大跨径斜拉桥主梁与索塔临时固结关键技术
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37 斜拉桥主梁(悬臂拼装法)施工工艺37.1 适用范围本工艺适用于桥梁工程、斜拉桥钢主梁(钢—混凝土结合梁)采用悬臂拼装、高强螺栓连接或焊接施工工艺。
37.2 施工准备37.2.1 材料要求1 钢箱梁所用钢板、型钢,其质量应符合《桥梁用结构钢》GB/T714等现行国家产品标准的规定。
钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
钢箱梁用进口钢材其质量应符合设计要求和合同规定标准的要求。
钢箱梁用焊接材料(焊条、焊丝、焊剂及气体保护焊所用氢气、二氧化碳气体等)的质量应符合现行国家产品标准的要求。
钢箱梁用涂装材料、连接紧固件和剪力钉等材料应符合设计要求和国家现行标准规定。
2 钢主梁施工所用的吊装体系材料等应符合施工组织设计规定。
3 拉索及其锚具应委托专业单位制作,严格按照国家或部颁的行业标准、规定及设计的特殊要求进行生产,并应进行检查和验收。
在工艺更新或确有必要时,可考虑进行拉索的疲劳性能、静载性能试验。
对高强钢丝拉索,在工厂制作时应按1.2~1.4倍设计索力对拉索进行预张拉检验,合格后方可出厂。
锚具的动、静载性能应与锚具所对应的拉索相匹配。
锚环、锚板、螺母和垫块等主要受力件的半成品在热处理后应进行超声波探伤,探伤合格的方可进入下一道工序。
拉索成品、锚具交货时应提供下列资料:产品质量保证书、产品批号、设计索号及型号、生产日期、数量、长度、重量、产品出厂检验报告及有关数据。
37.2.2 机具设备1 运梁车辆:轴线车、拖车、炮车等。
运梁车辆应根据钢箱梁长度、重量及几何尺寸以及运输线路现况条件选用,其载重能力及技术性能必须满足运输梁板的要求。
2 钢箱梁吊装设备:龙门吊、汽车吊、履带吊、塔吊、桥面吊机、卷扬机等。
3 拉索安装设备:索盘支架、滚筒(滚轮)、导向轮、卷扬机、塔吊等拉索安装设备。
4 检测仪器设备:全站仪、经纬仪、水准仪、传感器、振动频率测力计等。
5 工具:撬杠、扳手、扭矩扳手、钢尺、直尺等。
大跨度现代悬索桥的设计创新与技术进步大跨度现代悬索桥的设计创新与技术进步悬索桥是一种以悬挂在主塔和桥塔之间的悬索为主体的桥梁结构,被广泛应用于现代交通建设中。
随着技术的不断进步,大跨度现代悬索桥的设计创新和技术进步也越来越引人注目。
一、设计创新大跨度现代悬索桥的设计创新包括桥面结构、主塔和桥塔的形式、悬索杆和锚固系统的改进等。
其中,桥面结构是设计的关键之一。
过去,悬索桥多采用钢箱梁桥面结构,但是随着设计技术和施工工艺的不断改进,混凝土斜拉桥的出现成为了一种新的设计形式,被多个国家广泛采用。
混凝土斜拉桥利用混凝土的强度和钢筋的韧性,可以实现更加轻巧和美观的桥梁结构。
主塔和桥塔的形式也是设计创新的一个方向。
针对风压、地震和桥面振动的考虑,主塔和桥塔形式的改进可大大降低整个桥梁的风险系数,提高使用寿命。
此外,还有钢绳锚固和悬索杆的改进也是创新的方向之一。
二、技术进步大跨度现代悬索桥的技术进步涉及多个方面,其中包括结构材料、空气动力学、地震设计、桥梁智能化和建设技术等。
结构材料的进步比较明显。
新型材料的应用可以使悬索桥变得更加轻盈和更节省材料。
高强度材料的使用可以减轻桥梁重量,同时保证足够的强度和刚度,最大限度节约成本和改善施工速度。
空气动力学也是悬索桥技术进步的一部分。
轻微的气流变化、温度变化和气压变化都会对悬索桥产生影响。
为了使悬索桥能够尽可能地减少对风的影响,现代悬索桥采用多种空气动力学技术。
例如,建造隧道或风障可以减小桥梁受到侧风的影响,减少桥面振动。
桥梁智能化是当前技术的一个热点,当然包括悬索桥在内。
如今,悬索桥在建构过程中,采用的也是数字化制造技术,通过相关算法判断桥梁结构在风、地震等情况下的承受能力,在建造过程中进行实时监测,以保证施工质量;在使用过程中,利用监测技术对桥梁的工作状态进行实时监测分析,提前预警和排查缺陷和隐患,实现信息化管理。
建设技术的革新则推动了悬索桥建造工程取得更高的效率与安全性。
斜拉桥施工技术第一节认识斜拉桥斜拉桥是由主梁、拉索和索塔三种构件组成的,见图8.1.1。
图8.1.1 斜拉桥的组成斜拉桥是一种桥面体系以主梁承受轴向力(密索体系)或承受弯矩(稀索体系)为主,支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主的桥梁。
拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支承,使主梁跨径显著减小,从而大大减少了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力,使桥梁的跨越能力显著增大。
与悬索桥相比,斜拉桥不需要笨重的锚固装置,抗风性能又优于悬索桥。
通过调整拉索的预拉力可以调整主梁的内力,使主梁的内力分布更均匀合理。
一、总体布置斜拉桥的总体布置主要解决塔索布置、跨径布置、拉索及主梁的关系、塔高与跨径关系。
1. 孔跨布置现代斜拉桥最典型的跨径布置(图8.1.2)有两种:双塔三跨式和单塔双跨式。
特殊情况下也可以布置成独塔单跨式、双塔单跨式及多塔多跨式。
双塔三跨式是斜拉桥最常见的一种布置方式。
主跨跨径根据通航要求、水文、地形、地质和施工条件确定。
考虑简化设计、方便施工,边跨常设计成相等的对称布置,也可采用不对称布置,边跨和中跨经济跨径之比通常为0.4。
另外,应考虑全桥的刚度、拉索的疲劳度、锚固墩承载能力多种因素。
如:主跨有荷载会增加端锚索的应力,而边跨上有活载时,端锚索应力会减少。
拉索的疲劳强度是边跨与主跨跨径允许比值的判断标准。
当跨径比为0.5 时,可对称悬臂施工到跨中进行合龙;小于0.5 时,一段悬臂是在后锚的情况下施工的。
独塔双跨式是另一种常见的斜拉桥孔跨布置方式之一,通常可采用两跨对称布置或两跨不对称布置。
两跨对称布置,由于一般没有端锚索,不能有效约束塔顶位移,故在受力和变形方面不能充分发挥斜拉桥的优势,而如果用增大桥塔的刚度来减少塔顶变位则不经济。
采用两跨不对称布置则可设置端锚索控制桥塔顶的位移,受力比较合理,采用不对称布置时,要注意悬臂端部的压重和锚固。
图8.1.2 斜拉桥的跨径布置当斜拉桥的边孔设在岸上或浅滩上,边孔高度不大或不影响通航时,在边孔设置辅助墩,可以改善结构的受力状态。
斜拉桥施工方案与技术措施1. 引言斜拉桥是一种具有独特结构形式和优越技术性能的大跨度桥梁,斜拉桥的施工方案和技术措施对于保证斜拉桥的施工质量及安全性至关重要。
本文将对斜拉桥的施工方案与技术措施进行详细介绍。
2. 施工方案斜拉桥的施工方案主要包括临时支撑体系的设计、斜拉索的张拉、桥塔段的制作与安装等内容。
2.1 临时支撑体系的设计在斜拉桥的施工过程中,为了支撑桥梁并保证施工安全,需要设计临时支撑体系。
临时支撑体系的设计应考虑施工阶段的荷载、施工过程中的变形和振动等因素,确保施工期间的桥梁稳定性和安全性。
2.2 斜拉索的张拉斜拉桥的斜拉索是桥梁的核心部件,其张拉过程需要精确控制。
首先,需要确定斜拉索的预张拉力,并根据桥梁设计要求确定张拉力大小;然后,采用专业张拉设备对斜拉索进行张拉,保证张拉力的均匀分布和准确控制。
2.3 桥塔段的制作与安装桥塔是斜拉桥的重要组成部分,其制作和安装对于保证桥梁的稳定性和承载能力至关重要。
桥塔的制作需要根据设计要求进行加工,然后通过适当的吊装设备进行安装,确保桥塔的位置和姿态符合设计要求。
3. 技术措施为了保证斜拉桥的施工质量和安全性,需要采取一系列的技术措施。
本文重点介绍以下几项技术措施。
3.1 质量控制措施斜拉桥的施工过程中需要进行严格的质量控制,包括对材料、构件和施工工艺等方面进行检测和监管。
特别是对于斜拉索的张拉过程,需要保证张拉力的准确控制,避免过大或过小的张拉力对桥梁结构产生不利影响。
3.2 安全防护措施在斜拉桥的施工过程中,需要采取一系列安全防护措施,包括安全网的设置、施工人员的安全培训和行为规范等。
同时,需要合理安排作业流程,确保作业人员的安全。
3.3 施工机械的选择和使用斜拉桥的施工过程需要大量的施工机械,包括吊装设备、张拉设备等。
在选择和使用施工机械时,需要根据具体情况进行合理配置,确保施工过程的高效和安全。
4. 结论斜拉桥的施工方案和技术措施对于保证斜拉桥的施工质量和安全性具有重要作用。
分析大跨径桥梁斜拉桥的施工控制措施摘要:随着施工技术的不断发展,以及施工要求的不断提高,斜拉桥的跨径也逐渐变得越来越大,工程的结构也变得越来越复杂。
在施工过程中,往往存在着很多不确定的因素,这些不确定性,有可能会引发质量风险,必须加以重视,才能够让工程质量得到保证。
基于此,本文对大跨径桥梁斜拉桥的施工控制措施进行了分析。
关键词:大跨径桥梁工程;斜拉桥;施工控制措施;引言施工控制是斜拉桥工程的核心,也是保障工程质量的重要基础条件。
只有加强监管控制,才能避免施工过程中出现的风险问题。
斜拉桥对于地形条件的要求并不高,可以适应一些较为复杂的环境,斜拉桥不仅具备更强的承载力,同时在施工时需要的作业面积也相对更小。
再加上斜拉桥的美观性以及实用性,所以近年来的建设比例越来越高。
一、斜拉桥介绍斜拉桥也叫做斜张桥,斜拉桥主要由4部分组成,分别是索塔、主梁、斜拉索、主桥墩。
使用拉索将主梁直接拉在索塔上面,桥塔主要用于承受压力,这些共同构成了斜拉桥的结构体系。
大跨径斜拉桥相对于其他类型的桥而言,不但建筑造型更为优美,整体建筑造价也相对适中,近年来斜拉桥呈现出的建筑结构也越来越新颖,基于这些独特的优点,斜拉桥广泛受到桥梁设计师和人们的喜爱,市政建设中斜拉桥的建成数量越来越多,不但给人们的出行带来了更大的便利,同时也让城市变得更加美丽。
二、大跨径桥梁斜拉桥的施工控制内容(一)线形控制该工程在施工时,如果没有注意到施工细节,或者是受到一些外部因素的影响,桥梁结构就容易变形,这对于斜拉桥的施工质量影响较大。
要严格控制施工过程中的相关尺寸,减少施工过程中产生的误差,这样才能够保证斜拉桥的施工质量。
(二)应力控制在施工过程中,对于结构应力的变化要随时进行掌握,这样可以将应力参数控制在合理范围内,只有让结构应力能够保持在最佳的状态,才能够让工程质量得到保障。
当应力参数超出规定范围时,要及时进行分析并采取相对应的措施进行解决。
(三)稳定性控制桥梁工程的稳定性,是保障桥梁安全的基础,桥梁的结构越稳定,发生安全事故的概率就会越低。
大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究大跨径双塔双索面钢箱梁斜拉桥施工控制研究摘要:本文以宁波象山港公路大桥主桥钢箱梁斜拉桥为背景,对钢箱梁斜拉桥施工监控的主要过程进行研究,重点从施工张拉力、安装线形计算及施工监测等方面进行剖析,特整理形成本文,以供业内同行共同参考借鉴.关键词:大跨径钢箱梁施工控制工艺要求中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:0引言斜拉桥以其简洁优美的外形及良好的跨越能力而被广泛采用。
近年来, 随着交通量的剧增,桥面宽度及桥梁跨径均呈上升趋势,传统的混凝土斜拉桥已难以满足实用要求,大跨径钢箱梁斜拉桥因此应运而生。
但该类桥的施工控制与以往的混凝土斜拉桥的施工控制存在着较大差异,故而施工控制必须因桥而异, 采取有针对性的措施.国内外学者及工程技术人员对斜拉桥的施工控制进行了许多研究,提出了诸如卡尔曼滤波法、最小二乘误差控制法、无应力状态控制法、自适应控制法等许多实用控制方法[1,2]。
这些方法的实质都是基于对施工反馈数据的误差分析,通过计算和施工手段,对结构的目标状态和施工的实施状态进行控制调整, 达到对施工误差进行控制的目的.施工控制方法必须与各类斜拉桥设计施工的特点相结合, 才能在确保结构安全及施工便捷的前提下,切实可靠地实现控制目标。
目前国内大多数斜拉桥的施工控制文献都是针对混凝土斜拉桥进行的, 其相应的控制方法也是针对混凝土梁的施工特点提出来的, 对于大跨径的焊接钢箱梁斜拉桥施工控制积累的经验还比较少。
虽然预应力混凝土斜拉桥和钢箱梁斜拉桥施工控制的主要内容并无太大差异, 但由于结构自身特点以及施工工艺的不同, 所以在施工监控工作中的侧重点也有所不同.本文以宁波象山港公路大桥主桥钢箱梁斜拉桥为背景,对钢箱梁斜拉桥施工监控的主要过程进行研究.1工程概况宁波象山港公路大桥主桥为双塔双索面五跨连续半漂浮体系斜拉桥,跨径布置为82+262+688+262+82m,如图1所示。
【摘要】朝鸭绿江界河公路大桥为86+229+636+229+86=1266m五跨连续半漂浮体系双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座,纵向设置粘滞阻尼器;辅助墩设置竖向拉压支座,钢箱梁边跨内同时设置压重;过渡墩设置竖向抗压支座和横向抗风支座。
当钢箱梁采用桥面吊机悬臂施工时,为了防止由于施工荷载对桥墩支座产生的不对称弯矩和水平分力而引起的主梁失稳,必须采取临时固结措施,同时对索塔临时固结构造措施进行结构验算,保证纵向抗剪承载力和横向抗压承载力满足要求。
【关键词】斜拉桥钢箱梁临时固结构造技术
1 工程概述
1.1 主梁拼装方案
中朝鸭绿江界河公路大桥为86+229+636+229+86=1266m五跨连续半漂浮体系双塔
双索面钢箱梁斜拉桥。
索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座,纵向设置粘滞阻尼器;
辅助墩设置竖向拉压支座,钢箱梁边跨内同时设置压重;过渡墩设置竖向抗压支座和横向抗
风支座。
主梁为流线型扁平钢箱梁,梁高3.5m(中心线),梁宽33.5m,桥面设2%的双向横
坡。
钢箱梁内设置两道纵腹板,其距离钢箱梁中心线间距为8.8m,钢箱梁横隔板标准间距
为3.2m。
共计87片,由中交一公局海威工程建设有限公司承建1/2主桥及中跨合龙段钢箱
梁架设安装,共计44片。
钢箱梁共分为11类(A~J、E1、E2、E3),大桥主桥钢箱梁总
体施工步骤如下:索塔区01~03(A、B、C)共5个梁段采用墩旁支架施工,最大起吊重
量约262t。
利用浮吊将梁段吊放与支架上,精确定位焊接后,与下横梁临时固结。
阻尼器
连接件在施工过程中作为临时拉索在主梁上的锚固装置。
然后张拉C 梁段拉索,对称拼装
桥面架梁吊机,准备吊装后续梁段。
对于索塔,次边跨和中跨的标准梁段采用桥面吊机双悬臂依次吊装,对称挂设、张拉斜
拉索,直至主梁合龙。
对位于河床较浅的边跨梁段,采用高支架拼装,用浮吊和滑移结合将
梁段起吊滑移到位,然后再利用桥面吊机逐段起吊安装。
1.2 塔梁纵向限位及临时锚固构造
1.2.1 纵向限位构造
根据钢箱梁设计资料,在钢箱梁架设施工过程中,在钢箱梁01号段的索塔塔柱两侧的
设置纵向限位装置,构造见图1~图2。
1.2.2 阻尼器连接构件处的临时锚固构造
塔梁固结的临时拉索可采用标准强度为1670MPa的铰销式吊杆体系,计算长度为9.095米。
临时拉索每个阻尼器连接构件处设置一根,全桥8根计72.76米长,推荐采用PES7-61丝吊杆。
设计建议临时拉索张拉力为150kN。
(如图3)
1.2.3 横向临时固结
为了限制主梁拼装过程中的横桥向位移,对于中方侧索塔,拟在索塔抗风支座两侧设置主梁横向临时固结措施。
横向临时固结的一端通过预埋件与塔柱相连接,另一端与01号钢箱梁段的腹板相连接。
横向临时固结措施在钢箱梁上下游侧对称布置,见图4。
横向临时固结构件为双拼2[40槽钢或双拼2H450×200型钢。
2 计算工况
钢箱梁01节段的钢牛腿主要抵抗主梁拼装施工过程中的纵向不平衡荷载,横向风荷载引起的主梁水平面内转动,以及竖直面内的主梁转动。
横向临时抗风支座抵抗主梁在横向风荷载作用的位移。
对主梁架设的最大双悬臂和最大单悬臂工况进行计算,分析塔梁临时锚固肯能承受的最大内力值。
2.1 最大双悬臂工况
在主梁A12/J12节段悬臂拼装完毕,主梁尚未与辅助墩支架的合龙梁段连接时,主梁处于最大双悬臂状态,悬臂长度为201m,见图5。
2.1.1 最大竖向不平衡力
当钢箱梁A12/J12梁段安装完毕,江测悬臂端单独起吊J13梁段。
桥面吊机重量按实际重量选取,J13号梁段重量乘以动力系数1.20。
2.1.2 横向风荷载的对称加载和不对称加载
(1)对称横向风荷载作用下的产生的水平力;(2)边跨和中跨两侧不平衡横向风荷载作用下,对两侧主梁产生的不平衡力。
根据《公路桥梁抗风设计规范》论文写作、期刊发表QQ:1119336036 (JTG/T
D60-01-2004),对于A类地表,主梁高程(43.875m)风速高度修正系数取K1=1.40。
施工阶段风速重现期按20年考虑,风速重现期系数η=0.88。
施工阶段,主梁高度处的基准风速为VZ=K1V10η=1.40×32.6m/s×0.88= 40.22m/s。
静阵风风速:
=1.24×40.22=49.87 m/s
式中VZ——索塔基准高度处的风速;
CV——静阵风系数,A类地表,加载长度201m,取1.24。
主梁的静风荷载:
式中:
ρ——空气密度(kg/m3),取1.25;
Vg——静阵风风速;
CH——主梁的阻力系数,取1.3;
AH——主梁投影高度。
根据上式计算得到主梁的横桥向静风荷载FH=8.0kN/m。
江测和岸侧主梁的不对称系数取0.5。
加载方式分别见图6、图7。
2.1.3 横向风荷载产生的竖向升举力
横向风荷载对主梁产生的竖向升举力P参照以下公式进行计算:
P=CLS2V2b/1.6
式中CL—升举系数,由规范图表按主梁宽/高比查取,此处取0.35;
V—设计风速,按10年一遇地面10米高处风速换算至主桥高度(此处按40米计)为32.5m/s。
施工阶段风速重现期按20年考虑,风速重现期系数η =0.88。
S—阵风系数,查表可得,岸侧S=1.61,江侧S=0.82;
b—钢箱梁宽度,33.5m。
根据上式计算结果,岸侧升举力P1=33.8kN/m,江测升举力为P2=8.5kN/m。
加载方式见图8。
2.2 最大单悬臂工况
在中跨主梁合龙前,主梁处于最大单悬臂架设状态,中跨最大悬臂长度达313m,见图9。
2.2.1 最大竖向不平衡力
中跨合龙前,合龙段由合龙口两侧桥面吊机同时起吊,当一侧桥面吊机脱钩,合龙段钢箱梁重量由单侧桥面吊机承受。
桥面吊机重量按实际重量选取,合龙段钢箱梁重量乘以动力系数1.20。
2.2.2 横向风荷载
(1)对称横向风荷载作用下的产生的水平力;(2)边跨和中跨两侧不平衡横向风荷载作用下,对两侧主梁产生的不平衡力。
加载方式分别见图10、图11。
3 塔梁临时固结内力计算结果
按照上述最大双悬臂和最大单悬臂的各个工况进行计算,得出主梁与索塔单侧最大锚固力计算结果见表1。
在最大单悬臂架设状态,主梁承受横向对称风荷载时,塔梁锚固结构承受横桥向最大内力为4496kN。
在最大双悬臂架设状态,且江测悬臂端单独起吊J13梁段时,塔梁锚固结构承受纵桥向最大内力为20519kN;承受的扭矩为97639kN*m。
4 塔梁临时固结构造受力验算
4.1 最大纵向力
主梁悬臂拼装过程中,纵向不平衡力主要由钢箱梁01号段的钢牛腿承担。
根据钢箱梁设计图纸,单个钢牛腿的截面面积为A=2×20×1610+2×20×1552=126480mm2。
对于
Q345钢材,抗剪容许应力为[τ]=120MP a,钢箱梁纵向临时固结两个钢牛腿的抗剪承载力为Q=120×126480×2=30355kN>主梁最大纵向不平衡力20519kN。
4.2 最大横向力
主梁悬臂拼装过程中,横向风荷载作用下,塔梁锚固结构承受横桥向最大内力为4496kN。
对于Q235钢材,轴向容许应力为[σ]=140MPa。
单个横向临时固结构件2[40槽
百度文库- 让每个人平等地提升自我
钢的截面面积为A=2×6150=12300mm2,则横向固结的轴向抗压承载力为:
N=140×12300×4=6888kN>最大横向内力4496kN。
5 结语
(1)在以上工况的荷载作用下,主梁和索塔临时固结构造措施的纵向抗剪承载力和横向抗压承载力满足要求。
(2)建议设计根据以上横向内力计算结果,考虑是否需要对横向临时固结接触部位的钢箱梁腹板进行局部加强。
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