橋建造總體思路五、主橋建造過程中的關(guān)鍵技術(shù)六、主橋現(xiàn)場(chǎng)施工情況簡(jiǎn)介七、結(jié)束語(yǔ)一、工程概況及建造范圍1.1

工程概況龍華港橋是豐溪路（規(guī)劃濱江路～龍水南路）道路新建工程2標(biāo)中的橋梁段，位于新規(guī)劃的上海徐匯區(qū)沿江公共開放空間內(nèi)，它跨越龍華港，與上海世博園浦東園區(qū)隔江相望，是集交通和景觀功能于一體的一座橋梁。橋梁為南北走向，與黃浦江西岸線近乎平行，由主橋和南北側(cè)引橋組成，全橋長(zhǎng)345M。主橋跨徑組合：82.5+82.5=165M（雙層鋼桁架連續(xù)梁鋼橋）北側(cè)引橋跨徑組合：3*30=90M南側(cè)引橋跨徑組合：3*30=90M(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁）(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁）龍華港橋地理位置圖主橋立面圖主橋橋面平面圖主橋標(biāo)準(zhǔn)段剖面圖主橋中墩剖面圖主橋邊墩剖面圖主橋采用全焊接板桁結(jié)合形式，現(xiàn)階段上層橋面為雙向4車

道+人行通道+觀光平臺(tái)共計(jì)寬25

米，下層橋面為人行通道凈寬為

12.6~13.6米。主橋鋼材采用Q345qD,板厚最大50mm,鋼桁架節(jié)點(diǎn)區(qū)域部分材料厚度方向應(yīng)滿足z25性能。主

橋整體投鋼量約3700噸。（含觀

光平臺(tái)、人行通道、防撞欄桿等附件）本工程主要參建單位：設(shè)計(jì)施工總承包——上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包——中船江南重工股份有限公司鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝——中交三航局興安基公司鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包施工范圍：主要包括主橋材料采購(gòu)、主橋安裝分段的建造和整體預(yù)拼裝、主橋的涂裝、主橋安裝分段的運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)、施工過程中按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后分段大接頭的焊接等工作。1.2

施工范圍二

主橋主要技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)2.1

鋼桁架梁鋼桁架梁形式選用的是三角桁，線條簡(jiǎn)潔，節(jié)點(diǎn)處相交桿件少，外形能夠滿足景觀效果且符合現(xiàn)代桁架橋梁的發(fā)展趨勢(shì)。主橋兩榀鋼桁架與橋梁豎曲線平面呈15°角

布置，主橋橫斷面為倒梯形。鋼桁架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間距設(shè)計(jì)為11M,中間平段桁高為7.0M,中間支座處

10.4M,邊支座處7.8M，之間圓弧過渡。鋼桁架上下弦桿皆為箱型，腹桿截面有工字型、王字型和箱型三種。桁架節(jié)點(diǎn)采用整體節(jié)點(diǎn)板形式，節(jié)點(diǎn)處桁架腹板采用厚35~50mm且

具有Z25性能的鋼板，以減少焊接變形和焊接殘余應(yīng)力的影響。2.2

橋面體系上、下層橋面體系采用鋼正交異性板和橫梁體系，有效增加了鋼桁架平面內(nèi)的剛度和材料連接的差異性問題。上層橋面板厚14mm,縱

向采用8mmU型加勁,間距600mm。上層橋面沿路脊線向兩側(cè)各設(shè)有2%

的橫坡。下層橋面板厚為10mm，采用10mm扁鋼加勁,間距300mm,不

設(shè)橫坡。上弦桿截面圖下弦桿截面圖腹桿截面圖典型鋼桁架節(jié)點(diǎn)弧段的節(jié)段節(jié)頭節(jié)尾兩點(diǎn)標(biāo)高按豎曲線數(shù)值，中間直線連接，把橋梁的圓弧轉(zhuǎn)化為直線節(jié)段，方便了主橋鋼結(jié)構(gòu)的加工制作。三

主橋主要加工建造難點(diǎn)1.主橋的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)院的施工圖紙是通過數(shù)學(xué)參數(shù)表和空間坐標(biāo)來表達(dá)主橋各分部的空間關(guān)系和構(gòu)件的尺寸。如何在建造周期緊張的情況下消化、理解、校核并應(yīng)用這些數(shù)據(jù)是建造過程中的主要難點(diǎn)。2.主橋?yàn)槿附有问?，焊接?jié)點(diǎn)形式多，焊縫質(zhì)量要求高。如何在建造過程中保證焊接質(zhì)量，控制好焊接變形等不利因素對(duì)主橋建造精度的影響是建造過程中的又一難點(diǎn)。3.主橋安裝分段的立體建造和整體預(yù)拼裝是難點(diǎn)之一。4.建造完成的主橋分段體積大、重量重，如何吊運(yùn)裝船和綁扎固定也是難點(diǎn)之一。整個(gè)主橋在設(shè)計(jì)圖上沿橋長(zhǎng)方向劃分為15個(gè)節(jié)段，位于橋梁豎曲線圓四

主橋建造的總體思路4.1

現(xiàn)場(chǎng)吊裝方案根據(jù)設(shè)計(jì)院、安裝單位和我司共同協(xié)商并經(jīng)專家評(píng)審后確定方案，主橋?qū)⒎殖?個(gè)分段進(jìn)行吊裝（長(zhǎng)度方向分為5段，寬度方向不分段），現(xiàn)場(chǎng)采用1100噸大型浮吊依次進(jìn)行主橋安裝。主橋安裝分段劃分圖4.2

主橋建造總體思路：主橋的建造先分解成以下幾個(gè)分部分別進(jìn)行：鋼桁架、上層橋面、下層橋面和獨(dú)立構(gòu)件。在車間內(nèi)先進(jìn)行不同分部的平面分段（如上、下橋面分段、鋼桁架平面分段）和獨(dú)立構(gòu)件的制作（如中橫梁、兩榀鋼桁架間的連系橫梁以及下層橋面與中橫梁的連接立柱等），然后在外場(chǎng)裝焊平臺(tái)進(jìn)行主橋安裝分段的立體建造和主橋的整體預(yù)拼裝，最后將整體預(yù)拼裝檢驗(yàn)合格的主橋拆分、裝船并駁運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。4.2.1鋼桁架建造思路4.2.2主橋橋面分段建造思路

主橋安裝分段建造和整體預(yù)拼裝思路上層橋面橋?qū)挿较蚪ㄔ靹澐謭D5

主橋建造過程中的關(guān)鍵技術(shù)5.1 計(jì)算機(jī)建模校核主橋空間尺寸技術(shù)主橋的計(jì)算機(jī)建模包括平面建模和三維建模。平面建模鋼桁架上弦節(jié)點(diǎn)圖鋼桁架上弦節(jié)點(diǎn)參數(shù)表節(jié)段名稱α1α2α1'α2'α3α4α5α6β1β2γ1γ2θ11θ12θ13θ14θ21θ22θ23θ24S8(N8)90.705589.294590.762589.237589.306989.060189.180389.180287.052692.947444.947642.811376.183776.183776.184276.183386.985086.985086.991186.9786S7(N7)90.702589.297590.759389.240789.303789.060489.184489.184287.065292.934845.486742.152876.183476.183476.183976.183086.985186.985186.991486.9791S6(N6)90.612789.387390.662389.337789.403389.170889.289089.288987.440392.559745.749942.753476.174476.174476.174876.174186.988786.988786.993986.9837S5(N5)90.483189.516990.522289.477889.551789.326189.439689.439687.982092.018045.547943.390876.163676.163676.163976.163386.993086.993086.996986.9891S4(N4)90.353589.646590.382189.617989.701189.478089.590189.590188.523591.476545.282943.713876.155376.155376.155576.155186.996286.996286.999186.9934S3(N3)90.223989.776190.242089.758089.851489.629589.740589.740589.064990.935144.967443.978376.149676.149676.149776.149586.998586.998587.000386.9967S2(N2)90.094389.905790.101989.898189.924889.779589.890789.890789.606390.393760.672444.193176.146476.146476.146576.146486.999786.999787.000586.9995a11a12a13a14a21a22a23a24a31a32a33a34a41a42a43a44a12’a22’a32’a42’S8(N8)20262155289793620142155289794919192155289710431907215528971056S7(N7)20452162296794120332162296795319392162296710471926216229671060S6(N6)20462128298894820352128298895919532128298810411942212829881052S5(N5)20272111301095920182111301096819542111301010321945211130101041S4(N4)20062108302097019992108302097619522108302010241946210830201030S3(N3)19832109302898119792109302898519492109302810151945210930281019S2(N2)190510443035992190310443035994189010443035100618891044303510081125112511251125b1b2c1c2Lh1h2h3h4S8(N8)6091492430048011110153582360735613587S7(N7)6146486830048011110143575361535553594S6(N6)6102490930038008110113572360835513588S5(N5)6058494830028005110073574360135543580S4(N4)6042496230018003110043578359735573576S3(N3)6030497130008001110013582359435613573S2(N2)6023497730008000110003576359135553570e1e2e3e4f1f2f3g1g2g3g4g5g6g7g8g9g10g11g12S8(N8)1231235286821803189968519877122115121517785541828574191812871880S7(N7)16416449773817801930S6(N6)19719743865017691902S5(N5)20020043058217781872S4(N4)2002004455551789185868119687002060121717725631806570187612601839S3(N3)1951954695391802184668519866972044121517775541827569186412531828S2(N2)9599592877611202183617136942031557186212361810平面建模的作用通過對(duì)鋼桁架的二維建模，我們能夠把整榀桁架的上、下弦節(jié)點(diǎn)單元圖和腹桿圖等形成完整的鋼桁架平面圖，從而使得各節(jié)點(diǎn)單元和腹桿的構(gòu)造關(guān)系一目了然。建模的過程既是對(duì)設(shè)計(jì)院通過精確數(shù)學(xué)計(jì)算得出的參數(shù)數(shù)值的校核又是一次鋼桁架虛擬的平面預(yù)拼裝的過程，為以后的鋼桁架實(shí)物建造提供可靠的數(shù)字依據(jù)。二維建模后的鋼桁架及對(duì)應(yīng)尺寸圖三維建模主橋的三維建模必須與已確定的施工工藝相結(jié)合，如主橋的安裝分段接頭的位置，主橋橋面分段與鋼桁架的接頭位置、形式等，建模的過程中須充分考慮這些工藝因素，以免以后的工作反復(fù)。三維建?？上葟闹鳂虻目v、橫骨架開始，先由基本的點(diǎn)、線建立主橋的基本框架，后依次按鋼桁架、桁架聯(lián)系構(gòu)件、下層、上層橋面直至建立完整的主橋模型。主橋框架軸線及分段位置線圖主橋標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段三維模型圖為保證主橋三維立體模型的精確，在建模時(shí)盡可能從基本數(shù)據(jù)出發(fā)，盡可能少利用設(shè)計(jì)院通過數(shù)學(xué)方法計(jì)算得出各部套施工圖中的二維數(shù)據(jù)，而是充分理解設(shè)計(jì)院藍(lán)圖中各類數(shù)據(jù)的起源，由最基本的狀態(tài)開始進(jìn)行建模，以求與施工圖互相校對(duì)。三維模型建立后我們可以很快得到主橋任何部位、任何狀態(tài)下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為獲得主橋安裝分段的立體建造、主橋的整體預(yù)拼裝所需的建造和檢測(cè)數(shù)據(jù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5.三2大三型整三體節(jié)三點(diǎn)板三式桁三架節(jié)三點(diǎn)的三制作三和主三橋焊三接變?nèi)慰厝萍既g(shù)主橋三結(jié)構(gòu)三中兩三榀縱三向的三變截三面鋼三桁架三的制三作加三工是三本工三程技三術(shù)和三質(zhì)量三上三控制三的重三點(diǎn)。三而大三型整三體節(jié)三點(diǎn)板式的桁三架節(jié)三點(diǎn)又三是鋼三桁架三制作三加工三中的三難三點(diǎn)。裝焊三完成三的典三型鋼三桁架三節(jié)點(diǎn)三圖整體三節(jié)點(diǎn)三板式三的桁三架節(jié)三點(diǎn)單三元的三制作桁架三整體三節(jié)點(diǎn)三板拼三焊鋼桁三架節(jié)三點(diǎn)單三元裝三焊流三程5.三2.三2主三橋焊三接變?nèi)慰厝萍既g(shù)鋼結(jié)三構(gòu)的三焊接三變形三是影三響鋼三結(jié)構(gòu)三建造三精度三的主三要因三素。三在借三鑒以三往多項(xiàng)重三大鋼三結(jié)構(gòu)三工程三的焊三接經(jīng)三驗(yàn)的三基礎(chǔ)上，三針對(duì)三本工三程主三橋的三首制三分段三制作進(jìn)行三焊接三工藝三研究三，同三時(shí)根三據(jù)首三制段的實(shí)三際構(gòu)三件變?nèi)蔚娜郎y(cè)量三，調(diào)三整焊三接工三藝三的各三項(xiàng)參三數(shù)形三成適三用于三本工三程主三橋焊三接施三工工三藝。焊接三變形三主要三有以三下幾三種：三縱向三收縮三和橫三向收三縮；三角變?nèi)?；三彎曲三變?nèi)?；三波浪三變形三；扭三曲變?nèi)蔚热?。影響三焊接三變形三的主三要因三素：（一三）焊三接加三熱量三的影三響三焊接三線能三量；三焊接三方法三；焊三接尺三寸和三焊接三位置三等。（二三）結(jié)三構(gòu)剛?cè)鹊娜绊懭龢?gòu)三件的三尺寸三和形三狀；三胎夾三具的三影響三和裝三配焊三接順三序。建造三中控三制焊三接變?nèi)蔚娜饕胧┤海ㄒ蝗┰牧先峡厝迫摪迦牧虾附尤牧希ǘ┰O(shè)三置合三理的三焊接三工藝三參數(shù)（三三）采三用適三當(dāng)?shù)娜に嚾椒ㄈ慈冃稳ê腿齽傂匀潭ㄈǖ娜龖?yīng)用三。（四三）采三用合三理的三裝配三和焊三接順三序（五三）其三它措三施三如對(duì)三施工三圖紙三中的三焊接三坡口三做合三理的三優(yōu)化三；在三焊接三長(zhǎng)焊三縫時(shí)三應(yīng)從三中間向兩三端施三焊并三采用三分段三退焊三法及三多人對(duì)稱三焊接三法同三時(shí)運(yùn)三用；三根據(jù)三首制三分段三的三測(cè)量三結(jié)果三在零三件切三割、三加工三時(shí)預(yù)三留焊接收三縮余三量、三采用三焊前三預(yù)熱三及焊三后保三溫三緩冷三措施。5.三3主橋三安裝三分段三的建三造和三主橋三整體三預(yù)拼三裝技三術(shù)三主橋三安裝三分段三的建三造在三外場(chǎng)三的重三型裝焊平臺(tái)三上進(jìn)三行，三平臺(tái)三上有三一臺(tái)三15三0T和1三00三T的三門座三式起三重機(jī)三配合三主橋三分段三的建三造吊三裝工三作。外場(chǎng)三主橋三分段三建造三平面三布置三和吊三車圖5.三3.三1主橋三整體三預(yù)拼三裝胎三架的三設(shè)置三主三橋的三安裝三分段三的建三造采三用正三造的三方法三，安三裝分三段的三建造三和主三橋的三整體預(yù)三拼裝三都在三整體三預(yù)拼三裝胎三架上三進(jìn)行三。預(yù)三拼裝三胎架三必須三根據(jù)三結(jié)構(gòu)三實(shí)體三情況，三進(jìn)行三坐標(biāo)三轉(zhuǎn)換三，然三后根三據(jù)轉(zhuǎn)三換的坐標(biāo)三設(shè)置三胎架三，整三體預(yù)三拼裝三胎架三搭設(shè)長(zhǎng)度三約1三65三M,三橋?qū)捜较蛉块鳂蛉撹旒芟氯覘U三底部三設(shè)置三一列三。胎三架的三高度三隨三桁架三下弦三桿的三線形三變化三，以三主橋三中墩下弦三桿最三低處三為基三準(zhǔn)點(diǎn)三作為三胎架三高度的最三低點(diǎn)三（約三14三50三mm三）。三胎架的三間距三應(yīng)對(duì)三應(yīng)下三弦桿三箱梁三內(nèi)的三橫隔三板的三間距。三胎架三主要三材料三為2三0#三槽鋼三、1三4m三m鋼板三及1三00三*1三00三*1三0角三鋼等三，胎三架間三應(yīng)連接牢三固。整體三建造三胎架三布置三圖整體三建造三胎架三實(shí)景三圖主橋三安裝三分段三的建三造和三整體三預(yù)拼三裝主橋三最終三在裝三焊平三臺(tái)上三建造三成5三個(gè)現(xiàn)三場(chǎng)安裝分段三。安三裝分三段之三間除三與中三間段三相連三的兩三個(gè)分段三單邊三留有三10三0m三m加三工余三量外三其余三分段車間內(nèi)三都不三留余三量（三整體三預(yù)拼三裝胎三架搭三設(shè)時(shí)三在此三兩接頭三處水三平拉三開3三00三mm三間距三）。三余量三待整橋建造三和預(yù)三拼裝三完畢三，檢三驗(yàn)測(cè)三量并三和現(xiàn)三場(chǎng)測(cè)三量數(shù)三據(jù)三相互三校核三后切三割多三余量三。主三橋分三段的三建造三由主橋的中三墩向三兩邊三墩依三次進(jìn)三行，三建造三的過三程其三實(shí)三也是三主橋三預(yù)拼三裝的三過程三。主三橋安裝分段三建造三的流三程示三意如三下：a.組裝三汽車三側(cè)鋼三桁架三平面三分段b.組裝三對(duì)應(yīng)三軌道三側(cè)鋼三桁架三平面三分段c.組裝三下層三橋面三分段d.組裝三上層三橋面三中間三分段e.組裝三上層三橋面三邊跨三分段5.三4主橋三安裝三分段三的吊三運(yùn)裝三船及三固定三綁扎三技術(shù)5.三4.三1吊運(yùn)三裝船三及運(yùn)三輸設(shè)三備的三選擇根據(jù)三對(duì)主三橋5三個(gè)安三裝分三段的三外形三尺寸三和重量進(jìn)三行分三析，三主橋三安裝三分段三的裝三船和三運(yùn)輸采三用一三臺(tái)1三30三0T三大型三浮吊三和3三條運(yùn)三輸甲三板駁三船來三完成三。主橋三安裝三分段三外形三尺寸三及重三量統(tǒng)三計(jì)表三：主橋三安裝三分段三參數(shù)三表分段編號(hào)長(zhǎng)（米）寬（米）高（米）分段重量（噸）北二段~25.625~9.3~465北一段~49.925~8.4~821中間段~34.025~10.6~665南二段~44.025~7.8~735南一段~30.825~9.1~534(1三)浮吊三的選三擇及三特性裝船三用的三浮吊三選用三穩(wěn)強(qiáng)三3號(hào)三（1三30三0T三），三主要三性能三參數(shù)三：船體三參數(shù)三：載重三曲線三：負(fù)荷三狀態(tài)三：船長(zhǎng)94米型寬30米型深6.5米吃水4.0米總噸位4842噸凈噸位1452噸(2三)運(yùn)輸三駁船三的型三號(hào)及三性能主橋三5個(gè)三安裝三分段三的運(yùn)三輸將三采用三以下3條三甲板三駁進(jìn)三行駁三運(yùn)，三除駁三船外三駁1三#運(yùn)輸三1個(gè)三安裝三分段三外其三余兩三條駁三船各三運(yùn)輸三兩個(gè)三分段三。駁三船的三型號(hào)三及性三能見三下表：駁船三性能三參數(shù)三表船名種類吃水

主尺度

（長(zhǎng)*寬*深）負(fù)載（噸）重任502甲板駁3.8476.2*23.16*5.0850003600DWT甲板駁2.475.6*30*4.23600外駁1#甲板駁1.575*30*2.830005.三4.三2安裝三分段三吊耳三的設(shè)三置主橋三分段三的吊三運(yùn)裝三船采三用1三30三0T三浮吊三的主三鉤（三雙鉤三）進(jìn)三行抬三吊，三每個(gè)三主橋三分段上三橋面三設(shè)置三8個(gè)三吊耳三，吊三耳位三置根三據(jù)主三橋分三段的三重心三位置三盡量三對(duì)稱三布置三，吊三耳主板（三厚度三取3三5m三m,三Q3三45三鋼材三）順三橋向三設(shè)置三對(duì)應(yīng)三主橋三鋼桁三架的三腹板三位置三，吊三耳主三板兩三端三各設(shè)三置橫三向加三勁板三一塊三（厚三度取三20三mm三,Q三34三5鋼三材）三，吊三耳主三板兩三側(cè)各三設(shè)環(huán)三形加三強(qiáng)三腹板三一塊三（厚三度取三20三mm三,Q三34三5鋼三材）三。以三分段三最重三的主三橋北三一段三為例三，吊三耳結(jié)三構(gòu)及三布三置如三下：吊耳三加工三過程三中工三藝關(guān)三鍵點(diǎn)三：（1三）吊耳三設(shè)置三位置三應(yīng)對(duì)三應(yīng)橋三面安三裝分三段的三硬檔三，如三吊耳三主板三對(duì)應(yīng)三主橋三鋼桁三架的三腹三板，三吊耳三橫向三加勁三板對(duì)三應(yīng)主三橋橋三面下三應(yīng)設(shè)三置加三勁板三確保三傳力三。（2三）吊三耳吊三環(huán)孔三原則三上應(yīng)三采用三鏜孔三，若三采用三氣割三方式三，則三孔眼三應(yīng)當(dāng)三打磨三光順三，三孔邊三應(yīng)倒三圓角三，以三免吊三裝過三程損三壞吊三裝器三具。（3三）吊三耳主三板與三主橋三的全三熔透三焊縫三焊后三應(yīng)進(jìn)三行1三00三%超三聲波三探傷三，其三余角三焊縫三應(yīng)三進(jìn)行三磁粉三探傷三抽檢三，確三保焊三縫質(zhì)三量。5.三4.三3安裝三分段三的裝三船裝船三流程5.三4.三3主橋三安裝三分段三綁扎三及固三定三安裝三分段三吊裝三前在三運(yùn)輸三駁船三上必三須設(shè)三置牢三固的三墊墩三，墊三墩的三高度三根據(jù)安三裝分三段的三下弦三線型三設(shè)定三。墊三墩設(shè)置在三甲板三駁船三上橫三艙壁三位置三，墊三墩下方需三放置三20三cm三厚鋼三板，三鋼板三四周燒焊若三干塊三七型三壓板三使得三鋼板三與甲三