土耳其1915恰纳卡莱大桥无索区钢箱梁安装关键技术

土耳其1915恰纳卡莱大桥为主跨2023 m的双塔三跨钢箱梁悬索桥。钢箱梁总长3563 m,边跨及桥塔处无索区钢箱梁均为非标准节段,长度为9.8~43.6 m,吊装重量为344~1330 t,涉及多种吊装方式及节段安装工艺,施工难度大。该桥边跨S33节段定位精度要求高、顶推难度大,利用特殊设计牛腿,顺利实现节段顶推及边跨合龙;边跨焊接线形精度要求高、工序转换复杂,S32和S31节段布设临时吊索系统,确保焊接线形可控;塔区工作平台上的S01、T00和M01单个节段利用特殊设计三向可调支架及导向架施工,确保浮吊吊装安全可靠及定位精度可控;S02和M02节段吊装时与已吊装节段在空间上相互干扰,通过布设牵引荡移系统,顺利实现塔区S02和M02节段缆载吊机大角度吊装及节段荡移;采用吊索调节装置、边跨反拉系统及4台缆载吊机同步抬吊等措施,塔区S01、T00和M01组拼焊接的大节段顺利合龙。

多跨预应力混凝土连续梁整体平移改造施工关键技术

宿迁古黄河老桥为(22.5+3×30+22.5)m四幅分离式连续梁桥,两侧为非机动车道桥,中间为机动车道桥。由于该桥位于生态保护区且梁体质量良好,为满足迎宾大道二期快速化改造需要,采取在不中断交通的前提下,通过交通导改先后将西侧和东侧机动车道桥分别往两侧整体平移3.25 m,再于中间修建新桥的改造方案。结合桥位处水文地质情况,采用在非机动车道桥外侧设置“钢板桩+过水钢管”围堰进行无水条件下的基础墩身拼宽施工。改造施工时,根据单侧机动车道桥支座处顶升荷载及梁底空间选配布置顶升千斤顶和步履器;通过有限元计算确定梁体顶升与平移施工过程中各支点竖向和横向位移偏差控制指标,采用PLC液压同步控制系统操控步履器与千斤顶交替顶升与平移,既能保证梁体整体顶升与平移的精度又能有效控制梁体应力突变;待梁体平移到设计位置后,拆除步履器和顶升千斤顶,复原垫石、支座及挡块。

重庆白居寺长江大桥施工控制关键技术

重庆白居寺长江大桥主桥为主跨660 m的公轨两用双塔双索面钢桁梁斜拉桥。桥塔为空间曲线水滴形混凝土结构,采用爬模施工;钢桁梁为带边纵梁的倒梯形截面,利用桥面吊机进行对称悬臂施工。为确保成桥后的各项力学和线形指标满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立主桥施工阶段有限元模型,对塔顶偏位和应力、钢桁梁线形及斜拉索张拉进行施工监控。通过控制塔顶偏位以及关键断面应力,确保了钢桁梁施工中桥塔的安全;通过控制主桁和边纵梁的制造和安装线形,保证了钢桁梁成桥线形的控制精度;通过边、中跨1~5号索同步对称初张、6~20号索分级不对称初张及局部二次调索,提高了斜拉索的施工效率以及索力控制精度。施工监控结果表明:塔顶偏位最大偏差27 mm,钢桁梁线形最大偏差52 mm,斜拉索索力偏差在±5.6%内,均满足设计要求。

黄茅海跨海通道高栏港大桥钢箱梁施工关键技术

黄茅海跨海通道高栏港大桥为(110+248+700+248+110)m全飘浮体系双塔双索面斜拉桥,主梁为分体式钢箱梁,标准梁段重约370 t、最大悬臂拼装梁段重约468 t,采用桥面吊机进行悬臂拼装,施工阶段抗风问题突出。通过设置塔梁三向临时锚固抵抗施工过程中的不平衡力及力矩,有限元计算结果表明塔梁三向临时锚固均满足受力需求;在边跨侧设置抗风临时墩,并依据受力分析结果确定抗风临时墩的钢管桩选用∅1200 mm×12 mm,平联、斜撑选用∅426 mm×6 mm,施工阶段安全渡台;通过设置横断面预拱度保证了钢箱梁成桥横坡;采用反力牛腿法在被吊装梁段和已安装梁段匹配侧施加成对反力有效减小匹配高差,保证了钢箱梁的顺利匹配安装;边、辅墩墩顶前一梁段的斜拉索二次张拉后再进行合龙,避免了施工期间边、辅墩支座出现负反力;中跨采用单边起吊加配重和自然温差配切的合龙方式。

三维全景数字孪生技术在箱梁运架施工中的应用

采用三维全景数字孪生技术实现高速铁路箱梁运架施工环境及设备的虚拟映射,通过北斗定位、GIS地图、设备信息自动采集、智能推理等技术实现三维数字模型的实时驱动,达到与物理实体同步呈现的效果;各级管理人员通过数字孪生全局视角,更便捷、高效地对施工过程进行分析、预测和管控。以荆门—荆州高速铁路项目为依托,进行了实践探索,形成了高速铁路箱梁运架施工大型复杂场景的典型数字孪生应用,有效推动了传统行业与数字孪生的深度融合。

海洋复杂气候多塔公铁同层斜拉桥主梁施工控制关键技术

珠海西江公铁大桥为(58.5+116+3×340+116+58.5)m公铁同层斜拉桥,两中塔塔梁墩固结,两边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用单箱三室截面钢箱梁,总宽49.6 m,梁高4.676 m;全桥钢梁共划分为47个节段,标准节段长24 m;钢梁节段接头除顶板为焊接外,底板、腹板均为高强度螺栓连接。考虑既有施工机具和桥址环境特点,钢梁节段均为超大、超重、超高结构。边跨、次边跨钢梁节段最长80.25 m、最大吊重2600 t,利用大型浮吊吊装,通过“分段顶升(下降)、逐端合龙”的施工控制方法,3个大节段钢梁无折角拼接;中塔两侧主梁采用一侧钢梁节段吊装时另一侧配水袋压重的“小步快走,多轮次平衡”异步悬拼施工,将结构抗倾覆稳定系数控制在1.5以上;利用在中中跨合龙口施加主动顶推力结合改变合龙口结构构造的保障措施,实现大桥在高温条件下的高精度合龙。成桥结构内力、线形状态均达到设计理想状态。

沪杭甬钱塘江新建大桥钢桁梁步履式顶推施工关键技术

沪杭甬钱塘江新建大桥主桥为主跨240 m上加劲连续钢桁梁桥。针对钱塘江航运条件限制、工期紧、顶推重量大等施工难点,钢桁梁采用双向顶推方案,并对顶推施工中钢桁梁是否携带加劲弦进行方案比选,确定选取不携带加劲弦的顶推方案。该方案采用“步履机+滑块”方式,从两岸向跨中方向进行多点同步顶推,其中杭州侧顶推总长520 m、总重20592 t。根据桥跨布置及结构特点,按每80 m顶推跨度设置1个临时墩;导梁为桁架结构,采用预抛高技术满足上墩要求;一般按4个节段为1个循环轮次进行顶推施工。施工过程中,采用竖向顶升力和水平输出力协同控制技术、顶推线形控制技术,将主墩和临时墩墩顶支反力控制在设计容许范围内,确保结构受力安全。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥施工方案

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为双主跨1120 m的三塔钢桁梁斜拉桥,桥塔基础采用∅4.0 m超大直径钻孔桩基础,桥塔为钢-混组合塔(上塔柱为钢结构,中、下塔柱为C60混凝土结构),钢桁梁采用两节间大节段全焊设计、制造。边塔钻孔桩基础施工采用吹沙筑岛形成钻孔平台,钻孔采用旋挖钻分级扩钻成孔,承台采用钢管桩+钢板桩组合围堰施工;中塔钻孔桩基础施工采用栈桥+水上钢平台,钻孔采用旋挖钻+回转钻组合接力成孔,承台采用矩形双壁钢套箱围堰施工,底节双壁钢套箱围堰采用水中漂浮连接法拼装。桥塔混凝土塔柱采用液压爬模施工,钢塔柱采用15000 t·m塔吊分块吊装;下横梁采用落地支架分层现浇。岸上和牛屯河边滩上钢桁梁节段采用“提升站+运梁栈桥+运梁台车”方案转运至1800 t架梁吊机起吊位置正下方由吊机起吊架设;边、辅跨间钢桁梁采用全顶推法架设,其余钢桁梁采用架梁吊机整节段悬臂架设;边(中)塔处设置抗风牛腿、Z3-Z4号塔间设置1座抗风临时墩,以保证主梁大悬臂架设过程中的抗风稳定;主跨跨中钢桁梁采用整节段合龙方案,先进行Z3-Z4号塔间主跨合龙,后进行Z4-Z5号塔间主跨合龙。

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥塔梁同步施工测量技术

安九铁路鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥为(50+50+224+672+174+50+50+50)m钢箱混合梁斜拉桥,主跨和辅助跨采用钢箱梁,桥塔采用H形塔,黄梅侧桥塔采用塔梁同步方案施工。针对塔梁同步施工测量重难点,运用莱卡TM50全站仪自动化实时采集塔端监测数据,利用Matlab程序计算塔柱纵向偏移量以修正塔偏;在塔柱“零状态”下采用天顶距法传递高程基准,采用精密全站仪后方交会设站传递平面基准至塔柱顶端测量平台,基于内控法进行钢锚箱安装及精密定位测量;采用全站仪三维坐标法进行钢箱梁安装定位,基于相对高差法控制钢箱梁安装线形。塔梁同步施工测量期间,通过加密控制网、全站仪自动观测、塔偏修正、钢锚箱精确定位及钢箱梁安装等技术,使塔柱和主梁施工节段能正确无误地顺接,在保证施工质量的同时缩短了施工工期。

常泰长江大桥桥塔空间纵横梁施工控制

常泰长江大桥主航道桥为在建世界最大跨度斜拉桥,首次采用钢-混混合结构空间钻石形桥塔。因桥塔特殊的结构形式和力学行为,在设计阶段对其施工控制方案进行分析,针对施工期可能存在的问题进行优化设计。结果表明:纵横梁施工控制方案对桥塔控制断面内力、塔底反力、纵横梁线形及预应力布置均有影响。区别于传统桥塔下横梁不参与纵向整体受力,该桥塔下横梁(纵梁)通过塔梁节点转动参与主塔纵桥向受力。通过建立桥塔有限元模型,基于设计阶段纵横梁的受力特点提出施工控制措施,最终保证了纵横梁施工期的结构安全,实现了对结构线形的高精度控制。

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥合龙顺序研究

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥为(85+4×125+85)m五塔六跨矮塔斜拉桥,主梁为鱼腹式预应力混凝土等高箱梁,采用普通挂篮悬浇施工,设6个合龙口。为选择边跨、次边跨和中跨合理的合龙顺序,采用MIDAS Civil软件建立主桥不同合龙顺序有限元模型,分析合龙顺序对主梁恒载预拱度、应力、合龙阶段位移以及成桥索力的影响。结果表明:合龙顺序对主梁恒载预拱度影响较大,对主梁合龙阶段位移有一定影响,但对主梁应力、成桥索力影响较小,先边跨再次边跨最后中跨合龙的顺序为该桥最优合龙顺序。最终该桥采用了先边跨再次边跨最后中跨的顺序合龙,施工和成桥阶段全桥线形控制良好,结构受力安全。

跨京广铁路信阳编组场大桥施工控制关键技术

跨京广铁路信阳编组场大桥为(150+150)m独塔曲线钢箱梁斜拉桥,塔高86 m,向曲线外倾斜3°。该桥采用不平衡水平转体法施工,转体重量达19600 t,转体角度74°。针对斜塔施工过程中结构重心外移引起的倾覆稳定问题,以及斜塔曲梁斜拉索初张拉钢梁脱架难的问题,采用MIDAS Civil软件建立桥梁施工过程有限元模型,进行施工控制研究。施工过程中,采用砂筒+配重措施,以提高结构抗倾覆系数至1.303,保证桥塔施工过程的稳定性;提前拆除塔根处钢梁支架,减小斜拉索初张力,保证了钢梁安全顺利脱架,同时避免了钢梁扭转;运用桥梁转体智能监测控制技术实时监测转体过程,转速控制为0.65(°)/min,转体过程平顺稳定,成桥后监测的主梁线形与斜拉索索力均满足规范要求。

某宽幅矮塔斜拉桥Y形桥塔施工方案优化

某(105+180+105) m波形钢腹板-PC组合梁矮塔斜拉桥桥塔采用外倾式分肢双塔柱,外倾15°,外观呈Y形。针对桥塔先塔后梁施工过程中上塔柱塔根内侧拉应力和塔顶横向变形过大的问题,提出先塔后梁增加临时对拉索和塔梁同步施工2种施工优化方案,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,研究各施工优化方案对桥梁结构受力性能的影响,并进行综合比选。结果表明:施工过程中,2种施工优化方案均能将塔根拉应力减小至材料抗拉强度设计值以下,且塔梁同步施工方案塔顶横向变形比先塔后梁施工方案最大减小40.2%;成桥状态时,2种施工优化方案的斜拉索成桥索力值与设计成桥索力值比较接近,且误差均在5%以内,2种施工优化方案对成桥质量控制无不利影响;通过工期、工程造价、工程质量和施工安全方面的比较,经综合考虑,该桥桥塔施工采用塔梁同步施工方案。工程实践证明塔梁同步施工方案实施效果较好。

舟山港主通道南通航孔桥钢箱梁架设关键技术

宁波舟山港主通道南通航孔桥为主跨390 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用整体式扁平流线型全断面封闭薄壁钢箱梁,标准断面宽34 m,高3.5 m,标准梁段吊重272 t,梁段最大吊重303 t。主桥钢箱梁共划分为55个梁段,桥塔区梁段采用“浮吊+牵引滑移法”架设,标准梁段采用340 t桥面吊机对称吊装,辅助墩、过渡墩墩顶梁段采用“浮吊+三向千斤顶精调就位法”架设。桥塔区墩旁支架设计为落地式倾斜墩旁支架,与桥塔下横梁支架连接成整体,解决了支架与桥塔塔肢连接不便的难题;塔梁三向临时约束体系设计时考虑钢箱梁各施工阶段的百年一遇风荷载,保证了钢箱梁的安全架设;通过设置对拉螺杆、螺栓连接件和止顶板等临时匹配件,采用马板、临时匹配件及千斤顶等措施对梁段端面进行匹配调平,实现了钢箱梁梁段的精确匹配连接。

西安绕城高速上跨西安北客站转体斜拉桥设计

西安绕城高速上跨西安北客站桥梁主桥采用跨径布置(100+240+100)m的双塔混凝土斜拉桥,桥面全宽31.4 m,双向6车道。该桥采用连续梁支承体系,并设置摩擦摆支座和阻尼器的抗震构造。主梁采用C60混凝土双边纵梁结构形式,每根斜拉索对应设置1道横梁。桥塔采用榴锦造型,外形为弧形曲线,采用C60混凝土,横向由2个塔柱组成,下设整体式承台及钻孔灌注桩基础。该桥采用转体法施工,转体系统采用钢球铰支座,分上、下两片,设计竖向承载力为385000 kN。斜拉索采用∅s 15.2 mm、标准抗拉强度1860 MPa的环氧涂层钢绞线。边墩采用三柱式框架墩,墩顶设盖梁,墩底下设承台及钻孔灌注桩基础。对结构进行静力、动力分析,各项指标均满足规范要求;对转体过程的混凝土上、下转盘进行局部受力分析,扣除局部加载的影响范围,各点的拉、压应力均满足规范要求。桥塔采用“支架法+爬模法”现浇施工;主梁采用“支架现浇+牵索挂篮悬浇”施工,平面转体跨越既有铁路。

曲线箱梁桥上下部同步纠偏施工与监测技术研究

针对软土区曲线箱梁桥结构上下部同时出现偏位的纠偏问题,以某曲线箱梁匝道桥为对象,提出在桥面与墩底同步顶推的纠偏技术。设计了将墩柱与箱梁临时固结后,通过桥面伸缩缝处千斤顶的顶推与牵引,结合墩底承台处千斤顶的顶推实现上下部同步纠偏的施工方案。为保证结构安全与准确复位,设计了综合考虑上下部结构位移与应力变化的施工监测方案。依据桥面伸缩缝位移、墩顶位移与墩底位移之间的变形协调关系,实现对纠偏施工过程的精准控制。现场实测结果表明,采用所设计的上下部同步纠偏方法及相应的施工监测控制方案,能够在确保结构安全的同时,高效实现曲线箱梁的纠偏目标,可为同类工程提供参考。

双幅同步转体矮塔斜拉桥设计

广州市增城区新新公路跨广深铁路桥采用(114+96)m双幅预应力混凝土矮塔斜拉桥分幅跨越既有铁路。该桥主桥为塔墩梁固结体系,主梁采用单箱三室截面斜腹板变高箱梁,为平衡跨度不对称引起的不平衡重,主跨与边跨板厚采用不对称设计。桥塔采用顺桥向人字形独柱混凝土塔,桥面以上高31.0 m;斜拉索采用强度为1860 MPa的钢绞线拉索,单索面双排扇形布置;主墩采用矩形实体混凝土墩,群桩基础。采用转体过程角度控制图指导双幅桥同步转体施工,转体结构最大悬臂长114 m,设计转体吨位为3.2万吨。经验算,结构各项性能指标均满足设计要求。

港珠澳大桥九洲航道桥设计

充分考虑桥址处自然条件和通航要求,港珠澳大桥九洲航道桥采用主跨268 m五跨连续斜拉桥。主梁采用钢混组合梁,在主梁边跨侧设置变宽段,为桥塔提供布置空间,同时避免了引桥非标准设计。桥塔采用风帆造型,由竖直主塔柱和曲线副塔柱组成,采用钢混组合结构;塔、梁间采用固结约束,桥塔处梁底不设横梁和支座;斜拉索采用竖琴形中央双索面;塔端锚固采用带有上拉杆的框架结构,以满足紧凑截面钢塔结构受力要求;梁端采用锚管穿过箱形联系横梁锚固,以便张拉。主墩基础采用行列式布置的嵌岩桩,单墩设22根直径2.2 m的钻孔桩。大桥设计寿命按120年考虑,钢结构外表面采用“环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+氟碳面漆”涂装体系,钢结构内表面采用“环氧富锌底漆+环氧厚浆漆”涂装体系,并在主梁、桥塔内设置除湿系统。主梁采用分幅大节段吊装的方法施工,钢塔采用大节段吊装后竖向转体施工。

北江大桥引桥整体顶升施工技术

北江大桥为多跨连续梁桥，由于佛开高速扩建，主桥需加高2．364m以满足通航要求，考虑整座桥的调坡影响，引桥需加高0．150-1．491m，经研究引桥采用PLC控制液压同步顶升系统进行整体顶升施工，并设计钢抱箍作为液压千斤顶顶升的承力平台。顶升前先进行辅助墩与边墩的处理和梁体解联；然后进行立柱加粗、安装钢抱箍、梁体切割、称重和试顶升；分5步对梁体进行正式顶升；最后对立柱进行接长、加粗和落梁，完成整个顶升施工过程。通过安装纵、横向限位装置保证了顶升施工质量和梁体安全。施工中对顶升过程进行全程监控，及时调整了顶升过程的偏差，监控结果表明顶升施工质量良好。

上海长江大桥主航道桥设计要点

上海长江大桥位于长江入海口,跨越长江北港,全长16.55 km,其中跨江段桥梁是一座巨型组合桥,长9.97 km,由主航道桥、辅航道桥与非通航孔桥组成。主航道桥需通行5万吨级船舶,桥型采用主跨730 m的双塔双索面分离式钢箱梁斜拉桥,人字形桥塔,设计中预留了轨道交通线空间。着重介绍主航道桥的设计。