港珠澳大桥CB04标段钢箱梁吊具结构设计及有限元分析

钢箱梁施工过程中横隔板局部稳定分析熊宇微【摘要】港珠澳非通航段钢箱梁施工过程中有局部失稳现象，利用ANSYS有限元软件，采用变形量来验算结构受力和支点的高差反算支点的最大受力两种手段，找出局部失稳原因。

结果表明局部横隔板应力超出屈服强度。

%The non - navigation section of Hong kong -Zhuhai-Macao Bridge have local buckling phenomenon in the process of box girder construction. By using FE software ANSYS and the two methods of the deformation to check structure and Elevation difference of fulcrum to Back calculation the biggest stress of fulcrum to find the reason of local buckling. The results show that Local diaphragm plate stress exceeds the yield strength.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P156-158)【关键词】横隔板;局部稳定;强度【作者】熊宇微【作者单位】重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074【正文语种】中文【中图分类】U445随着科学技术的发展，变形和屈曲问题仍然是桥梁设计者对桥梁设计的重大难题，桥梁设计者往往过多考虑桥梁在运营阶段的变形和屈曲问题，而忽视桥梁在施工阶段的稳定和强度问题，尤其是局部问题更为突出，钢箱梁在临时荷载作用处均易产生局部较大应力,在横隔板强度消弱的人洞处及构件相交处均易发生应力集中使其局部产生较大的应力，使结构局部的应力超过材料的承载力设计值，从而导致桥梁在施工过程中由局部应力应变过大发生失稳，诱发桥整体垮塌的事件。

总第３２０期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２０　２０２３第５期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．５Ｏｃｔ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２３．０５．００８收稿日期：２０２３ ０３ ２４第一作者：苗建宝（１９８７－），男，硕士，高级工程师。

陕西省交通科技项目（２０ １０Ｋ、２０ ０４Ｋ）；山西省自然科学研究面上项目（２０２２０３０２１２２１０２５）；山西省高等学校科技项目（２０２１Ｌ０１０）资助大跨径钢箱梁最大悬臂状态非线性静风稳定性分析苗建宝１　骆佐龙２（１．西安公路研究院有限公司　西安　７１００６５；　２．山西大学电力与建筑学院　太原　０３００００）摘　要　港珠澳大桥跨越崖１３ １气田管线桥施工最大悬臂状态受静风荷载作用可能存在静风失稳问题，影响结构正常施工与安全性。

为解决上述问题，首先采用静力三分力系数法分析该桥最大悬臂状态设计基准风速作用下的静风效应，明确主梁各断面水平、竖向和扭转位移在不同初始风攻角条件下的发展变化规律；其次，对该桥最大悬臂状态不同初始风攻角作用下的非线性静风稳定性进行分析，基于控制断面的风速 扭转角变化曲线明确结构扭转发散临界风速；最后根据非线性静风稳定性分析结果对该桥最大悬臂状态的静风稳定性进行分析评价。

结果表明，在正攻角范围内（０°～５°），主梁横向位移与扭转角最大值分别为－１．４７ｍｍ与０．０２３°，负攻角范围内（－５°～０°），主梁横向位移与扭转角最大值分别为为０．２５ｍｍ与－０．００７°，在不同初始风攻角作用下结构稳定系数介于１．５３～２．５８之间。

不同初始攻角作用下结构的临界风速介于６３～１０９．６ｍ·ｓ－１之间，结构在负攻角范围内的临界风速计算值较正攻角高。

关键词　桥梁工程　港珠澳大桥　最大悬臂状态　静风稳定性　临界风速中图分类号　Ｕ４４２．５＋９　Ｕ４４１ 大跨度连续钢箱梁桥在静风荷载的作用下，可能会发生静风失稳现象［１］。

机场互通主线桥第十二联钢箱梁吊装方案1．工程概况机场互通主线桥第十二联第二跨上跨三围航道通航孔，起点桩号：K74+559，终点桩号：K74+619，主梁采用全焊钢箱梁，钢材采用Q345qC（桥梁专用钢），桥梁全宽40.5m，由相互独立的左、右两幅组成，两幅之间为0.8米的分隔带，每幅标准桥宽19.85m，钢箱梁宽19.65m，其中钢箱部分宽16.85m，两侧悬臂各1.40m。

本跨桥梁位于缓和曲线上，钢箱梁采用单箱四室断面，顶板设置2%的横坡，桥梁中心线处梁高 2.6m，底板水平设置，横坡由腹板高度调节；共设置四个箱室，每个箱室的宽度为4212.5mm，每个箱室顶底板各设置7个U形加劲肋，顶底板的U形加劲肋分别采用8mm，腹板统一采用14mm，顶板采用22mm，底板采用20mm。

共设置两个端横隔板，19个中间横隔板，端横隔板采用22mm厚钢板，中间横隔板12mm厚钢板。

钢箱梁两侧悬臂宽1.40m，根部高70cm，端部高25cm，纵向每1.0m（或1. 5m）设一道悬臂梁，其位置与箱内横隔板、竖直加劲肋位置相对应。

钢箱梁沿路线中心线全长为59.92m，本桥采用全跨整体吊装。

为保证成桥后主梁线型，桥跨设置预拱度。

2．总体施工方案及施工流程2.1总体施工方案钢箱梁委托专业厂家进行加工，加工完成后在加工方码头滑移至运输驳船上，通过海路运输至吊装施工现场。

运输驳船与浮吊在现场泊好位置之后，利用“海升号”3200t浮吊配合吊具将钢箱梁吊至安装位置上方，通过预先安装的导向装置，将钢箱梁安装到位。

2.2总体施工流程图3.具体施工工艺3.1钢箱梁加工钢箱以专业分包的形式委托武船重型工程股份有限公司加工，具体加工工艺及流程另见钢箱梁加工施工方案。

3.2浮吊拖航及钢箱梁的运输长大“海升号”由“长大21”、“妈湾1#”及“妈湾2#”三条拖轮经由海路，拖航至施工现场。

钢箱梁在加工厂装船之后，经海路或内河运输至本合同段施工现场。

港珠澳大桥25600 kN钢塔起吊吊具结构优化分析
丁杨建;阮家顺;黄新明;吴涛;张涛
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】2017(032)004
【摘要】为了保证港珠澳大桥25 600 kN钢塔起吊工况的安全性,采用有限元方法将吊具、连接结构和钢塔进行一体化建模,对吊装过程中结构进行应力计算及强度校核.计算表明,初始设计方案中连接吊耳和钢塔的螺栓群受力不均匀情况严重,个别螺栓拉应力超出许用应力,是结构薄弱点.通过对吊点结构进行局部优化,采取贯穿插入式焊接结构增加连接的可靠性,进行结构优化之后,吊具及螺栓群强度均满足要求,且螺栓群受力不均匀程度明显降低.
【总页数】5页(P69-73)
【作者】丁杨建;阮家顺;黄新明;吴涛;张涛
【作者单位】华中科技大学, 武汉 430074;武船重型工程股份有限公司, 武汉430415;武船重型工程股份有限公司, 武汉 430415;武船重型工程股份有限公司, 武汉 430415;华中科技大学, 武汉 430074
【正文语种】中文
【相关文献】
1.港珠澳大桥九洲航道桥钢塔制作技术优化及创新 [J], 朴泷;周高明;张兴致;吴小兵;马增岗
2.港珠澳大桥九洲航道桥钢塔制作难点分析及对策 [J], 刘志刚;马增岗
3.基于Ansys的港珠澳大桥钢塔吊具设计 [J], 徐家生
4.港珠澳大桥138#钢塔海上翻身吊装技术经济方案 [J], 易大勇[1];梁静涛[1];韩洁[1];钟勇华[2]
5.港珠澳大桥超大钢塔180°横向翻身工艺研究 [J], 丁杨建;阮家顺;向晋华;赵成;张涛
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港珠澳大桥珠海口岸钢结构健康监测方案许锴等摘要：本文针对港珠澳大桥珠海口岸的钢结构，提出了一种综合运用多种监测手段的健康监测方案。

该方案主要包括远程监控系统、现场检测手段和定期检查等三个部分，其中远程监控系统可以实现对钢结构受力、位移等参数的实时监测与报警；现场检测手段包括人工振动监测、温度监测、应变监测等多种手段，可以将不同的监测数据进行整合，提高监测的准确性；定期检查则是对钢结构进行全面的检查与评估，以及必要的维修和加固。

该方案通过综合运用不同的监测手段，可以在保证监测数据准确性的同时，大大提高钢结构的使用寿命。

关键词：钢结构，健康监测，远程监控，现场检测，定期检查引言钢结构是近年来在桥梁、高层建筑等大型工程中广泛应用的一种材料，其具有强度高、刚性好、结构轻巧等优点，在建筑工程中起着至关重要的作用。

然而，随着使用时间的增加，钢结构往往会面临来自多种因素的侵害，例如氧化、腐蚀、疲劳等，这些因素可能会导致钢结构的使用寿命大大缩短，进而影响工程的安全、可靠性和经济性。

因此，为了维护钢结构的健康状况，及时掌握其使用情况，需要进行健康监测，以便及时采取措施对其进行维护和修复。

本文以港珠澳大桥珠海口岸的钢结构为例，提出了一种综合运用多种监测手段的健康监测方案，以保证钢结构的安全、可靠性和经济性，并可为类似钢结构工程提供参考。

1. 远程监控系统远程监控系统是一种基于互联网技术的数据采集与传输系统，可以实现对钢结构受力、位移等参数的实时监测与报警，有利于及时发现和解决钢结构出现的异常情况。

具体实施步骤如下：（1）建立传感器网络在钢结构上布置各种传感器，例如拉力传感器、压力传感器、位移传感器等，用于监测钢结构的受力、变形等参数，并将监测数据传输至远程监测中心。

（2）建立监控系统在远程监控中心建立数据采集与传输系统，可以通过互联网技术将各种传感器采集的数据传输至监控中心，并进行实时处理和分析。

在监控中心建立报警系统，可以通过数据分析程序实时判断钢结构的受力状态，当设定的阈值被触发时，及时发出报警信号，以便采取相应的措施。

港珠澳大桥结构形式及关键工程技术分析赵能洪摘要：随着如今交通流量剧增，道路也在的不断完善及更新，其中道路中的桥梁工程设计是道路中难度比较大的工程，特别是跨长比较大的工程。

如今，随着技术水平的提高，道桥设计的质量也在不断的提高和优化。

而本文则将介绍一个新的奇迹——港珠澳大桥。

港珠澳大桥是连接香港、澳门、珠海这三座城市。

大桥的建成，促进了三座城市的经济繁荣及发展。

本文将从主要对港珠澳大桥的结构形式以及其工程所使用的一些关键技术进行分析。

关键词：港珠澳大桥；桥梁工程；施工技术1 绪论港珠澳大桥是中国以及全世界历史最长的一座桥梁工程，全长55公里，车辆设计速度为100km/h的双向六车道高速公路，花费1269亿元左右。

其分别设计了桥梁和海底隧道两大工程。

建造这座大桥大约花了8年的时间，花费大约1269亿元，该桥连接着香港，珠海，澳门这三个经济发展发达地区，成为连接这三个地区的重要通道。

2017年年底通车后，开车从香港到珠海由三个小时可以缩减成半个小时左右。

本文主要对青州航道桥、江海直达船航道桥、九洲航道桥、非通航桥以及珠澳口岸连接桥分析其结构设计及技术。

同时，港珠澳大桥的建立，进一步推动了这三个地区的经济快速发展，同时也代表着中国在桥梁设计领域上又进一步得到快速的提高。

2 港珠澳大桥工程结构形式分析由于该工程是一个大型的工程施工，所以其施工都是严格按照更高的标准、更高的要求去施工，设计使用的年限达到120年。

港珠澳大桥的工程施工达到了标准化、工厂化、大型化、装配化的施工特点。

港珠澳大桥的建造完工，成为了世界跨海通道之最，成为一个地标性建筑物。

港珠澳大桥主桥路段为香港新界的西北部散石湾的附近，然后该桥接香港的口岸，往外沿伸出去，然后经过了珠江口铜鼓、伶仃西、青州、九州等地方，紧接着连接珠海市的拱北湾，最后到珠海澳门口岸人工岛为止。

香港与珠海的线性走向为先从大屿山的石湾然后分别途经沙螺湾的水道至赤鱲角岛屿南部，观景山等，澳门与珠海的线性走向先从珠澳人工岛开始，经过经友谊圆形地至填海新区。

附件1CB04标江海直达船航道桥钢箱梁小节段安装首件工艺总结会会议纪要2016年4月27日下午15:00，桥梁工程SB03标总监办组织召开了“CB04标江海直达船航道桥钢箱梁小节段安装首件工艺总结会”，会议由SB03标总监办副总监冯浩主持。

参加会议的单位有港珠澳大桥管理局、主体工程设计及施工咨询项目部、桥梁施工图设计（DB01标）项目总经理部、桥梁工程SB02标总监办、桥梁工程CB04、CB02标项目经理部、桥梁工程CB04-JK项目部（与会人员详见会议签到表）。

CB04标项目部汇报了江海直达船航道桥钢箱梁小节段安装首件工艺总结，CB04-JK项目部汇报江海直达船航道桥钢箱梁小节段安装监控工作，SB03标总监办发表对江海直达船航道桥钢箱梁小节段安装首件工艺评价意见。

各与会单位对首件钢箱梁小节段安装工程进行评价，形成如下会议纪要：1、CB04标承包人首件工艺总结中缺少正常工效分析应补充完善，以指导后续施工。

2、140#钢塔桥面吊机安全准入手续滞后，经总监办多次催促，到4月16日晚，承包人才向总监办提供了桥面吊机检验报告（原件）等材料，4月19日才报送桥面吊机安全准入报审表，已经影响到了钢箱梁吊装工作的正常开展及施工安全。

请承包人引以为戒，重视特种设备安全准入工作，后续按照相关法律法规及标准要求，加强桥面吊机安全管理，定期检查维护。

3、要求承包人在后续梁段吊装前加强对桥面吊机自检工作，避免出现桥面吊机臂架上作业平台影响（阻碍）钢丝绳正常工作现象，而造成钢丝绳损伤影响吊装安全。

4、桥面吊机部分后锚点连接螺栓外漏丝扣不足，承包人必须按照规范要求进行更换。

5、要求承包人加强对钢箱梁出厂前验收工作，避免出现吊耳安装精度不够、吊耳偏斜、临时匹配销轴过粗无法穿入等问题。

6、要求承包人在小节段钢箱梁吊装定位过程中，采用手拉葫芦调梁时严禁将手拉葫芦固定在桥面吊机前支腿上。

7、要求承包人加强施工现场梁面临边防护及塔内、斜拉索梁内锚固端高处作业防坠落措施，加强现场人员安全教育，提高现场人员安全意识。

港珠澳大桥江海直达船航道桥钢箱梁吊装工艺江海直达船航道桥主桥全长994m，桥型为110+129+258+258+129+110m独柱型三塔整幅钢箱梁斜拉桥，斜拉索采用空间扇形布置，单索面；主梁采用流线型扁平钢箱梁，钢箱梁全宽38.8m，中心线处高度4.58m，设2.5%的双向横坡。

江海直达船航道桥钢箱梁共划分为75个梁段，设15种类型，其中边跨整体吊装段总长143.36米，重约3315T；标准节段梁段长15米，重约322.2T；单节最重梁段为325.6T；合拢段长8.6米，重约179.2T。

江海直达船航道桥（即通航孔主桥）钢箱梁原设计分为54 段小节段钢箱梁，浮吊安装14 段（边跨整体段2 段，索塔处12 段），桥面吊机安装40 节段。

由于小节段钢箱梁吊装施工工期长，节段间接缝多，海上现场焊接工作量大，施工质量控制难度加大，斜拉索索力调整困难，成桥前整体抗风稳定性问题比较突出，为加快施工速度，降低施工安全风险，提高功效，保证钢箱梁制作、安装质量，积极响应港珠澳大桥“大型化、工厂化、标准化及装配化”的建设理念，江海直达船航道桥钢箱梁施工采用在加工厂内大块制作、大型驳船水运到施工现场、大型浮吊大节段吊装方案。

钢箱梁吊装施工工艺流程图1、临时支架施工1.1、临时支架的设计概况钢箱梁吊装临时支架分两种：跨中钢管支架和近塔钢管支架。

其中水中钢管支架形式为支承护筒采用12 条直径1.2m，厚度12mm 的螺旋钢管，横桥向布置4 排，每排间距为5m，纵桥向布置3 排，每排间距为5m，横联及斜撑采用直径为0.426m，厚度为6mm 的螺旋钢管，横联间间距为8.5m，最底层横联设计标高为+0.5m，每个框架间均设斜撑杆，支撑钢管上面采用3I56 工字钢，再在其上铺设5I56 工字钢作分配梁。

近塔支架横桥向4 条直径0.82m，厚度10mm 的螺旋钢管，间距布置为6m、7m、6m，远塔横桥向设置7 条直径1.0m，厚度12mm 的螺旋钢管，间距布置为3m、3m、3.5m、3.5m、3m、3m，顺桥向间距布置为6.5m、11m、6.5m，沿承台中心线对称布置，整个支架设置四层横联，横联间距为5m~5.5m，支撑钢管上面采用3I56 工字钢。

港珠澳大桥青州航道桥钢箱梁施工关键技术摘要：港珠澳大桥青州航道桥为主跨４５８m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主梁采用扁平流线型钢箱梁。

有索区钢箱梁采用悬臂拼装方案施工，无索区钢箱梁采用整体吊装方案施工。

塔区大节段钢箱梁（０号和１号）采用２２００t浮吊整体吊装，吊装就位后，采用４台三向千斤顶精确调整其平面位置和高程。

塔梁结合部２号梁段采用不平衡吊装工艺施工，针对不平衡吊装产生的弯矩，从纵向、横向及竖向进行塔梁临时固结，并采用“临时配重块＋临时支撑＋竖向固结拉索索力调整”的方案控制钢箱梁线形；塔梁结合部２号梁段安装后，采用桥面吊机悬臂对称吊装标准梁段，在标准梁段对称吊装过程中采取相应的线形误差控制措施，成桥后主梁最大高程误差－４５mm，满足规范要求。

关键词：斜拉桥；钢箱梁；不平衡吊装工艺；弯矩平衡；线形控制；施工技术；桥梁施工1工程概况港珠澳大桥青州航道桥为（１１０＋２３６＋４５８＋２３６＋１１０）m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥（图１），桥面宽４１．８m，采用半飘浮体系。

该桥设计速度为100km ／h，双向６车道，设计使用寿命为１２０年，地震设防标准为７度。

桥塔采用横向H形钢筋混凝土框架结构（高１６３m），桥塔塔柱上联结系采用“中国结”造型剪刀撑。

该桥中跨和次边跨设置斜拉索、边跨不设斜拉索，设置了２个辅助墩。

在桥塔处设置竖向球型钢支座、横向支座和纵向阻尼装置；在辅助墩处设置竖向双向球型钢支座和横、纵向阻尼装置在过渡墩处设置竖向球型支座和纵向阻尼装置。

该桥主梁采用带风嘴的扁平流线型钢箱梁，钢箱梁顶宽３３．８m（不计风嘴）、底板宽２１．２m，梁高４．５m，风嘴长２．６m，箱梁内设置２道实腹式中腹板（间距１８m）。

根据该桥钢箱梁构造，钢箱梁划分为１９种类型（类型编号为A～S）、８５节梁段。

塔梁固结部位为０号梁段；由桥塔往中跨依次划分为Z１～Z１５号梁段；由桥塔往边跨依次划分为B１～B２５号梁段；在次边跨跨中、中跨跨中共设３个合龙段［１０］，见表１。