南京长江二桥南汊斜拉桥合龙技术
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大跨度桥梁——斜拉桥专业:岩土与地下工程班级:10-1班姓名:卢雪东学号:20101792斜拉桥斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
索塔主要是承压,斜拉索受拉,梁体主要承受弯矩,外荷载主要由主梁和斜拉索承受,并由斜拉索将受力传递给索塔。
主梁由一根根拉索拉起,等于在梁内设置了许多支撑点,可以将其看作由拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁,这种结构能够非常有效的减小梁体内弯矩,从而降低主梁的高度,减轻结构重量,节省建筑材料,有利于斜拉桥向大跨度方向发展。
主梁常见的截面形式有:板式截面和箱形截面。
主梁截面选取主要由斜拉索的布置形式和抗风稳定性情况所决定。
板式截面的主梁构造简单,施工方便,一般适用于双索面斜拉桥。
箱形截面梁有抗弯、抗扭刚度大、收缩变形较小等特点,能适应许多不同形式的拉索布置,对悬臂施工非常有利,而且可以部分预制、部分现场浇筑,为施工方案提供了多种选择,因此箱形截面主梁逐渐成为现代斜拉桥中经常采用的形式。
另外,主梁按材料可以分为:预应力混凝土梁、刚—混凝土组合梁、钢主梁和混合式梁斜拉桥相对悬索桥有较大的刚度,在抵抗风载、地震、竖向活载的作用方面有优势斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型,也是我国大跨径桥梁最流行的一种桥型。
目前为止我国建成或正在施工的斜拉桥共有30余座,仅次于德国、日本,而居世界第三位。
而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。
按照交通功能分类根据桥梁建造的使用目的,可以分为公路斜拉桥,铁路斜拉桥,人行斜拉桥,斜拉管道桥,斜拉渡槽等,有时在一座桥上这些功能是兼而有之的,如公铁两用桥,现在越来越多的斜拉桥都同时通行管道(输送水。
液化气。
电缆等);按照梁体材料分类有钢桥、混凝土桥、迭合梁桥。
复合梁桥、组合梁桥;按照塔的数量分类有单塔、双塔、多塔;按照索面不知形式分类索的布置:面外——单面索、双面索、多面索、空间索,单索面应用较少,因为采用单索面是拉索对结构抗扭不起作用,主梁需要采用抗扭刚度大的截面。
浅谈斜拉桥合龙施工控制技术一、单索面斜拉桥合龙施工控制技术发展现状世界现代桥梁建设史上的单索面斜拉桥的典型代表是1970年的德国Duisburg大桥,这是一座单柱式塔形式的单索面桥。
跨径为350米。
相对与世界范围内的桥梁建设。
国内的单索面斜拉桥虽然起步较晚,但是发展迅速,也走在了世界的前列。
朝阳大桥,位于我国现有跨江大桥南昌大桥、生米大桥之间,东与朝阳新城的朝阳洲大道相接,西与红角洲地区的前湖大道相接。
跨越赣江范围内长1560 米,分为引桥和主桥两部分。
其中,主桥长720 米。
桥宽38.5 米,为六塔七孔单索面斜拉桥结构,拉索间距为 6 米。
重庆涪陵市乌江二桥也是一座单索面斜拉桥。
主桥采用100m+340m+150m 双塔单索面斜拉桥,主桥全长590m,主跨跨径340m,边跨分别为100m 和150m,采用塔梁固结形式。
耗资2400 万的新疆首座独塔单索面斜拉式大桥——阿勒泰市红墩路跨河桥主体工程日前完工,预计今年8 月底通车。
该桥采用独塔单索面斜桥结构,斜塔部分垂直高度为27.45 米,技术难度较大。
二、单索面斜拉桥合龙施工及控制过程中的目标、方法及内容(一)施工控制目标本文中探讨的斜拉桥主要是通过使用拉索、主梁以及索塔构成的一种缆索承重组合桥梁建筑。
斜拉桥施工中的控制对象和目标主要是拉索与主梁、拉锁与索塔之间产生的力。
控制目标就是使这个力被控制在合理的范围之内。
保障桥梁线性能够更加接近理想状态。
除此之外,工程施工过程中,桥梁的结构安全问题也是施工控制的主要对象。
斜拉锁在施工当中形成主要是用来承受拉应力的,因此,控制对象目标应当计算索力,控制过程中也应当注意保持索力被控制在一定范围之内。
拉索作为桥梁的重要城中构成,通过它桥梁能够将主梁内部承受力传递给主塔,并使桥梁能够在恒载情况下处于受力状态,保证受力。
应当明确的是拉索本身应当承受的是轴向拉力,但是拉索本身是柔性结构,因此,往往会对桥梁的刚度情况造成影响,使桥梁的刚度下降,因此,在施工的过程中影响将控制的重点放在桥梁刚度控制上。
大桥(011)南京长江二桥
大桥(011)南京长江二桥
南京长江第二大桥是国家“九五”重点建设项目,位于南京长江大桥下游11公里处,全长21.337公里,由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引桥组成。
南汊大桥为钢箱梁斜拉桥,桥长2938米,主跨为628米,该跨径居同类桥型中国内第一,世界第三,160根拉索最长的313米,最短的有160米。
北汊大桥为钢筋混凝土预应力连续箱梁桥,桥长2158.4米,主跨为3×165米。
南京长江二桥横跨整个八卦洲,其引桥还设有4座互通立
交、4座特大桥、6座大桥。
南汊桥两座索塔高达195.41米,有两个主墩,固定在水下
50多米深的岩层下,其双壁钢围堰直径达36米,高度54至60米。
南京长江第二大桥
南京长江第二大桥位于南京长江大桥下游11公里处,由南汊桥、八卦洲(长江中第三大岛)公路连接线、北汊桥"二桥一路"组成,全长12.517公里.南京长江二桥于1997年10月6日开工建设,于2001年3月18日交工验收.整个工程静态投资概算为33.5亿元.其中,南汊大桥为钢箱梁斜拉桥,主跨径628米,桥长2938米,是南京长江二桥的关键性和标志性项目.是继日本多多罗大桥、法国诺曼蒂大桥之后世界第三大桥.2000年7月9日,南汊大桥合龙.北汊大桥为预应力连续梁桥,主跨径165米,桥长2212米,桥面宽32米,居国内领先水平.公路连接线长16.027公里(南岸6.754公里、八卦洲5.698公里、北岸3.575公里),全线采用6车道高速公路标准.。
大跨度组合钢桁架梁斜拉桥整体全焊接合龙施工工法大跨度组合钢桁架梁斜拉桥整体全焊接合龙施工工法一、前言大跨度组合钢桁架梁斜拉桥是现代桥梁工程中常见的一种结构形式,其特点是使用钢材作为主要构件,桥梁主体呈现轻型化、紧凑、刚性强的特点。
为了确保大跨度组合钢桁架梁斜拉桥的施工进度和质量,整体全焊接合龙施工工法被广泛采用。
该工法通过将桥面、斜拉索、桥塔和桥墩等构件先行预制,并采用焊接技术进行组装和连接,使得施工过程更加方便快捷,同时能够保证桥梁整体的稳定性和安全性。
二、工法特点整体全焊接合龙施工工法具有以下特点:1.施工周期短:整体全焊接合龙施工工法能够将桥梁主要构件在工厂进行预制,然后进行组装和焊接,大大减少了现场施工时间,提高了施工效率。
2.施工质量高:采用全焊接合龙施工工法可以保证焊缝的连续性和一致性,消除了传统施工工法中常见的脆性断裂等问题,提高了桥梁的整体强度和耐久性。
3.施工安全性好:整体全焊接合龙施工工法能够对桥梁构件进行预先组装和焊接,减少现场施工过程中的高空作业和人工操作,降低了施工中的安全风险。
三、适应范围整体全焊接合龙施工工法适用于大跨度组合钢桁架梁斜拉桥的施工,尤其适用于窄谷、深谷等地形条件下的桥梁工程。
其原因在于整体全焊接合龙施工工法能够将桥梁构件在工厂进行预制,然后通过特殊的运输方式将构件运至工地,大大减小了施工现场的工作空间要求。
四、工艺原理整体全焊接合龙施工工法通过将桥面、斜拉索、桥塔和桥墩等构件在工厂进行预制,然后通过专业的焊接团队进行焊接和组装。
通过焊接技术的应用,可以实现桥梁构件的整体化连接,提高桥体的整体强度和稳定性。
此外,焊接技术还能够在施工过程中实现快速连接,减少了施工周期。
五、施工工艺整体全焊接合龙施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:1.制造工厂预制:通过制造工厂对桥梁主要构件进行预制,包括桥面、斜拉索、桥塔和桥墩等。
2.运输到施工现场:通过特殊的运输方式将预制好的桥梁构件运输到施工现场,减小施工现场的空间需求。
论斜拉桥人说建筑是凝固的诗,但其实建筑比诗更华美、更厚重、更感人至深。
建筑不仅是技术与艺术的结合,还渗透着由历史沉淀而来的的人文情怀,桥梁亦是如此。
桥梁是人类根据生活与生产发展的需要而兴建的一种公共建筑。
它从自身的实用性、巨大性、艺术性而极大的影响人类的生活。
随着人类物质文明的发展桥梁美学对于城市或区域形象的塑造有义不容辞的责任,因此桥梁美学越来越受到人们所关注。
人们所建设的桥梁不仅希望桥梁所能达到实用的功能,而且还注重桥梁美的特性。
例如北京郊区的卢沟桥。
不仅栏杆上雕刻的485个狮子千姿百态,堪称一绝,桥头的华表,碑亭更是典雅华丽,比例恰当,精美异常,而且大桥的整体造型,对称均衡,比例恰当,和谐统一。
现代人们更注意桥梁美学的功能,桥梁不仅体现了大型桥梁的造型美,而且也产生了很好的社会效益。
桥梁建筑就其审美意义来说,它从属于美学的范畴,而美学作为一门专门学科,涉及面十分广泛。
对它的研究包括有整个艺术领域的一般规律。
对于桥梁造型符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为,到上世纪下半叶人们开始认识到桥梁设计不仅要“关心自己”同时还要“关心别人”如关心桥梁对城市大地的影响,关心桥梁作为一个城市的标志性建筑的意义,关心桥梁美与周围环境的和谐美,将桥梁美学上升到解决被道路切割的大地之物的生存与敷衍的高度,也就是桥梁还要“关心”生态环境。
这些绝非纯粹的美学或纯粹的桥梁结构工程专业人员所能解决的,这需要既懂得桥梁结构又深谐美学的人来解决。
桥梁作为一种建筑,尤其是大桥,它具有使用和观赏两项功能,桥梁设计者运用结构学原理进行设计,以满足交通使用的要求,同时,还要运用美学原理进行构思,以满足人们观赏及改变环境景观的要求。
桥梁的建设要充分体现其美学特性,这也是许多桥梁专家在经历了大半生工程设计之后进攻美学领域的原因。
漫长的工程生涯使桥梁专家意识到,人们在享受桥梁带来的便利的同时,也渴望对美的追求。
(建筑工程管理)南京长江第二大桥南汊桥主塔中塔柱施工方案介绍南京长江第二大桥南汊桥主塔中塔柱施工方案介绍宋达盛红专(湖南省公路桥梁建设总公司)【摘要】本文介绍了南京长江第二大桥主塔中塔柱施工方案构思,较为详细地介绍了主动横撑的设置。
【关键词】中塔柱施工主动横撑主动支架被动支架主动力悬臂裸塔爬模施工壹、工程简介南京长江第二大桥南汊主桥为双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥。
其主塔采用倒Y形空间索塔(见图1),塔高195.55m,为钢筋混凝土结构,由下、中、上塔柱和横梁组成。
其中中塔柱(从下横梁顶面至中横梁底面)高91.30m,斜率为1:5.8395,截面为非对称六边形空心薄壁结构(见图2)。
塔柱及横梁均采用50号混凝土。
于施工中要求塔柱的倾斜度不得大于H/3000(H为塔高),轴线偏位允许偏差±10mm。
由于塔柱体型特殊,质量要求高,施工操作面小,工程量大,又是高空作业,同时为确保大桥的最佳合龙期,整个塔柱必须于规定时段内完工,从而中塔柱施工成为全塔按质按期完工的壹个重要环节。
二、中塔拉施工方案构思中塔柱施工当下壹般均采用悬臂裸塔法爬模法施工。
该方法壹能够有效解决高空模板安装就位,提高高空作业的安全性;二摒弃了满堂搭设脚手架管施工的繁琐工艺,大大简化了施工工序,从而能够极大加快施工进度;三能够利用手动葫芦等小型机械设备作为爬架、模板提升的自身动力,大大缓解垂直运输的压力。
但这种方法壹般均用于索塔高于150m以内、中塔柱斜率较小、施工悬臂不大的情况下。
而南京二桥的中塔柱高为91.3m,斜率为1:5.8395,如此高又大斜率的中塔柱如仍然简单地套用通常的悬臂裸塔法爬模施工,则由于中塔柱的大斜率而于大悬臂状态下由自重和施工荷载等产生的水平分力会于中塔柱根部形成较大的弯矩,使中塔柱根部外侧混凝土出现较大的拉应力而引起开裂,且成桥后中塔柱根部内、外侧压应力严重不均而使成桥后中塔柱内侧岸应力严重超出设计要求,从而影响索塔使用寿命。
斜拉桥施工监控技术摘要:伴随着当今社会高强度材料和高水平技术的不断进步,斜拉桥施工监控的技术也在不断的追求多样化。
而现在随着技术和人力水平的不断提高,斜拉桥技术的竞争力不再只是小跨度桥型而已,大跨度斜拉桥同样充满了竞争力。
然而斜拉桥的跨度不断增大,桥型的技术与施工方法就会更加的多元化。
这样的技术提高,使得斜拉桥施工监控的工作人员增添了许多新的想法和创意。
然而,大跨度的斜拉桥更加要注意桥梁的受力特点和技术。
施工单位与技术人员要怎样采用施工的方法和设备材料的配件情况,这些基本的施工监控技术都需要仔细的分析和报告,以便合理的确定控制斜拉桥的程序和方法。
本文以南京市长江二桥举例说明,通过这个实际的例子来讨论一下斜拉桥施工监控技术的原则与方法。
关键词:斜拉桥施工监控技术一、斜拉桥的工程概况南京市长江二桥位于南京市长江大桥下游地段11公里处,由南汊桥、八卦洲(长江中第三大岛)公路连接线,北汊桥“二桥一路”组成。
全长12.517公里,总投资33.5亿元。
其中,南汊大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径布置为58.5m + 246.5m + 628m + 246.5m + 58.5m ,以其 628m 主跨而成为继日本多多罗大桥、法国诺曼蒂大桥之后世界第三大斜拉桥。
北汊大桥为预应力连续梁桥,主跨径165米,桥长2212米,桥面宽32米。
全线采用6车道高速公路标准。
该桥于1997年10月开工,2001年3月竣工通车。
二、斜拉桥施工监控技术的目的首先南京市长江二桥的施工监控技术就值得许多斜拉桥施工人员学习,当年桥梁工程总投资应控制在30亿元以内,而长江二桥不仅按期完成了桥梁的工程质量,还不断用基础设备创建出新的水平技术,就是靠这些桥梁施工人员的不断创新和努力,不仅为国家省下了近3亿元的资金,还让工程质量验收得到了100%的优良效率。
本来大跨度斜拉桥施工监控方面的技术就有很多的特点,在加上大跨度桥梁受力技术的复杂性,所以在斜拉桥实施施工的过程中,如果因为某些不确定的因素和设计技术的偏差,就会导致斜拉桥整个施工的进度和安全。
南京长江二桥南汊主桥钢箱梁安装施工与工艺控制一.主梁地构造及布置形式南京长江第二大桥南汊桥主桥为五跨连续钢箱梁斜拉桥,总长1238m,主孔跨径628m.主梁为扁平闭口流线型钢梁,桥中心线处箱梁内净高35m,桥面顶板为2%地双向横坡,横桥向两斜拉索地中心距36.6m,底板宽度 26.4m,梁全宽38.2m.钢箱梁采用正变异性板钢桥面.钢箱梁全桥共划分为93个梁段进行制造和架设安装.其中标准梁长为15m,重270t.跨中合龙段梁段长 6m,主塔处无索区梁段长 7.25~7.5m,边辅助跨压重区梁段长10.7~ 12m,边跨合龙段长 8.25m.二.钢箱梁地施工与控制由于南汊主桥设计跨径大,主梁采用节段法进行钢梁架设.拼装,全桥结构体系地施工过程要经过多次转换才能最终完成,并且辅助墩和过渡墩分别位于南岸堤外浅水岸边和边滩地带.为了施工地简便和减小施工风险,经过详细周密地分析.计算,采用了以下施工方案:(1)索塔下横梁处零号块钢箱梁,通过架设施工托架,用450t 浮吊吊运安装.(2)标准梁段采用桥面液压吊机悬拼,对称吊装.(3)部分边跨钢箱梁通过拼装82m施工排架,采用浮吊安放在排架上,最后用桥面吊机悬臂拼装.(4)辅助跨拼装贝雷桁架,将钢梁在桁架上先行安装焊接.为了能使成桥以后地状态接近设计要求,我们在施工中严格按设计给定地索力和标高进行全过程控制,以保证施工过程中桥梁结构在不同荷载工况下地稳定及其内力与变形在允许地误差范围内.主梁地施工采用TC2002高精度全站仪和们精密水准仪进行测量定位.l.零号块地施工与控制(l)零号块地施工零号块主梁由七段钢箱梁组成.利用450t旋转式浮吊分节吊运到施工托架上.施工托架(见图1)采用φ3.4m地钢护筒和φ1.2m 钢管桩组成.钢管桩顶面用 36号工字钢将钢管拉连成整体,横向用槽钢拼成地桁架连接,增加横向稳定性.再在其上拼装万能杆件.万能杆件与下横梁用精轧螺纹钢连接,防止倾覆荷载.万能杆件顶面用36号工字钢加 10mm厚钢板作成滑动移梁轨道.施工托架完成后,用450t浮吊依拼装顺序把零号块梁段从索塔两侧吊运至托架地轨道上,采用两台60t穿心式液压千斤顶,通过φ32精轧螺纹钢拖动滑块,使钢箱梁纵移就位.在纵移过程中严格控制两组滑块位移量相等.零号块拼装焊接完成后,用12个临时钢支座支撑在下横梁上,并且施加预应力使零号块与索塔下横梁临时固结.2)零号块地控制零号块七段梁作为全桥主梁安装地基准梁段,精确定位时,严格控制轴线偏差lmm以内,高程误差控制在3mm以内2.标准梁段地施工与控制(l)桥面液压吊机安装桥面液压吊机是以菱形钢架作为支撑结构地钢绞线提升设备,起重量为300t.吊机自重为90t.1号斜拉索第一次张拉完成后,利用450t浮吊将两台桥面液压吊机对称安装在零号块两端梁段上.并用钢箱梁上地吊耳作为桥面吊机地后锚点.(2)钢箱梁标准梁段地施工与控制标准梁段地施工程序:前一梁段斜拉索安装→斜拉索第一次张拉→桥面液压吊机前移→斜拉索第二次张拉→起吊拼装钢箱梁→钢箱梁定位→钢箱梁焊接标准梁段地吊装(图2)在1号斜拉索第二次张拉后进行,将运梁船在吊装位置抛锚定位.定位误差控制在50cm以内.通过钢绞线使吊机扁担梁下降,扁担梁和钢箱梁地吊耳用销子固定.起吊钢箱梁时,两块主梁对称起吊,每50t为一组逐级加压,以保证悬臂施工地平衡力矩.主梁起吊到位后,用定位销钉把起吊主梁与前一架段临时固定.由于主梁施工时自由悬臂长度不断增长,对施工极为不利.为减小施工风险,在边跨离主塔156.5m距离地岸侧All号梁段底部设置临时拉压支撑结构.用8根φ32mm精轧螺纹钢与4个φ2.6m地钢管桩连接并加支撑,防止下挠,增加主梁地稳定性.由于主梁地施工主要在夏季进行,昼夜温差大,对于钢箱梁地施工控制难度较大.为保证主梁地线型能达到设计要求,梁段地精确定位均在夜间 11:00以后与早晨6:30以前进行.主梁施工接口匹配原则是确保接口匹配质量,从接口刚性强到刚性弱地顺序依次完成匹配.钢箱梁接口匹配控制程序,具体为起吊钢箱梁与前一梁段平齐→对齐主腹板→安装顶板对拉螺杆,临时连接件→测量主梁高程及轴线→调整主梁前端高程及轴线→安装底板对拉螺杆,临时连接件→测量主梁前端高程及轴线→调整主梁前端高程及轴线至合格.钢箱梁吊装就位时,由施工控制小组提供梁段精匹配高程,将梁段精确定位.梁段精确匹配高程误差控制在+12mm和-6mm之间.梁段轴线偏差则通过在梁段焊缝中塞 l~2mm厚铁垫片来纠偏,逐段将轴线误差减小.(3)斜拉索地张拉控制为了确保南汊主桥主梁地焊接质量,斜拉索地安装在主梁接口地周边环缝全部焊完后进行.张拉采用LS-600和YDC-460千斤顶,千斤顶富余量一般在30%左右为宜.0.4级精密油压表读数显示,同时在张拉拉杆上安装600t传感器,确保张拉力误差控制在5%以内.在斜拉索张拉过程,采用“分级加压,对称张拉”地方法控制.斜拉索张拉地施工控制原则为“双控”(索力和高程双控),严格控制施工过程中在主梁上地施工荷载.在索力允许范围内,尽量满足线型要求.桥面线形地调整是在斜拉索第二次张拉时进行,主要控制地是梁段地标高和轴线,安装梁段地高程严格控制在+8mm和-6mm之间.3.边跨辅助跨地施工与控制(见图3)(1)边跨地排架主要是移梁和存梁用,因此设计荷载考虑了钢箱梁自重.排架自重.风载和施工荷载.采用两组万能杆件拼成2m * 4m地桁架,长度为82m.由3排φ2.6m地钢管钻孔桩支撑.为增加移梁时地稳定性,两组万能杆件桁架每隔14m横向用槽钢组成地桁架连接.(2)辅助跨排架是钢箱梁S(N)A16~S(N)A20五段移梁拼装.焊接地承重结构,因此其整体结构刚度及横向稳定性要求高.排架设计为 2组共 12片贝雷架梁桁架和 4排φ1.2m钢管桩共同组成受力结构.(3)排架施工完成后,安设移梁轨道,轨道用2组4根45号工字钢顶铺10mm钢板组成,同时涂上黄油减小摩阻系数.边跨梁段地安装采用450t浮吊吊运至辅助跨地轨道上.用穿心式液压千斤顶拖动滑块,使梁段在排架上移动地同时,用仪器观测桥架地变形,确保施工安全.依次将辅助跨地S(N)A20~S(N)A16梁段和边跨地S(N)AH1,S(N)A15~S(N)All梁段拖移到位.SA20和SA16梁段通过永久支座与辅助墩和过渡墩连接,因此安装精度要求高,轴线偏差控制在3mm以内,高程误差控制在± 2.5mm以内.(4)合龙段地施工与控制a.边跨合龙时气温达到了32℃,索塔悬臂梁段因为温差地影响可以下挠 24.6cm,伸缩值达到6cm,为了避免因为温差对合龙造成地影响,在夜晚9:O0至凌晨0:00以前完成合龙段与索塔悬臂端和边跨过渡跨地线型调整和临时匹配,早晨8:00以前完成合龙缝主梁内U形肋栓接初拧.在第二天晚上完成接口焊缝,边跨合龙完成.b.主跨跨中合龙:待J20号索第一次张拉完成后,将主梁吊机就位,对梁端位移进行48小时测量,根据测量结果,确定合龙段精确长度,对已组排好并预留有足够长度地JH1号梁段地未匹配端进行配切.根据测量结果,确定运梁船就位.合龙段吊装及连接时间.用匹配件和合力用劲性骨架把合龙段与两端悬臂梁段连接并环缝施焊.待所有连接作业完成后,拆除合龙用劲性骨架,对A20,J20斜拉索进行第二次张拉,完成跨中合龙,必要时进行索力调整.三.结束语南京长江二桥南汊主桥上部斜拉桥采用全钢箱梁形式,钢箱梁节段间顶.底板及斜腹板以全焊连接,顶板U形肋栓接.底板U形肋焊接,设计合理,且钢箱梁横向刚度较大,拼装时箱梁地横向相对变形不太大,使匹配时地变形调整变得较为简单.在施工中由于采用地方法正确,措施得当,梁段安装由原计划地8d一周期缩短到5~6d周期,全桥钢箱梁悬拼及20对索安装施工仅用了四个多月地时间.。
南京长江二桥斜拉索安装工艺郭结义张念来(湖南公路桥梁建设总公司)【摘要】本文重点介绍南京长江二桥特大规模斜拉桥斜拉索施工方案和施工技术特点。
【关键词】南京长江二桥斜拉索牵引张拉临时减振一、概述南京长江第二大桥南汊桥横跨南京市和八卦洲之间的长江江面,是一座双塔双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥,全长2958m。
主桥长 1238m,桥跨总体布置为58.5m+ 246.5m+628m+ 246.5m+ 58.5m,桥面总宽 35.6m,主梁采用扁平闭口流线型钢箱梁,梁体最大宽度为37.2m(包括风嘴)。
索塔位于长江通航主航道上,总高为195.55m(包括预抬量)。
主塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱及下横梁、中横梁、上横梁组成。
外形为倒Y型空间结构。
南京二桥主桥总体布置见图1。
1.斜拉索类型的选择当前国内外斜拉桥采用的斜拉索主要分为平行钢丝索和钢绞线索两种。
综合考虑各种因素,南京二桥斜拉索采用平行钢丝索,其优点是:①耐久性和抗疲劳性能好;②国内有专业化的制索工厂,有较成熟的生产工艺和生产能力,价格较便宜;③冷铸锚在工厂内加工,可以试拉,质量可得到保证;④应用历史长,施工单位施工技术成熟。
2.斜拉索的规格及布置每个索塔上布置空间双索面扇形斜拉索,每个索面20对斜拉索。
全桥共160根,索在梁上的锚固间距,索塔两侧为21.5m,钢箱梁标准段为15m,边跨部分为12.5m和12m。
索在塔上的锚固间距为1.75~2.5m。
南京二桥斜拉索有五种规格,分别为:φ7-139,φ7-163,φ7-199,φ7-241,φ7-265,其中最长的斜拉索长336.7m,重27.02t。
二、斜拉索施工主要设备每个主塔斜拉索施工设备主要包括:QTZl25型机械自升式塔吊一台,25t汽车吊一台,5t卷扬机12台。
8t卷扬机4台,6门滑轮32个,600t张拉千斤顶2台,500t千斤顶2台,120t连续千斤顶2台及油泵4台,600t传感器4台,施工电梯2台,放索船1艘,40t浮吊1艘,以及张拉丝拉杆等。
⼀、引⾔在历,初始的斜拉索曾采⽤铁链、铁连杆来制作拉索,但这种做法,在当今已完全不可取。
现代斜拉索全部使⽤⾼强度钢筋、钢丝或钢绞线制作拉索。
当代斜拉桥对拉索的要求更⾼,⼏乎⼀律使⽤⾼强度的钢丝或钢绞线制作拉索,轧制的粗钢筋已被淘汰。
拉索的防护⼿段,随着材料和⼯艺的进步,也⽇趋简单有效。
经过数⼗年的不断创新和淘汰,⽬前我国常⽤的拉索系统主要有以下两种,⼀种是⽤热挤⾼密度聚⼄烯(PE)防护的平⾏钢丝索配以环氧冷铸墩头锚系统,另⼀种是⽤热挤PE防护的单股绞线组成平⾏的绞线索,两端⽤不同于⼀般预应⼒钢绞线的特殊的夹⽚锥形成群锚系统。
在这两种斜拉索中,我国绝⼤多数斜拉索采⽤的是平⾏钢丝索。
70年代,由前联邦德国Leonhardt教授和瑞⼠的BBR公司研制的HiAm(HighAmplitude)耐⾼应⼒幅锚具问世。
由于这种锚具具有很⾼的抗疲劳能⼒,⽇本在引进了BBR公司的HiAm锚具的同时,进⼀步发展了平⾏钢丝索的⽣产技术,热挤PE防护的平⾏钢丝索就是⾸创于⽇本。
我国在修建东营黄河桥时,⾸次从⽇本进⼝了这种拉索。
在我国的斜拉桥建设中,早期拉索均在施⼯现场⼿⼯制作,经过各⽅位或努⼒,已逐步⾛上了机械化、专业化、⼯⼚化制索的道路。
现在,设计单位只要很畅设计需要,选⽤合适规格型号的拉索和锚具,就可直接到⼯⼚订货。
平⾏钢丝索是将若⼲根钢丝平⾏并拢,同⼼同向作轻度扭绞,扭绞⾓2°~4°,再⽤包带扎紧,最外层直接挤裹PE护套作防护,这种索挠曲性能好,可以盘绕,具备长途运输的条件,宜于在⼯⼚中机械化⽣产。
⽬前平⾏钢丝索普遍使⽤φ5或φ7钢丝制作,要求钢丝的抗拉强度不低于l600MPa.斜拉索防腐问题,从斜拉桥诞⽣起就⼀直是⼈们关注的问题,脱胎于电线技术的热挤PE防护的⽅法⾄今已经历了⼆⼗余年的考验,⾄今还没有发现什么问题。
每⼀根斜拉索,都包括钢索和锚具两⼤部分。
平⾏钢丝索由于可以在⼯⼚内制作并配装锚具,不仅质量得到保证,⽽且极⼤地简化了施⼯现场的⼯作。
南京长江二桥南汊斜拉桥合龙技术
崔冰冯良平唐亮何畏
(中交公路规划设计院)(西南交通大学土木工程学院)
【摘要】南京长江二桥南汊主桥是一座主跨628m,双塔、双索面钢主梁的斜拉桥。
该桥钢箱梁采用菱形吊机吊装,钢箱梁节段长度一般为15m,主跨南北两个悬臂各20个梁段,合龙段长度约6.15m。
该桥合龙时段正值南京的酷暑季节,钢箱梁受日照影响顶板昼夜温差大,而且顶底板温差也较大,加之该桥跨度大,这些都给合龙造成了极大的困难,经过多方面的努力,该桥已于2000年7月9日顺利合龙。
本文主要介绍该桥合龙的技术措施。
【关键词】斜拉桥施工合龙
一、合龙方案构思
本桥合龙主要面临以下一些方面的困难:
(1)钢箱梁顶板昼夜温差达到25℃左右。
(2)顶底板温差大,顶底板温差在日间约为20℃左右。
(3)主跨跨度达628m,温度变化1℃将导致合龙间隙变化约8mm。
(4)合龙时合龙段与20号梁段间隙允许范围小,间隙一般在大于5mm时方可将合龙段吊进,而间隙如果大于20mm
则无法保证快速良好的焊接。
(5)整个合龙工期要求紧,合龙段运到后必须在当夜完成合龙工作。
针对合龙难度大、精度要求高、合龙时间要求紧迫这一系列的问题,我们主要采取了以下一些措施来保证合龙:(1)在南北塔20号斜拉索张拉完成后,于江侧20号梁段设置水箱以模拟合龙段吊装重量,在此基础上调整两侧的高程,在合龙段起吊时逐步放掉水箱内的水。
这样可保护合龙段起吊过程中钢箱梁两个悬臂端的稳定。
(2)在标高调整完成后设置合龙桁架,该桁架两端分别固定在20号梁段腹板外侧,该支架不承受轴向力,仅承受弯矩及剪力。
在采用合龙桁架后,可以保证钢箱梁两个悬臂端变形同步协调。
这样在整个合龙过程中我们仅需要关心合龙间隙的变化。
(3)在标高调整好合龙桁架连接完成后进行24h连续观测,以确定温度变化与合龙间隙的关系。
(4)根据观测结果选择温度变化比较缓和的夜间时段作为合龙时段,并确定合龙段长度。
合龙时段内温度随时间缓慢下降,作业条件好,所以合龙工序是以温度下降为顺序的。
(5)在合龙段顶底板设置合龙段加强件,在合龙段吊进后迅速锁定加强件及合龙桁架,使其承受日出之前由于温度变化而产生的较小的轴向力,以保证合龙段在焊接过程中焊缝间隙不发生变化。
(6)在日出之前完成合龙段的主腹板等刚度较大部位的焊接工作并解除塔下纵向及竖向约束,以避免合龙桁架及加强件承受由于日照温度变化而产生的较大的轴向力。
整个合龙过程如图1所示。
图1 合龙段施工流程图
二、合龙方案实施关键技术
1.合龙桁架及合龙段加强件的设计
合龙桁架位于箱梁竖腹板的外侧,不影响合龙段吊进的位置上。
合龙桁架主要目的是保证南北江侧20号梁段在合龙过程中的变形协调及在合龙段焊接过程中承受部分由温度产生的轴向力。
合龙桁架安装好后要经历数个白天的强烈日照,日照产生很大的体系升温及箱梁顶板升温。
由于竖腹板外侧空间有限,故不可能设置很强大的构件。
为了避免由于升温产生的巨大的轴向力,将该构件与20号梁段的连接在合龙段匹配前设计为不传递轴向力的连接。
根据这种思路,最后设计出来的合龙桁架仅由每侧4根C28b的槽钢组成。
合龙段加强件位于合龙段及20号块顶底板,该加强件通过拼接板采用高强螺栓连接。
其作用是保证合龙段吊进后通过锁定加强件来阻止合龙间隙的进一步变化,以便于合龙段的焊接,加强件需要抵抗夜间温度变化产生的轴向力。
在设计时考虑了三种工况来进行上述合龙辅助构件的计算:①主塔临时约束未解除前,合龙桁架承受日照升温。
日照升温按体系升温20℃、顶板升温50℃考虑。
若该工况合龙桁架与竖腹板固接,则合龙桁架将变得很庞大,而且塔下应力也难以通过;②主塔临时约束未解除前,合龙桁架与合龙段加强件共同承受体系降温8℃,此时合龙桁架承受轴向力。
该工况主要模拟合龙段匹配完成后主腹板焊接完成前的夜间温度变化。
在该工况下合龙间隙变化计算仅为2.6mm,可满足焊接要求;③主塔临时约束解除后,合龙桁架与合龙段加强件承受日照升温。
该工况偏于安全地不考虑合龙段已焊接好的主腹板参与受力。
在合龙过程中,该组合龙辅助构件工作良好,确保了合龙段吊入并在匹配过程中两侧悬臂端变形协同,并保证了在焊接过程中焊缝宽度不会随温度的降低而扩大。
在主塔临时约束解除后,该组辅助构件亦经历了白天日照的考验。
合龙桁架及合龙段加强件安装后的情况见图2。
2.24h连续观测
为了掌握一天内温度变化及合龙间隙变化规律,在合龙前安排了24h的连续观测。
观测频率一般为20:00——8:00为半小时一次,其余时段为一小时一次。
温度测量采用三种手段:①采用温度计测量大气温度;②采用点温计测量钢箱梁温度;③采用埋置于15号梁段的22个温度应力测点测量钢箱梁温度。
合龙间隙测量在钢箱梁上共布置了17个测点以测量顶底板及腹板的合龙间隙,采用了两组人员同步测量。
图2为测量的结果。
通过24h连续观测,我们发现:①钢箱梁顶底板合龙间隙与顶底板温度有着很好的同步关系。
②从 20:00到凌晨 5:00这个时段,温度均处于缓慢下降阶段,每小时温度变化梯度小于2.1℃,而且顶底板温差小于1℃。
在该时段内合龙间隙约减小4.4cm,顶底板间隙差小于5mm,而且均为底板间隙稍大于或等于顶板间隙,这有利于合龙段的吊进。
由于最大可焊间隙可以达到2.5cm,故该选择该时段作为合龙时段内焊缝的最大间隙在4.4/2=2.2cm内,这样,在合龙时段的大部分时间间隙可以满足焊接的要求。
通过上述观测,我们确定20:00为合龙段吊进的时间,并根据该时间合龙间隙并考虑6mm的富余来确定合龙段配切长度。
在实施过程中,合龙段顶板于21:10越过20号梁段的底板,并于22:40完成就位。
并于凌晨5:00前完成了主腹板的焊接工作。
3.塔下临时约束解除
塔下临时约束承受轴向力及竖向拉力,由于无法完全保证全部焊接工作在日照前完成,而合龙段辅助构件无法承受日照产生的强大轴向力,故塔下约束的解除选择在清晨日照前完成。
塔下拉力采用钢绞线来抵抗,在约束解除中要释放掉约600t的竖向拉力,主梁在塔附近将产生近8cm的上挠,为了避免对主梁产生冲击,在解除塔下约束时,在塔附近主梁上采用重载汽车进行了压重,待所有约束解除后再逐次开走压重车辆。
图3为割除钢绞线后的塔下临时约束。
三、几点体会
经过多方面的努力,南京二桥南汊斜拉桥按照预定时间实现了顺利合龙及塔下临时约束的解除。
回顾整个合龙过程,有以下几点体会:
(1)通过在悬臂端采用水箱压重来模拟合龙段重量,可以有较宽裕的时间来调整悬臂端的标高及轴线。
如早在合龙段
起吊后再来调整标高,一是会延误工期,二是一旦遇上有风的天气,合龙段会摆荡而影响标高的测量精度。
(2)合龙桁架的采用可以锁定悬臂端调整好后的标高,避免由于两个悬臂可能的不对称荷载引起的悬臂端标高差。
(3)合龙桁架主要目的是保证悬臂端变形协调,合龙段加强件主要目的是保证合龙间隙。
这两部分构件不需要很强大就可以满足刚度要求。
然而这些构件均无法抵抗在塔下约束解除前日照产生的轴向力,所以在设计该部分构件时采用了约束上及时间上的措施来避免构件直接抵抗日照产生的轴向力是一个良好的途径。
可以避免强大的合龙段辅助构件带来的制作、安装及经济上的问题。