Introduction to steel pylon hoisting of Taizhou Yangtze Bridge

Taizhou Yangtze River Bridge is the first three-pylon two-span suspension bridge in the world. The middle pylon adopts deep water caisson foundation. The superstructure of the middle pylon employs herringbone shape along the bridge, and portal shape in the transverse direction for the first time in China. In this paper, the basic construction procedure, equipment, construction steps, the key construction technologies and methods of steel pylon are introduced.

马鞍山长江公铁大桥Z3号桥塔施工关键技术

巢马城际铁路马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,Z3号桥塔为超高多肢钢-混组合塔,高308 m。上塔柱钢结构高87.5 m,分13个吊装节段,最重505 t;中、下塔柱混凝土结构高217.5 m,分38个节段液压爬模施工;钢-混结合段高3 m,内部采用PBL键+剪力钉+高强度钢锚杆+高强度混凝土结构形式。在中塔柱设置钢管临时横撑控制塔柱线形及应力;下横梁采用落地支架法分层施工,与对应塔柱同步浇筑;钢-混结合段混凝土采用C60细石补偿收缩混凝土+高强度灌浆料,保证了混凝土施工质量;采用工厂“2+1”立体匹配制造、“提升站+运输栈桥”钢塔节段转运等技术,并研制15000 t•m超大型塔吊,实现了钢塔柱大节段的制造、整体滩地运输和吊装;钢塔节段间采用栓焊组合连接形式,通过设置工艺隔板、双面坡口等措施控制了钢塔焊接变形;利用定位桁架临时锁定钢塔合龙段实现了钢塔的精确合龙,定位桁架受力及变形均满足要求。

可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构力学性能试验研究

佛山富龙西江特大桥4~26号斜拉索塔上锚固采用可滑动钢锚箱组合索塔锚固结构,为掌握这种新型索塔锚固结构的力学性能,开展1∶2缩尺模型试验,对滑动副的工作性能、钢锚箱和混凝土塔柱应力状态、钢锚箱与混凝土塔柱间竖向相对滑移量、斜拉索索力传递路径及混凝土塔壁裂缝的发展规律进行研究。结果表明:镜面不锈钢与双组份石墨烯改性氟碳漆涂层组成的滑动副摩擦系数为0.055,适合作为可滑动钢锚箱的滑动副;钢锚箱侧拉板在斜拉索索力作用下处于拉、弯、剪复合受力状态,最大应力为150 MPa,应力水平较低,混凝土塔柱顺桥向最大拉应力仅为0.57 MPa,即使不设预应力也无开裂风险;钢锚箱与混凝土塔柱间的竖向相对滑移量很小,二者间连接可靠,能够很好地共同承受竖向索力;滑动端锁定前,竖向索力几乎全部由钢锚箱的固定端通过剪力连接件传递给混凝土塔柱,水平索力几乎全部由钢锚箱承担,滑动端锁定后,斜拉索索力增量由钢锚箱与混凝土塔柱共同承担;加载至2.5倍标准组合索力过程中,结构依次出现竖向裂缝和水平裂缝,所有裂缝宽度均较小,最大宽度仅0.2 mm。

宜宾新市金沙江大桥主桥总体设计

宜宾新市金沙江大桥主桥为(304+680+304)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系,在桥塔横梁顶设置含限位功能的纵向阻尼器,两岸边跨各设置1个辅助墩。桥塔采用宝瓶形钢筋混凝土塔,四川岸和云南岸塔高分别为290.2 m和297.5 m,由上、中、下塔柱和上、中、下横梁及下塔柱横向连接隔板组成。主梁采用钢桁梁与钢-混组合桥面板的板桁结合型式,主桁横向中心距28 m,桁高6.8 m,标准节间长6.8 m,上、下弦杆与腹杆呈“N”形布置,采用焊接整体节点。桥面板采用钢-混组合桥面板。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线体系,疲劳应力幅280 MPa,斜拉索在主桁上采用锚拉板锚固方式,在桥塔上采用钢锚梁锚固方式。采用桥面全回转吊机进行主桁、横桁单元件安装;钢-混组合桥面板滞后主梁2个节段施工。

白沙洲长江大桥桥塔墩防撞关键技术

白沙洲长江大桥主桥为双塔双索面斜拉桥,桥塔均采用顺桥向单柱式、横桥向钻石形结构,基础为40根?1.55 m钻孔灌注桩,承台尺寸为32.4 m(横桥向)×20.4 m(顺桥向)×5 m(高),美国AASHTO规范模型计算显示桥塔墩年撞损频率较高,且原设计船舶撞击标准已无法满足当前通航标准及长江航运发展需求。为提升该桥桥塔墩的防撞能力,设计了组合型浮动式钢+复合材料防撞设施。该设施采用多级耗能体系及柔性防船撞结构,增强了大桥桥塔墩的防撞性能,并通过下塔柱增大截面补强使防撞设施在下塔柱范围内可随着水位自由升降,进一步增强了桥塔墩自身的防撞性能。下塔柱增大截面补强采用开口式单双壁组合型围堰,实现了补强的无水施工;组合型浮动式钢+复合材料防撞设施在工厂内分节段制造,并采用长效防腐技术延长了使用寿命。实施该防撞方案后,该桥桥塔墩能抵御3 000吨级满载船舶的水平撞击力,所受船舶撞击力明显低于桥塔墩自身的允许抗撞力,满足设防要求。

独柱型钢索塔施工阶段稳定性分析

为探明并验证斜拉桥独柱型钢索塔在施工阶段的结构稳定及极限承载性能,指导设计和施工,以上坝夹江大桥钢索塔为工程背景,基于有限元方法,研究主桥在施工阶段的弹性与弹塑性稳定性能。采用杆系模型对结构整体稳定进行分析,采用多尺度模型对结构局部稳定进行分析并验证整体稳定,对裸塔工况、最大双悬臂工况和最大单悬臂工况进行分析。通过弹性稳定分析得到结构主要失稳模态,通过弹塑性稳定分析,得到结构塑性铰连续形成历程,明确结构极限承载力以及破坏位置。结果表明:对比分析恒载和风荷载对独柱型钢索塔稳定性的影响程度,表明恒载是决定稳定系数的最主要因素,风荷载对钢索塔施工阶段弹性稳定系数影响很小,对弹塑性稳定系数影响较大;随着施工进展,结构整体的弹性稳定性和弹塑性稳定性逐渐下降,弹性稳定系数由18.5降至16.3,弹塑性稳定系数由3.03降至2.57;独柱型钢索塔的最终破坏形态为主塔中下塔柱区域范围大面积达到屈服强度,形成塑性铰,索塔的承载能力急剧下降,结构已失去承载能力,可能破坏的位置为中下塔柱位置;本研究独柱型钢索塔在施工阶段的弹性稳定系数最小为16.34,弹塑性稳定系数最小为2.57,均满足稳定性要求。

海洋环境纤腰独柱式异形混凝土索塔施工技术

黄茅海跨海通道2座斜拉桥的5座主塔均采用纤腰独柱式异形混凝土索塔,造型优美、结构简洁。结构及施工环境复杂,面临着截面变化剧烈,模板及爬架设计困难;钢筋数量多,高空绑扎效率低安全风险高,保护层厚度控制难度大,影响海洋环境下混凝土耐久性;C55混凝土水泥用量多、水化热大,8cm保护层素混凝土开裂风险高等一系列施工难题。通过采用参数化模板设计、数控机床雕刻加工造型箱模板;钢筋分块部品施工工艺;优化配合比,掺加粘度改性剂,在保护层范围内增设玄武岩纤维等一系列施工措施,解决了相关技术难题,确保了施工质量,提高了施工效率,降低了安全风险,快速优质地完成了异形混凝土索塔的建造,为类似项目的施工提供了借鉴。

沌口长江公路大桥主桥设计关键技术

沌口长江公路大桥主桥为主跨760m的半飘浮体系双塔双索面PK钢箱梁斜拉桥,是长江上首座双向8车道高速公路特大桥,主梁全宽达46m。针对该桥宽幅、大跨及重载交通等特点,设计中对结构约束体系、主梁剪力滞效应、钢桥面抗疲劳性能、桥塔横向受力等关键技术问题进行研究。提出采用大吨位"弹性+阻尼"复合式新型阻尼器对结构总体约束体系进行优化;采用带中纵腹板的PK箱形断面并适当增加梁高,以弱化宽幅主梁的剪力滞效应;利用小型智能焊接机器人实现钢桥面板与纵向U肋的双面角焊缝连接;对横隔板处U肋过焊孔疲劳细节构造进行优化;对外侧2个车道正交异性钢桥面板的横桥向局部刚度进行加强;通过在桥塔中塔柱设置横向预拱改善桥塔横向受力。

太原市机场路祥云桥桥塔设计

太原市机场路祥云桥主桥为独塔混合梁斜拉桥,桥塔由3根塔柱组成,空间呈火炬造型,在桥面以上为钢塔柱,在桥面以下为混凝土结构。钢塔柱内部加劲肋按照半刚性加劲肋的原则设计;塔柱联结系采用刚接方案,3根塔柱之间设置20道空间水平联结系;在钢塔柱与混凝土塔柱间设置钢-混凝土结合段(高7.05 m),主要传力构件为PBL剪力键;塔顶钢塔帽将3根塔柱顶端固结,其下段为连接塔柱的重要受力构件,上段为装饰构造;斜拉索在中塔柱内采用双锚箱的方式锚固,在边塔柱内采用锚梁的方式锚固;斜拉索向塔柱圆弧外侧拉伸锚固;3根塔柱采用整体式基础方案,承台间设置系梁。

港珠澳大桥九洲航道桥主梁及桥塔施工关键技术

港珠澳大桥九洲航道桥为主跨268m的钢-混组合梁斜拉桥,主梁采用开口钢箱梁+混凝土桥面板的组合截面;桥塔为帆形,由竖直的塔柱和弯曲的曲臂组成,高114.7m,采用钢-混组合结构。受海上恶劣环境和航空净空影响,桥梁施工难度大,为确保施工质量,提高施工效率,帆形钢塔柱在工厂内分段制造,上塔柱在工厂组拼成整体后运至墩位,利用大型浮吊将其整体提升至桥面,再利用桥面钢管支架进行提升、滑移、竖转安装施工;钢-混组合梁采用分幅、大节段工厂化制造,利用纵、横移滑道滑移出海,利用运架一体船起吊运输,支架法架设,左、右幅对接成整体后,逐步完成顺桥向大节段间的组拼焊接、斜拉索挂设、合龙及体系转换施工。

千米超大跨径斜拉桥施工测量关键技术研究

千米超大跨径斜拉桥结构复杂且施工允许偏差小、塔柱离岸远但施工测量精度高,为提高其施工测量的精度,以在建的沪通公铁两用长江大桥为例,对其首级施工控制网布设、大型沉井控制测量、超高塔柱施工测量及变形测量等关键技术进行研究。根据该类结构的特点和环境条件进行首级平面施工控制网设计,以满足后续施工精度要求。设计同轴觇标灯优化跨河三角高程程序,以提高跨河三角高程的测量精度。采用新型高精度竖向位移测试系统测量沉井垂直度,智能化测控沉井姿态。提出采用基准投点法控制塔柱垂直度并估算测量精度,解决超高塔垂直度测控的难题。合理选择观测方法进行塔柱变形观测,以满足实际施工需要。

独塔单索面斜拉桥主塔稳定简化分析

由于悬吊桥梁采用索塔支撑 ,其主塔往往须承受强大的轴向压力 ,因此其稳定是一个比较突出的问题 .尤其是独塔单索面斜拉桥在空间受力和稳定性方面都相对比较薄弱 ,对其进行稳定性分析更显必要 .在对其主塔受力的适当简化之后 ,分别对其弹性及弹塑性稳定进行了简化分析 ,在传统的弹塑性稳定内力分析的基础上提出了一种独塔单索面斜拉桥主塔弹塑性稳定分析的简化方法 ,并以两座独塔单索面斜拉桥为背景做了算例 。

武汉市杨泗港快速通道转体斜拉桥设计

武汉市杨泗港快速通道转体斜拉桥为我国首座半漂浮体系独柱塔转体斜拉桥,孔跨布置为(40+88+252+88+40) m。主桥按双向八车道设计并考虑两侧设置人行道,转体质量约1. 75万t,转体半径124 m。主梁为整幅钢箱梁,采用中央双索面,桥塔为独柱形钢筋混凝土结构,斜拉索采用高强度平行钢丝。对主桥地理位置、桥型方案选择、结构设计构造及计算分析进行详细阐述,使用有限元软件对主桥进行整体静力计算、转体结构计算、抗震分析及稳定分析。计算结果表明:本桥各构件受力良好,结构安全可靠,桥梁具有良好的静动力性能。独柱宽幅中央索面转体钢箱梁斜拉桥具有良好的经济性和美观性,可为上跨铁路桥梁桥式方案提供借鉴并可进一步推广。

武汉市杨泗港快速通道跨线斜拉桥总体设计

武汉市杨泗港快速通道跨线斜拉桥为(40+88+252+88+40)m半飘浮体系双独柱塔转体钢箱梁斜拉桥。该桥主梁采用流线型扁平整幅钢箱梁,梁长507m、高3.3m,桥面宽44m。桥塔为独柱型钢筋混凝土结构,塔高95.6m,塔柱采用矩形空心截面。下塔柱两侧设置牛腿式横梁,桥塔横梁高3～5.9m,为预应力钢筋混凝土结构。全桥共设72根(36对)斜拉索,斜拉索为中央双索面,采用标准强度1 670MPa的高强度平行钢丝拉索。索塔锚固采用齿块锚固方案,索梁锚固采用钢锚箱方案。桥塔下设双层矩形承台,承台下布置16根直径2.0m的嵌岩柱桩。该桥采用平转施工法跨越既有铁路,采用以球铰中心支撑为主、环道支撑为辅的转动体系,转体吨位达1.75万吨。桥面采用SS级和SX级双防撞墙防护体系。

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计为双主跨140 m独塔预应力混凝土曲线梁斜拉桥,4线铁路整幅布置,客运专线和客货共线分别采用无砟、有砟轨道。大桥采用塔墩梁固结体系;主梁采用单箱六室预应力混凝土曲线箱梁,梁高4 m,主跨全宽32.5 m,边跨主梁因不设斜拉索,梁宽缩减为28 m;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,上、下塔柱间设置1道半圆拱形横梁,主梁通过横梁与桥塔固结,上塔柱设置横桥向预偏,以抵消索力引起的塔柱横桥向往主梁曲线内侧产生的位移;全桥共设32对斜拉索,按竖琴式双索面布置在主跨;斜拉索采用标准抗拉强度1770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝;基础采用钻孔灌注桩基础。桥塔采用爬模施工,主梁分区段采用牵索挂篮悬臂浇筑和支架现浇施工。该桥设计验算和成桥荷载试验结果均满足要求。

阅江大桥“帆”形塔斜拉桥总体设计

广东肇庆市阅江大桥主桥采用三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(160+320+160)m,采用墩、塔、梁固结体系,桥面布置双向6车道。主梁采用单箱五室箱形预应力混凝土梁,按全预应力混凝土结构设计,采用纵、横、竖三向预应力体系,斜拉索锚固处设置1道横梁;采用单索面斜拉索,斜拉索呈扇形分2排布置于桥面中央分隔带内,避免了斜拉索对外侧景观的遮挡,视野开阔;桥塔选用了新颖美观、造型独特的"帆"形混凝土塔;主墩采用较柔的双肢薄壁墩(高度约33m),减少了主墩纵向刚度。采用Dr.Bridge 3.2及MIDAS 2010对主桥进行结构整体静力计算,计算结果表明,主桥结构各项指标均满足规范要求。

转体施工曲线宽幅钢箱梁独塔斜拉桥设计

信阳新十八大街跨编组场大桥采用(150+150)m曲线宽幅钢箱梁独塔斜拉桥,一跨跨越既有铁路。该桥采用半飘浮体系,设置竖向支座、径向剪力卡榫和切向阻尼器组成的约束体系,以传递荷载、限制位移;主梁为左右幅不对称、变车道桥面布置的扁平钢箱梁,全宽43.858m,轴线位于R=1 000m圆曲线上;桥塔采用独柱式桥塔,上、中塔柱向曲线外侧倾斜3.0°,下塔柱直立,以减小桥塔平面外弯矩;斜拉索为空间双索面体系,扇形布置,采用抗拉强度1 860 MPa的环氧涂层钢绞线拉索;采用平面转体施工跨越既有铁路,转体结构最大悬臂长144.5m,转体系统设置0.6m径向偏心,设计转体吨位2.0万吨。对全桥进行整体计算,结果表明各项性能指标均满足规范要求。

独柱型钢塔分离式钢箱梁斜拉桥塔梁施工关键技术

南京浦仪公路跨江大桥主桥为主跨500 m的双塔双索面斜拉桥,桥塔为中央独柱型全钢结构,主梁采用扁平流线型分离式钢箱梁,梁宽54.4 m。桥塔竖向分19个节段制造、安装,各节段间均采用高强度螺栓连接。钢塔节段制造过程中,通过重构节段的轴线使节段的端面相匹配,利用二次接刀技术进行端面机加工;首节钢塔通过50根锚固拉杆与塔座连接,采用三层定位支架定位锚固拉杆;首节钢塔底面与塔座间采用5 cm厚的水泥基无收缩自密实灌浆料填实。主梁标准梁段吊装时,采用不限制梁段间相对转动的临时匹配件和反力座调整梁段间相对位置;合龙段施工时,对钢箱梁顶推合龙施工进行优化,提前配切合龙段,无需施加配重,将同时施工2条合龙环缝优化为单次施工1条环缝,完成合龙。

独塔单索面斜拉桥动力特性分析

固有频率和振型是反映桥梁动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据.应用ANSYS程序,建立了施州大桥独塔单索面斜拉桥的三维空间有限元模型,开展了动力特性分析.结果表明,扭转振型出现较早,主跨与延伸跨连续,使大桥一阶振型呈主跨侧向弯曲的特点.为同类型桥梁的动力特性分析提供参考.

陆港大桥总体设计与技术创新

陆港大桥为102 m+208 m+102 m半漂浮体系斜拉桥。主梁采用正交异性板流线型扁平整幅钢箱梁。斜拉索采用平行钢绞线拉索体系。主塔采用格构柱式钢-混组合结构"门"式塔。详细介绍了该塔型以及针对该特殊塔型设计的斜拉索锚固系统,对类似斜拉桥设计具有重要参考价值。