南京大勝關(guān)鋼梁架課件

京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋大跨度鋼桁拱安裝與合龍技術(shù)京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋主要內(nèi)容1、工程背景2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究

4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

6、主要技術(shù)創(chuàng)新點7、應(yīng)用推廣主要內(nèi)容1、工程背景1.1工程背景

京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋是京滬高鐵建設(shè)重要的控制性和標志性工程,也是滬漢蓉I級鐵路干線和南京地鐵的過江通道。該工程于2006年7月18日開工建設(shè),總投資45.6億元,全長9.273公里,主橋為世界首座六線鐵路大橋,設(shè)計時速300公里,主跨336m。1、研究背景1.1工程背景1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況

京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋鋼梁全長1608m，由北向南的孔跨布置為：2聯(lián)（84+84）m連續(xù)鋼桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)鋼桁拱。1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況本橋為三片主桁構(gòu)造，桁間距15m，主桁全寬30.0m，按六線標準設(shè)計:京滬高速雙線、滬漢蓉雙線、南京地鐵雙線。

1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況橋面采用正交異性板與主桁下弦結(jié)合、道碴槽板與整體鋼橋面結(jié)合的型式。鋼橋面板由16㎜厚頂板和橫梁、橫肋、縱梁、縱肋組成。1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（1）鋼梁架設(shè)懸臂長度大，施工安全風(fēng)險高。

1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（2）支座反力大，墩頂布置難度大。安裝過程中最大支座反力達8000t，單墩反力約24000t，墩頂布置難度大。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（3）桿件重，吊裝困難。平弦部分最大桿件重量為58t（ME8ME9桿件），桁拱部分在主墩懸臂4個節(jié)間范圍內(nèi)最大桿件重量達119t（MS49MS50桿件），其余部分最大桿件重量達到61t（MS45MS46桿件）。因此，除了研制大噸位拱上爬行吊機外，部分桿件的吊裝還需要大型水上起重設(shè)備。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（4）本橋為三片主桁空間結(jié)構(gòu)，合龍口桿件多，合龍口位移調(diào)整難度大。主拱或平弦部分的合龍口桿件多達9根，合龍實施的難度大。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1）國外發(fā)展情況：國外大跨度鋼桁拱橋，如澳大利亞的悉尼港拱橋、美國的新河峽谷橋等,采用懸拼法施工，但均為單拱、雙主桁結(jié)構(gòu)。1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：國內(nèi)鋼橋發(fā)展很快，特別是鐵路鋼橋近年涌現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)型式和新的施工方法。①宜萬鐵路萬洲長江大橋為主跨360米單拱、雙主桁鋼桁拱橋，采用單層吊索塔架輔助單懸臂拼裝架設(shè)，在主墩墩頂設(shè)置頂落、縱橫移設(shè)施，實現(xiàn)中跨合龍。

1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：②重慶朝天門長江大橋主橋為跨徑190＋552＋190m中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋。采用吊索架輔助懸臂架設(shè)，墩頂設(shè)置頂落、縱橫移設(shè)施，實現(xiàn)中跨合龍。1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀141、研究背景工程實例：重慶朝天門大橋（主跨552m,二航局施工）141、研究背景1.5

主要研究內(nèi)容

（1）大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究

本橋鋼梁總重約8萬噸，鋼梁規(guī)模宏大，施工投入的大型臨時結(jié)構(gòu)和設(shè)備較多，在滿足施工安全和工期要求的前提下，如何減少大型臨時結(jié)構(gòu)和設(shè)備的投入。（2）大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)研究本橋主橋為三主桁六跨連續(xù)鋼桁拱，跨度大，結(jié)構(gòu)體系新，如何順利實現(xiàn)鋼梁的合龍，減少合龍風(fēng)險。（3）大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

6/7/8#墩墩頂鋼梁雙懸臂架設(shè)施工中，面臨兩大問題：如何確保鋼梁在雙懸臂架設(shè)過程中的平衡穩(wěn)定；如何提高墩旁托架的安裝精度，減少鋼梁合龍風(fēng)險。（4）大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究6#、7#、8#主墩鋼梁均采用雙懸臂架設(shè)，6#、8#墩鋼梁最大懸臂長度168m，7#墩鋼梁最大懸臂長度156m。本橋的吊索塔架主要功能除了控制鋼梁大懸臂時桿件應(yīng)力和懸臂端撓度，更重要的是用于合龍前調(diào)整合龍口位移。為滿足上述功能要求，需對多層吊索塔架的設(shè)計和施工進行深入研究。1、研究背景1.5主要研究內(nèi)容1、研究背景2.1

鋼梁架設(shè)方案比選根據(jù)本橋鋼梁結(jié)構(gòu)特點和工期要求，六跨連續(xù)鋼桁拱采用從兩側(cè)往跨中架設(shè)、跨中合龍的總體方案。2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選綜合比選，主橋鋼梁架設(shè)推薦采用方案一。

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選最后實施方案：2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況邊跨鋼梁架設(shè)2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況邊跨鋼梁架設(shè)-192m跨合龍2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況中跨鋼梁架設(shè)2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況中跨合龍2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究3.1

鋼桁拱合龍技術(shù)研究傳統(tǒng)的頂落梁合龍：在鋼梁支點位置設(shè)置豎向千斤頂，通過頂升和落梁，調(diào)整鋼桁合龍口的豎向位移和轉(zhuǎn)角，按理論設(shè)計長度安裝合龍段桿件，合龍段采用高強螺栓連接，合龍精度要求高。在本橋有以下困難：（1）主墩支點達到8000t/桁，需要特別研制2500t大噸位千斤頂需36臺，研制費用高；（2）主跨合龍前，兩岸鋼梁為連續(xù)梁，支點高程的相對變化需嚴格控制，鋼梁頂落時三個墩的千斤頂（共36臺千斤頂）需同步操作，操作難度大，施工風(fēng)險高。（3）各墩墩頂鋼梁的頂落量較大，支點處的臨時抄墊較高，存在較大施工風(fēng)險；（4）三個主桁合龍口的中桁與邊桁形狀存在差異，頂落梁無法解決三個主桁合龍口位移點同時調(diào)整到位的問題。3、大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)3.1鋼桁拱合龍技術(shù)研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)3.1

鋼桁拱合龍方案研究新的思路：“調(diào)索+縱移”的合龍方法：通過主動調(diào)整索力來改變鋼梁懸臂端合龍口的位移和轉(zhuǎn)角，同時輔以6、8#墩側(cè)鋼梁的縱移，從而實現(xiàn)鋼梁合龍口桿件零應(yīng)力合龍。和傳統(tǒng)的鋼梁架設(shè)相比，省去了在主墩頂布置大噸位千斤頂設(shè)備，取消了鋼梁合龍時起落梁的過程，從而減少了合龍風(fēng)險，節(jié)約了大量的設(shè)備費用，同時也解決了通過頂落梁很難將三片主桁空間結(jié)構(gòu)合龍口位移點同時調(diào)整到位的問題。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.1鋼桁拱合龍方案研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.2

“調(diào)索+縱移”合龍方法實施步驟（1）192m邊跨合龍后，解除6#、8#墩墩旁托架，并縱向預(yù)偏。7#墩鋼梁與墩旁托架固結(jié)，對稱雙懸臂安裝鋼桁拱。（2）6#、8#墩繼續(xù)向前架設(shè)鋼梁，依次掛設(shè)張拉三層吊索。7#墩兩側(cè)對稱架設(shè)鋼梁，依次掛設(shè)并張拉三層平索。（3）6#、7#、8#墩鋼梁架設(shè)至合龍口位置后，調(diào)整三層拉索的索力，將合龍口兩側(cè)豎向位移和轉(zhuǎn)角調(diào)整到位。（4）依次合龍下弦、斜桿、上弦。（5）解除7#墩墩旁托架，逐步釋放三層拉索索力，使主跨系桿合龍口張開至設(shè)計理論長度，合龍系桿，全橋合龍。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.2“調(diào)索+縱移”合龍方法實施步驟3、大跨度鋼桁拱橋合龍表注：以上位移量中，x為順橋向位移，以向7#墩為正，z為豎直位移，以往上為正；θ為桿件轉(zhuǎn)角，以順時針向為正。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3

合龍計算鋼桁拱合龍計算-合龍口位移表(調(diào)索及縱移198mm之后)表注：以上位移量中，x為順橋向位移，以向7#墩為正，z為豎直8#墩7#墩3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3

合龍計算鋼桁拱合龍計算-鋼梁主跨合龍口示意圖8#墩7#墩3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3合龍計算4.1

問題的提出在本橋鋼桁拱施工中，若采用從6/7/8#墩墩頂開始雙懸臂架設(shè)的施工方法，則需要設(shè)置墩旁托架作為起始節(jié)間的施工支架，最突出的問題是：如何確保鋼梁在雙懸臂架設(shè)過程中的傾覆穩(wěn)定，特別是鋼梁最大懸臂時處在臺風(fēng)期，需要確?？紤]臺風(fēng)作用下鋼梁雙懸臂架設(shè)的安全。4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

4.1問題的提出4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究4.2

與鋼梁固接的墩旁托架大勝關(guān)橋之前的鋼梁架設(shè)，往往將墩旁托架和鋼梁起始節(jié)間分離設(shè)置。大勝關(guān)橋主墩墩旁托架如仍然采用此種思路，則墩旁托架結(jié)構(gòu)比較龐大，且鋼梁架設(shè)過程中的傾覆安全不滿足規(guī)范要求的1.3.

4.2與鋼梁固接的墩旁托架4.2

與鋼梁固接的墩旁托架新的思路是，將墩旁托架與主橋鋼梁連接為整體，在安裝過程中，托架作為鋼梁的一部分，共同受力。這樣，將安裝過程中的傾覆穩(wěn)定難題轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)受力，托架立柱根部和承臺頂固接，具備抵抗拉壓功能。同時，在墩頂起始四節(jié)間安裝過程中，托架和鋼梁之間具有水平、豎向、橫向位移可調(diào)措施，在墩頂四節(jié)間安裝完成后，精確調(diào)整鋼梁三向位移，滿足線形要求后將托架和鋼梁固接。4.2與鋼梁固接的墩旁托架南京大勝關(guān)鋼梁架課件4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4、大噸位墩旁托架施工技4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.3

墩旁托架的安全驗算墩旁托架是本橋鋼梁架設(shè)的生命線，控制著全橋的施工安全，而7#墩墩旁托架更是全橋安全控制中的重中之重。在墩旁托架設(shè)計中，除了考慮施工過程的不平衡荷載，還要重點考慮臺風(fēng)的影響。經(jīng)過計算，6#、8#墩旁托架立柱最大受壓約1800t，最大受拉500t，7#墩立柱最大受壓約2500t，最大受拉1000t。4.3墩旁托架的安全驗算5.1

6/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工吊索塔架高度68.5m，單桁中心立柱受力約3500t/桁，前后吊索每桁（共三桁）設(shè)置三層。5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

5.16/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工5、大噸位多層吊索塔5.2

6/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工

5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

吊索均采用高強平行鋼絲，鋼絲強度為1770MPa，外包PE保護層。第一、二層拉索容許應(yīng)力［σ］≤0.50Rb。第三層拉索容許應(yīng)力［σ］≤0.45Rb。5.26/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工5、大噸位多層吊索塔架5.3

7#墩平索設(shè)計、施工三個方案：5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

5.37#墩平索設(shè)計、施工5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)5.3

7#墩平索設(shè)計、施工方案一為雙層吊索塔架方案。本方案的優(yōu)點為拉索索力較小，相應(yīng)地，索的工程量也相對較小，但缺點是多了一臺吊索塔架的工程量，并且受塔架安裝的影響，7#墩鋼梁架設(shè)工期增加兩個月。方案二為單層平索方案。本方案的優(yōu)點是省去了一臺塔架，7#墩鋼梁架設(shè)的工期也最少；缺點是6/8#墩的拉索和塔架工程量增大，6/8墩鋼梁的架設(shè)工期加長，工期安排不合理；其中最主要的缺點是7#墩僅有一層拉索，豎向位移和轉(zhuǎn)角無法同時調(diào)整到位，鋼梁合龍困難。5.37#墩平索設(shè)計、施工5.3

7#墩平索設(shè)計、施工方案三為三層平索方案。本方案的優(yōu)點是省去了一臺吊索塔架，加快了工期，鋼梁合龍口豎向位移和轉(zhuǎn)角的調(diào)整較為方便，合龍風(fēng)險可控。5.37#墩平索設(shè)計、施工5.3

7#墩平索設(shè)計、施工實施方案：5.37#墩平索設(shè)計、施工5.3

7#墩平索設(shè)計、施工

5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

5.37#墩平索設(shè)計、施工5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)

（1）大跨連續(xù)鋼桁拱橋安裝技術(shù)六跨連續(xù)鋼桁拱采用從兩側(cè)往跨中架設(shè)、跨中合龍的總體方案。鋼梁在可調(diào)墩旁托架上懸臂安裝，通過6/8#墩上設(shè)置多層吊索塔架拉索，7#墩上設(shè)置多層水平拉索來調(diào)整鋼梁內(nèi)力和位移，直至合龍。本橋鋼梁安裝方法已獲國家發(fā)明專利（ZL200710053009.9）。（2）大跨度連續(xù)鋼桁拱合龍技術(shù)提出了“調(diào)索+縱移”的鋼梁合龍方法，本合龍方法不需要頂落梁，節(jié)省了大量大噸位豎向千斤頂?shù)馁M用。本合龍方法已獲國家發(fā)明專利（ZL200710053007.X）。6、主要技術(shù)創(chuàng)新點6、主要技術(shù)創(chuàng)新點（3）大噸位墩旁托架施工技術(shù)通過研究，本橋摒棄傳統(tǒng)的墩旁托架，設(shè)置上托架、下托架和上下托架分離口的新型托架型式，將墩旁托架與主橋鋼梁結(jié)合，解決了鋼桁拱雙懸臂架設(shè)過程中的穩(wěn)定，并使托架具有水平、豎向位移可調(diào)功能，解決了鋼梁的偏差調(diào)整問題，保證了鋼梁合龍的精度。（4）大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)為控制鋼梁大懸臂時桿件應(yīng)力和懸臂端撓度，架設(shè)過程中6#、8#墩各設(shè)吊索塔架一座，7#墩設(shè)三層平索輔助架梁。。

6、主要技術(shù)創(chuàng)新點6、主要技術(shù)創(chuàng)新點（5）采用70t爬坡吊機安裝主拱鋼梁。此吊機具有在拱上爬行后退、變坡調(diào)平、三支點反力均衡調(diào)整的功能，既有利于控制三桁高差，保證聯(lián)結(jié)系及正交異性板的安裝閉合，又能滿足在不同的坡度下拱上走行與架梁作業(yè)。6、主要技術(shù)創(chuàng)新點6、主要技術(shù)創(chuàng)新點（1）南京大勝關(guān)長江大橋主跨鋼梁施工，大跨度鋼桁拱架設(shè)與合龍技術(shù)首次研究利用拉索、采取調(diào)整索力措施，取消頂落梁傳統(tǒng)方式，實現(xiàn)大跨度鋼桁拱安裝合龍技術(shù)。取消大型墩頂布置及設(shè)備，避免頂落梁調(diào)整鋼梁的繁瑣工序，規(guī)避了合龍施工風(fēng)險，提高合龍精度。7、應(yīng)用推廣前景7、應(yīng)用推廣前景新廣州站東平水道橋，在鋼梁方案制訂過程中，借鑒了南京大勝關(guān)長江大橋鋼梁架設(shè)方案很多開拓性思路，主墩不起頂，鋼梁直接在正式支座上擺放。鋼梁合龍時，最后制訂了邊墩頂落（主墩不起頂）與調(diào)索的綜合合龍方法。南欽鐵路邕江大橋，貴廣（南廣）鐵路新東平水道特大橋，則借鑒東平水道鋼梁架設(shè)合龍方案的思路，制訂了邊墩頂落（主墩不起頂）來調(diào)整合龍。吊索只進行初張拉，不再進行補拉。7、應(yīng)用推廣前景7、應(yīng)用推廣前景(2)首次研究采用鋼桁拱與墩旁托架固結(jié)，三層水平索輔助雙懸臂安裝技術(shù),以及三主桁鋼桁拱大懸臂安裝線形控制技術(shù),對之后的鋼桁梁架設(shè)均有借鑒意義.7、應(yīng)用推廣前景7、應(yīng)用推廣前景南京大勝關(guān)鋼梁架課件京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋大跨度鋼桁拱安裝與合龍技術(shù)京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋主要內(nèi)容1、工程背景2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究

4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

6、主要技術(shù)創(chuàng)新點7、應(yīng)用推廣主要內(nèi)容1、工程背景1.1工程背景

京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋是京滬高鐵建設(shè)重要的控制性和標志性工程,也是滬漢蓉I級鐵路干線和南京地鐵的過江通道。該工程于2006年7月18日開工建設(shè),總投資45.6億元,全長9.273公里,主橋為世界首座六線鐵路大橋,設(shè)計時速300公里,主跨336m。1、研究背景1.1工程背景1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況

京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋鋼梁全長1608m，由北向南的孔跨布置為：2聯(lián)（84+84）m連續(xù)鋼桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)鋼桁拱。1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況本橋為三片主桁構(gòu)造，桁間距15m，主桁全寬30.0m，按六線標準設(shè)計:京滬高速雙線、滬漢蓉雙線、南京地鐵雙線。

1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.2

主體結(jié)構(gòu)概況橋面采用正交異性板與主桁下弦結(jié)合、道碴槽板與整體鋼橋面結(jié)合的型式。鋼橋面板由16㎜厚頂板和橫梁、橫肋、縱梁、縱肋組成。1、研究背景1.2主體結(jié)構(gòu)概況1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（1）鋼梁架設(shè)懸臂長度大，施工安全風(fēng)險高。

1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（2）支座反力大，墩頂布置難度大。安裝過程中最大支座反力達8000t，單墩反力約24000t，墩頂布置難度大。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（3）桿件重，吊裝困難。平弦部分最大桿件重量為58t（ME8ME9桿件），桁拱部分在主墩懸臂4個節(jié)間范圍內(nèi)最大桿件重量達119t（MS49MS50桿件），其余部分最大桿件重量達到61t（MS45MS46桿件）。因此，除了研制大噸位拱上爬行吊機外，部分桿件的吊裝還需要大型水上起重設(shè)備。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1.3

施工技術(shù)難點（4）本橋為三片主桁空間結(jié)構(gòu)，合龍口桿件多，合龍口位移調(diào)整難度大。主拱或平弦部分的合龍口桿件多達9根，合龍實施的難度大。1、研究背景1.3施工技術(shù)難點1、研究背景1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1）國外發(fā)展情況：國外大跨度鋼桁拱橋，如澳大利亞的悉尼港拱橋、美國的新河峽谷橋等,采用懸拼法施工，但均為單拱、雙主桁結(jié)構(gòu)。1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：國內(nèi)鋼橋發(fā)展很快，特別是鐵路鋼橋近年涌現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)型式和新的施工方法。①宜萬鐵路萬洲長江大橋為主跨360米單拱、雙主桁鋼桁拱橋，采用單層吊索塔架輔助單懸臂拼裝架設(shè)，在主墩墩頂設(shè)置頂落、縱橫移設(shè)施，實現(xiàn)中跨合龍。

1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2）國內(nèi)發(fā)展情況：②重慶朝天門長江大橋主橋為跨徑190＋552＋190m中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋。采用吊索架輔助懸臂架設(shè)，墩頂設(shè)置頂落、縱橫移設(shè)施，實現(xiàn)中跨合龍。1、研究背景1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀671、研究背景工程實例：重慶朝天門大橋（主跨552m,二航局施工）141、研究背景1.5

主要研究內(nèi)容

（1）大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究

本橋鋼梁總重約8萬噸，鋼梁規(guī)模宏大，施工投入的大型臨時結(jié)構(gòu)和設(shè)備較多，在滿足施工安全和工期要求的前提下，如何減少大型臨時結(jié)構(gòu)和設(shè)備的投入。（2）大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)研究本橋主橋為三主桁六跨連續(xù)鋼桁拱，跨度大，結(jié)構(gòu)體系新，如何順利實現(xiàn)鋼梁的合龍，減少合龍風(fēng)險。（3）大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

6/7/8#墩墩頂鋼梁雙懸臂架設(shè)施工中，面臨兩大問題：如何確保鋼梁在雙懸臂架設(shè)過程中的平衡穩(wěn)定；如何提高墩旁托架的安裝精度，減少鋼梁合龍風(fēng)險。（4）大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究6#、7#、8#主墩鋼梁均采用雙懸臂架設(shè)，6#、8#墩鋼梁最大懸臂長度168m，7#墩鋼梁最大懸臂長度156m。本橋的吊索塔架主要功能除了控制鋼梁大懸臂時桿件應(yīng)力和懸臂端撓度，更重要的是用于合龍前調(diào)整合龍口位移。為滿足上述功能要求，需對多層吊索塔架的設(shè)計和施工進行深入研究。1、研究背景1.5主要研究內(nèi)容1、研究背景2.1

鋼梁架設(shè)方案比選根據(jù)本橋鋼梁結(jié)構(gòu)特點和工期要求，六跨連續(xù)鋼桁拱采用從兩側(cè)往跨中架設(shè)、跨中合龍的總體方案。2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選

336m主跨鋼梁架設(shè)比選綜合比選，主橋鋼梁架設(shè)推薦采用方案一。

2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1

鋼梁架設(shè)方案比選最后實施方案：2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.1鋼梁架設(shè)方案比選2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況邊跨鋼梁架設(shè)2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況邊跨鋼梁架設(shè)-192m跨合龍2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況中跨鋼梁架設(shè)2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5

全橋鋼梁架設(shè)實施情況中跨合龍2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究2.5全橋鋼梁架設(shè)實施情況2、大跨度鋼桁拱橋安裝方案研究3.1

鋼桁拱合龍技術(shù)研究傳統(tǒng)的頂落梁合龍：在鋼梁支點位置設(shè)置豎向千斤頂，通過頂升和落梁，調(diào)整鋼桁合龍口的豎向位移和轉(zhuǎn)角，按理論設(shè)計長度安裝合龍段桿件，合龍段采用高強螺栓連接，合龍精度要求高。在本橋有以下困難：（1）主墩支點達到8000t/桁，需要特別研制2500t大噸位千斤頂需36臺，研制費用高；（2）主跨合龍前，兩岸鋼梁為連續(xù)梁，支點高程的相對變化需嚴格控制，鋼梁頂落時三個墩的千斤頂（共36臺千斤頂）需同步操作，操作難度大，施工風(fēng)險高。（3）各墩墩頂鋼梁的頂落量較大，支點處的臨時抄墊較高，存在較大施工風(fēng)險；（4）三個主桁合龍口的中桁與邊桁形狀存在差異，頂落梁無法解決三個主桁合龍口位移點同時調(diào)整到位的問題。3、大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)3.1鋼桁拱合龍技術(shù)研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍技術(shù)3.1

鋼桁拱合龍方案研究新的思路：“調(diào)索+縱移”的合龍方法：通過主動調(diào)整索力來改變鋼梁懸臂端合龍口的位移和轉(zhuǎn)角，同時輔以6、8#墩側(cè)鋼梁的縱移，從而實現(xiàn)鋼梁合龍口桿件零應(yīng)力合龍。和傳統(tǒng)的鋼梁架設(shè)相比，省去了在主墩頂布置大噸位千斤頂設(shè)備，取消了鋼梁合龍時起落梁的過程，從而減少了合龍風(fēng)險，節(jié)約了大量的設(shè)備費用，同時也解決了通過頂落梁很難將三片主桁空間結(jié)構(gòu)合龍口位移點同時調(diào)整到位的問題。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.1鋼桁拱合龍方案研究3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.2

“調(diào)索+縱移”合龍方法實施步驟（1）192m邊跨合龍后，解除6#、8#墩墩旁托架，并縱向預(yù)偏。7#墩鋼梁與墩旁托架固結(jié)，對稱雙懸臂安裝鋼桁拱。（2）6#、8#墩繼續(xù)向前架設(shè)鋼梁，依次掛設(shè)張拉三層吊索。7#墩兩側(cè)對稱架設(shè)鋼梁，依次掛設(shè)并張拉三層平索。（3）6#、7#、8#墩鋼梁架設(shè)至合龍口位置后，調(diào)整三層拉索的索力，將合龍口兩側(cè)豎向位移和轉(zhuǎn)角調(diào)整到位。（4）依次合龍下弦、斜桿、上弦。（5）解除7#墩墩旁托架，逐步釋放三層拉索索力，使主跨系桿合龍口張開至設(shè)計理論長度，合龍系桿，全橋合龍。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.2“調(diào)索+縱移”合龍方法實施步驟3、大跨度鋼桁拱橋合龍表注：以上位移量中，x為順橋向位移，以向7#墩為正，z為豎直位移，以往上為正；θ為桿件轉(zhuǎn)角，以順時針向為正。3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3

合龍計算鋼桁拱合龍計算-合龍口位移表(調(diào)索及縱移198mm之后)表注：以上位移量中，x為順橋向位移，以向7#墩為正，z為豎直8#墩7#墩3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3

合龍計算鋼桁拱合龍計算-鋼梁主跨合龍口示意圖8#墩7#墩3、大跨度鋼桁拱橋合龍方法研究3.3合龍計算4.1

問題的提出在本橋鋼桁拱施工中，若采用從6/7/8#墩墩頂開始雙懸臂架設(shè)的施工方法，則需要設(shè)置墩旁托架作為起始節(jié)間的施工支架，最突出的問題是：如何確保鋼梁在雙懸臂架設(shè)過程中的傾覆穩(wěn)定，特別是鋼梁最大懸臂時處在臺風(fēng)期，需要確保考慮臺風(fēng)作用下鋼梁雙懸臂架設(shè)的安全。4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

4.1問題的提出4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究4.2

與鋼梁固接的墩旁托架大勝關(guān)橋之前的鋼梁架設(shè)，往往將墩旁托架和鋼梁起始節(jié)間分離設(shè)置。大勝關(guān)橋主墩墩旁托架如仍然采用此種思路，則墩旁托架結(jié)構(gòu)比較龐大，且鋼梁架設(shè)過程中的傾覆安全不滿足規(guī)范要求的1.3.

4.2與鋼梁固接的墩旁托架4.2

與鋼梁固接的墩旁托架新的思路是，將墩旁托架與主橋鋼梁連接為整體，在安裝過程中，托架作為鋼梁的一部分，共同受力。這樣，將安裝過程中的傾覆穩(wěn)定難題轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)受力，托架立柱根部和承臺頂固接，具備抵抗拉壓功能。同時，在墩頂起始四節(jié)間安裝過程中，托架和鋼梁之間具有水平、豎向、橫向位移可調(diào)措施，在墩頂四節(jié)間安裝完成后，精確調(diào)整鋼梁三向位移，滿足線形要求后將托架和鋼梁固接。4.2與鋼梁固接的墩旁托架南京大勝關(guān)鋼梁架課件4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4、大噸位墩旁托架施工技術(shù)研究

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4、大噸位墩旁托架施工技4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.2

可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架

4.2可調(diào)鋼梁空間位置的墩旁托架4.3

墩旁托架的安全驗算墩旁托架是本橋鋼梁架設(shè)的生命線，控制著全橋的施工安全，而7#墩墩旁托架更是全橋安全控制中的重中之重。在墩旁托架設(shè)計中，除了考慮施工過程的不平衡荷載，還要重點考慮臺風(fēng)的影響。經(jīng)過計算，6#、8#墩旁托架立柱最大受壓約1800t，最大受拉500t，7#墩立柱最大受壓約2500t，最大受拉1000t。4.3墩旁托架的安全驗算5.1

6/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工吊索塔架高度68.5m，單桁中心立柱受力約3500t/桁，前后吊索每桁（共三桁）設(shè)置三層。5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

5.16/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工5、大噸位多層吊索塔5.2

6/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工

5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

吊索均采用高強平行鋼絲，鋼絲強度為1770MPa，外包PE保護層。第一、二層拉索容許應(yīng)力［σ］≤0.50Rb。第三層拉索容許應(yīng)力［σ］≤0.45Rb。5.26/8#墩吊索塔架的設(shè)計與施工5、大噸位多層吊索塔架5.3

7#墩平索設(shè)計、施工三個方案：5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)研究

5.37#墩平索設(shè)計、施工5、大噸位多層吊索塔架施工技術(shù)5.3

7#墩平索設(shè)計、施工方案一為雙層吊索塔架方案。本方案的優(yōu)點為拉索索力較小，相應(yīng)地，索的工程量也相對較小，但缺點是多了一臺吊索塔架的工程量，并且受塔架安裝的影響，7#墩鋼梁架設(shè)工期增加兩個月。方案二為單層平索方案。本方案的優(yōu)點是省去了一臺塔架，7#墩鋼梁架設(shè)的工期也最少；缺點是6/8