绥芬河斜拉桥设计与转体施工

1、绥芬河斜拉桥设计与转体施工刘建红（中铁上海设计院集团有限公司，上海200070）48铁道标准设计 ra ilwa y standard d es ign 2009 (8 )摘要:绥芬河斜拉桥是一座独塔单索面斜拉桥，跨越铁路站 场，孔跨布置2 xioom,采用转体施工方法施工，转体质量为 14 000 i悬臂梁长196 in，介绍该斜拉桥的设计概况、转盘设计 以及转体施工技术。采用单点支承的平板较作为转动支承刑 式，以及采用嵌入式四氟滑板并严格控制转盘施工精度的工 艺，较好地解决了转体质量人的技术难题，成功将绥芬河斜拉 桥实施转体。矢键词:斜拉桥；转盘设计；单点；平狡；转体施工中图分类号:u44

2、8127 文献标识码:a文章编号:100422954 （2009）082）0482）31概述绥芬河市位于黑龙江省东部，牡丹江市东南部，东 而与俄罗斯海滨边疆地区接壤，是我国对俄罗斯、东欧 及日本开展贸易的重要陆路ii岸。新华街西延伸线是 绥芬河市为开发铁路以西地区的一项重要市政建设工 程，东起花园路，向西以高架形式跨越站前路、绥芬河 火车站站场、铁酋路、黑瞎子河、最后跨过黄河路落地 高架桥总长约600 m,其中跨越绥芬河火车站为本工 程主桥，为体现口岸城市建设水平，决定采用斜拉桥设 计方案。主桥桥位处,绥芬河火车站站场共12股道,铁路线 间距小、行车密度大，因此如采用支架现浇尚无临时支 墩立墩

3、位置，如采用悬臂浇筑将对正常铁路运输产生顾 繁的干扰，直接影响口岸贸易。经反复论证，采用转侏 施工的斜拉桥设计方案，确保铁路运输安全、畅通。2主桥设计211主要技术标准道路等级:城市主干道i级设计行车速度:40 km/h荷载等级:城- a级，人群荷载4 kpa桥面组成：双向4车道，并设双侧人行道2 x 210 m212主跨选择与孔跨布置主桥桥位处,绥芬河火车站站场共12股道；另有 基本站台和中间站台各1座，站场总宽约90m,因站收稿日期：20092）336作者简介:刘建红（1971）,男，高级工程师，1993年毕业于西南交通 大学桥梁工程专业。场内无设墩条件，需一跨跨越站场，故确定主跨跨度为

4、100 mo 100 m跨度对于斜拉桥而言采用独塔即可低 此采用100 m +100 m双孔独塔斜拉桥。一方面，对于 独塔，对称跨布置结构受力上是合理的；另一方面，吞 铁路以西这一片开阔地上的高架桥，又一个100m跨 度，更能彰显斜拉桥的气势并与周围环境协调。桥梁 立面见图lo99.999.9图1绥芬河斜拉桥立面（单位:m ）213结构体系由于跨度较小，桥址处地震烈度不大，因此采用独 塔、单索面、平行索、塔梁墩固结体系斜拉桥。塔梁墩 固结也为转体施工创造了有利条件。主梁为混凝土箱 梁，主塔为混凝土箱形塔。主梁索距4190 m,塔索距 21798 m,采用竖琴形式的平行索布置，以增加美感，索 与

5、梁夹角约3（）°,共18对索，塔高6110214桥面路幅布置0125 m （栏杆）+ 2 m （人行道）+7175 m （机动车 道）+ 315 m （拉索布置区）+ 7175 m （机动车道）+2m （a行道）+0125 m （栏杆）=2315 】m215主梁结构及索梁连接主梁横断面为预应力混凝土单箱三室。梁顶宽 2315 m,底宽1115 m,两侧悬臂各长310m,外腹板倾斜。 主梁跨中截面梁顶板、底板及腹板厚均为0125 m,在主 梁与墩固结处梁顶板厚度不变,底板及斜腹板加厚至 014m,直腹板加厚至015 m,主梁横断面见图2。1 1751 175'事i.300 .

6、300 j 575,575, 300 “ 300 j图2主梁横断面（单位：cm）主梁在索、梁连接处设置斜横梁，川室处斜横梁板 厚018 m,两边室厚0125 m,用以传递索力。斜横梁中 间埋设402 mm钢管，斜拉索通过钢管穿过斜横梁,锚固于主梁底面。设纵、横、竖三向预应力体系。216桥塔结构及索塔连接桥塔釆用矩形塔，塔高6110m,其中装饰性塔冠 高610 m,塔高与跨径比为0156。采用单箱单室箱形 截面,顺桥向长510 m,横桥向宽310m,顺桥向壁厚 1120m,横桥向壁厚018m。在塔内顺桥向对称布置三角形斜拉索锚固齿块 并在塔身横截面内设置顺桥向和横桥向的双向预应 力，以抵抗塔身横

7、向框架在斜拉索张力作用下的弯篦 和拉力。217斜拉索及锚具国内斜拉索主要分2种，一种为“钢丝冷铸锚拉 索”，又称成品索；另一种为单根防腐钢绞线组成的耕 锚拉索，又称绞线索。本设计采用成品索，每组斜拉索 依据设汁索力的不同分别由1根pes(fd)7- 211、 223241低应力防腐索体构成，解决外层pe应力过 大短时间开裂的问题，提髙索体的抗腐蚀性能，相应锚具 218桥墩及基础主桥墩(塔墩)选用重力式，墩高1117m,墩身截 面为矩形，纵向k 5 m,横向与梁底同宽，为1115m。 边墩采用三柱式,墩柱为115 m xi m矩形截面，钢筋 混凝土盖梁。根据桥位处地质条件，基础采用钻孔灌注桩，桥

8、塔 处桩长2414 m,桩径210 m,桩数12根,两边墩处桩长 分别为25、1517m,桩径112m,桩数各为6根。219结构分析斜拉桥的荷载由主梁、桥塔和斜拉索分担，结构较 为复杂。分别利用空间及平面程序对桥梁结构进行纵 横向受力计算、结构稳定分析、抗风及抗震检算以及索 梁、索塔连接处局部应力分析等。其中计算的稳定安全 系数为813,满足结构稳定要求;计算的临界颤振风速为 238m/s,远大于按当地最大瞬时风速28m/s及由此算 得的颤振检验风速56 m / s,因此本桥抗风性较好。3水平转盘结构设计311水平转盘结构设计桥梁转体施工方法为数众多,从转动的支撑 点，可分为单点转体施工法和双

9、点转体施工法；从中心 的转盘形式，可分为平板较转体施工法和球较转体施 工法等。目前已建成的万吨级转体桥梁，如比利时 本艾英斜拉桥161、北京五环石景山斜拉桥等平转 施工的桥梁大多采用球钱或环道支撑的单点支撑转体 方法，其施工费用较高，转动的摩擦系数也较大，为此, 在分析国内外釆用的双点和单点转动支承系统的优缺 点的基础上,提出了单点平较的设计构思。为满足重达140 000 kn、悬臂梁长196 m单点平钱 转体施工的需要，将该桥平饺转盘设计为由承重盘、平 衡盘和牵引系统3部分组成，这样使得牵引动力的计 算更趋于精确，中心定位轴的作用更为明确。在承台顶而与主塔墩之间设置水平转钱。转较布 置形式如

10、图3所示，采用4m的平面钢转盘作为屮心 承重盘，上下转盘中心设置300 mm的中心定位轴； 转盘外围设有中心813 m、宽1 in的环形钢板滑道, 作为平衡盘，滑道上设8个钢管混凝土支撑腿(又称 保险支腿);在转盘与平衡盘之间布置8个80 cm x80 cm的混凝土临时支墩作为施工过程中的i ifii时支撑。 为减小转盘的摩擦系数,采用聚四氟乙烯板与不锈钢 板作为转体结构的润滑介质，并将聚四氟乙烯板划分 成484块v12an的小单元进行平均布置，利用安装在 下转盘盘面上的限位钢板进行限位，形成全约束的聚 四氟乙烯滑板。混凝土支墩设计桥轴线钢管混凝土支撐腿 、定位钢心轴加劲板上转盘/xjr,厂一

11、外滑道施桥轴线转体完成后 墩身设计位強7 丿 i) 千斤顶反力朋aa4.157.304.15图3转较设计(单位:m )312水平转盘设计相矢验算(1) 转盘上下混凝土压应力计算。对于v4m转 盘，承压力为140 000 kn的混凝土转盘，取偏压增大系 铁道标准设计 ra ilway standard d esign 2009 (8) 数114进行混凝土压应力检算。(2) 转体施工结构倾覆稳定性计算。影响稳定的 主耍因素是风力，按百年一遇的基本风速所产生的风桥梁辅助冷引索图4辅助牵引构造转体质量/t14 000转盘直径/m410悬肾长度/m跨9810 +9810动摩擦系数静摩01025 5铁路股

12、数般12擦系数线速度/01056转铁形式平钱(m/min)转体角w110角速度/(rad /min)w0101度/(°)轴线偏差7014转体时间/min/mm1303表1绥芬河斜拉桥转体技术参数压与结构自重、预应力荷载、转动惯性力荷载组合下结 构稳定性检算；(3 )转体施工过程中悬臂容许角线加速度和主梁 截面应力计算。主要考虑所容许转动加速度情况下产 生的惯性力与结构自重荷载以及预应力荷载组合后对 主梁截面强度的检算。(4)屮心定位轴抗剪计算。考虑转动力偶的不平 衡力和水平风力作用下屮心定位轴抗剪检算。4水平转体施工技术411水平转体施工的准备(1) 预应力张拉上转盘混凝土牛腿设置预

13、应力，分2次张拉。第1次张拉在混凝土牛腿底模拆除前进行；第2次张拉 在转体施工前进行(预应力管道内不压浆)，转体结束 后拆除。(2) 转体准备砂底模、支墩、临时固结装置等拆除，承台预埋钢 筋及墩身钢筋焊接以及环道表面清理、涂抹润滑油等。(3) 平衡控制整理混凝土浇筑记录，计算混凝土不平衡重及结 构不平衡力矩。梁部施工完成、支架拆除后，在梁下利 用千斤顶进行等力、不等力反顶称重并观测其变 化根据观测数据和理论计算结杲分析确定不平衡 重调整值。(4) 牵引索安装及设备安装调试牵引索锚固端采用p锚固定于混凝土牛腿上；辅 助牵引采用助拉装置代替助推装置，如图4所示。设 备安装调试后，2台连续千斤顶分別

14、按水平、平行、对 称的要求布置于转盘两侧，千斤顶的屮心线与上转盘 外圆相切，中心线高度与上转盘预埋钢绞线的中心线 高度相等。(5) 试转试转时，做好转速的测试工作，同时记录每点动一 次悬臂端所转动水平弦线距离，以供转体初步到位后 进行精确定位提供操作依据。试转过程中，检查转体结构是否平衡稳定，有无就 障，关键受力部位是否产生裂纹。如有异常情况，立即 停止试转，查明原因并采取相应措施整改后，方可继续 试转。(6) 接收墩施工及转盘限位装置在边墩处架设临 时接收墩,并在其上设置梁端限位装置，以防超转。412水平转体施工的实施同步张拉牵引千斤顶，吨位为按动摩阻力计算滋 牵引力(摩阻力系数根据试转结果

15、和理论值综合调整 确定)，达到计算吨位后启动辅助牵引千斤顶直至克 服静摩阻力开始转动，转体示意如图5所示。转体辿 程中对主梁悬臂端控制点的高程、主塔的直尺读数、主 梁轴线处测点的位移等进行实时监测，保证桥梁整体 平衡性、主塔的垂直度、转体线速度的平稳性及主梁轴 线的准确定位。5转体施工实施效果绥芬河斜拉桥于2005年9月27日上午9时18 分开始转体，11吋28分平稳、顺利地完成了转体，成 桥轴线偏差仅为3 mm,桥面高程偏差最大为12 mm , 相关技术参数如表1所示。6结语为减少桥梁施工对铁路正常运输的干扰,绥芬河 斜拉桥在施工过程中採用顺铁路方向预制主梁撚后 水平转体7014°

16、,实现对铁路站场内12条股道和2个 站台的跨越，各项转体技术参数良好。该桥转体施工 与国内外转体施工的区别在于转盘结构概念明确，承 重盘与平衡盘分离，1川氟板全约束的设计构想新颖，所 采用的单点、平钱转体，具有加工运输安装方便、价格 便宜等显著优势，采用的助拉装置代替助推装置，简化 铁道标准设计 ra ilway standard d esign 2009 (8)积 16112m质量 421315 l5773£90420603.530 30 30601001001006030 30图1桥跨布置(单位：m )桥梁高速公路薄壁高墩多跨刚构-连续箱梁合龙施工技术闫利亚(中铁i八局集团第三工

17、程有限公司，河北涿州072750)摘要:结合浦南高速公路c7标延安大桥的箱梁合龙施工情 况,介绍高速公路薄壁高墩多跨刚构-连续箱梁合龙方案设计 及施工技术。对施匚过程屮的各种施工荷载和自然环境的变 化,如温度、梁体的弹性模量等影响因素进行全而分析评价，在 监控高程计算、箱梁轴线偏位控制上都比较精确，合龙精度高, 最人悬臂段箱梁合龙高羞9mm,合龙段混凝土质量优良。尖 键词:公路桥；薄壁高墩；刚构 程续箱梁；合龙；施工中图分类号：u445文献标识码:b文章编号:100422954(2009)083)0512)41工程概况延安大桥是浦南高速公路南平段的重要桥梁，全 长577 m,共1()孔，主桥桥

18、梁孔径布置为1 x60 m + 3 xloom + 1 x60m五孔预应力混凝土连续刚构桥, 采用三角形挂篮进行悬臂浇筑施工。其中3号、8号 墩柱为边跨墩，活动支座，4号7号墩为固结柔性双 肢薄壁墩(桥跨布置见图1),4号墩左幅墩柱为最高 墩(4315 m) 悬浇13个节段,1号节段长215 m, 2号 4号节段每节长3m,5号8号节段每节长315 m 9号13号节段每节长4叫边跨现浇3个节段(15号 17号节段)，14号节段(长2m)为合龙段，分1个斗 跨合龙段、2个次中跨合龙段和2个边跨合龙段，合犬 节段长度均为210m,合龙段沿桥轴线高程均为215收稿日期:20092)430作者简介:闫

19、利亚(1973),女，工程师，1995年毕业于石家庄铁道学 院公路与城市道路匸程专业。了施工工艺。该桥转体施工的成功开创了国内万吨以 上桥梁单点、平饺转体的先例，为今后同类桥梁的建造 提供了十分宝贵的经验。参考文献：lu张联燕，谭邦明，等桥梁转体施工.北京：人民交通出版 社.2003.21陈英杰.桥梁转体施工技术研究与应用j.中国市政工程，2006 (4): 28. 3(13胡瑞海，李继平，等.竖转施工的桂江三桥j.公路,2001 (4):37-4q41彭立志，李德钦，等.佛山东平大桥竖转施工工艺的设计特色j, 公路，2006(3): 139- 145.铁道标准设计 ra ilway standard d esign 2009 (8)大桥上部结构采用单室单箱梁，箱梁顶面宽 12100m,箱宽6125 mo箱梁控制断面梁高为：屮支点 处516m,边跨直