桥梁悬臂拼装施工中钢箱梁制造尺寸的确定

针对工程计算中确定悬臂拼装施工的钢箱梁段制造尺寸时考虑不够全面的状况,综合考虑结构整体变形和梁段局部变形的影响,根据设计目标和施工要求,提出端截面转角补偿的方法,计算梁段2个端截面处边腹板的制造倾角,进而确定梁段的制造线形和预拼线形,提出了梁段端截面处的顶、底板长度补偿和梁段轴向长度补偿的计算方法,并对广州黄埔大桥斜拉桥进行实际计算分析。研究结果表明:若忽略梁段局部变形,则预拼线形的误差会随着悬臂拼装的进行不断放大,梁段顶、底板处的焊缝质量和焊接收缩变形将难以控制。     

基于逐段安装线形的钢箱梁制造尺寸计算研究

为了确定钢箱梁的制造尺寸,确保成桥后主梁线形满足设计线形要求,以嘉鱼长江公路大桥为研究对象,根据待悬拼梁段与相邻已安装梁段间的无应力关系,由主梁安装线形推导了无应力线形的计算方法,基于两种主梁拼装方式进行施工阶段分析,确定了嘉鱼长江公路大桥钢箱梁制造尺寸。分析表明:采用该文方法进行折线拼装迭代可精确高效求解钢箱梁制造尺寸。     

组合梁斜拉桥整体节段悬臂拼装足尺模型试验

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔分幅式组合梁斜拉桥,组合梁采用整体节段安装、节段间桥面板胶拼等施工工艺。为验证该桥整体节段胶接缝悬臂拼装工艺的可行性,确定匹配连接原则,掌握已成梁段与被吊梁段的横向相对变形量,选取5个梁段进行足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:整体节段悬臂拼装匹配连接受梁段制造误差以及横向受力差异的影响较小,胶接缝悬臂拼装工艺是可行的;匹配口实测横向相对变形最大为2.5mm,较理论计算值偏小,表明该桥实际刚度较大。     

大跨等截面钢箱梁节段及整体拼装尺寸控制

钢-混组合连续梁桥在体系转换时,由于预拱度的存在导致桥位现场对接拼装时,钢箱梁连接处常出现倒V型焊缝。文章以边跨LS梁段为例,通过对组拼台座上的牙板标高来调整控制每一节段底板的预拱度,通过精确计算得到相应转角,并以此来控制节段腹板尺寸。从而解决了桥位现场对钢箱梁焊接时出现切割的问题,使钢主梁之间精准对接完成体系转换,降低工程量,提升工作速度和效率,节约成本。     

基于无应力状态法的钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现

针对钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现,以厦漳跨海大桥北汊主桥为例,提出基于无应力状态控制法理论的主梁预拱度取值、制造尺寸确定、预拼装线形计算及悬臂拼装控制方法.该桥为多跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,采用桥梁结构设计系统SCDS2011建立桥梁有限元模型,求得钢箱梁设计预拱度;钢箱梁制造尺寸确定时考虑竖曲线和设计预拱度及梁体轴向压缩、弯矩转角的影响;以预拼装线形为基础计算得出每节段前、后控制点的坐标值进行预拼装;在钢箱梁悬臂拼装过程中进行线形控制时,考虑安装阶段的计算挠度及成桥状态与设计预拱线形的高程差.事实证明,采用该方法对钢箱梁斜拉桥进行成桥目标线形的控制取得了良好的施工精度.     

钢箱梁拼装及桥位焊接的监理

为使钢箱梁桥位焊接后能符合设计给定的线形,从预拼装阶段开始,控制各项工序的质量.钢箱梁的制造和预拼装可分为长线法和短线法.悬索桥的钢箱梁吊装时,钢箱梁的空间位置由主缆线形和吊索长度确定,钢箱梁吊装后其线形已经确定,不可能在吊装过程中或吊装后再行调整;而斜拉桥则在钢箱梁吊装时,通过施工监控逐个调整吊装梁段的索力、远点的标高和里程实现设计给定的线形.介绍斜拉桥钢箱粱吊装过程中吊装梁段的调整方法、合龙段吊装前后的注意事项.以西堠门大桥为例,说明钢箱梁桥位焊接施工期的监理要点.     

武汉沙湖南环路跨楚河桥钢箱梁分节段顶推安装技术

武汉沙湖南环路跨楚河桥为(22+26+22)m三跨连续钢箱梁桥,桥宽33 m,全桥钢箱梁总重1 447 535kg。结合该桥实际情况,对支架法安装、悬臂顶推安装和分节段顶推安装方案进行比选,确定该桥钢箱梁采用分节段顶推法安装。该桥钢箱梁沿纵向分7个顶推节段,为便于运输每个节段沿横向分6个分节段。顶推施工时,首先在桥的一端设置节段组拼场进行节段拼装,单个节段组拼完成后利用下滑道将拼装好的节段逐一顶推就位,然后进行节段总拼装、焊接等直至完成全桥钢箱梁安装。实践表明,该桥采用分节段顶推法安装钢箱梁,加快了施工进度、提高了工程质量以及吊装安全性。     

台州湾跨海大桥通航孔桥悬拼匹配关键问题研究

台州湾跨海大桥通航孔桥为主跨488m的双塔双索面组合梁斜拉桥,在主梁悬臂拼装过程中,采用"焊接边腹板—提前挂索—吊机卸载"技术完成梁段匹配连接。为了确定该技术的合理吊机卸载比及提前挂索的合理预张力,采用Abaqus建立部分悬拼梁段的有限元模型,研究匹配截面的变形规律及吊机卸载比对不匹配变形值的影响,分析提前挂索的索力对边腹板焊缝和斜拉索锚固区桥面板受力的影响,并采用曲线拟合的方法给出提前挂索的合理预张力计算公式。结果表明:吊机的合理卸载比为37%,提前挂索的合理预张力与一张索力的比值为60%～74%。     

福州三县洲闽江大桥施工监控

福州三县洲闽江大桥是一座主跨为238 m的独塔单索面预应力混凝土斜拉桥,其主跨采用悬臂拼装法施工,拼装过程中力求"索力"、"线形"双控,安装控制难度较大.介绍了该桥在悬拼施工过程中的监控阶段的确定、施工监控原则、监控计算、标准节段监控实施步骤、监控内容及监控效果.     

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥拱肋架设施工技术

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥为主跨436m的中承式钢桁-混凝土结合拱桥,提篮式拱肋与铅垂面夹角为4.62°。针对该桥结构特点和桥址处地质条件,主拱肋采用分节段工厂制造,将单元件运至岸边预拼场内,在预拼场内组拼成节段,利用大型缆索吊机,采用扣挂法悬臂拼装。其中,主桥拱肋首节段利用塔吊进行散件拼装,散拼顺序为先下后上、先内后外;拱肋标准节段在弧形胎架上进行精确组拼,采用吊重480t、跨度460m的大型缆索吊机吊装,并利用斜拉扣挂系统进行辅助安装;合龙段采用连续观测、精确配切等技术进行合龙施工;拱肋外包混凝土采用"吊挂支架法"施工。该桥已顺利合龙,且合龙精度在±2mm内,满足设计要求。     

三塔斜拉桥钢箱钢桁结合梁架设测量技术

蒙华铁路洞庭湖特大桥主桥为(98+140+406+406+140+98)m三塔双索面钢梁斜拉桥。主梁为钢箱钢桁结合梁,钢箱梁处于结合梁的下部,主桁下弦和钢箱顶板焊接连接。边跨主梁采用顶推施工,中跨主梁采用悬拼施工,最后在跨中合龙,主梁架设采用"先箱梁后桁梁"的施工技术,为确保架设精度,采用钢梁架设专用加密控制网并精密联测设置基准点的方法;对加工误差累积管理以控制钢梁制造误差;以固定仪器、人员和点位的测量方式控制边跨顶推落梁精度;采用差分极坐标和闭合水准法精密控制钢箱梁拼装误差;采用差分三维坐标法控制钢桁梁转角和预留调整口轴向偏差。     

南京长江第五大桥钢混组合塔钢壳制造关键技术

南京长江第五大桥主桥为(80+218+600+600+218+80)m组合梁斜拉桥,钢混组合塔主要由钢壳、钢筋和混凝土组成。双壁异形箱形钢壳壁板薄,焊接变形大,引入"附筋"理念,将钢筋加工和直螺纹套筒连接作为钢结构制造的一部分,增加了钢壳制造安装难度。针对BIM技术应用、1∶1木质模型检验和足尺模型试验中发现的问题,采用钢壳板单元制造、组拼精度控制、"1+1"立式预拼方式等技术,提高钢壳制造与安装质量。对比4种竖向钢筋连接技术方案,选用"带圆钢管槽钢+螺母定位与竖筋样板定位结合法",解决竖向钢筋直螺纹套筒连接难点。节段预拼装测量中采用多种有效检查方法,实现桥位的安装精度目标。     

蒙华铁路洞庭湖特大桥主桥钢梁架设关键技术

蒙华铁路洞庭湖特大桥主桥为主跨406m的三塔斜拉桥,主梁采用钢箱-钢桁组合结构。其中,下部钢箱梁宽21m,中心处梁高2.5m;上部钢桁梁采用华伦式布置,节间长14m,桁高12m。该桥主梁采用"先箱后桁"的方案施工,先安装下部钢箱梁,钢箱梁合龙后,在其顶面分组安装钢桁梁。边跨钢箱梁采用顶推法架设;主跨钢箱梁采用悬臂拼装法架设,钢箱梁节段利用300t架梁吊机整体吊装,在主跨跨中采用主动合龙方式合龙。上部钢桁梁杆件采用上弦杆制造长度修正、分组架设(5个节间为1组)、多个调整口合龙等技术施工,完成钢桁梁杆件拼装,并实现精确合龙。     

石首长江公路大桥短线法预制PC主梁设计研究

石首长江公路大桥主桥为主跨820m的双塔不对称混合梁斜拉桥。中跨和南边跨采用钢箱梁,北边跨采用预应力混凝土主梁。结合场地水文和地质特点、宽幅大截面箱梁抗裂和质量要求,PC主梁采用"地面预制+支架存梁"的短线法预制拼装施工方案。主梁纵向体内预应力采用大直径优质合金高强钢棒预应力体系,配套采用体内+体外束预应力设计。通过采用地面预制的施工方案、构造优化和横向预应力多次分批张拉、混凝土的配合比及温控养护措施,在宽幅、大截面箱梁的匹配预制精度控制、裂缝控制上取得了预期效果。北边跨预制PC梁胶拼成跨,不设湿接缝,通过无应力长度参数和梁段间竖向转角参数的精度控制保证成桥线形。北边跨PC主梁预制精度、工程质量和拼装线形达到了设计预期。     

沪通长江大桥主航道桥全焊桁片总拼及焊接技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m公铁两用斜拉桥,主桁采用3片桁片连接的"N"形桁,每个竖杆部位均设置横向联结系,桁片接头较多,母材材质品种多。主桁桁片采用3+1短线法,三桁同步总拼;采用多层多道焊接方式进行桁片焊接。总拼时,设置2个边桁胎架和1个中桁胎架;地模样板基准点布置完成后,采用吊垂线法控制上、下弦杆系统点与地模样板基准点的对应位置;以弦杆为基准定位竖杆、斜杆,完成整轮次杆件拼装定位。桁片焊接时,设置可移动防护装置,严格控制焊接顺序和焊接参数,进行多层多道焊接。桁片总拼制造验收结果表明,桁片焊后尺寸及线形满足要求,焊接变形得到控制,焊接收缩量设置合理。     

曲线斜拉桥锚固点与支座偏移设计的分块法

以结构部分与整体力学关系为基础,采用"分块法"计算曲线斜拉桥主梁锚固点和主墩支座偏移值,以使内外侧索力及主梁横梁内外侧负弯矩相等。将曲线主梁划分成若干矩形截面曲线梁,通过分块梁与整体梁段的力学关系来建立平衡方程,应用该方法推导了曲线斜拉桥主梁锚固点和主墩支座偏移值的计算公式。用有限元方法分析了2种偏移对龟韭沟大桥受力的影响,并绘制了偏移值对大桥受力的影响曲线,将曲线反应出的合理偏移值与公式计算结果进行了比较。结果表明:偏移主梁锚固点和主墩支座能较好地改善曲线斜拉桥受力,且公式计算结果与有限元分析结果吻合良好。     

西江特大桥钢箱提篮拱架设施工技术

新建南广铁路西江特大桥主桥为(41.2+486+49.1)m中承式钢箱提篮拱桥,拱肋为变高度钢箱结构。拱肋G0~G3节段利用500t浮吊安装;G4~G21节段采用"缆索吊机+扣挂法"悬臂拼装施工。为确保拱肋顺利吊装、架设及精确就位,缆索吊机采用扣缆塔合建方案;G4~G9节段吊耳布置在拱肋上翼缘板和上横断面处,G10~G21节段吊耳布置在拱肋上翼缘板;拱肋拼装到位后,采用连接件和限位牛腿临时连接;扣索扣点系统采用双向铰座方式,由扣耳、锚箱、销轴组成;锚索锚点布置于两侧的锚碇上;扣、锚索张拉端均设置于扣塔上。为保证成桥后线形和受力与设计状态一致,拱肋采用了"6+1"的半长线法制造工艺,预埋段采取了精确空间立体定位技术,3个节段拼装后进行一次精确线形调整,合龙过程中采用了扣索索力调整和合龙温度控制等措施。该桥合龙后,主拱长、宽、高及对角线误差均在±2mm以内,满足设计要求。     

当金山特长隧道设计方案研究

在高原、高寒地区修建单线单洞特长隧道,面临隧道勘察选线、施工方法选择、长距离通风、深竖井施工、生态脆弱区环境保护以及低氧环境下施工等一系列世界性技术难题。结合敦煌至格尔木铁路当金山特长隧道的设计全过程,对特长隧道的勘察设计进行全方位介绍。针对当金山特长隧道"三高(高海拔、高地应力、高地震烈度)"、"两低(气温低、气压低)"的地域特点,以及"三长(单面坡长、独头通风距离长、反坡排水距离长)"、"两多(断层破碎带多、不良地质多)"、"两大(埋深大、水量大)"等工程特点,对"钻爆法、TBM法、钻爆法+TBM法"3种施工方案进行系统的经济技术比选,最终确定大型机械配套的钻爆法施工方案。最后对单线铁路特长隧道的设计与施工提出了一些建议:1)特长隧道选线时重视物探技术;2)处理好勘察与设计的关系;3)高海拔特长隧道应加大机械化施工;4)特长隧道应充分发挥平行导坑的作用;5)重视环境设计。     

大跨度钢箱桁架拱桥拱肋架设施工技术

湖北香溪长江公路大桥为主跨519m(计算跨径)全推力中承式无铰钢桁架拱桥,主拱采用"缆索吊机+斜拉扣挂法"悬臂拼装架设。主拱肋分成桁片节段,在工厂加工制造预拼,船运至桥位处,进行缆索吊机吊装施工;拱脚段采用支架对预埋件进行定位,吊装至设计位置;再进行拱肋整体桁片节段吊装,拱肋整体桁片前4个节段安装完毕,封铰后,进行第一次体系转换,进行剩余节段的安装;合龙前,北岸最后一个节段(NS11)采用"倒栽葱"方式通过间隙;合龙段采用"配切+温度变化"来实现精确合龙;主拱合龙后,拆除扣锚索,完成第二次体系转换。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥主桁关键节点制造技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m钢桁拱桥,其中主墩支座处的加劲弦节点杆件为Q500qE钢,采用栓焊结合的整体节点构造,结构形式和连接关系复杂、焊缝密集,制造难度大。制造过程中,采用"正装法"解决了复杂结构的空间几何关系精度控制和磨光顶紧难题;试验比选确定了不同部位合理的焊接工艺,解决了新材料Q500qE钢焊接难题;通过预变形、自约束、它约束相结合的技术措施,实现了对焊接变形的有效控制;采用大型数控钻床制孔工艺,确保了孔群的空间关系精度;采用大型落地镗床均温加工方法,确保了超大底板平面度的高精度要求。