大跨径钢管混凝土拱桥施工新技术研究与应用(35页)

《公路钢管混凝土拱桥设计规范》
JTG/T D6506-2016
四川省交通运输厅公路 规划勘察设计研究院
交通运输部
发展概况
• 钢管拱桥相关国家级工法
工法名称
完成单位
千斤顶斜拉扣挂连续浇 广西路桥工程集团有限 注拱肋混凝土施工工法 公司
工法编号 GJJGF309-2014
工法等级 国家级工法
多跨连续拱桥双索跨缆 广西路桥工程集团有限
50.00
关键施工技术研究与应用
波速/(m·s-1) 波速/(m·s-1)
波速/(m·s-1)
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
10.00
1#管通道2 2#管通道2
20.00
30.00
坐标/m
40.00
工工法
有限公司
GGG（浙）C307220089
GZSJGF01-05-05 TGJGF-05-06-02 YJGF257-2006
GGG(津) C3078-2009
浙江省公路工程工法
国家级工法 铁路部级工法
天津公路工程工法
关键施工技术研究与应用
• 依托工程概
合江长江一桥（波司登大桥）位于四川省泸州市合江县境内。 全桥跨径组合为10×20m（引桥）＋530m（主孔跨径）＋ 4×20m（引桥），主桥为530m跨径钢管混凝土拱桥，为同类型 桥梁“世界第一” 。大桥拱座设计为分离式的钢筋混凝土拱座。 拱肋为变高钢管混凝土桁架结构，拱顶截面高为8m，拱脚截面高 为16m；肋宽4-7m；拱肋中距为28.6m；吊杆和拱上立柱间距为 14.3m；拱肋钢管直径1.3m，壁厚由拱脚处30mm渐变到拱顶的 22mm。拱肋总重约60000kN，共40个吊装节段，吊装节段最重 1980kN。大桥吊杆采用成品平行钢绞线，两端为挤压型锚具。大 桥桥面由钢格子梁、混凝土桥面板、沥青混凝土组成钢—混凝土 组合结构。
关键施工技术研究与应用
• 扣挂体系——总体布置
扣塔位于两岸拱座上，塔距554m，扣塔为钢管混凝土 塔式结构。扣索采用塔顶张拉方式。
关键施工技术研究与应用
• 扣塔及其安装
扣塔位于两岸拱座上，塔高 分别为148.51m（重庆岸）和 134.6m（宜宾岸），塔距为 554m，采用8根Ф660×12（或 16）mm钢管，立柱钢管内灌注 C50混凝土，组成钢管混凝土格 构柱扣塔。扣塔底部桁宽25.46m， 顶部桁宽8.46m，横向宽31.94m。
波速/(m·s-1)
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
1#管通道1 2#管通道1
10.00
20.00
30.00
坐标/m
40.00
（a）17d混凝土龄期
50.00
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
1#管通道1 2#管通道1
0.00
10.00
1#管通道3 2#管通道3
20.00
30.00
坐标/m
40.00
（c）56d混凝土龄期 通道3超声波检测结果对比
50.00
关键施工技术研究与应用
波速/(m·s-1) 波速/(m·s-1)
波速/(m·s-1)
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
5000
4500
4000
3500 3000
（a）17d混凝土龄期
50.00
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
1#管通道2 2#管通道2
10.00
20.00
30.00
坐标/m
40.00
（b）28d混凝土龄期
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
奖励单位及奖励级别
项目名称
第一完成单位
福建省科技进步奖二等奖 钢管混凝土拱桥受力特性研究
福州大学
国家科学技术进步奖二等奖 天津市科技进步奖一等奖 国家科学技术进步奖二等奖 建省科技奖二奖
邕宁邕江大桥SRC拱桥设计与施工技术研究 大跨度下承式钢管混凝土简支拱桥的设计研究 铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究 钢管与钢管混凝土复合拱桥新桥型研究
关键施工技术研究与应用
• 扣塔及其安装
吸收输电铁塔安装的技术，并结合扣塔自身的结构特点 和桥梁施工现有装备，开发了实用的“提升式摇臂组塔技术” 进行扣塔安装。
• 扣塔及其安装
关键施工技术研究与应用
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
模拟合江一桥的拱顶段线形进行两组试验：
1#管通道4 2#管通道4
2500
2000
1500 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
坐标/m
（a）17d混凝土龄期
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
0.00
1#管通道4 2#管通道4
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
• 钢管混凝土拱桥在90年代开始得到了大量的应用和快速的 发展。拱跨也不断突破记录，最大跨径的为2014年建成通 车的530m的四川合江长江一桥大桥（波司登大桥）。
发展概况
• 获得国家或省部级科技进步奖项目
获奖 年度 1998 1998 2000
2005 2005 2006
2007
2008
2008 2009 2014
公司
GJJGF312-2014
国家级工法
钢管混凝土系杆拱桥拱 安徽省路桥工程集团有
肋施工工法
限公司
GGG(皖) C2067-2009
安徽省级工法
预应力砼连续梁桥管道 浙江省交通工程建设集 真空辅助压浆施工工法 团有限公司
2 × 228m 钢 管 混 凝 土 拱 桥拱肋架设工法
中铁一局集团公司
钢拱桥倾斜式钢拱肋施 天津第三市政公路工程
大跨径钢管混凝土拱桥
施工新技术研究与应用
报告人： 广西路桥工程集团有限公司
2016年10月10日
报告内容
1. 发展概况 2.关键施工技术研究与应用
-缆索吊装系统 -扣塔及其安装 -钢管内混凝土灌注工艺研究
3.下一步研究与应用方向
发展概况
• 最早于1930’s － 1940’s出现于前苏联，1990年我国 建成了第一座钢管拱混凝土拱桥——四川旺苍大桥，为主 跨115米的下承式刚架系杆拱。
1#管通道2 2#管通道2
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
坐标/m
（c）56d混凝土龄期
通道2超声波检测结果对比
50.00
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
波速/(m·s-1) 波速/(m·s-1)
波速/(m·s-1)
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——真空辅助泵送管内混凝土
合江长江一桥单根主弦管内混凝土为736m3，每根管分两个 半拱分别灌注，半拱采用三级连续泵送工艺。
关键施工技术研究与应用
广西交通厅
铁道第三勘察 设计院 铁道第二勘察 设计院
福州大学
福建省科技奖二等奖 广西科技术进步二等奖
钢管混凝土哑铃形拱桥受力性能分析与新型截 面应用研究
福州大学
杭州市钱江四桥双索跨大跨度缆索吊装施工技 广 西 路 桥 集 团
术研究
工程有限公司
广西科技术进步二等奖
提篮式钢管混凝土拱桥上部结构施工关键技术 广 西 路 桥 集 团
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
完成灌注试验后，在不同混凝土龄期情况下，对钢管混 凝土进行了超声波检测，
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
波速/(m·s-1)
波速/(m·s-1)
关键施工技术研究与应用
大桥设计图
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——总体布置
采用的双塔三索跨布置形式，缆索吊机的总体布置： 430m （重庆岸锚跨）+554m（工作跨径）+405m（宜宾岸锚跨）；主 索共有2组，单组主索的设计净吊重能力1000kN，单组主索由8根 φ50密封钢丝绳组成；吊塔采用“吊扣合一”的方式，即将吊塔 置于扣塔顶部，吊塔与扣塔通过铰座连接，吊塔为万能杆件拼制。
研究
工程有限公司
广西科学技术特别贡献奖 大跨度拱桥设计与施工技术研究
广西交通厅
国家科技进步二等奖 广西科技术进步一等奖
钢管混凝土拱桥建设成套技术 500m级钢管混凝土拱桥核心技术研究
重庆交通大学
广西路桥集团 工程有限公司
• 国家及地方标准或规范
发展概况
发布日期
标准名称
编号
主编
发布
2011.4.10
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——移动式索鞍
索鞍是安装在塔架顶部横移轨道上用来支承缆索的装置，通 过索鞍横移装置，主索可横移到构件安装位置，施工相当方便。
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——吊塔设计
合江长江大桥的缆索吊机的吊塔为万能杆件拼装的门式结构， 位于扣塔顶部，塔高29.6m（塔铰中心至塔顶索鞍轨道梁高度）， 横桥向宽度46.2m（轨道梁长度），纵桥向宽度4.25m。吊塔除塔 底三角铰、塔顶结构为专用结构外，塔身均采用万能杆件拼装。
坐标/m
（b）28d混凝土龄期
5000 4500
4000 3500
3000 2500 2000 1500
0.00
1#管通道4 2#管通道4
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
坐标/m
（c）56d混凝土龄期
通道4超声波检测结果对比
关键施工技术研究与应用
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
索吊装施工工法
公司
GJJGF325-2014 国家级工法
大跨度提篮拱桥单吊单 广西路桥工程集团有限
扣安装工法
公司
GJJGF343-2014 国家级工法
真空辅助法灌注拱肋钢 广西路桥工程集团有限
管混凝土施工工法
公司
GJJGF316-2014
国家级工法
提升式摇臂抱杆安装塔 广西路桥工程集团有限
架施工工法
（1）常规压力泵送灌注混凝土试验。采用传统的方法， 在正常压力下进行钢管混凝土泵送灌注试验。
（2）真空辅助泵送灌注混凝土方法。将钢管内抽真空至 负压-0.07MPa～ -0.09MPa，在此状态下进行钢管混凝土泵 送灌注试验。
通过以上两种试验结果的对比，验证真空辅助技术对钢管 混凝土泵送灌注质量的影响。
《钢管混凝土拱桥技术规程》
DBJ/T13136-2001
福州大学
福建省住房和 城乡建设厅
2013.11.1
《钢管混凝土拱桥技术规范》
GB 509232013
福州大学
住房和城乡建 设部
2014.11.20
《钢管混凝土拱桥施工技术规程》
DB45/T 1097-2014
广西路桥总公司
广西质量监督 局
2015.8.31
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——拱肋吊装
合江长江一桥位于长江上游，该处河段水流较急，拱肋安装 时正值洪水季节，为此采用了可回转梁式吊具和江面定位船配合 工作的方式解决了该难题。
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——拱肋吊装
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——格子梁吊装
根据不同位置格子梁结构以及拱肋横撑的情况将整个桥 面格子梁划分为5个安装区间，分别采用不同吊装的方式进 行安装。
两试验管灌注的混凝土、混凝土泵机、施工队伍、外部 环境一样，采用真空辅助泵送工艺灌注的2＃拱段较常压灌 注的1#拱段管内混凝土密实程度高得多，尤其是内法兰附近， 显然是因为真空而获得。两者施工工艺有较大差异，但设备、 施工费用增加不多。
真空和常压灌注的管内混凝土均存在随龄期增加超声波 波速降低的现象，混凝土与钢管局部脱粘，这是混凝土收缩 和温度等原因所致，与混凝土灌注工艺无关，但真空较常压 灌注管内混凝土脱粘范围窄，易于复灌满。
10.00
20.00
30.00
坐标/m
40.00
（b）28d混凝土龄期
4500
4000 3500
1#管通道1 2#管通道1
3000
2500
2000
1500 0.00
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 坐标/m
（c）56d混凝土龄期 通道1超声波检测结果对比
0.00
10.00
20.00
30.00
坐标/m
（a）17d混凝土龄期
1#管通道3 2#管通道3
40.00
50.00
5000
4500
4000
3500
3000
2500 2000
1#管通道3 2#管通道3
1500 0.00
10.00
20.00
混凝土龄期
50.00
5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500