大跨度公铁两用钢桁梁柔性拱桥钢桁梁施工工法.docx

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1、大跨度公铁两用钢桁梁柔性拱桥钢桁梁施工工法1、u12、工法特点13、适用范围14、工艺原理15、施工工艺温呈颇作要点15.1 施工工艺葡呈15.2 操作要点26、材*4设备106.1 主要材料106.2 主要设备107、质ffi制107.1 工会量控制标准107.2 质量保证措施107.3 质量验收标准128、日措施129、环保节育翳施139.1 环彳勒昔施139.2 节能措施1310、超分析1310.1 经济效益1310.2 社会效益14Ik工程实例14大跨度公铁两用钢桁梁柔性拱桥钢桁梁施工工法1、H11W为保证沪通长江大桥施工作业安全、顺的进行，中交第二航务工程局第四工程有限公司在常规钢桁

2、梁架设作业基础上对施工方案和工艺进行优化,并在天生港专用航道桥施工中不断研究、论证，最后采用了大跨度公铁两用钢桁梁柔性蜥亍梁施工工法，这是对三主桁钢桁糠设作业的全新探索与实践，在国内外均处于领先水平，同时减少了施工成本，具有显著的社会经济效益，现将这项技术进一螭完善形成本工法。2、：E去特点(1)本工法创新提出了大跨度三主桁钢桁梁分步合龙技术，将三主桁合龙简化为两主桁合龙，解决了大刚度双层板桁结构多点合龙调位难的难题，缩短了合龙周期，降低了大悬臂施工风险。(2)本工法通过施工过程控制，制定合理的钢梁架设方案，成功的解决了双悬臂架设稳定性控制及三主桁相对高差控制等难度较大的问题。(3)利用BIM

3、技术，对钢棘设全过程施工螃术支持。主要包括安装顺序柳以、可视化技术交底、作业指导书编制及施工过程降等。(4)钢桁梁杆件接头处拼接板采用钢梁厂内预拼装，减少施工现场小型构件的吊装次数，大大提高安装施工效率，同时减少现场钢梁砌场地建设，起重运输设备的投入。3、iSff11本工法适用大跨度公铁两用三主桁钢桁梁的架设施工，同时对于钢梁双悬臂对称架设具有借鉴作用。4.工天生港专用航道桥梁上部结构形式为刚性梁柔性拱，整桥采用“先梁后拱”施工方案，其中钢桁梁采用对称双悬臂架设工艺，为缓解悬臂状态下墩顶处钢梁负弯矩，钢梁架设采用斜拉扣塔法施工。钢梁合龙采用先合龙边桁，后合龙中桁，同时保持钢梁合龙前、后的受力状

4、况基本T,实现无应力状态合龙。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺艇本工法总体上采用先托架拼装墩顶节间后悬臂拼装的方法，主桁杆件对称悬拼。在主墩墩旁设置格构式托架,以满足墩顶四节间安装以及钢梁悬拼阶段桥蟀构受力及稳定的需要。扣挂系统是钢桁梁悬臂安装重要的临时结构。墩顶四个节间钢梁采用浮吊和塔吊逐件吊装。墩顶四节间安装完后，利用塔吊在其上拼装桥面吊机。其后,四台桥面吊机分别自主墩往两端对称悬臂拼装钢桁梁。期间，设置临时扣塔和拉索减小墩顶负弯电先边跨上边墩，边跨安装约4000t配重后继续架设中跨剩余钢梁直至中跨合龙,完成钢梁架设，形成三跨造卖梁结构体系。施工准备ii墩旁塔吊安装墩旁托架安装墩

5、顶布置瞰顶四面司安装一桥面吊机安装Ii双悬臂对称拼装扣塔安装及张拉扣索I边跨上城I边跨水袋压重一I:跨中悬臂拼装剩余节间I跨中合龙图5.1-1主要施工工艺流程52W点521大临设版设备1、桥面吊机桥面吊机采用75t30m全回转桥面吊机。额定起重量75(,回转半径30m,起升高度H5m0桥面吊机为单臂架全回转式起重机，起重机转台以上传动方式为电-机传动，转台以下传动方式为电-液传动，可实现75t30m的最大弯矩提升,起重机自身具备起升、变幅、全回转、整机前移及锚固的功能，同时研发了钢桁梁桥面吊机安全触系统，实现动醴制、即时报警、远程管理等功能。图5.2.1-I桥面吊机实物及参数2、主场托架主墩托

6、架受施工现场起吊能力限制，采用分节段制作，现场拼装成整体的工艺，节段之间通过高强螺栓连接固定。主墩托架由3H整构柱式钢立柱、柱脚及埋件结构、桩顶iS架、柱间连接系、附墙结构及桩顶对拉结构组成支撑体系。格构柱式钢立柱由4根01000x16钢管及平联、斜撑焊接而成；柱脚采用埋件与承台锚固，柱顶桩帽与连接架焊接用来越横梁安装载荷及调位装置。主墩托架与墩身间设置多层附墙，附墙与墩身锚固、与托架焊接。为增加结构稳定，横图5.2.1-2主塌托架3、扣挂系统专用航道桥上音降构总体采用“先梁后拱，主梁悬拼、拱肋转体的施工方案。钢桁梁采用架梁吊机悬臂拼装，施工时需在主桁上弦设置扣!拉ff1挂系统，以砌注梁悬臂弯

7、矩并调整主梁线形。后续拱肋转体工序亦需要通过扣挂系统进行实施。笫二层扣案第一层风缆第三层风统图521-3扣挂系统总体布置图全桥共两套扣挂系统，分别位于两处主墩钢梁上，由塔架架体、塔架顶底分配梁、拉索上端锚固梁、拉索锚箱、校轴、拉索、风缆系统等结构组成。5.2.21、安装顺序专用航道桥墩顶节间用牛种类繁多，结构复杂，单个节点最多与17根用牛相连接。需要借助BIM系统模型，对墩顶节间钢梁安装顺序进行了可视化模拟,部分用牛安装I1页序如下图示。墩顶钢梁安装实践表明，预设杆件安装JII页序正确，基本未作调整。图5.2.2-1专用航道桥墩顶部分用牛安装I1页序模拟2、支座安装墩顶节间钢梁架设过程中，3#

8、、4#主墩均安装正式支座。钢梁大节点与支座在钢梁厂内匹配加工，确保接触面密贴。受浮吊吊装性能影响，边支座同SS1o大节点预拼装检验合格后，运输至现场，通过浮吊整体吊装；中支座与MSIo大节点预拼装检验合格后，需要拆分运输至现场，分两次起吊处。图5.222支座安装根据钢梁架设监控指令，在支座定位后，需要对纵向滑动支座进行纵向预偏，同时支座顶面纵坡需要根据设计图纸进行斜面预偏调整。预偏完成后对支座上下盖板进行临时固定。支座预偏施工过程需注意整个操作过程需在支座负重的情况下进行，即不可在吊装或是起顶上盖板的情况下进行。3、墩顶四节间架设工艺要点用航道桥墩顶区域钢梁结构异常复杂，考虑到墩顶大三角”须在

9、带应力作用下安装，总体上采用的是先拼装钢桁梁形成三脚架，拼装时安装50%冲钉和20%普通螺栓，待三脚架拼装完成后再施拧高栓”的安装方法。523钢81、钢梁架设顺序专用航道桥标准节间架设序为下弦、斜杆、竖杆、上弦杆、铁路桥面板、横联、最后安装公路桥面板。2、钢梁架设施工要点()钢梁枳镑侬采用高倒雕黝麒妨式连接，杆件出厂前，所有拼接板已按要求预拼在用牛上,随杆件一同进行吊装。采用拼接板出厂预拼7式主要有以下优点：一是合理的拼接板预拼可减少施工现场小型构件的吊装次数，大大提高安装施工效率；二是减少拼接板现场安装匹配工作，彻底杜绝因拼接板缺失而停止安装的情况；最后是杆件卸船后可直接进入安装工序，减少现

10、场钢梁预拼场地及起重运输设备的投入，同时减少用牛倒运次数。图5.2.3/拼接板预拼(2)钢梁用牛吊装主要采用钢丝绳配活动吊耳方式，吊耳固定在杆件两端高强螺栓孔位置。利用BIM系统技术,精确提取出每根钢梁杆件重心位置及构件重量，然后经过模拟并不断优化，能够提前配置出每根杆件的吊装参数,具体包括钢丝绳规格及长度、吊耳形式及安装位置等。施工现场根据杆件吊装参数表能够快速安全的完成吊装工作。图5.23-2杆件吊装小意图(3)钢梁杆件架设过程中，需要搭设操作平台用于杆件安装、高强螺栓施拧及焊缝焊接等工作。操作平台采用钢制框架及钢制后瓶，钢制平台具有安全可靠，重量轻便，循环使用等优点。图5.2.33钢制操

11、作平台3、双悬臂拼装稳定舱制(1)墩旁托架与钢梁固结沪通长江大桥天生港专用航道桥钢桁梁双悬臂架设跨度大、荷载重，施工期间稳定性是关键。通过设置临时竖杆与墩旁托架，使钢桁梁结构与墩身融为一体，增大钢桁梁刚度。临时结构的承载能力及稳定性决定了整体结构的施工稳定性。在钢梁悬臂拼装前，将墩顶临时杆件与托架临时固结。(2)双悬臂状态下不平衡荷载控制对施工过程进行详细模拟计算，钢桁梁悬臂拼装过程中须对两边不平衡荷载进行严格控制。第一层扣索安装张拉之前，边中跨侧不对称荷载按照120t控制；第一层扣索安装张拉之后，边中跨侧不渤荷载按照80t控制。钢梁堆放临时荷载过程中同时需兼顾上下游荷载的对称性，避免钢梁有扭

12、转趋势。对于钢梁上的临时荷载，在不必要的情况下尽量不要放在悬臂前端，宜放于墩顶位置，且对称均匀摆放。(3)活动支座临时固结在大悬臂对称悬拼，边跨未上墩顶前，双悬臂最大长度约126m,该工况条件下，若遭遇台风或超强突风，整个结构体系最为不利。对于3#墩，设计采用的是固定支座。支座在墩顶四个节间安装前即进行灌浆,能利用固定支座抵抗双悬臂结构体系的抗扭力。对于4#墩，设计为纵向滑移支座，在边支座处设计限位装置，对支座上座板进行限位，以提供抗扭力。限位装置按照不低于1000吨的限位力进行设计，采用型钢预埋于垫石内。(4)斜拉扣挂系统减少大悬臂状态下钢桁梁墩顶区应力钢梁悬臂3#、4#蝴塔第一层扣辘设于钢

13、梁第5、第16节点，第二层扣莉圭设于钢梁第1节点、第20节点。扣塔拉索及风缆分别采用17.8和15.24低松弛钢绞线,采用平行钢绞线拉索群锚体系，该体系以高强度、低松驰钢绞线作为拉索材料，以夹片群锚作为锚固体系，采用单根穿挂，单根拉524钢番龙中跨合龙段是钢桁梁安装的最后一个重要环节，整个结构体系从单悬臂梁转换成三跨连续梁体系，中跨合龙前需对梁段高程、梁段轴线、温度等进行测量,且合龙口线形调整需在夜间，温度稳定时进行,创造出三跨连续梁体系跨中弯距、剪力和相对转角均为零的合龙条件，保持钢梁合龙前、后的受力状况基本T,实现无应力状态合龙。专用航道桥钢桁梁中跨合龙有以下难点：(1)主桁为三主桁双层板

14、桁结构，主桁间距(17.25+17.25)m,桁高15.7m中跨合龙杆件多且主梁刚度大，包括6根弦杆、6根斜杆和3根竖杆，合龙口调位难度大。(2)合龙点空间坐标的变化因素多：里程方向受温度、钢梁制造与安装偏差的影响；高程方向受施工荷载、日照的影响；钢桁梁轴线偏差受日照、钢梁安装JI1页序及起吊荷载的影响。各方向条件相互制约，合龙点的位置匕瞰难以控制。要求多点能同时准确对位，空间形状无误，难度大。(3)合龙精度要求高，由于钢桁梁合龙口均采用螺栓连接，冲钉仅比螺栓孔直径小0.2mm,要想合龙，冲钉必须能快速打入。(4)二索与桥梁吊机站位相互干扰。正常施工工序，中桁第二M扣索弓版的位置与桥面吊机站位

15、干扰，无法进行合拢口调位。图524-1钢桁梁合龙状态1、合龙方案大跨度重载公铁两用铁路三主桁+双层板桁组合梁桥具有整体刚度大、调整难度高，合龙点数量多，合龙点坐1化因素多等特点，传统工艺无法满足多合龙口无应力合龙要求。针对项目难点提出三主桁板桁组合梁分阶段合龙方法：通过化繁为简,把复杂的多杆件合龙转化为两主桁合龙，同时降低合龙口主梁刚度，方便合龙口精度调整；优化合龙口杆件接结构，使得合龙口杆件能I稣安装。为减小合龙施工难度,合龙口两侧两个悬臂节段桥面板暂不安装，以减小合龙口吊牛刚度。根据设计图纸合龙口弦杆为拼接式杆件、斜杆为插入式杆件，为保证杆件ff件吊装后合龙口在温度影响下自由滑动踊杆插入式接头变更为拼接出头。另合龙施工按照先边桁后中桁的顺序进行，边桁合龙及完成整个专用航道桥合龙，后进行中桁合龙吊牛安装。如此，减轻现场施工组织压力。合龙施工具体流程如下：本工程合龙口采用3#、4#墩各一台桥面吊机进行施工。在两个边桁杆件合龙完成后进行中桁杆件安装