独塔双索面双层斜拉桥

1、天津第六市政公路工程有限公司天津第六市政公路工程有限公司薛长迁薛长迁2014年年5月月拉索加劲梁桥塔 新世纪大桥两侧长堤间距约1200m，主河槽宽度约260m，桥宽约40m，桥梁全长约800m（其中主桥钢箱梁200m，引桥现浇预应力连续箱梁每侧各300m）。第二部分第二部分 新世纪大桥施工实例新世纪大桥施工实例一、新世纪大桥概述 新世纪大桥由主桥及两侧引桥两部分组成，主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥，跨径布置为100m+100m=200m，塔高80m。全桥跨径布置：引桥（1030m）+主桥（100m+100m）+引桥（1030m）=800m。根据桥梁结构形式的变化，引桥断面采用左、右分幅设置，主桥

2、则为整体单幅设置。 主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥，跨径布置为100m+100m=200m，塔高80m。主梁为钢箱梁，梁高2.5m，主塔为钢塔。 桥塔外形图桥塔外形图二、施工顺序 主塔下部结构、钢箱梁预拼装、拖拉平台搭设-桥塔搭设至1/3高度、第12轴至11轴钢梁拖拉就位-桥塔支撑搭设-桥塔组装到顶、主梁安装焊接完毕-挂索-体系转换-拆除支架-桥面铺装。 引桥结构基本与主桥结构同步施工，仅靠近主桥西侧10轴40m长箱梁在主桥完成后施工。（一）主桥下部结构与钢桥支撑体系同时施工（二）主桥1/3高度钢塔与12轴至11轴钢箱梁同时施工（三）桥塔组装到顶、主梁安装焊接完毕1、桩基施工 主桥桩基础采用1.

3、8米直径钻孔灌注桩，拟投入2台旋挖钻机，先期利用30工作日内时间内完成主塔区域48根桩的施工，再由中间至两边依次完成主桥边墩基础。 （一）主桥施工三、施工方法2、承台施工 主塔承台拟采用单层钢板桩围堰、架设承台支撑模板结构体系。 承台采用分层连续浇筑，施工过程中采用劲性骨架做好塔脚预埋，确保其定位准确。 主塔承台高4.5米，顺桥向长22.5米，横桥向长55.5米，浇筑方量达4700多立方。 承台大体积混凝土防裂措施: 3、在混凝土中预埋直径为40mm冷却水管降温 。水平间1000mm，上下间1000mm。布置3层。 4、对承台进行分层测温，测温孔均匀分布于基础平面，并同时测定环境温度，直至温度

4、稳定为止。根据温度变化采取相应措施。1、采用水化热比较低的水泥，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。2、采选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土。承台内冷却管布置图3、主塔塔脚 塔脚施工分两步进行，第一步施工至承台顶部1米，第二步施工至塔座上2米，做好塔脚精确定位后进行外包混凝土施工。柱脚内塔柱安装立面图柱脚内塔柱安装平面图4、钢构件加工运输 本工程钢构件均在指定钢结构工厂内生产半成品，本工程钢构件均在指定钢结构工厂内生产半成品，运输至现场预拼装后实施安装焊接。运输至现场预拼装后实施安装焊接。 根据全桥具体的结构形式，将节段划分成若干单元，并根据单元的类型设置不同

5、的组装与焊接胎架进行单元制造。在面板单元中，为减少单元件焊接变形，在焊接胎架制造时根据焊接变形的在焊接胎架制造时根据焊接变形的方向预设了反变形数值方向预设了反变形数值。在焊接工艺上大量采用了药芯焊丝CO2气体保护自动焊。板单元按不同的编号进行分类存放。a、板加工 钢箱梁立体单元制造主要完成腹板与面（底）板组合焊缝以及内部横向加劲肋连接焊缝的焊接、箱梁立体单元端口修整、临时连接件的安装工作。 总装胎架 安放底板 组焊腹板单元 组装立板单元 组焊面板单元b b、钢箱梁立体焊接钢箱梁立体焊接 经检验合格并做好标记后钢板即可以用抛丸机进行表面抛丸处理，处理等级必须达到标准规定中的Sa2.5级，并进行检

6、验。 本工程需在现场硬化一块场地，以便在现场设置整板抛丸设备和数控切割设备。 钢板表面处理后在8小时内即涂装底漆，涂饰底漆之前必须将抛丸处理后的钢板表面吹扫干净。每道漆膜厚度须达到2025um。c c、钢板的预处理钢板的预处理d d、涂装底漆涂装底漆（1）板面平整度的控制。在焊接前，将切割下料的板件校平，使板料的不平度控制在1.5mm/m以下。 （2）焊缝坡口型式及尺寸 。在保证焊缝熔透，焊缝与母材等强度的原则下，采用“X”形坡口，焊缝坡口角度选为40度。 （3）预热。为了减少焊接应力，加速氢的扩散，避免产生淬硬组织，防止焊接冷裂纹，焊前进行预热处理。预热方法采用平板式低电压高温电加热器。 e

7、 e、厚板焊接质量保证措施厚板焊接质量保证措施（4）层间温度控制。焊缝层间隔温度应控制在110120 之间，当层间温度大于200 时，待温度降低后，再继续施焊。（5）焊后处理 。焊后立即用石棉布盖住焊缝,采取保温措施，使其冷却速度均匀。特殊情况时，将焊件（局部）加热到250 并保温一段时间，促使氢的逸出，降低氢致裂纹的敏感性。（6）多层焊施焊过程中每焊完一道，必须将熔渣清除干净，并将焊缝及附近母材清扫干净，再焊下一道。已完工焊缝亦应按上述要求清理。 针对低合金结构钢厚板焊接，采用焊前预热，层间温度控制，焊后热处理等工艺措施，达到控制焊接撕裂缺陷的目的。预热的方法采用电热板和火焰加热焊接过程中，

8、严格按照焊接工艺控制每一道焊缝的电流、电压及焊接速度。按照工艺评定中试板制作参数控制焊接过程中每一道焊缝的温度。对于厚板特殊接头形式在焊接过程中进行焊接处理。焊后马上进行后热保温处理，以防止裂缝及延迟裂纹的产生。g g、钢结构焊接应力消除钢结构焊接应力消除（1）主梁分段 主桥顺桥向共总体划分27个结构段， 40m宽钢桥横桥向在桥中间避开第三道纵肋进行拆分，每段长7m，单元半成品尺寸为7x18m、7x22m每段钢箱梁在在预拼装平台上焊接。钢箱梁总重4200t。 5 5、钢箱梁安装、钢箱梁安装第 1段第 2段第 3段第 4段第 5段第 6段第 7段第 8段第 9段第 10段 第 11段第 12段

9、第 13段第 14段第 15段第 16段 第 17段 第 18段 第 19段 第 20段 第 21段 第 22段 第 23段 第 24段第 25段 第 26段第 27段1012单 幅 段 分 割 线钢 箱 梁 分 段 示 意 图11临时平台及桥面系横断图滑动装置分配梁I32a工字钢6 4 式军用梁(双拼)8.5m10.6m8.5m42.6纵肋10.6m双拼I36#工字钢河床下1m600mm*10mm 承载钢管桩7000 x3000 x1000基础111剪刀撑20#槽钢444444884847 0 0 0 x 3 0 0 0 x 1 0 0 0 基 础河 床剪 刀 撑 2 0 # 槽 钢1 5

10、0 0 x 1 5 0 0 x 1 0 0 0 基 础拖 拉 平 台 及 桥 面 系 纵 断 图1 钢箱梁安装支架采用600*10mm钢管布置，钢管不插入地面，每四根为一组，钢管横向净间距为1m，纵向净间距为3.4m，组间距7.4m。支撑在施工完成的条形基础上，经地基承载力计算，基础截面尺寸为7000 x3000 x1000mm，基础顶面与埋于河床顶面下1m。上部受力平台由双拼36#工字钢承重横梁、纵向采用双拼64式军便梁作为承载纵梁，承载纵梁上设置间距为1m的单拼32#工字钢作为分配横梁，分配横梁上为纵向轨道，组成上部受力平台。工字钢与军便梁之间通过框式门形卡固定，同时相邻军便梁之间用剪刀撑

11、进行加强。拖拉施工场地布置图80601012200钢梁拼装焊接区拖梁滑道支撑平台设计桥梁中心线钢箱梁纵肋钢箱梁安装施工与主塔施工同步进行，根据施工总体安排在主塔施工阶段需设置顺桥向和横桥向的钢支架（详见主塔施工方案），提出两种施工顺序：1、由10轴向12轴依次安装钢箱梁根据总体施工进度安排在2014年5月底即可完成100m箱梁施工，主塔于2014年6月施工至1/3处即需要搭设钢支架，影响后续11轴12轴钢箱梁拖拉施工，需重新调整钢箱梁拼装焊接作业区，不满足精细化施工要求。2、由12轴向10段依次安装钢箱梁根据上述计划安排，在施工完成12轴11轴钢箱梁后主塔仍处于下部结构施工阶段，暂不存在搭设钢

12、支架的情况，同样不存在作业区二次倒运的问题，故通过经济效果比较选择该方案。 拖拉顺序示意图分段拖拉工序图7m钢梁钢梁钢梁拖拉前进方向钢梁陆续成桥方向1012设计桥梁中心线在拼装钢梁50m初始定位控制线设计纵梁定位线定位线边控制线在拼装钢梁钢梁拼装场42.6m钢箱梁预拼装入位示意图（7）拖拉安装 在主桥12轴外侧设两台卷扬机实施拖拉施工，依次由12轴向10轴施工。钢箱梁拖拉段道木垛(单层)滑轮组架承台卷扬机拖拉立面示意图32#工字钢斜撑导向滑轮1导向滑轮2滑轮组滑轮组与桥面连接绳(双头)卷扬机1.2m灌注桩钢管支撑主纵梁双拼军便梁横梁双拼I36钢箱梁纵梁中心线20005005002000纵梁中心

13、线滑轮组导向滑轮导向滑轮导向滑轮道木平台钢架拖拉钢丝绳锚固钢丝绳双拼工字钢钢板=20锚点卷扬机拖拉法平面图卷扬机卷扬机平台板反力架筋板反力架边纵梁楔型导向滑块示意图镶不锈钢板的木楔镶四氟板的木楔外侧筋板拖拉方向钢桥面系楔形导向滑板工作平面图双拼分配梁钢板反力架镶不锈钢板的木楔镶四氟板的木楔方木说明:1、导向滑板每6米设置一对位于边纵梁两侧。2、钢板反力架与双拼工字钢焊接。（9）合龙段安装：合龙段设在10号墩最边段。安装合龙段前，实地监控测量工作的客观条件：温度、湿度。根据实测距离对合龙段进行端口配切。配切时的温度、湿度应与测量时的一致。安装合龙段至桥位位置，保证其两侧端口与相邻梁段对应。安装时

14、的温度、湿度应与测量及配切时的一致。（1）主塔分段 拟采用450T履带吊进行吊装。 并根据吊具的起重性能进行合理的分段，共划分17个结构段。 为保证结构稳定，并方便后续施工段对接，首段划分长度适当调大，划分至塔脚以上2米位置。布索区以拉索位置作为段落划分依据，避开拉锁锚固位置，每一至两道拉索独立成段。 施工段划分长度控制指标以根据吊车相应起重高度的起重性能为依据。吊车提升高度每增加十五米，设定相应阶段的最大控制起重力，共设有6个阶段，从下自上控制最大起重力为110T、100T、80T、60T、50T、40T6、主塔安装施工段1施工段2施工段3施工段7施工段4施工段5施工段6施工段8施工段9施工

15、段10施工段11施工段12施工段13施工段14施工段15施工段16施工段17（2） 主塔支架 支架采用支架采用600600* *1010钢管钢管构成，横向构成，横向布置布置9 9道，纵道，纵向布置向布置4 4道。道。支架随塔的支架随塔的安装分阶增安装分阶增高，。高，。 在钢塔安在钢塔安装期间，为确装期间，为确保塔的稳定性保塔的稳定性设置上中下三设置上中下三道横向连接。道横向连接。材料采用材料采用600*10钢管。钢管。 在钢塔外侧设置两台在钢塔外侧设置两台25T25T塔吊满足支架搭设及后续索塔吊满足支架搭设及后续索具安装等其他工作需要。具安装等其他工作需要。 （3） 主塔定位安装设置主塔预拼装

16、区，搭设施工平台对主塔预拼装。（4）塔柱吊装前准备A、在已安装完成钢塔节段内侧的对边分别安装一个手拉葫芦，已对待安装相邻节段进行粗调。B、在待安装节段同一边塔柱内侧焊接等标高的挂钩。C、在每节钢塔节段吊装前焊接定位角钢并安装微调丝杆。D、在每节钢塔内侧安装照明设备，以满足钢塔内部焊接要求。E、预拼装完成后已在相邻钢塔四边中心位置划定对位线。塔柱定位装置立面图塔柱定位装置立面图塔柱点位装置平面图塔柱点位装置平面图吊装导向示意图吊装导向示意图钢塔安装图钢塔安装图（7）主塔焊接 a a、由于钢塔高度为、由于钢塔高度为8080米，安装时焊接为高空焊接，空中风力较大，米，安装时焊接为高空焊接，空中风力较

17、大，而且钢塔现场焊接采用的而且钢塔现场焊接采用的COCO2 2气体保护焊，风是影响焊接质量的最不利因气体保护焊，风是影响焊接质量的最不利因素，为此设计了两套适合钢塔外形的防风棚，这样既保证了焊接质量，素，为此设计了两套适合钢塔外形的防风棚，这样既保证了焊接质量，又可作为安装焊接的工作平台。又可作为安装焊接的工作平台。b b、环口焊接、环口焊接 挂好吊装钢丝绳和缆绳，起重指挥主吊车起吊，构件起吊挂好吊装钢丝绳和缆绳，起重指挥主吊车起吊，构件起吊20cm20cm后后停止动作，检查索具、履带及地面情况，确认无异常现象后继续起高，停止动作，检查索具、履带及地面情况，确认无异常现象后继续起高，起重机操作

18、手与起重指挥要密切配合，随时调整速度，避免与臂杆和起重机操作手与起重指挥要密切配合，随时调整速度，避免与臂杆和其它物件相碰。当超过安装高度其它物件相碰。当超过安装高度1m1m时，吊车旋转到就位位置，看好就时，吊车旋转到就位位置，看好就位标记后缓慢对口就位，完成吊装。位标记后缓慢对口就位，完成吊装。 焊接对口后，要求全部满焊，才可摘钩，避免由于重量力造成塔焊接对口后，要求全部满焊，才可摘钩，避免由于重量力造成塔拱变形。拱变形。 7、索具安装，体系转换。 待主塔及钢桥面安装焊接完毕，采用现场两台25t塔吊进行挂索施工。先安装并同步分级张拉上下游1号斜拉索。至达到设计要求的分级张拉预应力后安装并同步分级张拉上下游2号斜拉索，依次进行张拉施工。待上下游12号索张拉至设计要求后拆除主梁及主塔支架，实现体系转换。（二）引桥施工1、基础及下部结构施工 引桥桩基也采用1.2m直径灌注桩，施工方法同主桥，待主桥桩基施工结束后，由桥中向两侧同时施工。 引桥承台采用放坡开挖。基坑开挖边坡顶设置挡水圈，坡面视土质情况按1：11.15放坡，确保边坡稳定。 引桥桥墩为“Y”型，采用定型钢模板分两次浇