大跨度鐵路鋼橋設(shè)計(jì)及關(guān)鍵建造技術(shù)

大跨跨度度鐵鐵路路鋼鋼橋橋設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)及及關(guān)關(guān)鍵鍵建建造造技技術(shù)術(shù)1.大跨跨度度鐵鐵路路鋼鋼橋橋工工程程實(shí)實(shí)例例2.大跨跨度度鐵鐵路路鋼鋼橋橋技技術(shù)術(shù)特特點(diǎn)點(diǎn)3.材料料與與結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)4.鋼桁桁梁梁斜拉拉橋橋的的技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)5.鋼拱橋建造關(guān)鍵技術(shù)6.設(shè)計(jì)施工中幾個(gè)值得注意的案例主要要內(nèi)內(nèi)容容1.大跨跨度度鐵鐵路路橋橋梁梁工工程程實(shí)實(shí)例例日本本巖巖石石島島與與柜柜石石島島大大橋橋，，主主跨跨420m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，建建于于1980’年年代代丹麥麥厄厄勒勒海海峽峽大大橋橋，，主主跨跨490m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，建建于于1990’年年代代蕪湖湖長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨312m鋼桁桁梁梁矮矮塔塔斜斜拉拉橋橋，，2000年建建成成通通車車武漢漢天天興興洲洲長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨504m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，2009年建建成成通通車車安慶慶長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨560m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，2013年建建成成黃岡岡長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨567m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，2013年建建成成銅陵陵長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨630m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，2013年建建成成滬通通長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨1092m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋，，已已開開工工建建設(shè)設(shè)蒙華華鐵鐵路路洞洞庭庭湖湖大大橋橋，，主主跨跨2x406m鋼桁桁梁梁三三塔塔斜斜拉拉橋橋，，已已開開工工建建設(shè)設(shè)蕪湖湖長(zhǎng)長(zhǎng)江江公公鐵鐵二二橋橋，，主主跨跨588m鋼桁桁梁梁大大小小矮矮塔塔斜斜拉拉橋橋，，計(jì)計(jì)劃劃年年內(nèi)內(nèi)開開工工丹麥麥-德國(guó)國(guó)費(fèi)費(fèi)馬馬恩恩跨跨海海大大橋橋，，主主跨跨700m鋼桁桁梁梁斜斜拉拉橋橋大勝勝關(guān)關(guān)長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，主主跨跨2x336m雙主主跨跨三三主主桁桁鋼鋼桁桁拱拱橋橋，，2011年建建成成通通車車南廣廣鐵鐵路路西西江江大大橋橋，，主主跨跨450m鋼箱拱橋橋，2013年建成印度ChenabBr.，主跨480m鋼桁組合合拱鐵路路橋，計(jì)計(jì)劃2009年完工，，后擔(dān)心心結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定與與安全，，計(jì)劃有有所推遲遲成貴鐵路路鴨池河河大橋，，主跨436m鋼桁組合合鐵路拱拱橋，施施工中成貴鐵路路金沙江江大橋，，主跨336m，施工中中公鐵兩用用橋梁五跨連續(xù)續(xù)拱固端鋼箱箱拱鋼桁結(jié)構(gòu)構(gòu)的斜拉拉橋與拱拱橋，均均是大跨跨度高速速鐵路橋橋梁合理理的橋式式方案2.高速鐵路路大跨度度橋梁技技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)首先，列列車安全全、舒適適運(yùn)行要要求大跨跨度橋梁梁具備足足夠的豎向、橫橫向剛度度鐵路橋具具有較為為剛性的的主梁鐵路橋除除了總體體的體系系剛度，，還需要要良好的的鐵路橋橋面局部部剛度，，因此主主梁采用用鋼桁梁梁較多動(dòng)力性能能要求高高其次，應(yīng)應(yīng)盡可能能選用阻尼大的結(jié)構(gòu)并并具有一一定的參振質(zhì)量量，抑制橋橋上列車車的振動(dòng)動(dòng)響應(yīng)。。第三，橋橋上列車車的振動(dòng)動(dòng)響應(yīng)與與線路條條件（尤尤其是軌軌道不平平順）有有較大關(guān)關(guān)系，因因此也需需要具備備足夠的的橋面整體體性。另外，列列車運(yùn)行行對(duì)軌道道勻順性性有較高高的要求求，梁端端轉(zhuǎn)角限限值豎向向轉(zhuǎn)角≤≤2‰、水平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角≤1‰。結(jié)構(gòu)措施施1-采用桁梁梁或桁拱拱以獲得得較好豎豎向剛度度斜拉橋主主梁采用用鋼桁梁梁，或主主橋采用用鋼桁拱拱結(jié)構(gòu)，，以獲得得較好的的豎向剛剛度。設(shè)置60-100m的端跨，，提高體體系剛度度，以減減小梁端端轉(zhuǎn)角。。結(jié)構(gòu)措施施2-采用板桁桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)取得得良好的的橫向剛剛度橋面結(jié)構(gòu)構(gòu)采用多多橫梁與與縱梁、、縱肋、、弦桿結(jié)結(jié)合的整整體橋面面結(jié)構(gòu)，，能較好好地滿足足高速行行車性能能要求。。結(jié)構(gòu)措施施3-采用整體體正交異異性鋼板板提高了了橋面的的平順性性高速鐵路路大跨度度橋梁的的關(guān)鍵技技術(shù)新材料：：高性能能的高強(qiáng)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼新結(jié)構(gòu)：：板桁組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)，鋼正正交異性性板整體體橋面結(jié)結(jié)構(gòu)新的建造造技術(shù)：：鋼桁梁梁斜拉橋橋及鋼桁桁拱橋創(chuàng)創(chuàng)新技術(shù)術(shù)3.材料與結(jié)結(jié)構(gòu)方面面的關(guān)鍵鍵技術(shù)3.1高性能的的高強(qiáng)度度結(jié)構(gòu)鋼鋼1．碳碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼：低低碳鋼強(qiáng)強(qiáng)度低，，高碳鋼鋼焊接性性差2．低合金高高強(qiáng)度結(jié)結(jié)構(gòu)鋼:添加少量量合金元元素,提高強(qiáng)度度、細(xì)化化晶粒、、改善性性能3．高高強(qiáng)鋼絲絲和鋼索索材料:由優(yōu)質(zhì)碳碳素鋼經(jīng)經(jīng)過(guò)多次次冷拔而而成，抗抗拉強(qiáng)度度1670-1960MPa，伸長(zhǎng)率率較低4%橋梁用結(jié)結(jié)構(gòu)鋼GB714-2008ASTMA709-11EN10025-3:2004EN10025-4:2004EN10025-6:2004JISG3106-2008Q345qC、D50、50W、HPS50W[HPS345W]S355N、S355NLS355M、S355MLSM490A、SM490BSM490YA、YBQ370qC、D、ESM520B、SM520CQ420qC、D、ES420N、S420NLS420M、S420MLSM570Q460qC、D、EHPS70W[HPS485W]S460N、S460NLS460M、S460MLS460Q、S460QLS460QL1Q500qC、D、ES500Q、S500QLS500QL1Q550qC、D、ES550Q、S550QLS550QL1Q620qC、D、ES620Q、S620QLS620QL1Q690qC、D、EHPS100W[HPS690W]S690Q、S690QLS690QL1中國(guó)、美美國(guó)、歐歐洲及日日本橋梁梁用結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼Q345-16Mnq為建造南南京長(zhǎng)江江大橋，，1960年代研制制，運(yùn)用用于栓焊焊鋼梁，，但厚板板效益嚴(yán)嚴(yán)重。1990年代冶煉煉技術(shù)提提高后，，硫、磷磷含量可可以得到到控制，，16Mnq也可用于于全焊接接結(jié)構(gòu)。。但受板板條狀的的鐵素體體和珠光光體組織織的約束束，質(zhì)量量等級(jí)只只能達(dá)到到D級(jí)鋼的水水平。Q370-14MnNbq1995年修建蕪蕪湖長(zhǎng)江江大橋，，采用鈮鈮合金超超純凈的的冶金方方法，研研發(fā)運(yùn)用用了該鋼鋼種。具具有優(yōu)異異的-40℃℃低溫沖擊擊韌性（（Akv≥≥120J），彌補(bǔ)補(bǔ)了厚板板效應(yīng)缺缺陷，保保證了50mm厚鋼板焊接性性能。14MnNbq鋼全面滿足了了大、中型橋橋梁建設(shè)的需需要，在國(guó)內(nèi)內(nèi)的大跨度橋橋梁中得到普普遍運(yùn)用。中國(guó)橋梁鋼運(yùn)運(yùn)用及發(fā)展Q420-15MnVNq、15MnVq（熱軋+正火）15MnVNq強(qiáng)度高σs≥420Mpa，但由于采用用加釩提高強(qiáng)強(qiáng)度的方法，，導(dǎo)致鋼板低低溫韌性及焊焊接性能差，，僅在栓接為為主的橋梁上上運(yùn)用，且一一直未能得到到推廣應(yīng)用。。Q420及以上級(jí)別橋橋梁鋼，雖然然在幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)中都已經(jīng)列列入，實(shí)際沒(méi)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的鋼鋼種，尤其質(zhì)質(zhì)量等級(jí)高的的高性能結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼。Q420qE（TMCP或熱機(jī)械軋制制）超低碳針狀鐵鐵素體組織高性能結(jié)構(gòu)鋼鋼，良好焊接接性能、優(yōu)異異的低溫沖擊擊韌性、高強(qiáng)強(qiáng)度適應(yīng)大線能量量、高濕度與與不預(yù)熱的條條件大橋設(shè)計(jì)院與與武鋼聯(lián)合開開發(fā)Q500qE為滬通橋研制制開發(fā)高性能結(jié)構(gòu)鋼鋼期待中Q345-16Mnq廣泛使用Q370-14MnNbq廣泛使用Q420-15MnVNq、15MnVq已經(jīng)不再使用用Q420qE可廣泛使用還需要研制并并得到驗(yàn)證的的鋼種Q460Q500（滬通橋研制制中）Q550Q620Q690橋梁鋼的發(fā)展展方向除Q370外，Q420及Q500也會(huì)成為橋梁梁的主力鋼種種；近年來(lái)，在橋橋梁上運(yùn)用高高性能鋼已經(jīng)經(jīng)成為研究熱熱點(diǎn)；美國(guó)HPS-70W、HPS-100W鋼和日本的SMA570W鋼已經(jīng)得到運(yùn)運(yùn)用；耐候鋼成為了了高性能鋼的的一個(gè)發(fā)展方方向，逐步在在橋梁上得到到運(yùn)用。GB1591-2010低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼

√GB714-2008橋梁用結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼

√GB5313-2010厚度方向性能鋼板結(jié)構(gòu)鋼

√GB19879-2005建筑結(jié)構(gòu)用鋼板結(jié)構(gòu)鋼

√GB4171-2008耐候結(jié)構(gòu)鋼GB16270-2009高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用調(diào)質(zhì)板結(jié)構(gòu)鋼的四個(gè)個(gè)主要技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)鐵路橋梁鋼設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)注一個(gè)鋼種種的哪些性能能？高的強(qiáng)度：抗抗拉強(qiáng)度Rm和屈服點(diǎn)Rel比較高；良好的焊接性性能：碳當(dāng)量量Ceq、焊接裂紋敏敏感性指數(shù)Pcm低，P、S含量低；優(yōu)異的防斷性性能：低溫沖沖擊韌性、纖纖維斷面率適適應(yīng)低溫及沖沖擊荷載作用用；足夠的變形能能力：即塑性性和韌性性能能好，屈強(qiáng)比比低；抗層狀撕裂性性能：厚度方方向性能好。。TMCPTMCP斷裂力學(xué)安全全判據(jù)：結(jié)構(gòu)構(gòu)材料所具有有的斷裂抗力必須高于結(jié)構(gòu)構(gòu)物所承受的最高斷裂驅(qū)動(dòng)力KC≥KI斷裂驅(qū)動(dòng)力，以裂紋尖端應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)的應(yīng)力力強(qiáng)度因子KI來(lái)表達(dá)斷裂抗力，用用系列溫度大大板拉伸及沖沖擊特征值表表達(dá)材料的韌性決決定于三個(gè)條條件：1工作應(yīng)力；2環(huán)境溫度；3構(gòu)件板厚3.2板-桁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)板桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)中橋面板作作為主桁弦桿桿翼緣的一部部分參與第一一體系受力（（結(jié)構(gòu)的整體體作用）橋面板參與主主桁第一體系系作用，提高高承載能力、、增大體系剛剛度橋面系參與主主桁下弦桿第第一體系作用的有效面面積比在0.53至0.80（與下弦桿和橋橋面系的面積積比RA有關(guān)）。在多橫梁的整整體橋面結(jié)構(gòu)構(gòu)中，傳力途途徑：路徑1（R1）：先縱向，，后橫向，即即：橋面板-縱梁-節(jié)點(diǎn)大橫梁-節(jié)點(diǎn)路徑2（R2）：先橫向，，后縱向，即即：橋面板-節(jié)間橫梁-弦桿-節(jié)點(diǎn)路徑2占65%，與橋面板連連接的主桁弦弦桿承受節(jié)間荷載載，為壓彎或或拉彎構(gòu)件板桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)研究國(guó)內(nèi)七七十年代于北北江大橋開始始，展開了板板桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)第一體系作作用下橋面板板有效翼緣寬寬度取值的研研究，對(duì)受力力特性的認(rèn)識(shí)識(shí)是清晰的。。板桁結(jié)構(gòu)為為空間受力結(jié)結(jié)構(gòu)，空間作作用效應(yīng)明顯顯，因此：1）結(jié)構(gòu)整體性性要求板桁連連接采用焊接接；2）縱橫向的剛剛性連接，要要求主桁、橫橫梁等用材應(yīng)應(yīng)具備良好的的焊接性能與與厚度方向性性能；3）與橋面板連連接的弦桿，，由承受軸向向力為主的構(gòu)構(gòu)件變?yōu)槌惺苁軌簭澔蚶瓘潖?，?yīng)按壓彎彎或拉彎構(gòu)件件設(shè)計(jì)；多年來(lái)限于材材料與制造技技術(shù)，板桁組組合結(jié)構(gòu)進(jìn)展展不大?，F(xiàn)在在材料進(jìn)步、、制造水平提提高，條件具具備，主要需要解決決板桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造問(wèn)題題。組合結(jié)構(gòu)板－桁節(jié)點(diǎn)構(gòu)構(gòu)造德國(guó)高速鐵路路ICE下承式鋼桁-鋼橋面板結(jié)合合橋節(jié)間長(zhǎng)度5.2m，采用了開口截面弦桿桿，節(jié)點(diǎn)板穿過(guò)過(guò)橋面板，焊縫過(guò)渡處設(shè)設(shè)置圓孔，構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單德國(guó)高速鐵路路ICE下承式鋼桁-鋼橋面板結(jié)合合橋丹麥厄勒海峽峽大橋橋面鋼箱梁、、鋼桁分別制制造因整節(jié)段吊裝裝，板桁可在在工廠固定臺(tái)座座上組拼，組組裝精度可得得到保障橋面板與下弦弦桿上翼緣對(duì)對(duì)接橫梁腹板與下下弦桿橫隔板板對(duì)接日本新干線下下弦桿和鋼橋橋面板結(jié)合的的低高度下承承式鋼桁橋下弦桿采用箱箱型桿件采用了節(jié)點(diǎn)板板穿過(guò)下弦桿桿翼緣的方式式長(zhǎng)大跨橋梁特特點(diǎn)1、箱型弦桿，，不能設(shè)置焊焊縫過(guò)渡孔2、散件懸臂拼拼裝，板桁在在工地連接，，隱蔽對(duì)接精精度不能保證證節(jié)點(diǎn)板與橋面面板兩者垂直直相交，要解解決好橋面板板在節(jié)點(diǎn)板相相交位置的連連續(xù)過(guò)渡。四種解決方案案.1）豎向拼接：：板桁分別制制造，然后在在下弦桿內(nèi)側(cè)側(cè)豎腹板兩邊邊對(duì)焊工地散件拼裝裝時(shí)，十字焊焊承載板難于于對(duì)齊。全熔透十字焊焊部分熔透十字字焊2）板桁分別制制造，豎向拼拼接，拼縫位位于下弦桿的的接頭板處工地散件拼裝裝時(shí)，橋面板板與下弦桿接接頭板對(duì)接焊焊的位置易于于保證，橋梁梁全長(zhǎng)對(duì)接縫縫增加一條。。3）水平拼接：：橋面板連續(xù)續(xù)，節(jié)點(diǎn)板分分上下兩塊，，在橋面板上上下側(cè)對(duì)焊節(jié)點(diǎn)范圍反復(fù)復(fù)拉力作用對(duì)對(duì)接焊不可取取。4）橋面板開槽槽，節(jié)點(diǎn)板上上穿橋面板后后周邊熔透焊焊接制造難度大，，工藝復(fù)雜。。經(jīng)過(guò)多方案的的比選，采用用橋面板開孔孔、節(jié)點(diǎn)板穿穿過(guò)圍焊的方方法。節(jié)點(diǎn)板上穿橋橋面板，制造造工藝措施疲勞試驗(yàn)表明明，疲勞允許許應(yīng)力縱向與與橫橋向可達(dá)達(dá)到90、71Mpa。下弦桿連接焊焊縫全長(zhǎng)范圍內(nèi)采采用雙側(cè)焊縫縫橫梁連接焊縫縫雙側(cè)部分熔深深坡口焊縫3.3鋼正交異性板板整體橋面結(jié)結(jié)構(gòu)整體橋面結(jié)構(gòu)構(gòu)型式比選采用明橋面的的鋼桁梁橋，，由于枕木易易于變形，軌軌道不能保持持穩(wěn)定的理想想線形，通過(guò)過(guò)改造，明橋橋面的鋼桁梁梁僅可安全運(yùn)運(yùn)行時(shí)速140～160km/h的客運(yùn)列車。。國(guó)外鐵路橋鋼鋼桁梁橋面結(jié)結(jié)構(gòu)型式鋼筋混凝土板板－鋼桁結(jié)合合方案正交異性鋼板板－鋼桁結(jié)合合方案鋼箱梁－鋼桁桁結(jié)合方案車橋耦合振動(dòng)動(dòng)計(jì)算表明：：三種橋面對(duì)列列車響應(yīng)差別別不大；對(duì)橋梁響應(yīng)而而言，明橋面面則會(huì)引起較較大的橋面振振動(dòng)加速度。。普通明橋面普通道碴橋面道碴整體鋼橋面豎向振動(dòng)加速度(m/s2)4.810.410.46橫向振動(dòng)加速度(m/s2)0.530.190.19三種結(jié)構(gòu)形式式的橋面方案案：(1)鐵路縱橫梁與與混凝土道碴碴槽板結(jié)合橋橋面方案；(2)正交異性鋼橋橋面方案1(大縱梁、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)橫梁方案)；(3)正交異性鋼橋橋面方案2(節(jié)間多橫梁方方案)。僅設(shè)置節(jié)點(diǎn)橫橫梁縱梁高1.5m設(shè)置節(jié)間橫橫梁縱梁高0.5m在鋼桁梁節(jié)節(jié)間下弦桿桿范圍內(nèi)布布設(shè)多道橫橫梁采用小剛度度縱梁的正正交異性鋼鋼橋面板結(jié)結(jié)構(gòu)使得橋面板板結(jié)構(gòu)參與與主桁作用用的效應(yīng)減減低，優(yōu)化化了橋面板板兼作第一一、第二系系統(tǒng)承載結(jié)結(jié)構(gòu)的受力力狀態(tài)板桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)的密布橫梁體體系的正交異性性鋼橋面板板結(jié)構(gòu)。4.鋼桁梁斜拉拉橋新技術(shù)術(shù)鐵路斜拉橋橋與一般公公路斜拉橋橋相比，為為減小列車車通過(guò)時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)動(dòng)，要求更更大的剛度度、抑振質(zhì)質(zhì)量與阻尼尼。在斜拉橋，，塔、梁、、索幾個(gè)主主要部件中中，鐵路斜斜拉橋主梁梁往往采用用剛度較大大的鋼桁梁梁或鋼桁結(jié)結(jié)合梁。大跨度斜拉拉橋從受力力需要往往往采用板桁桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)，增加主主梁的承壓壓面積。高速鐵路斜斜拉橋，為為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向剛度度與結(jié)構(gòu)整整體性也需需要采用板（或箱））桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)。1、鐵路斜拉拉橋工程實(shí)實(shí)例－幾種種施工方法法其一，逐根根構(gòu)件懸臂臂架設(shè)其二，逐段段桁片懸臂臂架設(shè)第三，逐段段桁段吊裝裝施工蕪湖橋－逐逐根構(gòu)件懸懸臂拼裝蕪湖橋－逐逐根構(gòu)件懸懸臂拼裝銅陵橋－逐逐段桁片懸懸臂拼裝銅陵橋－逐逐段桁片懸懸臂拼裝銅陵橋－逐逐段桁片懸懸臂拼裝厄勒海峽橋橋－大節(jié)段段吊裝施工工厄勒海峽橋橋－大節(jié)段段吊裝施工工厄勒海峽橋橋－大節(jié)段段吊裝施工工厄勒海峽橋橋－大節(jié)段段吊裝施工工厄勒海峽橋橋－大節(jié)段段吊裝施工工天興洲大橋橋－整節(jié)段段吊裝施工工天興洲大橋橋－整節(jié)段段吊裝施工工天興洲大橋橋－整節(jié)段段吊裝施工工天興洲大橋橋－整節(jié)段段吊裝施工工天興洲大橋橋－整節(jié)段段吊裝施工工第一，鋼桁桁梁用作斜斜拉橋主梁梁時(shí)，以承承壓為主，，受力是不不合理的。。1－腹桿桿端端彎矩大且且控制截面面設(shè)計(jì)鋼桁梁構(gòu)件件分布于截截面輪廓的的外圍，承承彎作用的的效率最高高。但是，，當(dāng)鋼桁梁梁被用作斜斜拉橋主梁梁時(shí)，以軸軸向受壓作作用為主，，而斜拉索索只能偏上上下弦一側(cè)側(cè)錨固，腹腹桿因上下下弦壓縮量量不一致而而產(chǎn)生較大大的彎矩，，腹桿因次次彎矩控制制截面設(shè)計(jì)計(jì)；2－腹桿軸力力不大但截截面受弦桿桿尺寸控制制斜拉橋主梁梁以受壓為為主，主梁梁剪力與跨跨度關(guān)系不不大，即腹腹桿軸力小小而弦桿軸軸力大，選選擇了合適適的弦桿截截面尺寸往往往導(dǎo)致腹腹桿截面寬寬度太大，，腹桿王字字形截面是是典型的事事例。2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－設(shè)設(shè)計(jì)第二，斜拉拉索直接錨錨固于上弦弦節(jié)點(diǎn)，也也是不盡合合理的方案案。斜拉索直接接錨固于鋼鋼桁梁的上上弦是最為為便捷的方方式，但會(huì)會(huì)給本來(lái)應(yīng)應(yīng)力集中程程度高的節(jié)節(jié)點(diǎn)又增加加了需要傳傳遞斜拉索索水平分力力額外的負(fù)負(fù)擔(dān)。因此，斜拉拉索錨固與與于主梁時(shí)時(shí)，應(yīng)首先先傳遞給截截面面積最最大、最為為集中的橋橋面板結(jié)構(gòu)構(gòu)或鋼箱結(jié)結(jié)構(gòu)。2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－設(shè)設(shè)計(jì)2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－設(shè)設(shè)計(jì)第三，受力力不合理導(dǎo)導(dǎo)致設(shè)計(jì)、、制造與施施工的異常常困難。1－焊縫熔深深大、材料料的性能要要求高，制制造難度大大、風(fēng)險(xiǎn)高高；2－板厚大、、構(gòu)件重量量大，吊裝裝運(yùn)輸難度度大，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)對(duì)位矯正正困難；施工上的難難點(diǎn)：鋼桁梁節(jié)節(jié)段體量大大而重、構(gòu)構(gòu)件散而多多；采用逐逐根構(gòu)件架架設(shè)的方法法，其效率率低，高空空作業(yè)量大大，危險(xiǎn)性性因素多；；2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－施施工采用整體節(jié)節(jié)段架設(shè)方方法，效率率高，但對(duì)對(duì)運(yùn)輸、架架設(shè)設(shè)備以以及預(yù)拼裝裝場(chǎng)地要求求高。2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－施施工采用桁片架架設(shè)方法，，效率與機(jī)機(jī)具設(shè)備要要求介于兩兩者之間，，沒(méi)有根本本的變化。。2、鋼桁梁斜斜拉橋設(shè)計(jì)計(jì)施工上的的難題－施施工大跨度斜拉拉橋的板－－桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)主梁，，由整體性性好的扁平平橋面板系系統(tǒng)與離散散化的鋼桁桁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成。兩種不同性性質(zhì)與不同同受力特性性的結(jié)構(gòu)，，應(yīng)采用各各自適應(yīng)的的施工方法法。3、新的主梁梁結(jié)構(gòu)及施施工新技術(shù)術(shù)正交交異異性性鋼鋼橋橋面面板板可可采采用用邊邊箱箱或或邊邊主主梁梁的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，與與大大跨跨度度公公路路斜斜拉拉橋橋的的扁扁平平鋼鋼箱箱梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相相似似、、為為扁扁平平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，方方便便大大節(jié)節(jié)段段制制造造、、運(yùn)運(yùn)輸輸及及吊吊裝裝。。該該板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，整整體體性性好好，，整整體體制制造造、、運(yùn)運(yùn)輸輸與與吊吊裝裝，，效效率率高高、、精精度度高高、、平平順順性性好好。。鋼桁桁梁梁為為離離散散化化結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，適適合合逐逐根根架架設(shè)設(shè)拼拼裝裝。。在在橋橋面面板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)架架設(shè)設(shè)之之后后，，將將它它作作為為工工作作面面，，在在其其上上拼拼裝裝鋼鋼桁桁梁梁構(gòu)構(gòu)件件，，變變高高空空施施工工為為地地面面施施工工，，拼拼裝裝的的安安全全與與效效率率極極大大提提高高。。1.下弦弦桿桿與與橋橋面面板板系系統(tǒng)統(tǒng)形形成成分分離離邊邊箱箱的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、高高度度2.5m，分分離離邊邊箱箱的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采采用用大大節(jié)節(jié)段段吊吊裝裝，，先先行行成成橋橋；；實(shí)施施步步驟驟2.而后后，，在在其其上上逐逐根根架架設(shè)設(shè)鋼鋼桁桁構(gòu)構(gòu)件件；；3.拼裝裝正正三三角角主主桁桁；；4.分段段合合攏攏上上弦弦；；5.逐個(gè)個(gè)合合攏攏上上弦弦合合龍龍口口。。1、整整體體受受力力狀狀況況鋼桁桁與與橋橋面面鋼鋼箱箱分分次次成成橋橋，，全全部部一一期期恒恒載載由由分分離離邊邊箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)承承受受，，鋼鋼桁桁梁梁僅僅承承受受部部分分恒恒載載與與活活載載，，受受力力合合理理。。邊鋼鋼箱箱與與橋橋面面系系統(tǒng)統(tǒng)，，板板厚厚均均在在28mm以下下，，局局部部36mm；鋼鋼桁桁構(gòu)構(gòu)件件，，最最大大設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)承承載載力力1200t，板板厚厚均均在在28mm以下下，，局局部部42mm。用鋼量量大為為降低低，17.5t/m。關(guān)鍵技技術(shù)與與措施施2、上弦弦桿疲疲勞檢檢算鋼桁僅僅承受受部分分恒載載，其其恒載載內(nèi)力力小，，需進(jìn)進(jìn)行疲疲勞檢檢算。。檢算結(jié)結(jié)果研研究表表明：：僅輔助助墩附附近節(jié)節(jié)段的的上弦弦桿為為疲勞勞控制制設(shè)計(jì)計(jì)；其余的的上弦弦桿，，以受受壓為為主，，受拉拉狀態(tài)態(tài)下的的應(yīng)力力幅為為受壓壓狀態(tài)態(tài)下的的應(yīng)力力的0.3-0.5；關(guān)鍵技技術(shù)與與措施施3.板與桁桁分步步受力力，不不同步步變形形對(duì)安安裝過(guò)過(guò)程中中拼裝裝的影影響？？研究表表明：：分步架架設(shè)的的板與與桁，，上下下弦節(jié)節(jié)點(diǎn)的的水平平位移移差，，跨中中合攏攏段為為38mm，其余余均在在2.3mm以下；；一般節(jié)節(jié)段，，鋼桁桁梁構(gòu)構(gòu)件利利用上上弦栓栓孔的的錯(cuò)位位，或或適當(dāng)當(dāng)加大大栓孔孔即可可安裝裝；合攏段段，采采用預(yù)預(yù)留余余量結(jié)結(jié)合監(jiān)監(jiān)控結(jié)結(jié)果特特制的的方法法。4.分離鋼鋼箱架架設(shè)完完成后后，橋橋面線線形不不好時(shí)時(shí)鋼桁桁梁安安裝問(wèn)問(wèn)題？？首先，，可全全面調(diào)調(diào)整索索力調(diào)調(diào)整橋橋面線線形，，改善善橋面面線形形；第二，，所有有鋼桁桁梁構(gòu)構(gòu)件在在橋面面上安安裝成成正三三角，，正三三角的的安裝裝屬于于自由由拼裝裝，容容易成成形；；第三，，視橋橋面線線形，，分段段（2～4個(gè)節(jié)間間）安安裝上上弦桿桿，計(jì)計(jì)算表表明上上弦桿桿合攏攏口施施加10-30t拉力即即可滿滿足上上弦桿桿合攏攏要求求；第四，，分分段之之間上上弦桿桿也可可采用用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)工地地焊接接，現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工工地焊焊接的的上弦弦桿若若為疲疲勞控控制設(shè)設(shè)計(jì)，，按現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工工地焊焊接的的疲勞勞等級(jí)級(jí)進(jìn)行行檢算算適當(dāng)當(dāng)增加加構(gòu)件件截面面的難難度也也不大大。5.鋼拱橋橋建造造關(guān)鍵鍵技術(shù)術(shù)南廣鐵鐵路西西江大大橋拱肋為為箱形形斷面面，寬寬度為為5.1m，拱頂頂處高高8m；拱腳腳處高高15m。橋面為為鋼橫橫縱梁梁+混凝土土橋面面板的的組合合體系系，高高3m，橋面面板采采用40cm厚的混混凝土土板?！，F(xiàn)時(shí)的的技術(shù)術(shù)水平平特征征1-制造技技術(shù)：：機(jī)器人人焊接接、大大規(guī)模模固定定式組組裝平平臺(tái)及及立體體試拼拼裝技技術(shù)，，厚板板全焊焊接鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)全面面得到到運(yùn)用用；2-高強(qiáng)強(qiáng)度度、、高高性性能能材材料料：Q420高性性能能結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼成成功功運(yùn)運(yùn)用用；；3-組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)理理論論及及方方法法：高高強(qiáng)強(qiáng)預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)技技術(shù)術(shù)成成熟熟；；鋼鋼-混凝凝土土混混合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼塔塔、、主主梁梁廣廣泛泛得得到到運(yùn)運(yùn)用用；；整整體體節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、、板板桁桁組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造造成成功功運(yùn)運(yùn)用用；；4-精確確制制造造安安裝裝及及施施工工控控制制技技術(shù)術(shù)成熟熟可可靠靠。。結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系1-固端端拱拱；；2-拱腳腳段段鋼鋼-混凝凝土土組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)；；3-大節(jié)節(jié)段段鋼鋼箱箱拱拱或或鋼鋼桁桁拱拱；；4-橋面面以以下下多多橫橫向向連連接接構(gòu)構(gòu)件件加加強(qiáng)強(qiáng)穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，橋橋面面以以上上少少橫橫向向構(gòu)構(gòu)件件獲獲得得簡(jiǎn)簡(jiǎn)潔潔的的景景觀觀效效果果。。纜索索吊吊節(jié)節(jié)段段懸懸拼拼法法施施工工纜索索吊吊主主跨跨476m，最最大大節(jié)節(jié)段段吊吊重重300t采用用固固端端拱拱的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系，，節(jié)節(jié)段段吊吊裝裝中中線線形形控控制制是是關(guān)關(guān)鍵鍵節(jié)段段制制造造，，長(zhǎng)長(zhǎng)12m，最最大大重重量量300t節(jié)段段組組拼拼焊接接工工藝藝評(píng)評(píng)定定拱腳腳節(jié)節(jié)段段500t浮吊吊吊吊裝裝纜索索吊吊安安裝裝纜索索吊吊吊吊裝裝鋼桁桁梁梁制制造造中跨跨合合攏攏段段的的吊吊裝裝拱腳腳固固結(jié)結(jié)的的提提籃籃拱拱橋橋，，節(jié)節(jié)段段懸懸臂臂拼拼裝裝施施工工，，中中跨跨實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高高精精度度合合攏攏，，節(jié)節(jié)段段拼拼裝裝中中的的線線形形控控制制是是本本橋橋的的關(guān)關(guān)鍵鍵錨碇碇的的受受力力的的變變形形監(jiān)監(jiān)控控是是全全橋橋安安全全的的保保障障京滬滬高高速速鐵鐵路路南南京京大大勝勝關(guān)關(guān)長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋1、新結(jié)構(gòu)構(gòu)新橋式式-雙主拱三三主桁拱拱桁組合合結(jié)構(gòu)長(zhǎng)江南京京河段若若一跨跨跨越主航航道，主主孔跨度度將超過(guò)過(guò)600m，造價(jià)高高且高速速行車的的運(yùn)行條條件不好好。因此,將主跨減減半、設(shè)設(shè)置雙主主跨供上上下行航航道分別別通行是是最優(yōu)選選擇。拱橋能提提供最好好的剛度度，所以以需研究究大跨度度雙主拱橋新技術(shù)術(shù)，滿足足高速鐵路路運(yùn)行的的剛度及六線鐵鐵路承載載力的要要求。2、新橋面面-鋼正交異異性板整整體鐵路路橋面?zhèn)鹘y(tǒng)鋼桁桁梁明橋橋面，動(dòng)動(dòng)力性能能差、行行駛噪音音大，故故其最大大行車速速度一般般控制在在140km/h以下。本橋設(shè)計(jì)計(jì)速度300km/h，明橋面面結(jié)構(gòu)已已不能滿滿足行車車要求，，為此須須研究豎豎向、橫橫向剛度度大，整整體性好好的鐵路路橋面新新結(jié)構(gòu)。。3、新工法法-多重拉索索調(diào)整雙雙主拱安安裝合龍龍技術(shù)傳統(tǒng)鋼梁梁架設(shè)，，一般是是先懸臂臂拼裝，，然后通通過(guò)頂落落梁來(lái)合合龍中跨跨；本橋橋中主墩墩鋼梁為為單支點(diǎn)點(diǎn)雙懸臂臂安裝，，支點(diǎn)處處于墩梁梁固結(jié)狀狀態(tài)，無(wú)無(wú)法進(jìn)行行頂落梁梁施工。。因此，，需研究究雙主跨跨鋼桁拱拱合龍技技術(shù)，解解決架設(shè)設(shè)技術(shù)難難題。創(chuàng)新點(diǎn)一一：雙主主拱三主主桁拱桁桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)利用航道中間間分隔帶設(shè)設(shè)置中主主墩，從從而減小小了主橋橋跨度、、降低了了工程造造價(jià)；首創(chuàng)了雙主拱拱拱桁組合合結(jié)構(gòu)，，全橋剛度良好好、結(jié)構(gòu)構(gòu)連續(xù)，，既滿足足高速行行車要求求，又具具有良好好的景觀觀效果。。創(chuàng)新點(diǎn)一一：雙主主拱三主主桁拱桁桁組合結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)置第三三主桁，，并研發(fā)發(fā)應(yīng)用Q420qE新型橋梁梁鋼，滿足了承載六六線鐵路荷載的重重載要求求，建成成了世界界上承載載鐵路最最多的橋橋梁。首創(chuàng)的雙