港珠澳大橋主體工程橋梁工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新(全國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)交流會(huì)1021)

李國(guó)亮劉明虎2021年10月21日·珠海匯報(bào)內(nèi)容港珠澳大橋總體情況港珠澳大橋的責(zé)任和使命應(yīng)同時(shí)滿足三地標(biāo)準(zhǔn)——“就高不就低〞原那么公路等級(jí)：高速公路設(shè)計(jì)速度：100km/h行車(chē)道數(shù)：雙向六車(chē)道設(shè)計(jì)使用壽命：120年建筑限界：橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度33.1m，凈高5.1m設(shè)計(jì)汽車(chē)荷載：按汽車(chē)-Ⅰ提高25%用于設(shè)計(jì)計(jì)算。按香港?UnitedKingdomHighwaysAgency’sDepartmentalStandardBD37/01?汽車(chē)荷載進(jìn)行計(jì)算復(fù)核抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)營(yíng)階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期120年，施工期重現(xiàn)期30年地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：地震根本烈度為VII度，采用如下的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)〔重現(xiàn)期〕：工作狀態(tài)：120年極限狀態(tài)：通航孔橋1200年、非通航孔橋600年結(jié)構(gòu)完整性狀態(tài)：2400年自然建設(shè)條件特點(diǎn)和要求近海離岸跨海通道工程氣象條件惡劣，臺(tái)風(fēng)多，風(fēng)力大，高溫高濕水文條件復(fù)雜，水動(dòng)力條件差，行洪、納潮、防淤要求嚴(yán)海上航線密集，船多而雜，船行密度大；船撞作用機(jī)場(chǎng)航空限高影響環(huán)保要求高且穿越白海豚保護(hù)區(qū)地震設(shè)防水準(zhǔn)高地質(zhì)條件變化大

重要管線穿越橋區(qū)大橋設(shè)計(jì)思想和理念是依據(jù)大橋建設(shè)條件和大橋建設(shè)目標(biāo)和需求提出來(lái)的，也效勞于大橋建設(shè)條件和建設(shè)需求。提出了設(shè)計(jì)思想，也是大橋的建設(shè)理念，即“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化〞。全面踐行全壽命設(shè)計(jì)理念。建設(shè)理念和總體方針海中橋梁勘察設(shè)計(jì)標(biāo)段劃分情況江海直達(dá)船航道橋青州航道橋深水區(qū)非通航孔橋主體工程——橋梁工程九洲航道橋淺水區(qū)非通航孔橋港珠澳大橋主體工程橋梁工程港珠澳大橋工程特點(diǎn)二、青州航道橋青州航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置橋跨布置：110+236+458+236+110=1150m主梁采用扁平流線形的整體式正交異性橋面板鋼箱梁索塔采用橫向H形框架，索塔高度與主跨之比=0.246標(biāo)準(zhǔn)索距15m；斜拉索采用扇形式布置，空間雙索面，在兩側(cè)錨固青州航道橋設(shè)計(jì)鋼箱梁橫斷面及構(gòu)造鋼箱梁為扁平流線形整體單箱三室箱室斷面；梁高4.5m，不計(jì)檢修道風(fēng)嘴頂面33.8m，全寬41.8m除邊跨跨中70m范圍內(nèi)頂板、底板、斜底板及其加勁采用Q420qD材質(zhì)外，其余均為Q345qD青州航道橋設(shè)計(jì)鋼箱梁橫斷面及構(gòu)造橫隔板間距7.5m，中間包含2道橫肋板，橫肋板間距2.5m斜拉索錨固采用鋼錨箱結(jié)構(gòu)箱外設(shè)置檢查車(chē)，箱內(nèi)設(shè)置2臺(tái)順橋向全自動(dòng)小車(chē)，各部設(shè)置有人孔通道，能實(shí)現(xiàn)鋼箱梁所有部位的“可達(dá)、可檢、可維修〞青州航道橋設(shè)計(jì)橫隔板橫肋板斜拉索布置及構(gòu)造全橋共112根斜拉索7種型號(hào)，PES7-121～PES7-475抗拉強(qiáng)度1860MPa，疲勞應(yīng)力幅為200MPa、250MPa單根最長(zhǎng)約249米，單根最大重量約約為37.5噸青州航道橋設(shè)計(jì)青州航道橋設(shè)計(jì)索塔采用H橋塔，塔身高163m；其中上塔柱高56.35m，中塔柱高66.65m，下塔柱高40m塔柱為鋼筋混凝土構(gòu)件，下橫梁為全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，上橫梁采用鋼結(jié)構(gòu)“中國(guó)結(jié)〞造型塔上錨固為鋼錨箱方案，采用耐候鋼塔柱及下橫梁采用現(xiàn)澆施工結(jié)形撐采用中國(guó)結(jié)造型,高50.15m。由上至下分為T(mén)1、J1、J2、J3、T2五種節(jié)段。其中，T1、T2分別為塔柱與結(jié)形撐之間的上、下連接段。采用鋼結(jié)構(gòu)箱型橫斷面，寬度〔順〕為4m，高度漸變?yōu)?.60m～4.20m。橫斷面帶有矩形內(nèi)凹倒角，尺寸為0.5m×0.5m。結(jié)形撐采用帶切角的矩形斷面，鋼結(jié)構(gòu)，采用Q345qD。分節(jié)段制造安裝，節(jié)段間栓接、焊接組合形式。最大吊重約249t。總用鋼量約1570t青州航道橋設(shè)計(jì)結(jié)形撐索塔承臺(tái)及根底索塔承臺(tái)平面呈啞鈴形，由2個(gè)別離的D36.5m的圓形承臺(tái)通過(guò)系梁連接而成。整個(gè)承臺(tái)平面輪廓尺寸橫橋向?yàn)?3.75m、縱橋向?yàn)?6.5m，系梁寬15m。承臺(tái)厚度方向可分為兩級(jí)，一級(jí)承臺(tái)厚度為5m，二級(jí)承臺(tái)厚度為4m。承臺(tái)采用有底鋼套箱施工，封底混凝土厚度為2m。青州航道橋設(shè)計(jì)鋼管復(fù)合樁根底每個(gè)承臺(tái)下采用38根D2.5m/D2.15m鋼管復(fù)合樁，梅花形布置，按支承樁設(shè)計(jì)左、右承臺(tái)設(shè)計(jì)成不等樁長(zhǎng)，樁底嵌入中風(fēng)化巖深度不小于1.5D；樁長(zhǎng)約為103～137m鋼管內(nèi)徑2450mm，鋼管壁厚分2類(lèi)：上部壁厚25mm，下部約2m范圍壁厚36mm樁身配置普通鋼筋青州航道橋設(shè)計(jì)輔助墩、過(guò)渡墩墩身及根底墩身采用預(yù)制節(jié)段拼裝矩形空心墩身，與非通航孔橋墩形一致輔助墩、過(guò)渡墩墩身高度分別為37.6m、35.4m，其中0.5m伸入承臺(tái)墩身截面外側(cè)尺寸為15m〔橫〕×5.5m〔順墩身單節(jié)最大吊重約2533t承臺(tái)平面呈八邊形，橫橋向?yàn)?9.5m、縱橋向?yàn)?7.4m；厚度方向分為兩級(jí)，一級(jí)厚度為3.5m，二級(jí)厚度為2.m樁基采用20根2.5～2.15m變截面鋼管復(fù)合樁青州航道橋設(shè)計(jì)斜拉索兩端錨固青州航道橋設(shè)計(jì)索塔鋼錨箱最大吊重12.4t索塔施工流程塔柱采用爬模節(jié)段現(xiàn)澆施工，下橫梁采用搭設(shè)支架現(xiàn)澆施工。塔柱間設(shè)置臨時(shí)支撐；鋼結(jié)形撐采用分節(jié)段工廠制造、現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工。青州航道橋設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)施工流程無(wú)索區(qū)邊跨采用大節(jié)段整體吊裝，其余局部采用小節(jié)段橋面吊機(jī)懸臂拼裝法施工。類(lèi)似規(guī)模及結(jié)構(gòu)的橋梁施工在國(guó)內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)，施工方法均為成熟工藝。本橋取消塔旁支架和施工期間的臨時(shí)墩，代之以臨時(shí)抗風(fēng)索。最大雙懸臂長(zhǎng)度195m最大單懸臂長(zhǎng)度225.2m青州航道橋設(shè)計(jì)江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)①橋型：三塔斜拉橋——中央單索面、鋼箱梁、鋼塔②橋跨布置：六跨——110+129+258+258+129+110=994m

索塔江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)①索塔造型：海豚、風(fēng)帆形；②塔身形式：全鋼結(jié)構(gòu)-Q345qD；高約109m，塔底尺寸9m×9m

江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)主塔柱副塔柱聯(lián)系桿江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)主塔柱斷面副塔柱斷面聯(lián)系桿斷面三角撐斷面熱軋H型鋼各部件斷面

江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)塔底錨固構(gòu)造74根Φ130mm螺桿/每個(gè)塔螺桿九洲航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置為：〔85+127.5+268+127.5+85)m=693m通航凈空：210m×40m九洲航道橋總體布置圖85127.5127.585268693通航凈空210×40m九洲航道橋設(shè)計(jì)主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面隔板斷面主梁采用雙開(kāi)口鋼箱結(jié)合混凝土橋面板的整幅斷面形式，兩片主梁間通過(guò)箱形斷面的大橫梁連接。鋼箱梁：頂寬12.80m

底寬11.52m

梁高4.485m

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)12.5m

材質(zhì)Q345qD橫隔系統(tǒng)：箱型橫梁間距12.5m橫隔板間距4.25m

框架式橫肋板4.25m加勁肋：板式加勁肋剪力釘：圓頭焊釘，集束式布置橋面板：厚0.26m，支點(diǎn)處0.5m

懸臂長(zhǎng)度3.50m箱形橫梁：高3.94~3.96m

寬4.0m九洲航道橋設(shè)計(jì)主塔鋼塔柱混凝土塔柱為防止浪濺區(qū)水位變動(dòng)對(duì)鋼塔柱的腐蝕，底節(jié)采用混凝土結(jié)構(gòu)。九洲航道橋設(shè)計(jì)九洲航道橋設(shè)計(jì)塔梁固結(jié)區(qū)，主塔順橋向壁板同時(shí)作為主梁腹板，與兩側(cè)腹板對(duì)齊。主塔橫橋向壁板同時(shí)作為主梁隔板，與主梁箱內(nèi)隔板對(duì)齊。塔梁固結(jié)構(gòu)造示意主塔施工時(shí)，主梁0#段和固結(jié)區(qū)塔柱作為一個(gè)吊裝節(jié)段，先行安裝。待主塔施工完成后，再在0#段主梁兩端拼裝其余主梁節(jié)段。塔梁固結(jié)區(qū)九洲航道橋設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋(1)橋跨布置接島橋結(jié)合部非通航孔橋采用5×110m=660m五跨連續(xù)梁橋。接江海直達(dá)船航道橋采用5×110m＝550m五跨變寬連續(xù)梁橋。接淺水區(qū)非通航孔橋采用4×110m四跨連續(xù)梁橋。其余采用6×110m＝660m六跨連續(xù)梁橋。(2)結(jié)構(gòu)體系采用減隔震支座作為約束體系的鋼箱連續(xù)梁橋。深水區(qū)非通航孔橋等寬段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面等寬段鋼箱梁梁寬33.1m，底板寬15m。鋼箱梁梁高4.5m，梁高與跨徑比值為1/24.4。采用大懸臂單箱雙室結(jié)構(gòu)，懸臂長(zhǎng)度5.675m，根部高度1.45m，端部高度0.5m。鋼箱梁內(nèi)部橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距10m，橫隔板之間設(shè)三道橫肋，橫肋間距2.5m。(3)上部結(jié)構(gòu)——構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋變寬段整箱變寬橫斷面變寬段別離箱變寬橫斷面變寬段鋼箱梁通過(guò)四跨〔440m〕梁寬由33.1m變化為38.8m〔三次拋物線〕，采用整箱變寬+別離線變寬的結(jié)構(gòu)形式。鋼箱梁梁高4.5m，梁高與跨徑比值為1/24.4。(3)上部結(jié)構(gòu)——構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋?yàn)闇p少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，加快施工進(jìn)度，主梁架設(shè)采用大節(jié)段整孔逐跨吊裝方案。最大控制吊裝重量為：2750噸。(3)上部結(jié)構(gòu)——施工方案深水區(qū)非通航孔橋立面平面低墩區(qū)根底每個(gè)承臺(tái)設(shè)6根鋼管復(fù)合樁，橫向三排，樁徑2m。承臺(tái)為六邊形，邊緣順橋向?qū)挒?0.3m，中心順橋向?qū)?1.1m，橫橋向長(zhǎng)14.8m，高4.5m。高墩區(qū)及變寬段根底設(shè)6根鋼管復(fù)合樁，橫向三排，樁徑2.2m。承臺(tái)為六邊形，邊緣順橋向?qū)挒?1.2m，中心順橋向?qū)?2m，橫橋向長(zhǎng)16m，高5m。下節(jié)段墩身及承臺(tái)整體最大吊裝重量2850噸。承臺(tái)復(fù)合樁連接件(4)下部結(jié)構(gòu)——構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋支座支座具有常規(guī)使用和減隔震功能，同時(shí)還具備在罕遇地震作用下防落梁功能；支座設(shè)計(jì)壽命為60年。等寬段高墩區(qū)采用高阻尼支座，等寬低墩區(qū)采用鉛芯橡膠支座及雙曲面球型減隔震支座，變寬段采用雙曲面球形減隔震支座。進(jìn)行分區(qū)段設(shè)計(jì)。調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)為了抑制鋼箱梁渦激共振，在每聯(lián)的次邊跨跨中均布置4個(gè)TMD，每聯(lián)共8個(gè)。TMD的阻尼比在為10%左右，安裝TMD后，主梁結(jié)構(gòu)的等效阻尼比大于1.0%。伸縮縫采用多向變位梳形板橋梁伸縮裝置，分為480型、560型、720型三種型號(hào)。(5)附屬結(jié)構(gòu)深水區(qū)非通航孔橋淺水區(qū)非通航孔橋總體布置

85m連續(xù)組合梁分幅方案，5～6孔一聯(lián)，全長(zhǎng)5.44km。橋面總寬33.1m，兩幅主梁中心距16.8m，橋梁中心線處梁縫寬0.5m，單幅橋面寬16.30m，橋面橫坡2.5％。淺水區(qū)非通航孔橋橫斷面布置淺水區(qū)非通航孔橋梁高：4.3m梁寬：16.30m懸臂：3.50m鋼主梁：頂寬9.30m

底寬6.70m

設(shè)一道縱梁橫隔系統(tǒng)：桁架式橫隔板和框架式橫肋板交替布置，間距2.0m淺水區(qū)非通航孔橋混凝土橋面板采用C60高性能混凝土，寬16.3m，橫橋向跨中局部厚26cm，鋼梁腹板頂處厚50cm，懸臂板端部厚22cm，其間均以梗脅過(guò)渡。橋面板橫橋向整體化、縱橋向分塊預(yù)制，在鋼梁腹板頂間斷開(kāi)孔。橋面板分塊示意圖淺水區(qū)非通航孔橋橋面板—橫向采用局部預(yù)應(yīng)力體系，5-Φs15.2，間距50cm。墩頂負(fù)彎矩區(qū)適當(dāng)布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，7-Φs15.2?！亓言O(shè)計(jì)a)均布式b〕集束式剪力釘：集束式釘群布置直徑22mm

高250mm

縱向間距126mm

橫向間距125mm

釘群間距1000mm鋼筋混凝土構(gòu)件，局部采用高配筋率防腐蝕鋼筋施加適量預(yù)應(yīng)力，改善受力性能，提高平安儲(chǔ)藏混凝土外摻劑淺水區(qū)非通航孔橋工程建設(shè)目標(biāo)的需要社會(huì)開(kāi)展的需要行業(yè)開(kāi)展的需要地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)工程總體景觀設(shè)計(jì)理念地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)景觀文化內(nèi)涵橋梁元素特征視點(diǎn)分析〔1〕中西合璧的地域文化〔2〕粵港文化融合〔3〕古今文化交融地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì)地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì)地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)為將阻水比控制在10%以內(nèi)，根底需埋置在海床以下。由于全線地質(zhì)條件復(fù)雜，大局部區(qū)域覆蓋層較厚，預(yù)制沉箱或沉井方案對(duì)不同地質(zhì)的適應(yīng)性差，而且下沉較深、規(guī)模大、造價(jià)高，因此橋梁工程根底采用樁根底方案。在廣泛吸收國(guó)內(nèi)外跨海橋梁根底建設(shè)的有益經(jīng)驗(yàn)的根底上，通過(guò)對(duì)打入樁、鉆孔灌注樁和鋼管復(fù)合樁綜合比選，最終確定采用鋼管復(fù)合樁。鋼管與鋼筋混凝土共同組成樁根底結(jié)構(gòu)主體。整個(gè)樁身由兩局部組成：有鋼管段、無(wú)鋼管段。有鋼管段的長(zhǎng)度根據(jù)地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力和剛度、沉樁能力、施工期承載等綜合確定。復(fù)合樁鋼管內(nèi)徑2450/2150/1950mm，樁尖約2m范圍壁厚為36mm，其余壁厚為25mm。在頂部一定區(qū)段鋼管內(nèi)壁設(shè)置多道剪力環(huán)。復(fù)合樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用水下C35，樁身根據(jù)受力配置鋼筋。全橋約1500根樁方案的選擇

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用鋼管制造

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用鋼管制造鋼管制造

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用根底施工

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用大直徑鋼管復(fù)合樁優(yōu)點(diǎn)承載力高延性好可靠性好便于施工風(fēng)險(xiǎn)可控費(fèi)用相對(duì)經(jīng)濟(jì)“鋼管+核心混凝土〞樁以復(fù)合體形式表現(xiàn)出良好的共同工作性能，使得在深海樁基工程中具有極大的開(kāi)展前景

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于鋼管復(fù)合樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理、協(xié)同工作性能以及設(shè)計(jì)計(jì)算理論還不完善，缺乏系統(tǒng)理論研究。工程上常常只是把鋼管作為鉆孔樁的臨時(shí)護(hù)筒，設(shè)計(jì)時(shí)未將鋼管與核心混凝土作為復(fù)合體加以共同考慮。計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的研究大大落后于工程應(yīng)用。一方面，實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)因樁基沉降過(guò)大等引起的工程事故，另一方面也暴露出樁基設(shè)計(jì)中存在著保守的趨勢(shì)和現(xiàn)象。鑒于此，對(duì)鋼管復(fù)合樁的變形分析、承載力計(jì)算理論以及樁的合理構(gòu)造形式等方面開(kāi)展了系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究，在充分了解其承載特性和受力機(jī)理的根底上，獲取了大直徑鋼管復(fù)合樁的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，提出了鋼管復(fù)合樁豎向和水平承載能力計(jì)算方法，并將研究成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)。研究背景

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和測(cè)試試驗(yàn)根底上，針對(duì)鋼管復(fù)合樁的管內(nèi)剪力環(huán)加固，泥皮、防腐層削弱等效應(yīng)，通過(guò)鋼管復(fù)合樁壓剪彎和推出試驗(yàn)，首次開(kāi)展了在壓-彎-剪復(fù)雜荷載作用下14根、16次的有/無(wú)鋼管、有/無(wú)剪力環(huán)、有/無(wú)泥皮、有/無(wú)防腐涂層不同組合的鋼管復(fù)合樁承載能力和變形特性的系統(tǒng)試驗(yàn)。在此根底上，采用極限平衡理論和全過(guò)程分析法，研究了有/無(wú)鋼管、有/無(wú)剪力環(huán)、有/無(wú)泥皮、有/無(wú)防腐涂層的鋼管復(fù)合樁在彈性狀態(tài)、彈塑性階段、極限狀態(tài)下的組合強(qiáng)度、換算剛度、聯(lián)結(jié)性能等重要指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，揭示在多工況下鋼管復(fù)合樁的承載能力和變形特征的開(kāi)展變化規(guī)律。研究?jī)?nèi)容

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用研究意義

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用近年來(lái)美國(guó)、日本、新西蘭和加拿大等國(guó)家對(duì)采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)制作樁基進(jìn)行了大量的研究。日本已采用離心法工藝生產(chǎn)空心鋼管復(fù)合樁加拿大學(xué)者對(duì)鋼管復(fù)合樁在海洋環(huán)境中的防腐蝕性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。認(rèn)為在鋼管中灌注聚合物混凝土具有可靠的應(yīng)用價(jià)值，研究結(jié)果說(shuō)明，鋼管復(fù)合樁中鋼管的銹蝕程度以及可見(jiàn)缺陷，均處于容許限度之內(nèi)。鋼管復(fù)合樁在國(guó)外已成功應(yīng)用在一些重要工程中：舊金山第二Benicia-Martinez大橋、孟加拉國(guó)Jamuna河大橋、日本喜入油田終端海港、Kosan大橋、多多羅大橋、本四3線生口橋、東神戶大橋、韓國(guó)西海大橋。國(guó)外研究現(xiàn)狀

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用近些年來(lái)，隨著水下高性能混凝土配方與工藝的開(kāi)發(fā)和工程機(jī)械的開(kāi)展，大大地促進(jìn)了鋼管復(fù)合樁在深水工程中的推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用缺乏與建議未形成樁基作為鋼管混凝土構(gòu)件的承載能力計(jì)算的直接計(jì)算公式關(guān)于尺度對(duì)復(fù)合構(gòu)件的套箍效應(yīng)的影響尚缺乏系統(tǒng)研究成果應(yīng)用尚需工程長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)實(shí)踐檢驗(yàn)

大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用預(yù)制承臺(tái)及首節(jié)墩身的構(gòu)造設(shè)計(jì)非通航孔橋鋼管底沒(méi)有進(jìn)入全風(fēng)化層時(shí)，鋼管復(fù)合樁豎向傾斜不大于1/400；假設(shè)鋼管底進(jìn)入全風(fēng)化時(shí)，鋼管復(fù)合樁豎向傾斜不大于1/320；鋼管復(fù)合樁中心平面位置允許絕對(duì)誤差小于150mm，各樁之間允許相對(duì)誤差小于50mm。采用整體式導(dǎo)向架、液壓振動(dòng)錘同時(shí)振沉，確保其精度。根據(jù)埋置式預(yù)制承臺(tái)的模型試驗(yàn)成果，可以到達(dá)以上精度的要求。鋼管復(fù)合樁精度控制預(yù)制承臺(tái)與鋼管復(fù)合樁連接施工流程〔一〕步驟一：鋼管插打完畢后采用三維激光掃描系統(tǒng)測(cè)量樁頂平面坐標(biāo)和傾斜度參數(shù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整承臺(tái)中心與墩身中心及傾斜度等幾何關(guān)系，采用調(diào)整后的幾何參數(shù)在復(fù)合樁施工期間進(jìn)行承臺(tái)墩身預(yù)制，同時(shí)制作鋼套箱、懸掛系統(tǒng)及吊具等；步驟二~四：承臺(tái)及墩身預(yù)制完畢后，分塊安裝鋼套箱、支撐系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)及吊具。施工方案及工藝設(shè)計(jì)預(yù)制承臺(tái)與鋼管復(fù)合樁連接施工流程〔二〕步驟五~六：吊裝預(yù)制承臺(tái)，將懸掛系統(tǒng)擱置在4根鋼管復(fù)合樁樁帽上；利用樁帽頂部調(diào)位裝置調(diào)整承臺(tái)及墩身的平面位置及垂直度；步驟八：利用膠囊止水〔膠囊的止水能力應(yīng)不小于16m水深〕，抽水后灌注速凝砂漿，焊接承臺(tái)與鋼管復(fù)合樁連接件；步驟九~十：澆注軸線處兩個(gè)預(yù)留孔混凝土；撤除懸掛系統(tǒng)完成體系轉(zhuǎn)換，澆注其余四個(gè)預(yù)留孔混凝土；步驟十一：鋼套箱內(nèi)部充水，撤除鋼套箱，完成預(yù)制承臺(tái)與鋼管復(fù)合樁的連接。施工方案及工藝設(shè)計(jì)首節(jié)墩臺(tái)吊具總體結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)步驟一：下節(jié)段墩身承臺(tái)與鋼管復(fù)合樁連接施工；步驟二：浮吊起吊中節(jié)段墩身，擱置于臨時(shí)墊塊上，連接預(yù)應(yīng)力粗鋼筋和塑鋼復(fù)合波紋管，接縫面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂，取走墊塊下落墩身，張拉連接預(yù)應(yīng)力粗鋼筋；步驟三：安裝上節(jié)段墩身；步驟四：28天后，補(bǔ)張預(yù)應(yīng)力粗鋼筋至設(shè)計(jì)值；步驟五：實(shí)施真空輔助壓漿，澆注封錨混凝土。大直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋性能及研發(fā)高強(qiáng)螺紋鋼筋的兩種型式：精軋、滾壓型式1、精軋螺紋鋼筋大直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋性能及研發(fā)

目前國(guó)內(nèi)精軋螺紋鋼筋最大直徑為

50，國(guó)外DSI精軋螺紋鋼筋最大直徑為

75。

鋼筋外形為熱軋無(wú)縱肋不連續(xù)螺紋

2、滾壓螺紋鋼筋

目前國(guó)外freyssinet采用滾壓螺紋鋼筋，直徑系列較多，可按工程需要選用。

鋼筋外形為滾壓連續(xù)全螺紋國(guó)內(nèi)成功開(kāi)發(fā)了屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上級(jí)別的Φ７５直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固體系，其主要性能指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品，到達(dá)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品要求。高強(qiáng)螺紋鋼筋采取滾壓方式高強(qiáng)螺紋鋼筋生產(chǎn)工藝過(guò)程：校直圓整表面滾壓調(diào)質(zhì)校直表面防腐檢驗(yàn)抽樣超張拉主要力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度≥835MPa，抗拉強(qiáng)度≥1035MPa公稱截面積：4418mm2抗拉強(qiáng)度（MPa）屈服強(qiáng)度（MPa）伸長(zhǎng)率（%）備注１０３５８８０≥4／7Φ65

(A722/A722M-07預(yù)應(yīng)力用高強(qiáng)鋼筋）１０８０９３０≥５Φ４０(ＪＩＳＧ３１０９－２００８ＰＣ鋼棒)１０３５８３５／８５５Φ７５（ＤＩＳ）1030830≥6Φ5０（GB/T20065-2006預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋）國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力用高強(qiáng)螺紋鋼筋性能比照表高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固及連接設(shè)計(jì)永久防護(hù)－－電隔離防護(hù)＋真空灌漿電隔離防護(hù)體系：

通過(guò)保持高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固體系與墩身的絕緣防護(hù)電阻，可以滿足錨固體系的高壽命要求。根據(jù)?BSEN1537：2000?要求，永久防護(hù)的絕緣電阻值為：R≥0.1MΩ正交異形板：橋面板+縱肋+橫肋疲勞破壞：在遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限的交變應(yīng)力作用下，材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象世界范圍內(nèi)多發(fā)在細(xì)節(jié)研究及疲勞驗(yàn)算的根底上，確定了鋼橋面板的細(xì)部構(gòu)造：小試件疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證四個(gè)疲勞細(xì)節(jié)橫隔板上在U肋附近開(kāi)槽處U肋對(duì)接〔焊接與栓接〕頂板與U肋焊縫橫隔板與U肋焊縫橫隔板上在U肋附近開(kāi)槽試件，U肋對(duì)接〔焊接與栓接〕試件，頂板與U肋焊縫試件的疲勞加載試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，這些試件沒(méi)有發(fā)生疲勞破壞。據(jù)此可以判定，在正常的交通荷載作用下并確保合理養(yǎng)護(hù)時(shí)，港珠澳大橋以上試件對(duì)應(yīng)疲勞細(xì)節(jié)能滿足抗疲勞性能要求，即在當(dāng)前預(yù)計(jì)的交通流量條件下在設(shè)計(jì)壽命120年內(nèi)不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。橫隔板開(kāi)槽U肋對(duì)接〔焊接與栓接〕頂板與U肋焊縫開(kāi)展大試件疲勞試驗(yàn)，進(jìn)一步直接驗(yàn)證疲勞性能吊重約3000t吊高約90m1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用國(guó)內(nèi)已研發(fā)成功1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用盤(pán)條：寶鋼B90SiQL鋼絲制作鋅-鋁鍍層生產(chǎn)線長(zhǎng)壽命改進(jìn)：PE、錨具滲鋅防腐、錨口彎曲限值裝置、防水措施…7－511已完成試生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)最大規(guī)格已達(dá)7－649靜、動(dòng)載試驗(yàn)，水密性試驗(yàn)等重建輕養(yǎng)→建養(yǎng)并重；港珠澳大橋的維養(yǎng)尤為重要；從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始就應(yīng)為維養(yǎng)創(chuàng)造良好條件?！耙匀藶楸鲸暤脑O(shè)計(jì)理念鋼箱梁索塔索塔青州航道橋江海直達(dá)船航道橋斜拉索斜拉索爬索機(jī)器人斜拉索檢修爬車(chē)橋墩斜拉索爬索機(jī)器人斜拉索檢修爬車(chē)總體保證策略設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，受力不合理的結(jié)構(gòu)必然不耐久采用有利于壽命的高性能材料選擇先進(jìn)、能確保工程質(zhì)量、提升工程品質(zhì)的施工方法，具體而言就是“四化〞。采用“四化〞施工方法對(duì)工程品質(zhì)而言是一個(gè)重大的保證。工程品質(zhì)、工程質(zhì)量都好必然會(huì)有很好的耐久性。采用提升或者保障耐久性的防護(hù)措施注重并改善利于耐久性的細(xì)節(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)期管養(yǎng)、維護(hù)維修、更換等的考慮并制定有效措施構(gòu)件類(lèi)別及壽命保障策略①在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不可更換，也不能進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修，需采取措施保證120年設(shè)計(jì)壽命，如鋼管復(fù)合樁等；②在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不可更換，可通過(guò)檢修、養(yǎng)護(hù)提高其壽命，如墩、梁、塔等；③在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)可更換，如斜拉索、支座、伸縮裝置等，設(shè)計(jì)中考慮構(gòu)件壽命，在120年內(nèi)進(jìn)行更換，并預(yù)留更換工作條件。針對(duì)不同構(gòu)件，需分別考慮耐久性措施和運(yùn)營(yíng)期維護(hù)措施等保證120年設(shè)計(jì)壽命?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)明確構(gòu)件設(shè)計(jì)使用壽命根本措施：橋梁上、下部結(jié)構(gòu)采用“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化〞原那么指導(dǎo)下的全預(yù)制裝配方案，把“建造〞變?yōu)椤爸圃歙?，以確保施工質(zhì)量、精度及耐久性海工高性能混凝土原材料要求。以提高混凝土本身品質(zhì)為根本出發(fā)點(diǎn)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性要求?；炷磷畲笏z比及膠凝材料用量最低強(qiáng)度等級(jí)氯離子擴(kuò)散系數(shù)鋼筋保護(hù)層厚度裂縫寬度限制混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)①設(shè)置全自動(dòng)、人性化的可達(dá)、可檢、可修、可強(qiáng)設(shè)施對(duì)可檢性、可修性、可換性、可控性、可持續(xù)性的考慮②可更換性設(shè)計(jì)考慮：如采用易于更換的斜拉索錨固方案，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)期拉索的更換施工；考慮支座更換的空間及作業(yè)構(gòu)造；采用便于養(yǎng)護(hù)維修的性能優(yōu)良且在不中斷交通下可更換的伸縮縫。③可控性設(shè)計(jì)考慮：承臺(tái)防撞鋼套箱；阻尼器和氣動(dòng)措施的拉索綜合減振措施；近塔區(qū)橋面風(fēng)障；抗震阻尼器和減隔振支座等控制措施。④可持續(xù)性設(shè)計(jì)考慮：采用長(zhǎng)壽命的索塔、鋼箱梁、拉索、鋼管復(fù)合樁、鋼支座等構(gòu)件和防護(hù)涂層，大大減少了運(yùn)營(yíng)期維修和更換的